安全生產(chǎn)基礎(chǔ)知識（第四版）課件：礦山安全技術(shù)

礦山安全技術(shù)一、礦山安全技術(shù)基本知識1.礦山的定義和分類（1）礦山的定義。礦山是指開采礦石或生產(chǎn)礦物原料的場所。一般包括露天采場、地下礦山和坑口，以及保證生產(chǎn)所需要的各種附屬設(shè)施（包括選礦廠、尾礦庫和排土場等）。（2）礦山的分類。1）按開采礦種的不同，礦山分為煤礦和金屬非金屬礦山。2）按照開采方式的不同，礦山分為露天礦山、地下礦山和兩者聯(lián)合開采礦山。3）按規(guī)模大小的不同，礦山可分為大型礦山、中型礦山和小型礦山。2.采礦方法對于一個具體礦床，根據(jù)地質(zhì)條件和巖石力學(xué)資料，在符合生產(chǎn)安全的要求下，選擇合理的采礦方法，能取得最大的經(jīng)濟(jì)效益。采礦方法可大致分為露天開采、地下開采和液體開采三種基本采礦方法。（1）露天開采。露天開采是指采用一定的開采工藝，按一定的開采順序，剝離巖石、采出礦石的方法。即在露天條件下，將埋藏較淺的礦石從礦坑露天礦、山坡露天礦或剝離露天礦開采出來。（2）地下開采。當(dāng)?shù)V床埋藏地表以下很深，采用露天開采會使剝離系數(shù)過高，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較認(rèn)為采用地下開采合理時，則采用地下開采方式。1）井工采煤方法。①壁式體系采煤法。②柱式體系采煤法。2）金屬非金屬地下礦山采礦方法。①空場采礦法。②崩落采礦法。③充填采礦法。（3）液體開采。又稱特殊采礦法，是指從天然鹵水、湖、海洋或地下水中提取有用的礦物，是將有用礦物加以溶解（或熱水融化），再將溶液抽至地面后進(jìn)行提取，或用熱水驅(qū)、氣驅(qū)或燃燒，把礦物質(zhì)從一個井孔驅(qū)至另一井孔中采出。大多數(shù)液體采礦采用鉆井法。二、煤礦生產(chǎn)安全技術(shù)1.煤礦瓦斯及防治技術(shù)（1）瓦斯的性質(zhì)。瓦斯是指礦井中主要由煤層氣構(gòu)成的以甲烷為主的有害氣體，有時單獨指甲烷。瓦斯是一種無色、無味、無臭、可以燃燒或爆炸的氣體，難溶于水，擴(kuò)散性較空氣強(qiáng)。瓦斯無毒，但濃度很高時，會引起窒息。（2）煤層瓦斯賦存狀態(tài)。瓦斯在煤層中的賦存主要有兩種狀態(tài)。一種是在滲透空間內(nèi)的瓦斯主要呈自由氣態(tài)，稱為游離瓦斯或自由瓦斯，這種狀態(tài)的瓦斯服從理想氣體狀態(tài)方程；另一種稱為吸附瓦斯，它主要吸附在煤的微孔表面和在煤的微粒內(nèi)部占據(jù)著煤分子結(jié)構(gòu)的空位或煤分子之間的空間。（3）瓦斯爆炸。礦井瓦斯不助燃，但它與空氣混合達(dá)一定濃度后，遇火能燃燒、爆炸。瓦斯爆炸時會產(chǎn)生爆炸火焰、爆炸沖擊波和有毒有害氣體三種致命因素。引起瓦斯燃燒與爆炸必須具備三個條件，即一定濃度的甲烷、一定能量的引火源和足夠的氧氣。（4）瓦斯爆炸事故的防治措施。瓦斯爆炸事故的防治可分為預(yù)防爆炸和抑制爆炸。預(yù)防瓦斯爆炸措施主要有優(yōu)化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)及通風(fēng)系統(tǒng)、防止瓦斯積聚、進(jìn)行瓦斯抽采、加強(qiáng)瓦斯?jié)舛群突鹪幢O(jiān)測、防止點火源的出現(xiàn)等。抑制瓦斯爆炸措施主要是采用隔爆抑爆裝置將瓦斯爆炸限制在一定范圍內(nèi)，從而減少人員傷亡和防止事故災(zāi)害損失擴(kuò)大。2.礦山粉塵及防治技術(shù)（1）粉塵的概念。在煤礦生產(chǎn)過程中伴隨煤和巖石被粉碎而產(chǎn)生的混合性粉塵統(tǒng)稱為煤礦粉塵，主要是巖塵和煤塵。（2）粉塵的危害。1）污染工作場所，危害人體健康，引起職業(yè)病。2）煤塵在一定條件下可以爆炸。3）加速機(jī)械磨損，縮短精密儀器使用壽命。4）降低工作場所能見度，增加工傷事故的發(fā)生率。（3）綜合防塵技術(shù)。1）濕式打眼。2）爆破噴霧。3）沖洗巖幫。4）裝巖灑水。5）通風(fēng)排塵和凈化風(fēng)流。6）個體防護(hù)。三、非煤礦山安全技術(shù)1.露天開采的危險性露天開采就是從地表直接采出有用礦物的開采方法。根據(jù)露天開采的工藝特點，露天開采主要存在以下危險：（1）邊坡危害。（2）排土場危害。2.露天邊坡事故防治技術(shù)露天邊坡的主要事故類型是滑坡事故，即露天邊坡巖體在較大范圍內(nèi)沿某一特定的剪切面滑動的現(xiàn)象。露天邊坡滑坡事故發(fā)生的原因主要有以下幾類：露天邊坡角設(shè)計偏大，或臺階沒有按設(shè)計施工；邊坡有大的結(jié)構(gòu)弱面；自然災(zāi)害，如地震、山體滑移等；亂采濫挖等。露天邊坡事故防治技術(shù)主要包括：（1）合理確定邊坡參數(shù)。（2）選擇適當(dāng)?shù)拈_采技術(shù)。（3）制定嚴(yán)格的邊坡安全管理制度。3.排土場事故防治技術(shù)（1）選擇最合適的場址建設(shè)排土場。（2）改進(jìn)排土工藝。（3）處理軟弱基底。（4）疏干排水。（5）修筑護(hù)坡?lián)鯄湍嗍飨茉O(shè)施。（6）排土場復(fù)墾。四、石油天然氣開采安全技術(shù)1.石油天然氣的危險性（1）石油。石油是一種黃色乃至黑色、有綠色熒光的黏性油狀液體。石油閃點范圍較寬，凝固點較高，其蒸氣與空氣形成爆炸混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸，能與氧化劑發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)，遇高熱可分解出有毒的煙霧。（2）天然氣。天然氣是蘊(yùn)藏在地層內(nèi)的可燃?xì)怏w，其主要成分為烷烴。非烷烴氣體有氮氣、硫化氫、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫和微量的氦、氬等稀有氣體，這些氣體與烷烴組成互相不起化學(xué)反應(yīng)的混合物。2.采油、采氣安全技術(shù)（1）油氣井、站設(shè)計的安全原則。高溫、高壓、高含硫及二氧化碳的油氣井應(yīng)有自動關(guān)井裝置。井場、計量站、集輸站、集氣站及其工藝管道設(shè)計應(yīng)由有資質(zhì)的單位編制完成，場站設(shè)計應(yīng)符合相關(guān)技術(shù)要求并按程序?qū)徟?。工藝流程?yīng)安全、先進(jìn)、合理，工藝管道的設(shè)計應(yīng)包括防腐、防凍、防堵、防爆裂等方面。天然氣集輸站宜設(shè)非實體圍墻，若設(shè)實體圍墻，集輸設(shè)施周圍30m內(nèi)應(yīng)按爆炸危險區(qū)布置，井場、計量站、集輸站的平面布置與周圍建（構(gòu)）筑物、設(shè)施的防火間距及內(nèi)部埋地集輸管道與周圍建（構(gòu)）筑物、站與外部區(qū)域的防火間距應(yīng)符合《石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范》（GB50183—2015）和《油田油氣集輸設(shè)計規(guī)范》（GB50350—2015）的規(guī)定。計量站、集輸站避雷設(shè)施、電氣裝置及設(shè)備的接地，執(zhí)行《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》（GB50169—2016）的規(guī)定。進(jìn)出集輸站（包括天然氣凈化廠）兩端管道防爆區(qū)外的安全位置，應(yīng)設(shè)置緊急關(guān)斷閥和水封井。油氣井井場、計量站、集氣站應(yīng)有醒目的安全警示標(biāo)志，建立嚴(yán)格的防火防爆制度。井口裝置及其他設(shè)備應(yīng)完好不漏，油氣井口閥門應(yīng)開關(guān)靈活，油、氣井進(jìn)行熱洗清蠟、解堵等作業(yè)用的熱洗清蠟車的施工管線應(yīng)安裝單流閥。（2）油氣井生產(chǎn)作業(yè)安全。采油（氣）樹應(yīng)符合工作壓力等級等于或大于生產(chǎn)和施工最高壓力的要求，高壓油氣井井下宜安裝井下安全閥。自噴井開關(guān)井、更換油嘴、清蠟等操作時，操作人員應(yīng)避開油氣出口方向。用天然氣氣舉采油、注氣和注蒸汽開采時，要做到：1）氣舉井、注氣井、壓氣站、配氣站之間的管線及注蒸汽井口管線應(yīng)安裝單流閥，且應(yīng)無滲漏。2）壓氣站向配氣站輸送含水天然氣時，應(yīng)進(jìn)行降低露點的預(yù)處理，在配氣站內(nèi)管線上應(yīng)安裝冷凝液分離器。3）壓氣站到配氣站的輸氣管線上要安裝緊急放空管，放空管上應(yīng)裝阻火器。4）壓氣站如向多個配氣站分輸時，則每個分支管線上應(yīng)安裝截止閥。五、礦山救護(hù)1.礦井瓦斯、粉塵爆炸事故的救護(hù)及處理（1）搶救遇險人員；（2）對充滿爆炸煙氣的巷道恢復(fù)通風(fēng)；（3）搶救人員時清理堵塞物；（4）撲滅因爆炸而產(chǎn)生的火災(zāi)。2.煤（巖）與瓦斯（甲烷）突出事故的救護(hù)及處理（1）一般原則。發(fā)生煤與瓦斯突出事故時，礦山救護(hù)隊的主要任務(wù)是搶救人員和對充滿瓦斯的巷道進(jìn)行通風(fēng)。救護(hù)隊進(jìn)入災(zāi)區(qū)偵察時，也應(yīng)查清遇險遇難人員數(shù)量、地點、倒地方向和姿勢，遇險遇難人員傷害類型、部位和程度，并進(jìn)行現(xiàn)場描述。（2）搶救遇險人員方法。采掘工作面發(fā)生煤與瓦斯突出事故后，首先到達(dá)事故礦井的救護(hù)隊，應(yīng)派一個小隊從回風(fēng)側(cè)、另一個小隊從進(jìn)風(fēng)側(cè)進(jìn)入事故地點救人。僅有一個小隊時，如事故發(fā)生在采煤工作面，應(yīng)從回風(fēng)側(cè)進(jìn)入救人。救護(hù)隊進(jìn)入災(zāi)區(qū)前，應(yīng)攜帶足夠數(shù)量的隔絕式自救器或全面罩氧氣呼吸器，以供遇險人員佩戴。偵察中發(fā)現(xiàn)遇險人員應(yīng)及時搶救，為其佩戴隔絕式自救器或全面罩氧氣呼吸器，將其引導(dǎo)出災(zāi)區(qū)。對于被突出煤炭堵在里面的人員，應(yīng)利用壓風(fēng)管路、打鉆等輸送新鮮空氣救人，并組織力量清除阻塞物。（3）救護(hù)措施。事故發(fā)生后的救護(hù)措施主要包括：1）發(fā)生煤與瓦斯突出事故，不得停風(fēng)和反風(fēng)，防止風(fēng)流紊亂擴(kuò)大災(zāi)情。如果通風(fēng)系統(tǒng)及設(shè)施被破壞，應(yīng)設(shè)置風(fēng)障、臨時風(fēng)門及安裝局部通風(fēng)機(jī)恢復(fù)通風(fēng)。2）發(fā)生煤與瓦斯突出事故時，要根據(jù)井下實際情況加強(qiáng)通風(fēng)，特別要加強(qiáng)電氣設(shè)備處的通風(fēng)，做到運行的設(shè)備不