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学术堂整理了十五个关于煤炭行业的论文题目,供大家参考: 煤炭行业循环经济发展理论及应用研究 煤炭行业实施"走出去"战略的思考与建议 山西煤炭行业资源整合的实践与对策 我国煤炭行业尘肺病现状分析及防治对策 中国煤炭行业市场结构与经济绩效实证研究 我国煤炭行业粉尘浓度监测技术的现状及发展趋势 我国煤炭行业上市公司社会责任会计信息披露分析 煤炭行业应用型本科教育核心教材:井巷设计与施工技术 煤炭行业如何走循环经济之路 煤炭行业防治水技术取得突破 国内煤炭行业发展趋势分析 煤炭行业职业危害分析与控制技术 谈煤炭行业人才队伍现状及对策 煤炭行业预警指标体系的基本框架结构 山西煤炭行业资源整合兼并探讨
学术堂整理了十五个关于煤炭行业的论文题目,供大家参考: 煤炭行业循环经济发展理论及应用研究 煤炭行业实施"走出去"战略的思考与建议 山西煤炭行业资源整合的实践与对策 我国煤炭行业尘肺病现状分析及防治对策 中国煤炭行业市场结构与经济绩效实证研究 我国煤炭行业粉尘浓度监测技术的现状及发展趋势 我国煤炭行业上市公司社会责任会计信息披露分析 煤炭行业应用型本科教育核心教材:井巷设计与施工技术 煤炭行业如何走循环经济之路 煤炭行业防治水技术取得突破 国内煤炭行业发展趋势分析 煤炭行业职业危害分析与控制技术 谈煤炭行业人才队伍现状及对策 煤炭行业预警指标体系的基本框架结构 山西煤炭行业资源整合兼并探讨
写它的坏
一、井下局部通风机 目前,我国煤矿用局部通风机生产企业90家,主要分布在重庆、山东、山西、河南、江苏、湖南、江西等19个省(区、市)。技术力量、设备条件、管理水平、执行标准状况和经营思路各不相同,产品质量、技术性能差异较大。产品质量、性能指标和技术水平不容乐观。JBT、YBT系列单级轴流式局部通风机是我国20世纪50、60年代引进前苏联的产品,体积小、价格低,但噪音大,全压效率低,风压偏低。其全压效率约60%~73%左右,噪声103~111dB(A),有的甚至达到l27dB(A)。风机效率低,造成了能源的严重浪费。噪声主要集中在中、高频率范围,刺耳的尖叫声严重影响了工人的正常作业和身心健康,并且掩盖了一定距离内行车声、机械运转声和信号电铃声,易引起伤亡事故。 近两年,个别企业与高校或科研院所合作,对YBT产品进行了技术改造,在小型号上改善了风机叶型和加装了消音器,取得了较好的效果。但大部分产品不符合现代生产环境的要求,属于应该被淘汰的产品。 斜流式(也称:昆流式)局部通风机是20世纪90年代初期发展起来的新型 风机,具有空气轴向流动、高效运行区域宽、噪音小等优点。但风压偏低,在效率指标上形同虚设,生产工艺、技术还不成熟,目前国内生产企业约有4家,规格型号和使用量较少,未形成批量和系列化生产。 对旋式局部通风机是20世纪80年代末、90年代初研制并迅速发展、推广 的一种局部通风机。目前机号有N0至N0等;装机功率有lkW×2至75kW×2等;工作方式有压入式、抽出式和压抽式等;叶片材料有钢叶、铜叶片、铝合金铸造叶片和塑料叶片等。 对旋式局部通风机一般由容量相同的隔爆电动机驱动,两个风叶轮采用不同的叶片数,一级叶轮的叶片安装角大于二级叶轮的叶片安装角。二级叶片还兼备普通轴流式风机中的静叶功能。测试证明:对旋式局部通风机的通风效率比前置静叶型两级普通轴流式通风机高约8%~10%, 比后置静叶型高约4%~5%;具备良好的逆风性能,逆向风量可达60%~70%。 目前,对旋式局部通风机均采用了外包复式消声器结构,有效地降低了噪 声。实验证明:噪声频率越高,吸声系数越高。在125Hz~500Hz时,吸声系数只 有3~5左右,在1000Hz以上吸声系数可达8以上,4000Hz时可达95。 近年来,部分高校和科研院所对矿用通风机技术进行了深入的研究,先进的理论、计算方法和结构优化等得到较好地应用,促进了矿用通风机产品行业技术水平的提高。 小型煤矿用抽出式轴流通风机产品的质量状况。20世纪80年代末、90年代初,新疆煤炭工业学校和山西省运城地区矿山节能防爆风机厂分别推出了外 置电动机型和内置电动机型小主扇,在小型煤矿很快得到推广、应用,并迅速发展成型号、规格齐全的系列产品。 电动机内置型小主扇为目前常用的一种机型,电动机安装在隔流腔内,与流道内的气流完全隔离,并有孔道与大气相通,以保证隔流腔中的电动机在新鲜风流中启动和运行。小主扇动叶轮大部分安装在通风机出气口侧(即叶轮后置式), 结构较为合理,隔流腔处于流道中气流的负压区域,对小主扇安全性有利,也便于调整叶片安装角度。 目前,我国小主扇生产企业约40家。近年来,部分国内高校和科研院所对小主扇进行了较为深入的研究,在通风机涉及和提高产品性能方面取得了较大的进展。新的涉及理论、设计方法及加工方式被部分企业接受和应用,小主扇风量、压力及效率有明显提高。二、井下轻合金材料 由于轻合金材料质量轻、塑性好,经过适当的工艺处理后,能达到很高的强度,而且有机械加工容易,耐腐蚀等优良特性。所以,随着科学技术的进步和煤矿生产机械化程度的提高,轻合金材料在矿井中的应用越来越广泛,如煤矿井下支柱、提升、通风设备及携带式仪表、工具等。但轻合金材料与其他钢质材料冲击摩擦产生火花,很容易点燃可燃性气体,引起爆炸事故。如1986年9月28日,徐州矿务局庞庄煤矿-370m水平的718掘进面,因相装机钢丝摩擦产生火花引起煤尘爆炸事故,死亡26人,重伤2人,殃及巷道1509米。l987年12月,安徽省某矿角联巷道中发生一起特大爆炸事故,死亡45人,重伤4人,轻伤6人,经济损失199万元。其原因是小绞车运行时,手闸和绳轮之间摩擦火花引起沼气爆炸。国外轻合金材料摩擦、冲击产生火花引燃沼气爆炸事故也比较多。如1950年,英国诺克切斯矿用铝合金外壳的煤电钻掉到钢支架上引起沼气爆炸。爆炸危险环境中机械摩擦火花的危险性已引起煤矿安全部门的高度重视。 世界上许多国家,如英国、德国、前苏联、日本、波兰、捷克等,很早就对机械摩擦火花及轻合金在矿井中应用的安全性进行了较系统的研究,并建立了相应的试验装置,制定了检验规则。美国主要研究采煤机截隔火花安全性及预防措 施,Ralla冶金研究中心的DHDesy 等人设计建造了模拟通风机叶片与机壳摩擦火花工况,对金属材料火花点燃沼气的安全性进行研究。在20世纪80年代初对轻合金摩擦火花的研究,重点是对煤矿井下常用的轻合金,并建立了先进的实验室,制定了JISC-0901 标准和JISM-7002通用规则。 20世纪80年代中期,我国也开始对金属材料摩擦火花安全性方面的研究。当时建立的高速冲击、自由落锤冲击和旋转摩擦3个试验装置和相应的检测 、控制系统,是目前国内惟一的金属材料摩擦火花安全性研究和试验检测系统。 国外井下矿用工具 、设备材料基本都作摩擦火花试验,国内一般只注重设 备用材料作火花试验,在工具用材料的火花试验方面没有建立相应的实验及标 准。随着我国煤矿开采深度的加大,开采强度的不断增强,井下工作的危险性越来越大,对井下火源的控制力度也必须增强,对材料摩擦火花的研究和实验也应更加深入。瓦斯及突出灾害的研究一、瓦斯灾害 煤矿瓦斯事故发生的原因是多方面的,影响因素众多。有的原因具有潜在 性、突发性,而事故本身具有破坏性和灾难性。但煤矿瓦斯灾害事故的发生也有其一般的规律,只有掌握了灾害发生、发展的规律性,才能有效地避免事故的发生和发展。煤矿灾害事故发生的原因,除了与矿井本身的自然条件、开采工艺、管理水平、安全意识及员工素质等有很大关系外,技术装备水平仍然是极为关键的因素。煤矿井下工作场所是动态变化的,影响灾害发生的因素也是变化的。现有监测技术仅仅是监测部分安全参数,不能做到实时预测分析和监控,难以预先得知瓦斯灾害事故可能发生的地点及波及区间,也难以预先制定和执行有效预防灾害的措施,使得瓦斯灾害事故难以显著下降,灾害危害程度难以有效控制,灾害事故原因难以调查清楚。 我国所有煤矿均为瓦斯矿井。大中型煤矿中,高瓦斯矿井占34%, 瓦斯突出矿井占77%。小型煤矿中,高瓦斯矿井占15%左右。随着开采深度的不断增加,机械化程度的不断提高,开采强度的不断增强,瓦斯涌出量还会进一步增大,瓦斯灾害的治理越来越成为煤矿灾害防治的重点。 传统的矿井瓦斯管理主要是由管理人员凭主观意识和经验进行工作。这种 管理模式,由于受管理人员的知识 、经验和责任心的限制,很难适应矿井瓦斯灾害事故的复杂多变条件,这也是瓦斯灾害事故多发的原因之一。实现现代化管理,用科学方法管理矿井瓦斯,应建立矿井瓦斯灾害事故数据库、知识库和专家系统,对矿井瓦斯灾害进行科学预测,以便掌握矿井瓦斯动态,正确识别和评价瓦斯事故灾情,及时提出抗灾对策。 我国在瓦斯防治方面提出:加强煤矿瓦斯的基础理论研究,掌握瓦斯灾害 事故发生的机理及其演化过程,在瓦斯防灾、抗灾和救灾的理论和技术难题上取得巨大突破,为煤矿瓦斯治理的全面好转提供理论和技术基础;建立和健全完善的煤矿安全科技创新体系和科技服务体系,研究矿井瓦斯事故发生、救灾的有效技术,并制定科技成果的推广和转化机制;建立和健全完善的煤矿安全监察技术支撑体系,借鉴外国的经验,在各省内部实现监察联网。监察人员每次执法都现场无线上网,并存入省局服务器,便于全省统一调度和指挥监察。二、煤与瓦斯突出灾害 随着我国煤矿开采深度的加大,开采强度的不断增强,煤与瓦斯突出的危险性也在增加,突出危险区域也在扩大,部分原无突出危险的煤矿也开始出现突出现象,部分未划分为突出矿井的煤矿也不得不按突出煤矿管理。我国煤与瓦斯突出危险矿井数目和突出强度、频度 将随着开采深度的延深、开采强度的增大而逐渐增多,危险性随煤层厚度的增大而增大。 研究和统计表明,突出煤层中真正具有突出危险的区域只占煤层总面积的 20%~30%。突出危险预测预报的最大意义在于找出和划分煤层突出危险性区域,节省防突费用,使防治措施更据针对性。我国从20世纪70年代开始研究煤层突出危险性区域预测,国家“七五”期间重点研究了综合指标预测技术。按照我国目前的开采速度和进度,煤与瓦斯突出将是煤炭行业将要面临的一个重大课题。如何有效地预防和控制突出,也将是下一步减少煤矿事故的一项重要内容。国家应该在此领域投入充足的力量去研究相关理论,并开发有效产品,在这种危险来临之前,找出解决问题的有效办法和手段。粉尘灾害的研究 目前,煤矿井下劳动条件差、尘毒 危害严重的局面尚未根本扭转,煤尘爆炸事故不断发生,尘肺病人逐年增加,严重危害工人生命健康,直接影响安全生产。一、煤尘爆炸 我国多数煤矿所产生的粉尘具有爆炸性。据统计,我国国有煤矿中90%的矿井的煤尘具有爆炸的危险。对单一煤尘来说,其爆炸下限浓度为30mg/m3~50mg/m3, 上限浓度为1000mg /m3~2000 mg/m3 时,爆炸力最强的浓度为300g/m3~500g/m3时。煤尘爆炸的引爆温度一般为650℃~990℃。粒度越小,单位煤尘质量的表面积越大,越容易产生爆炸。发生爆炸时,粒度小于1mm的煤尘都能参与爆炸,但爆炸的主体是小于75μm的煤尘。井下空气中如果有沼气和煤尘同时存在,能增加沼气、煤尘爆炸的危险性,并能相互降低各自爆炸的下限浓度。当存在有沼气,且浓度达到 5%时,空气中的煤尘浓度只要达到lg/m3时,就可能发生爆炸。正常空气中的氧含量为9%, 在井下作业环境空气中由于其他气体的混合,氧含量降低,则影响煤尘的着火温度,使着火温度升高,当氧含量低于17%时,煤尘就不会发生爆炸。 煤尘爆炸可放出大量热能,爆炸火焰温度可高达2000℃甚至更高,产生破坏性很强的高温。在发生爆炸的地点,可能连续发生第二次爆炸,造成更大的灾 害。煤尘爆炸时,爆源l0m~30m内的破坏程度较轻,即爆源附近的破坏力较弱,离爆源较远处爆炸压力较高,破坏力强。煤尘爆炸传播时,冲击波传播的速度大于火焰传播速度。这样,巷道中沉积的煤尘先被冲击波扬起,随即被到达的火焰点燃发生爆炸,且不断向远处蔓延。煤尘爆炸气体中含有大量CO和CO2爆炸区空气中CO的含量可高达8%, 这是造成人员死亡的主要原因之瓦斯煤尘爆炸的控制技术分为预防爆炸发生技术和抑制爆炸传播技术两个方面。预防爆炸发生的方法主要是采取措施控制瓦斯积聚、煤尘的产生或飞扬以及火源的产生:抑制瓦斯煤尘爆炸传播的方法主要是采取措施将已发生的瓦斯煤尘爆炸限制在一定区域,尽量控制灾害损失。其措施主要是设置被动式隔爆装置和自动抑爆装置。被动式隔爆装置是借助于爆炸冲击波的作用来喷洒消焰剂,而本身无喷洒动力源:自动抑爆装置是利用传感器探测爆炸信号,触发自带的动力源喷洒消焰剂,形成抑制带。 被动式隔爆装置最早采用撒布岩粉和设置普通岩粉棚,虽然防止爆炸传播 效果较好,但岩粉暴露在潮湿空气中,极易受潮而失去消焰剂功效,且频繁更换 岩粉的工作量较大,因此我国煤矿现在几乎已不采用这两种方法。但国外仍有些国家还普遍使用。在20世纪90年代,煤科总院重庆分院开发的隔爆水槽(脆 性) 和隔爆水袋,以水作为消焰剂,方便了煤矿安装和使用,在全国得到了广泛推广应用,其中隔爆水袋的使用最为普遍。 矿井瓦斯煤尘爆炸灾害绝大多数是由于局部瓦斯燃烧或爆炸引起沉积煤尘 飞扬参与爆炸传播造成的,因此,在爆炸初期的抑制相当重要。二、煤矿尘肺 煤矿尘肺有3种:砂肺,即长期吸入游历SO2含量较高的岩尘,所发生的尘肺,其发病工龄较短,砂肺病变的进展较快,掘进工砂肺的患病率较高;煤肺,即长期在高浓度的煤尘环境里工作,所发生的尘肺,其发病、患病率都很低,发病工龄一般较长,尘肺病变的进展缓慢,发展成为严重三期者为数极少,该病主要发生在采煤工作面的工人中;煤砂肺,即长期接触两种粉尘的工人所患上的坐肺,该病主要发生在既进行掘进、又从事采煤的工人中。 尘肺患病除与粉尘的性质有关外,还与粉尘的浓度直接相关。工作面的粉尘浓度越高,吸入并沉积到肺内的粉尘量也越大,掌握工人工作环境的粉尘浓度及工人接尘时间,可以大致估算接尘工人肺内的粉尘沉积量。5Og煤尘在肺内可能会导致尘肺,12g岩坐在肺内足以形成较严重的砂肺病变。 据卫生部统计,2002年底,中国尘肺病累计病例达到万人,其中仍然存活者 44万多人。2002年,全国共报尘肺病患者12448例,其中煤矿系统的尘肺病例占 6%(仅为原国有重点煤矿病例数,不包括地方煤矿和乡镇煤矿)。每年尘肺病造成的直接经济损失达80亿元人民币。2003年,全国产煤4亿吨,其中地方煤矿和乡镇煤矿占9亿吨,占一半多。专家认为,全国估计有120多万尘肺病患者,这意味着每1000个中国人中就有一个尘肺病患者。 随着国家改革开放的深入,国际上通行的职业健康体系也逐步在我国得到 推广。职业病的危害也日益被广大从业者、社会、政府所重视。在各个工作现场都采用了减少粉尘产生、降尘、排尘、 除尘、个体防尘等措施,相信我国煤矿尘肺病患者会越来越少。
用途
一、井下局部通风机 目前,我国煤矿用局部通风机生产企业90家,主要分布在重庆、山东、山西、河南、江苏、湖南、江西等19个省(区、市)。技术力量、设备条件、管理水平、执行标准状况和经营思路各不相同,产品质量、技术性能差异较大。产品质量、性能指标和技术水平不容乐观。JBT、YBT系列单级轴流式局部通风机是我国20世纪50、60年代引进前苏联的产品,体积小、价格低,但噪音大,全压效率低,风压偏低。其全压效率约60%~73%左右,噪声103~111dB(A),有的甚至达到l27dB(A)。风机效率低,造成了能源的严重浪费。噪声主要集中在中、高频率范围,刺耳的尖叫声严重影响了工人的正常作业和身心健康,并且掩盖了一定距离内行车声、机械运转声和信号电铃声,易引起伤亡事故。 近两年,个别企业与高校或科研院所合作,对YBT产品进行了技术改造,在小型号上改善了风机叶型和加装了消音器,取得了较好的效果。但大部分产品不符合现代生产环境的要求,属于应该被淘汰的产品。 斜流式(也称:昆流式)局部通风机是20世纪90年代初期发展起来的新型 风机,具有空气轴向流动、高效运行区域宽、噪音小等优点。但风压偏低,在效率指标上形同虚设,生产工艺、技术还不成熟,目前国内生产企业约有4家,规格型号和使用量较少,未形成批量和系列化生产。 对旋式局部通风机是20世纪80年代末、90年代初研制并迅速发展、推广 的一种局部通风机。目前机号有N0至N0等;装机功率有lkW×2至75kW×2等;工作方式有压入式、抽出式和压抽式等;叶片材料有钢叶、铜叶片、铝合金铸造叶片和塑料叶片等。 对旋式局部通风机一般由容量相同的隔爆电动机驱动,两个风叶轮采用不同的叶片数,一级叶轮的叶片安装角大于二级叶轮的叶片安装角。二级叶片还兼备普通轴流式风机中的静叶功能。测试证明:对旋式局部通风机的通风效率比前置静叶型两级普通轴流式通风机高约8%~10%, 比后置静叶型高约4%~5%;具备良好的逆风性能,逆向风量可达60%~70%。 目前,对旋式局部通风机均采用了外包复式消声器结构,有效地降低了噪 声。实验证明:噪声频率越高,吸声系数越高。在125Hz~500Hz时,吸声系数只 有3~5左右,在1000Hz以上吸声系数可达8以上,4000Hz时可达95。 近年来,部分高校和科研院所对矿用通风机技术进行了深入的研究,先进的理论、计算方法和结构优化等得到较好地应用,促进了矿用通风机产品行业技术水平的提高。 小型煤矿用抽出式轴流通风机产品的质量状况。20世纪80年代末、90年代初,新疆煤炭工业学校和山西省运城地区矿山节能防爆风机厂分别推出了外 置电动机型和内置电动机型小主扇,在小型煤矿很快得到推广、应用,并迅速发展成型号、规格齐全的系列产品。 电动机内置型小主扇为目前常用的一种机型,电动机安装在隔流腔内,与流道内的气流完全隔离,并有孔道与大气相通,以保证隔流腔中的电动机在新鲜风流中启动和运行。小主扇动叶轮大部分安装在通风机出气口侧(即叶轮后置式), 结构较为合理,隔流腔处于流道中气流的负压区域,对小主扇安全性有利,也便于调整叶片安装角度。 目前,我国小主扇生产企业约40家。近年来,部分国内高校和科研院所对小主扇进行了较为深入的研究,在通风机涉及和提高产品性能方面取得了较大的进展。新的涉及理论、设计方法及加工方式被部分企业接受和应用,小主扇风量、压力及效率有明显提高。二、井下轻合金材料 由于轻合金材料质量轻、塑性好,经过适当的工艺处理后,能达到很高的强度,而且有机械加工容易,耐腐蚀等优良特性。所以,随着科学技术的进步和煤矿生产机械化程度的提高,轻合金材料在矿井中的应用越来越广泛,如煤矿井下支柱、提升、通风设备及携带式仪表、工具等。但轻合金材料与其他钢质材料冲击摩擦产生火花,很容易点燃可燃性气体,引起爆炸事故。如1986年9月28日,徐州矿务局庞庄煤矿-370m水平的718掘进面,因相装机钢丝摩擦产生火花引起煤尘爆炸事故,死亡26人,重伤2人,殃及巷道1509米。l987年12月,安徽省某矿角联巷道中发生一起特大爆炸事故,死亡45人,重伤4人,轻伤6人,经济损失199万元。其原因是小绞车运行时,手闸和绳轮之间摩擦火花引起沼气爆炸。国外轻合金材料摩擦、冲击产生火花引燃沼气爆炸事故也比较多。如1950年,英国诺克切斯矿用铝合金外壳的煤电钻掉到钢支架上引起沼气爆炸。爆炸危险环境中机械摩擦火花的危险性已引起煤矿安全部门的高度重视。 世界上许多国家,如英国、德国、前苏联、日本、波兰、捷克等,很早就对机械摩擦火花及轻合金在矿井中应用的安全性进行了较系统的研究,并建立了相应的试验装置,制定了检验规则。美国主要研究采煤机截隔火花安全性及预防措 施,Ralla冶金研究中心的DHDesy 等人设计建造了模拟通风机叶片与机壳摩擦火花工况,对金属材料火花点燃沼气的安全性进行研究。在20世纪80年代初对轻合金摩擦火花的研究,重点是对煤矿井下常用的轻合金,并建立了先进的实验室,制定了JISC-0901 标准和JISM-7002通用规则。 20世纪80年代中期,我国也开始对金属材料摩擦火花安全性方面的研究。当时建立的高速冲击、自由落锤冲击和旋转摩擦3个试验装置和相应的检测 、控制系统,是目前国内惟一的金属材料摩擦火花安全性研究和试验检测系统。 国外井下矿用工具 、设备材料基本都作摩擦火花试验,国内一般只注重设 备用材料作火花试验,在工具用材料的火花试验方面没有建立相应的实验及标 准。随着我国煤矿开采深度的加大,开采强度的不断增强,井下工作的危险性越来越大,对井下火源的控制力度也必须增强,对材料摩擦火花的研究和实验也应更加深入。瓦斯及突出灾害的研究一、瓦斯灾害 煤矿瓦斯事故发生的原因是多方面的,影响因素众多。有的原因具有潜在 性、突发性,而事故本身具有破坏性和灾难性。但煤矿瓦斯灾害事故的发生也有其一般的规律,只有掌握了灾害发生、发展的规律性,才能有效地避免事故的发生和发展。煤矿灾害事故发生的原因,除了与矿井本身的自然条件、开采工艺、管理水平、安全意识及员工素质等有很大关系外,技术装备水平仍然是极为关键的因素。煤矿井下工作场所是动态变化的,影响灾害发生的因素也是变化的。现有监测技术仅仅是监测部分安全参数,不能做到实时预测分析和监控,难以预先得知瓦斯灾害事故可能发生的地点及波及区间,也难以预先制定和执行有效预防灾害的措施,使得瓦斯灾害事故难以显著下降,灾害危害程度难以有效控制,灾害事故原因难以调查清楚。 我国所有煤矿均为瓦斯矿井。大中型煤矿中,高瓦斯矿井占34%, 瓦斯突出矿井占77%。小型煤矿中,高瓦斯矿井占15%左右。随着开采深度的不断增加,机械化程度的不断提高,开采强度的不断增强,瓦斯涌出量还会进一步增大,瓦斯灾害的治理越来越成为煤矿灾害防治的重点。 传统的矿井瓦斯管理主要是由管理人员凭主观意识和经验进行工作。这种 管理模式,由于受管理人员的知识 、经验和责任心的限制,很难适应矿井瓦斯灾害事故的复杂多变条件,这也是瓦斯灾害事故多发的原因之一。实现现代化管理,用科学方法管理矿井瓦斯,应建立矿井瓦斯灾害事故数据库、知识库和专家系统,对矿井瓦斯灾害进行科学预测,以便掌握矿井瓦斯动态,正确识别和评价瓦斯事故灾情,及时提出抗灾对策。 我国在瓦斯防治方面提出:加强煤矿瓦斯的基础理论研究,掌握瓦斯灾害 事故发生的机理及其演化过程,在瓦斯防灾、抗灾和救灾的理论和技术难题上取得巨大突破,为煤矿瓦斯治理的全面好转提供理论和技术基础;建立和健全完善的煤矿安全科技创新体系和科技服务体系,研究矿井瓦斯事故发生、救灾的有效技术,并制定科技成果的推广和转化机制;建立和健全完善的煤矿安全监察技术支撑体系,借鉴外国的经验,在各省内部实现监察联网。监察人员每次执法都现场无线上网,并存入省局服务器,便于全省统一调度和指挥监察。二、煤与瓦斯突出灾害 随着我国煤矿开采深度的加大,开采强度的不断增强,煤与瓦斯突出的危险性也在增加,突出危险区域也在扩大,部分原无突出危险的煤矿也开始出现突出现象,部分未划分为突出矿井的煤矿也不得不按突出煤矿管理。我国煤与瓦斯突出危险矿井数目和突出强度、频度 将随着开采深度的延深、开采强度的增大而逐渐增多,危险性随煤层厚度的增大而增大。 研究和统计表明,突出煤层中真正具有突出危险的区域只占煤层总面积的 20%~30%。突出危险预测预报的最大意义在于找出和划分煤层突出危险性区域,节省防突费用,使防治措施更据针对性。我国从20世纪70年代开始研究煤层突出危险性区域预测,国家“七五”期间重点研究了综合指标预测技术。按照我国目前的开采速度和进度,煤与瓦斯突出将是煤炭行业将要面临的一个重大课题。如何有效地预防和控制突出,也将是下一步减少煤矿事故的一项重要内容。国家应该在此领域投入充足的力量去研究相关理论,并开发有效产品,在这种危险来临之前,找出解决问题的有效办法和手段。粉尘灾害的研究 目前,煤矿井下劳动条件差、尘毒 危害严重的局面尚未根本扭转,煤尘爆炸事故不断发生,尘肺病人逐年增加,严重危害工人生命健康,直接影响安全生产。一、煤尘爆炸 我国多数煤矿所产生的粉尘具有爆炸性。据统计,我国国有煤矿中90%的矿井的煤尘具有爆炸的危险。对单一煤尘来说,其爆炸下限浓度为30mg/m3~50mg/m3, 上限浓度为1000mg /m3~2000 mg/m3 时,爆炸力最强的浓度为300g/m3~500g/m3时。煤尘爆炸的引爆温度一般为650℃~990℃。粒度越小,单位煤尘质量的表面积越大,越容易产生爆炸。发生爆炸时,粒度小于1mm的煤尘都能参与爆炸,但爆炸的主体是小于75μm的煤尘。井下空气中如果有沼气和煤尘同时存在,能增加沼气、煤尘爆炸的危险性,并能相互降低各自爆炸的下限浓度。当存在有沼气,且浓度达到 5%时,空气中的煤尘浓度只要达到lg/m3时,就可能发生爆炸。正常空气中的氧含量为9%, 在井下作业环境空气中由于其他气体的混合,氧含量降低,则影响煤尘的着火温度,使着火温度升高,当氧含量低于17%时,煤尘就不会发生爆炸。 煤尘爆炸可放出大量热能,爆炸火焰温度可高达2000℃甚至更高,产生破坏性很强的高温。在发生爆炸的地点,可能连续发生第二次爆炸,造成更大的灾 害。煤尘爆炸时,爆源l0m~30m内的破坏程度较轻,即爆源附近的破坏力较弱,离爆源较远处爆炸压力较高,破坏力强。煤尘爆炸传播时,冲击波传播的速度大于火焰传播速度。这样,巷道中沉积的煤尘先被冲击波扬起,随即被到达的火焰点燃发生爆炸,且不断向远处蔓延。煤尘爆炸气体中含有大量CO和CO2爆炸区空气中CO的含量可高达8%, 这是造成人员死亡的主要原因之瓦斯煤尘爆炸的控制技术分为预防爆炸发生技术和抑制爆炸传播技术两个方面。预防爆炸发生的方法主要是采取措施控制瓦斯积聚、煤尘的产生或飞扬以及火源的产生:抑制瓦斯煤尘爆炸传播的方法主要是采取措施将已发生的瓦斯煤尘爆炸限制在一定区域,尽量控制灾害损失。其措施主要是设置被动式隔爆装置和自动抑爆装置。被动式隔爆装置是借助于爆炸冲击波的作用来喷洒消焰剂,而本身无喷洒动力源:自动抑爆装置是利用传感器探测爆炸信号,触发自带的动力源喷洒消焰剂,形成抑制带。 被动式隔爆装置最早采用撒布岩粉和设置普通岩粉棚,虽然防止爆炸传播 效果较好,但岩粉暴露在潮湿空气中,极易受潮而失去消焰剂功效,且频繁更换 岩粉的工作量较大,因此我国煤矿现在几乎已不采用这两种方法。但国外仍有些国家还普遍使用。在20世纪90年代,煤科总院重庆分院开发的隔爆水槽(脆 性) 和隔爆水袋,以水作为消焰剂,方便了煤矿安装和使用,在全国得到了广泛推广应用,其中隔爆水袋的使用最为普遍。 矿井瓦斯煤尘爆炸灾害绝大多数是由于局部瓦斯燃烧或爆炸引起沉积煤尘 飞扬参与爆炸传播造成的,因此,在爆炸初期的抑制相当重要。二、煤矿尘肺 煤矿尘肺有3种:砂肺,即长期吸入游历SO2含量较高的岩尘,所发生的尘肺,其发病工龄较短,砂肺病变的进展较快,掘进工砂肺的患病率较高;煤肺,即长期在高浓度的煤尘环境里工作,所发生的尘肺,其发病、患病率都很低,发病工龄一般较长,尘肺病变的进展缓慢,发展成为严重三期者为数极少,该病主要发生在采煤工作面的工人中;煤砂肺,即长期接触两种粉尘的工人所患上的坐肺,该病主要发生在既进行掘进、又从事采煤的工人中。 尘肺患病除与粉尘的性质有关外,还与粉尘的浓度直接相关。工作面的粉尘浓度越高,吸入并沉积到肺内的粉尘量也越大,掌握工人工作环境的粉尘浓度及工人接尘时间,可以大致估算接尘工人肺内的粉尘沉积量。5Og煤尘在肺内可能会导致尘肺,12g岩坐在肺内足以形成较严重的砂肺病变。 据卫生部统计,2002年底,中国尘肺病累计病例达到万人,其中仍然存活者 44万多人。2002年,全国共报尘肺病患者12448例,其中煤矿系统的尘肺病例占 6%(仅为原国有重点煤矿病例数,不包括地方煤矿和乡镇煤矿)。每年尘肺病造成的直接经济损失达80亿元人民币。2003年,全国产煤4亿吨,其中地方煤矿和乡镇煤矿占9亿吨,占一半多。专家认为,全国估计有120多万尘肺病患者,这意味着每1000个中国人中就有一个尘肺病患者。 随着国家改革开放的深入,国际上通行的职业健康体系也逐步在我国得到 推广。职业病的危害也日益被广大从业者、社会、政府所重视。在各个工作现场都采用了减少粉尘产生、降尘、排尘、 除尘、个体防尘等措施,相信我国煤矿尘肺病患者会越来越少。
浅析煤矿安全心理的科学应用 10-23 我国矿山救护现状 05-13 影响煤矿救护队救灾效果的因素与救灾效果评价 05-13 对救护队自身伤亡事故的探讨 05-13 对煤矿灾害事故初期救灾工作的探讨 05-13 解决小煤矿矿山救护工作的实践与思考 05-13 安林煤矿瓦斯地质规律探讨 05-13 “数字煤矿安全”广域网络系统在地方煤矿安全生产中的应用浅析 05-13 工作面老顶初次垮落机理的探讨 05-13 煤矿生产安全评价系统在安全管理中的应用 05-13 浅析煤矿安全心理的科学应用 05-13 国外非煤矿山粉尘危害控制技术的发展趋势 05-13 论冒顶事故原因与对策 05-13 现代化矿井采掘防尘技术的研究与应用 05-13 矿压显现对工作面瓦斯涌出规律影响分析 05-13 浅谈处理瓦斯爆炸事故时的技术要点的难点 05-13 当前煤矿安全监察中存在问题的探讨 05-13 浅谈煤矿井下粉尘的治理 05-13 煤矿企业事故应急救援预案的编制与应用 05-13 浅论事故预防的侧重点
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2、教育培训的形式 1职工“三级”教育 1入厂教育 职工入厂教育是安全教育的启蒙,是预防为主方针落实的第一步。入厂教育使新职工初步了解本单位存在的主要危险源、防护措施和规章制度,在煤矿,就是必须经过入井安全培训,使职工获得安全的初步认识,留下第一印象。入厂教育搞得好,将为职工以后的安全生产工作奠定良好的基础。 2车间教育 车间在井下即为区队,是职工参加安全生产实践之后的进一步教育。职工经过入厂教育后,并不能立即熟练而正确地将安全生产知识应用到实际工作中去,所以必须经过一定时间的实习期。这一时期的工作必须在熟练工人的带领下进行,在熟练工人的指导和帮助下,在规定的实习期内熟练掌握必要的操作技能,就变为能独立工作的熟练工人;否则,予以淘汰。 3岗位教育 安全生产以人为本,而人在不同的岗位上,各岗位又有其不同的特点,所以必须加强以岗位为主的安全教育。特殊岗位工种必须严格培训和考核,持证上岗。 2生产过程中的安全教育 在一定因素影响下,职工的安全生产意识会淡化。所以在实际工作中,必须采用多种形式的安全教育,不断强化职工的安全生产意识,从而规范其安全生产行为。 1班前会 班前10分钟,根据当班安全生产的具休情况组织学习和进行指导,针对性强。日积月累,能够大大提高职工操作技能和安全隐患处理能力。 2跟班检查和现场指导 各级领导和专业技术人员在现场对具体问题的指导,直接和操作相结合,更易于学习和理解,对职工操作技能有巨大的促进作用。 3学习例会 以车间、区队或班组为单位组织的安全学习例会,紧密结合本单位实际与当前安全生产情况,具有显著的指导意义,并有利于增进集体内的团结和协作。 4违章学习 违章与安全知识欠缺、安全意识不足有着直接的关系。为帮助违章职工认清错误,改正缺点,必须组织违章者进行安全学习,进一步掌握安全知识和规章制度,澄清安全认识。 5事故分析会 发生事故后必须坚持“四不放过”的原则召开事故分析会,其中的一个不放过就是职工群众未受到教育不放过。由此可见,事故分析会是对职工群众进行教育的良好形式。当然,能够参加事故分析会的人员有限,所以必须及时对分析会的内容进行通报。 6安全宣传 宣传是制造舆论环境的主要手段。由于人受环境的影响和制约,浓厚的安全氛围必然是安全工作的强大动力。 7思想政治工作 职工中的少数人员在性格和观念上可能很特殊,一般的传统方法在他们身上起不到应有的作用,这就要依靠思想政治工作。通过互相交流,找出根结,消除隔阂,把少数安全思想上的落后人员拉回到安全生产建设的队伍中来。 3、安全教育培训的手段 为了收到良好的效果,教育培训应改变“一块黑板一支笔”的单调说教做法。广泛采用幻灯、投影、电脑多媒体等现代教育手段。投入必要的教学演习装置,提高专业培训的质量。在经常性的教育宣传中,更要广泛采用广播、电视、橱窗、板报、表扬信、亮相台等多种形式,做到动态的有声有色,静态的图文并茂。 三、安全装备保障机制 安全装备是安全工作的物质保障,煤矿必须严格按“三同时”的要求,进行落实。由于历史原因造成欠缺的,要补充完善,安全装备的建设,要做到以下几点: 1、设计落实 矿井安全设施的设计必须符合国家标准或行业标准,符合煤矿生产建设规模,采用新技术和新工艺,并严格进行审批。 2、施工落实 安全设施必须严格按设计和作业规程施工,加强现场管理,严格进行验收。 3、组织落实 《安全生产法》规定,企业的法定代表人是落实安全设施的负责人,其必须认真履行组织协调职责,保证安全设施建设工作顺利进行。 4、资金和物资落实 安全设施建设必须建立专项资金,物资必须及时采购,单独管理,专项资金和物资不得挪作它用。
七、救援体系保障机制 在普遍意义上说,事故是客观存在和不可避免的,建立完善的事故救援体系能最大限度的减少人员伤亡和财产损失,尽快消除事故影响,恢复正常生产。 1、事故应急处理预案 按《安全生产法》的要求,煤矿企业必须制定事故应急处理预案,并组织全矿职工贯彻学习。一旦发生事故,可以做到快速反应,有效进行防治,不致发生延误。生产条件发生变化必须及时对灾害应急救援预案进行修改,使预案与实际情况相符,预案一般每半年修改一次。 2、职工的相应培训包括: 1各类事故的避灾路线; 2自救器、灭火器等应急救援设备工具的使用; 3火灾、瓦斯和煤尘爆炸、透水等各类事故的逃生技巧; 4避难硐室的位置; 5各种违章行为的危险性; 6压气自救器等特殊自救手段的应用; 7事故前的预兆及初期事故的控制措施。 3、现场职工自救和互救 一旦发生事故,最及时有效的救援就是现场人员,包括职工的自救和互救,尤其是职工发生大量出血、呼吸和心跳停止、被突然埋压等情况下,能够在最快时间内获得救助,这是任何专业救助都无法比拟的。所以在职工和新工人培训工作中,现场急救知识是必不可少的重要内容。 4、矿山救护队建设 井下发生火灾,煤尘瓦斯爆炸等特殊事故时,除了矿山救护队之外,其他人员入井救援时本身就有生命危险,矿山救护队专业的安全装备和经过专业训练的人员能够应付复杂的环境和条件,快速处理险情和营救人员,最大限度地减少人员伤亡和事故损失。所有煤矿都必须有救护队为其服务,没有自设救护队条件的,必须与其他单位的救护队签定救护服务协议。 5、医务急救 职工受伤较重或患病送出井口,最好能够最快获得治疗,所以井口附近必须设医疗站,准备一定数量的药品,配备必须的医疗器材。 6、实施职工健康保障体系 职工受伤及生病后获得急救是最低层次的要求。要真正尊重人的价值,树立以人为本的观念,坚持预防为主的方针,就必须贯彻实施职工健康保障体系,关于这方面内容,国家煤矿安全监察局印发《煤矿企业职工安全健康管理体系实施指南》中有详细的规定。 总之,煤矿安全生产管理工作是一项复杂的系统工程,不能靠简单的方法做好,更不能凭一时之功。我们必须要坚持科学的态度,依靠先进的科技装备和科学的管理,对这个系统进行不间断的完善。(安全文化网)
浅析煤矿安全心理的科学应用 10-23 我国矿山救护现状 05-13 影响煤矿救护队救灾效果的因素与救灾效果评价 05-13 对救护队自身伤亡事故的探讨 05-13 对煤矿灾害事故初期救灾工作的探讨 05-13 解决小煤矿矿山救护工作的实践与思考 05-13 安林煤矿瓦斯地质规律探讨 05-13 “数字煤矿安全”广域网络系统在地方煤矿安全生产中的应用浅析 05-13 工作面老顶初次垮落机理的探讨 05-13 煤矿生产安全评价系统在安全管理中的应用 05-13 浅析煤矿安全心理的科学应用 05-13 国外非煤矿山粉尘危害控制技术的发展趋势 05-13 论冒顶事故原因与对策 05-13 现代化矿井采掘防尘技术的研究与应用 05-13 矿压显现对工作面瓦斯涌出规律影响分析 05-13 浅谈处理瓦斯爆炸事故时的技术要点的难点 05-13 当前煤矿安全监察中存在问题的探讨 05-13 浅谈煤矿井下粉尘的治理 05-13 煤矿企业事故应急救援预案的编制与应用 05-13 浅论事故预防的侧重点
一、井下局部通风机 目前,我国煤矿用局部通风机生产企业90家,主要分布在重庆、山东、山西、河南、江苏、湖南、江西等19个省(区、市)。技术力量、设备条件、管理水平、执行标准状况和经营思路各不相同,产品质量、技术性能差异较大。产品质量、性能指标和技术水平不容乐观。JBT、YBT系列单级轴流式局部通风机是我国20世纪50、60年代引进前苏联的产品,体积小、价格低,但噪音大,全压效率低,风压偏低。其全压效率约60%~73%左右,噪声103~111dB(A),有的甚至达到l27dB(A)。风机效率低,造成了能源的严重浪费。噪声主要集中在中、高频率范围,刺耳的尖叫声严重影响了工人的正常作业和身心健康,并且掩盖了一定距离内行车声、机械运转声和信号电铃声,易引起伤亡事故。 近两年,个别企业与高校或科研院所合作,对YBT产品进行了技术改造,在小型号上改善了风机叶型和加装了消音器,取得了较好的效果。但大部分产品不符合现代生产环境的要求,属于应该被淘汰的产品。 斜流式(也称:昆流式)局部通风机是20世纪90年代初期发展起来的新型 风机,具有空气轴向流动、高效运行区域宽、噪音小等优点。但风压偏低,在效率指标上形同虚设,生产工艺、技术还不成熟,目前国内生产企业约有4家,规格型号和使用量较少,未形成批量和系列化生产。 对旋式局部通风机是20世纪80年代末、90年代初研制并迅速发展、推广 的一种局部通风机。目前机号有N0至N0等;装机功率有lkW×2至75kW×2等;工作方式有压入式、抽出式和压抽式等;叶片材料有钢叶、铜叶片、铝合金铸造叶片和塑料叶片等。 对旋式局部通风机一般由容量相同的隔爆电动机驱动,两个风叶轮采用不同的叶片数,一级叶轮的叶片安装角大于二级叶轮的叶片安装角。二级叶片还兼备普通轴流式风机中的静叶功能。测试证明:对旋式局部通风机的通风效率比前置静叶型两级普通轴流式通风机高约8%~10%, 比后置静叶型高约4%~5%;具备良好的逆风性能,逆向风量可达60%~70%。 目前,对旋式局部通风机均采用了外包复式消声器结构,有效地降低了噪 声。实验证明:噪声频率越高,吸声系数越高。在125Hz~500Hz时,吸声系数只 有3~5左右,在1000Hz以上吸声系数可达8以上,4000Hz时可达95。 近年来,部分高校和科研院所对矿用通风机技术进行了深入的研究,先进的理论、计算方法和结构优化等得到较好地应用,促进了矿用通风机产品行业技术水平的提高。 小型煤矿用抽出式轴流通风机产品的质量状况。20世纪80年代末、90年代初,新疆煤炭工业学校和山西省运城地区矿山节能防爆风机厂分别推出了外 置电动机型和内置电动机型小主扇,在小型煤矿很快得到推广、应用,并迅速发展成型号、规格齐全的系列产品。 电动机内置型小主扇为目前常用的一种机型,电动机安装在隔流腔内,与流道内的气流完全隔离,并有孔道与大气相通,以保证隔流腔中的电动机在新鲜风流中启动和运行。小主扇动叶轮大部分安装在通风机出气口侧(即叶轮后置式), 结构较为合理,隔流腔处于流道中气流的负压区域,对小主扇安全性有利,也便于调整叶片安装角度。 目前,我国小主扇生产企业约40家。近年来,部分国内高校和科研院所对小主扇进行了较为深入的研究,在通风机涉及和提高产品性能方面取得了较大的进展。新的涉及理论、设计方法及加工方式被部分企业接受和应用,小主扇风量、压力及效率有明显提高。二、井下轻合金材料 由于轻合金材料质量轻、塑性好,经过适当的工艺处理后,能达到很高的强度,而且有机械加工容易,耐腐蚀等优良特性。所以,随着科学技术的进步和煤矿生产机械化程度的提高,轻合金材料在矿井中的应用越来越广泛,如煤矿井下支柱、提升、通风设备及携带式仪表、工具等。但轻合金材料与其他钢质材料冲击摩擦产生火花,很容易点燃可燃性气体,引起爆炸事故。如1986年9月28日,徐州矿务局庞庄煤矿-370m水平的718掘进面,因相装机钢丝摩擦产生火花引起煤尘爆炸事故,死亡26人,重伤2人,殃及巷道1509米。l987年12月,安徽省某矿角联巷道中发生一起特大爆炸事故,死亡45人,重伤4人,轻伤6人,经济损失199万元。其原因是小绞车运行时,手闸和绳轮之间摩擦火花引起沼气爆炸。国外轻合金材料摩擦、冲击产生火花引燃沼气爆炸事故也比较多。如1950年,英国诺克切斯矿用铝合金外壳的煤电钻掉到钢支架上引起沼气爆炸。爆炸危险环境中机械摩擦火花的危险性已引起煤矿安全部门的高度重视。 世界上许多国家,如英国、德国、前苏联、日本、波兰、捷克等,很早就对机械摩擦火花及轻合金在矿井中应用的安全性进行了较系统的研究,并建立了相应的试验装置,制定了检验规则。美国主要研究采煤机截隔火花安全性及预防措 施,Ralla冶金研究中心的DHDesy 等人设计建造了模拟通风机叶片与机壳摩擦火花工况,对金属材料火花点燃沼气的安全性进行研究。在20世纪80年代初对轻合金摩擦火花的研究,重点是对煤矿井下常用的轻合金,并建立了先进的实验室,制定了JISC-0901 标准和JISM-7002通用规则。 20世纪80年代中期,我国也开始对金属材料摩擦火花安全性方面的研究。当时建立的高速冲击、自由落锤冲击和旋转摩擦3个试验装置和相应的检测 、控制系统,是目前国内惟一的金属材料摩擦火花安全性研究和试验检测系统。 国外井下矿用工具 、设备材料基本都作摩擦火花试验,国内一般只注重设 备用材料作火花试验,在工具用材料的火花试验方面没有建立相应的实验及标 准。随着我国煤矿开采深度的加大,开采强度的不断增强,井下工作的危险性越来越大,对井下火源的控制力度也必须增强,对材料摩擦火花的研究和实验也应更加深入。瓦斯及突出灾害的研究一、瓦斯灾害 煤矿瓦斯事故发生的原因是多方面的,影响因素众多。有的原因具有潜在 性、突发性,而事故本身具有破坏性和灾难性。但煤矿瓦斯灾害事故的发生也有其一般的规律,只有掌握了灾害发生、发展的规律性,才能有效地避免事故的发生和发展。煤矿灾害事故发生的原因,除了与矿井本身的自然条件、开采工艺、管理水平、安全意识及员工素质等有很大关系外,技术装备水平仍然是极为关键的因素。煤矿井下工作场所是动态变化的,影响灾害发生的因素也是变化的。现有监测技术仅仅是监测部分安全参数,不能做到实时预测分析和监控,难以预先得知瓦斯灾害事故可能发生的地点及波及区间,也难以预先制定和执行有效预防灾害的措施,使得瓦斯灾害事故难以显著下降,灾害危害程度难以有效控制,灾害事故原因难以调查清楚。 我国所有煤矿均为瓦斯矿井。大中型煤矿中,高瓦斯矿井占34%, 瓦斯突出矿井占77%。小型煤矿中,高瓦斯矿井占15%左右。随着开采深度的不断增加,机械化程度的不断提高,开采强度的不断增强,瓦斯涌出量还会进一步增大,瓦斯灾害的治理越来越成为煤矿灾害防治的重点。 传统的矿井瓦斯管理主要是由管理人员凭主观意识和经验进行工作。这种 管理模式,由于受管理人员的知识 、经验和责任心的限制,很难适应矿井瓦斯灾害事故的复杂多变条件,这也是瓦斯灾害事故多发的原因之一。实现现代化管理,用科学方法管理矿井瓦斯,应建立矿井瓦斯灾害事故数据库、知识库和专家系统,对矿井瓦斯灾害进行科学预测,以便掌握矿井瓦斯动态,正确识别和评价瓦斯事故灾情,及时提出抗灾对策。 我国在瓦斯防治方面提出:加强煤矿瓦斯的基础理论研究,掌握瓦斯灾害 事故发生的机理及其演化过程,在瓦斯防灾、抗灾和救灾的理论和技术难题上取得巨大突破,为煤矿瓦斯治理的全面好转提供理论和技术基础;建立和健全完善的煤矿安全科技创新体系和科技服务体系,研究矿井瓦斯事故发生、救灾的有效技术,并制定科技成果的推广和转化机制;建立和健全完善的煤矿安全监察技术支撑体系,借鉴外国的经验,在各省内部实现监察联网。监察人员每次执法都现场无线上网,并存入省局服务器,便于全省统一调度和指挥监察。二、煤与瓦斯突出灾害 随着我国煤矿开采深度的加大,开采强度的不断增强,煤与瓦斯突出的危险性也在增加,突出危险区域也在扩大,部分原无突出危险的煤矿也开始出现突出现象,部分未划分为突出矿井的煤矿也不得不按突出煤矿管理。我国煤与瓦斯突出危险矿井数目和突出强度、频度 将随着开采深度的延深、开采强度的增大而逐渐增多,危险性随煤层厚度的增大而增大。 研究和统计表明,突出煤层中真正具有突出危险的区域只占煤层总面积的 20%~30%。突出危险预测预报的最大意义在于找出和划分煤层突出危险性区域,节省防突费用,使防治措施更据针对性。我国从20世纪70年代开始研究煤层突出危险性区域预测,国家“七五”期间重点研究了综合指标预测技术。按照我国目前的开采速度和进度,煤与瓦斯突出将是煤炭行业将要面临的一个重大课题。如何有效地预防和控制突出,也将是下一步减少煤矿事故的一项重要内容。国家应该在此领域投入充足的力量去研究相关理论,并开发有效产品,在这种危险来临之前,找出解决问题的有效办法和手段。粉尘灾害的研究 目前,煤矿井下劳动条件差、尘毒 危害严重的局面尚未根本扭转,煤尘爆炸事故不断发生,尘肺病人逐年增加,严重危害工人生命健康,直接影响安全生产。一、煤尘爆炸 我国多数煤矿所产生的粉尘具有爆炸性。据统计,我国国有煤矿中90%的矿井的煤尘具有爆炸的危险。对单一煤尘来说,其爆炸下限浓度为30mg/m3~50mg/m3, 上限浓度为1000mg /m3~2000 mg/m3 时,爆炸力最强的浓度为300g/m3~500g/m3时。煤尘爆炸的引爆温度一般为650℃~990℃。粒度越小,单位煤尘质量的表面积越大,越容易产生爆炸。发生爆炸时,粒度小于1mm的煤尘都能参与爆炸,但爆炸的主体是小于75μm的煤尘。井下空气中如果有沼气和煤尘同时存在,能增加沼气、煤尘爆炸的危险性,并能相互降低各自爆炸的下限浓度。当存在有沼气,且浓度达到 5%时,空气中的煤尘浓度只要达到lg/m3时,就可能发生爆炸。正常空气中的氧含量为9%, 在井下作业环境空气中由于其他气体的混合,氧含量降低,则影响煤尘的着火温度,使着火温度升高,当氧含量低于17%时,煤尘就不会发生爆炸。 煤尘爆炸可放出大量热能,爆炸火焰温度可高达2000℃甚至更高,产生破坏性很强的高温。在发生爆炸的地点,可能连续发生第二次爆炸,造成更大的灾 害。煤尘爆炸时,爆源l0m~30m内的破坏程度较轻,即爆源附近的破坏力较弱,离爆源较远处爆炸压力较高,破坏力强。煤尘爆炸传播时,冲击波传播的速度大于火焰传播速度。这样,巷道中沉积的煤尘先被冲击波扬起,随即被到达的火焰点燃发生爆炸,且不断向远处蔓延。煤尘爆炸气体中含有大量CO和CO2爆炸区空气中CO的含量可高达8%, 这是造成人员死亡的主要原因之瓦斯煤尘爆炸的控制技术分为预防爆炸发生技术和抑制爆炸传播技术两个方面。预防爆炸发生的方法主要是采取措施控制瓦斯积聚、煤尘的产生或飞扬以及火源的产生:抑制瓦斯煤尘爆炸传播的方法主要是采取措施将已发生的瓦斯煤尘爆炸限制在一定区域,尽量控制灾害损失。其措施主要是设置被动式隔爆装置和自动抑爆装置。被动式隔爆装置是借助于爆炸冲击波的作用来喷洒消焰剂,而本身无喷洒动力源:自动抑爆装置是利用传感器探测爆炸信号,触发自带的动力源喷洒消焰剂,形成抑制带。 被动式隔爆装置最早采用撒布岩粉和设置普通岩粉棚,虽然防止爆炸传播 效果较好,但岩粉暴露在潮湿空气中,极易受潮而失去消焰剂功效,且频繁更换 岩粉的工作量较大,因此我国煤矿现在几乎已不采用这两种方法。但国外仍有些国家还普遍使用。在20世纪90年代,煤科总院重庆分院开发的隔爆水槽(脆 性) 和隔爆水袋,以水作为消焰剂,方便了煤矿安装和使用,在全国得到了广泛推广应用,其中隔爆水袋的使用最为普遍。 矿井瓦斯煤尘爆炸灾害绝大多数是由于局部瓦斯燃烧或爆炸引起沉积煤尘 飞扬参与爆炸传播造成的,因此,在爆炸初期的抑制相当重要。二、煤矿尘肺 煤矿尘肺有3种:砂肺,即长期吸入游历SO2含量较高的岩尘,所发生的尘肺,其发病工龄较短,砂肺病变的进展较快,掘进工砂肺的患病率较高;煤肺,即长期在高浓度的煤尘环境里工作,所发生的尘肺,其发病、患病率都很低,发病工龄一般较长,尘肺病变的进展缓慢,发展成为严重三期者为数极少,该病主要发生在采煤工作面的工人中;煤砂肺,即长期接触两种粉尘的工人所患上的坐肺,该病主要发生在既进行掘进、又从事采煤的工人中。 尘肺患病除与粉尘的性质有关外,还与粉尘的浓度直接相关。工作面的粉尘浓度越高,吸入并沉积到肺内的粉尘量也越大,掌握工人工作环境的粉尘浓度及工人接尘时间,可以大致估算接尘工人肺内的粉尘沉积量。5Og煤尘在肺内可能会导致尘肺,12g岩坐在肺内足以形成较严重的砂肺病变。 据卫生部统计,2002年底,中国尘肺病累计病例达到万人,其中仍然存活者 44万多人。2002年,全国共报尘肺病患者12448例,其中煤矿系统的尘肺病例占 6%(仅为原国有重点煤矿病例数,不包括地方煤矿和乡镇煤矿)。每年尘肺病造成的直接经济损失达80亿元人民币。2003年,全国产煤4亿吨,其中地方煤矿和乡镇煤矿占9亿吨,占一半多。专家认为,全国估计有120多万尘肺病患者,这意味着每1000个中国人中就有一个尘肺病患者。 随着国家改革开放的深入,国际上通行的职业健康体系也逐步在我国得到 推广。职业病的危害也日益被广大从业者、社会、政府所重视。在各个工作现场都采用了减少粉尘产生、降尘、排尘、 除尘、个体防尘等措施,相信我国煤矿尘肺病患者会越来越少。
浅议煤矿煤层的开采技术 摘要:由于煤层的自然条件和采用的机械不同,完成回采工作各工序的方法也就不同,并且在进行的顺序、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。这种在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合,称为采煤工艺。在一定时间内,按照一定的顺序完成回采工作各项工序的过程,称为采煤工艺过程。 关键词:开发技术 煤炭工艺 煤炭 一、煤炭开采的主要形式 (一)井下采煤 井下采煤的顺序。对于倾角10°以上的煤层一般分水平开采,每一水平又分为若干采区,先在第一水平依次开采各采区煤层,采完后再转移至下一水平。开采近水平煤层时,先将煤层划分为几个盘区,立井于井田中心到达煤层后,先采靠近井筒的盘区,再采较远的盘区。如有两层或两层以上煤层,先采第一水平最上面煤层,再自上而下采另外煤层,采完后向第二水平转移。 按落煤技术方法,地下采煤有机械落煤、爆破落煤和水力落煤三种,前二者称为旱采,后者称为水采,我国水采矿井仅占57%。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法,以前者为主。壁式采煤法工作面长,一般100~200 m,可以容纳功率大,生产能力高的采煤机械,因而产量大,效率高。柱式采煤法工作面短,一般6~30 m,由于工作面短,顶板易维护,从而减少了支护费用,主要缺点是回采率低。 (二)露天采煤 移走煤层上覆的岩石及覆盖物,使煤敞露地表而进行开采称为露天开采,其中移去土岩的过程称为剥离,采出煤炭的过程称为采煤。露天采煤通常将井田划分为若干水平分层,自上而下逐层开采,在空间上形成阶梯状。 其主要生产环节:首先用穿孔爆破并用机械将岩煤预先松动破碎,然后用采掘设备将岩煤由整体中采出,并装入运输设备,运往指定地点,将运输设备中的剥离物按程序排放于堆放场;将煤炭卸在洗煤厂或其他卸矿点。 主要优缺点 优点为生产空间不受限制,可采用大型机械设备,矿山规模大,劳动效率高,生产成本低,建设速度快。另外,资源回采率可达90%以上,资源利用合理,而且劳动条件好,安全有保证,死亡率仅为地下采煤的1/30左右。 主要缺点是占用土地多,会造成一定的环境污染,而且生产过程需受地形及气候条件的制约。在资源方面,对煤赋存条件要求较严,只宜在埋藏浅,煤层厚度大的矿区采用。 二、采煤方法与工艺 在发展现代采煤工艺的同时,继续发展多层次、多样化的采煤工艺,建立具有中国特色的采煤工艺理论。我国长壁采煤方法已趋成熟,放顶煤采煤的应用在不断扩展,应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高,急倾斜、不稳定、地质构造复杂等难采煤层采煤方法和工艺的研究有很大空间,主要方向是改善作业 条件,提高单产和机械化水平。 (一)开采技术 开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术。以 提高工作面单产和生产集中化为核心,以提高效率和经济效益为目标,研究开发各种条件下 的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺,简单、高效、可靠的生产系统和开采布置,生产过 程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术,发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化,进一步改进工艺和装备,提高应用水平和扩大应用范围,提高采煤机械化的程度和水平。 (二)解决难题 开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”,主要解决以下技术难题。 硬顶板控制技术,研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术,主要通过岩层定向水力 压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术,使直接顶能随采随冒,提高顶煤回收率,且基本 顶能按一定步距垮落,既有利于顶煤破碎,又保证工作面的安全生产。 硬厚顶煤控制技术,研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术,包括高压 注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术,使顶煤体能随采随冒,提高其回收率。 顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套技术,研制既有利于顶煤破碎和顶板控制, 又有利于放顶煤的新型液压支架,合理确定后部输送机能力。 两硬条件下放顶煤开采快速推进技术,研究合适的综放开采回采工艺,优化工序,缩短放煤 时间,提高工作面的推进度,实现高产高效。5~5m宽煤巷锚杆支护技术,通过宽煤巷锚 杆支护技术的研究开发和应用,有利于综采配套设备的大功率和重型化,有助于连续采煤机 的应用,促进工作面的高产高效。 (三)缓倾斜薄煤层长壁开采 主要研究开发:体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机 、刨煤机;研制适合刨煤机综采的液压支架;研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术。 (四)缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采 应进一步加强完善支架结构及强度,加 强 支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究,提高支架的可靠性,缩小其与中厚煤层(采高3m左右)高产高效指标的差距。 (五)各种综采高产高效综采设备保障系统 要实现高产高效,就要提高开机率,对“支架—围岩”系统、采运设备进行监控。今后研究的重点是:通过电液控制阀组操纵支架和改善“支架—围岩”系统控制,进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自动采集系统;乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断;采煤机在线与离线相结合的“油 —磨屑”监测和温度、电信号的监测;带式输送机、刮板输送机全面状态监控。 三、主要的开采技术 (一)深矿井开采技术 深矿井开采的关键技术是:煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等;需要攻关研究的是:深井围岩状态和应力场及分布状态的特征;深井作业场所工作环境的变化;深井巷道(特别是软岩巷道)快速掘进与支护技术与装备;深井冲击地压防治技术与监测监控技术;深矿井高产高效开采有关配套技术;深矿井开采热害治理技术与装备。 (二)“三下”采煤技术 提高数值模拟计算和相似材料模拟等,深入研究开采上覆岩层运动和地表下陷规律,研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数,发展沉降控制理念和关键技术,包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统;研究与应用各种充填技术和组合充填技术,村庄房屋加固改造重建技术,适于村庄保护的开采技术;研究近水体开采的开采设计,工艺参数优化和装备,提出煤炭开采与煤炭城市和谐统一的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源化等关键技术。 (三)优化巷道布置,减少矸石排放的开采技术 改进、完善现有采煤方法和开采布置,以实现开采效益最大化为目标,研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统,实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。 实行全煤巷布置单一煤层开采,矸石基本不运出地面,生产系统要减化,同时实现中采与中掘同走发展,生产效率大幅提高的经验的同时,重点研究高产高效矿井,开拓部署与巷道布置系统的优化,减化巷道布置,优化采区及工作面参数,研究单一煤层集中开拓,集中准备、集中回采的关键技术,大幅度降低岩巷掘进率,多开煤巷,减少出矸率;研究矸石在井下直接处理、作为充填材料的技术,既是减少污染的一项有利措施,又减化了生产系统,有利于高产高效集中化开采,应加紧研究。 采煤方法和工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。采煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革,现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高安全性和高可靠性,基本途径是使采煤技术与现代高新技术相结合,研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采 煤设备和生产监控系统,改进和完善采煤工艺。