井下作业危害因素及安全技术

　　摘要：近年来，由于井下各种危害因素引发的事故时有发生，严重影响了煤矿的安全生产和井下作业员工的生命安全。因此，必须对井下作业的各种危害因素加以重视，并通过一定的安全技术予以防治。本文首先对井下作业的危害因素进行分析，进而提出一些安全技术措施，期望能井下作业安全给予一定帮助。

　　关键词：井下作业;危害因素;安全技术

　　通过对以往煤矿井下发生的事故进行调查，结果表明，事故发生的原因，基本上都是由各种危害因素造成的，其中包括：水灾害、火灾、粉尘和瓦斯等等。为了确保井下作业的安全，必须对这些危害因素加以防治。本文就井下作业危害因素及安全技术展开探讨，仅供参考。

　　一、井下作业危害因素分析

　　井下作业危害因素可以归纳为以下几类：水灾害、火灾、粉尘和瓦斯等。

　　(一)井下水灾的危害

　　水灾对井下作业的危害主要体现在以下几个方面：

　　1.使生产环境恶化。水灾容易引起井下巷道积水、顶板淋水等，导致井下作业面空气潮湿，从而使工作环境恶化，影响矿工的身体健康。

　　2.井下水灾的发生会导致排水费用的增加，从而使吨煤的成本提高。

　　3.井下有大量的金属设施，水会腐蚀金属，从而缩短设施的使用年限。

　　4.井下水灾会损坏隔离煤柱，直接导致煤炭资源损失。

　　5.当井下突发水灾时，如果水量过大，轻则导致局部巷道被淹，使井下作业局部停产，重则会淹没矿井、造成人员伤亡。

　　(二)井下火灾的危害

　　1.井下发生火灾时，煤和坑木等物质的燃烧会释放出大量的有害气体，如，一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫和烟尘等，这些气体不仅会污染井下作业环境，还会导致人员中毒或窒息。

　　2.火灾与井下的瓦斯接触会引起瓦斯爆炸。火灾会产生出一定的热源，由于火的干馏作用，致使井下的煤、坑木等可燃物放出H2以及碳氢化合物等爆炸性气体，从而导致爆炸，使灾情进一步扩大，同时也会造成人员伤亡。

　　3.经济损失。火灾会烧毁井下大量的采掘设备，即便没被烧毁的，由于火灾区的长时间封闭和灭火材料的腐蚀，也会使设备损坏甚至报废。另外，火灾还会烧掉煤炭资源，并且会使矿井停产，这些都会给煤矿造成巨大的经济损失。

　　(三)井下粉尘的危害

　　粉尘是影响煤矿井下安全作业的主要危害之一，具体体现在以下几个方面：

　　1.影响矿工身体健康。长期吸入含有粉尘浓度的空气，容易导致尘肺病，尤其是岩尘危害性更大。拒不完全统计，煤矿由于尘肺病死亡的人数大约是工伤死亡人数的6倍左右。

　　2.煤尘在特定条件下会引起爆炸。煤尘的爆炸浓度范围与煤的成分、粒度以及引火源的温度和种类等条件有关。通常情况下，煤尘爆炸浓度的上限约为每立方米2000克左右，下限约为每立方米50克左右，爆炸力最强的浓度范围大约在每立方米500克左右。

　　3.当粉尘的浓度过高时，若悬浮于井下空气中，会导致井下作业的能见度下降，从而增加安全事故发生的几率。

　　4.粉尘会加速机械设备磨损。近年来，随着煤矿井下作业机械自动化程度的不断提高，使井下的机械设备不断增多。粉尘吸附在机械设备上，会加速设备的磨损，从而导致一些精密仪器的使用寿命缩短。

　　(四)井下瓦斯的危害

　　瓦斯的主要危害可归纳为以下两方面：

　　1.气体危害。瓦斯的主要成分有：二氧化碳、甲烷和氮气等。当空气中的瓦斯含量达到40%时，空气中的含氧量会相对降低，从而使人窒息，如果瓦斯浓度达到60%时，氧气含量降至10%以下，在较短时间内就会使人窒息死亡。

　　2.爆炸危害。瓦斯爆炸时会产生很高的温度，最高时可达2500℃左右，如果在封闭状态时爆炸温度可能更高，同时还会形成强大的冲击波;瓦斯爆炸还会产生许多有害气体，如一氧化碳、二氧化碳和氮气等，致使在爆炸范围内的人员中毒。

　　二、井下作业安全技术措施

　　(一)井下水灾防治技术措施

　　井下水灾的防治技术，可归纳为以下几个方面：

　　1.查明水源。查清井下作业面的水灾水源和导水通道，是防治井下水灾的关键。目前较为常用是井下物探技术和水化学探测技术。

　　2.水文观测。具体工作包括以下几方面：①资料收集。收集矿井所在地的降水量、气象以及河流的流速、水位、洪水期和枯水期等资料;②查明地表水体的水量补给和排泄条件以及具体分布情况;③通过水文观测孔，对地下水源的变化情况和水质进行观测;④观测井下涌水量及其与季节变化的规律情况。

　　3.井下探水。根据《煤矿安全规程》中的规定，井下应做好水灾害的分析预报工作，始终坚持有疑必探，先探后掘的探放水原则。由于井下开采属于地下作业，水文地质情况比较复杂，并且在具体作业时，对地下含水状况也不是十分清楚，无法确保没有水灾害威胁。因此，在实际作业中，必须先采取超前钻探措施，探明井下水源的位置、水量和水压情况以及水源与采煤层的距离等情况，以便采取相应的防水措施，来保证安全生产。

　　4.疏放水。是在探明水源的具体情况以后，按照水源的类型和特点，采取一定的疏放水方法，将威胁到井下作业安全的水源疏放干，该方法是防止井下水灾最有效的措施之一。

　　5.截水。当探查到水源后，由于某些特殊原因或条件限制，致使水不能很好的排放时，便可以利用各种设施将水源临时或永久性拦截，如，防水墙、防水煤柱、防水闸门等，使水源不至于威胁到其它区域。

　　6.注浆堵水。该方法是通过钻孔机将事先制备好的浆液压入井下地层的裂缝、断层破碎带等位置，当浆液扩张、凝固、硬化后，能够起到堵塞涌水通道和隔离水源的作用。

　　(二)井下火灾的防治技术措施

　　井下火灾应从内因和外因两方面加以防治：

　　1.内因火灾。引起内因火灾的主要条件是煤炭自燃起火，对于这类火灾可以采取以下几种方法进行防治：①运用开采技术预防。可以提高回采率，尽量减少丢煤，以此来消除火灾的物质基础;②通风预防。尽量限制空气流入井下与松散煤体接触，借此来消除自燃的供氧条件，可从消除漏风通道和减小漏风压差这方面着手;③压防灭火。利用风机、风窗、连通管和调压气室等设施，使漏风区域的风压分布情况发生改变，以此来降低漏风压差并减少漏风，从而达到抑制煤体自燃或熄灭火源的目的;④介质法。该方法是防治内因起火最直接的技术之一，主要有凝胶防灭火、惰化防灭火、泡沫防灭火、阻化防灭火和灌浆防灭火等。

　　2.外因火灾。①防止高温热源的存在和产生。根据《煤矿安全规程》中的有关规定应严格对明火、高温热源以及潜在火源进行管理;②尽量避免使用可燃材料，若特殊情况下，必须使用可燃材料应与潜在热源保持一定距离;③防止机电设备引发的电火;④防止井下胶带摩擦起火;⑤防止火花与可燃物作用起火;⑥通过设置防火门，防止火势蔓延;⑦应在矿井地面设置消防水池，并在井下设置消防管路。

　　(三)井下粉尘的防治技术

　　控制和消除井下粉尘危害，可以采取井下综合防尘，具体方法如下：

　　1.注水防尘技术。在进行井下采煤作业前，可以通过注水工艺来提高煤体的润湿性。煤层被润湿后，在采掘时能够大幅度降低粉尘量，工作面的粉尘浓度大约可降低80%左右。

　　2.高压喷雾降尘技术。虽然采取了注水减尘，但是在采掘、运输等环节中仍会产生大量的粉尘，此时可通过喷雾法降尘。高压喷雾降尘技术，是通过高压内外喷雾，来降低井下的粉尘，该技术能够有效地提高采煤机的降尘效果。

　　3.通风降尘技术。采用上诉两种方法还不能消除的粉尘，可以利用井下通风的方法将之排出井外。一般情况下，当井下作业面风源的含尘量超过每立方米0.5毫克时，需采取风流净化措施。风流净化主要是针对主进风源和局部地点而言的。对于主进风源，应防止地表粉尘进入地下，以此来确保入风的质量，入风流含尘量超标时，可采取静电除尘或水幕净化等措施;对于井下局部地点的尘源，可以通过除尘装置去除。

　　4.泡沫除尘技术。该技术是在水中加入表面活性发泡剂，通过泡沫发生器制造出泡沫状的液滴，并将其喷洒到含有粉尘的空气中，形成泡沫体。泡沫除尘能够提高水雾的降尘效果，而且耗水量较少。

　　(四)井下瓦斯的防治技术措施

　　1. 当瓦斯浓度在1%～1.5%时，需警戒预防，并与安检员进行检测，此时严禁放炮，同时应切断电源，并加强通风。

　　2.当瓦斯的浓度大于1.5%时，采掘面应自动发出报警，作业人员需立即撤离现场，并加强对区域的通风，以便排出瓦斯。

　　3.瓦斯巷道爆破安全技术。①尽量不使用延时雷管，最好使用电爆破，严禁使用火花或塑料导爆管引爆;②钻眼、装药和封泥等须严格安全规程进行操作，放炮时必须采用防爆型起爆器;③瓦斯浓度大于1%时严禁放炮;④掘进过程中，若接近含有沼气的煤层，需打超前钻孔探测瓦斯含量，并采取相应的处理措施。

　　4.防治瓦斯引燃的措施。①杜绝非生产用火源入井;②对生产中可能发生的热源应严格管理，避免其与瓦斯接触;③井下照明的电压不得超过110V，输电线路需使用密闭电缆;④需采用防爆型灯头开关和灯泡。

　　三、危害因素辨识的基本分析法

　　(一)基本分析法

　　基本分析法主要是指对某一项作业活动，依据收集到的具体作业活动信息，对照危害分类、事故类型以及职业病分类，从人的不安全行为、物地不安全状态、环境因素的影响和安全管理上的疏漏等几个方面，确定该项作业的具体危害，并明确其危险源。

　　(二)案例分析

　　下面以XX煤矿的一个采区为例，对危害因素辨识基本分析法进行论述：

　　XX煤矿采区，煤层倾角为18度，现沿煤层顶板倾斜向上挖掘一条500m的斜巷，掘进方法为炮掘式掘进。首先，对该地区详细的水文地质资料进行收集，并充分了解煤层的贮存条件、煤层结构以及顶板岩层的具体状况等;其次，绘制巷道设计图，对主要的技术参数进行分析;最后，按常规和非常规对地质因素进行考察，复杂的工序需绘制详细的施工网络图。用事故树方法对危险源进行分析，条件不相同，辨识的结果也是不一样的。

　　1.施工环境：煤壁偏帮伤害、顶板冒板伤害、煤层有害气体突出伤害、煤壁透水伤害。

　　2.正常作业活动：钻机支撑不稳倒覆伤人、进行煤壁打眼时，由于钻头选择不当造成卡钻，导致锚杆伤人。

　　3.放炮：放炮时作业人员未能及时离开现场引起的人员伤害、装药操作失误引起爆炸伤害、放明炮引起伤害、处理哑炮或瞎炮时引起伤害。

　　4.架棚：支护材料掉落伤人、由于架棚不牢靠，导致梁柱掉落伤人、架棚过程中人员由高处坠落。

　　5.运输：从材料放置地往作业面运输支护材料时，由于人员行走不稳摔倒受伤、支护材料或煤块从坡上滚下伤人、抬杠材料伤人。

　　6.设备运行：设备安装过程中，输送机、胶带等碰伤或砸伤人员、设备运行时机械事故伤人、电缆破口漏电或忘记安装漏电保护装置致使漏电伤人。

　　7.施工过程中的噪声和粉尘。同一矿井中与作业活动有关的危害因素，有可能直接或间接影响到该场所的风险因素。如，相邻采区及工作面发生火灾或有害气体涌出等将影响该作业场所的安全。

　　对上述分析出来的风险因素，可以进行列表分类，并评价出风险等级，根据具体情况分别制定出目标指标和安全管理方案的实施措施，在具体作业过程中加以控制，也可以在作业规程中对这些风险因素加以特别说明。目标指标和安全管理方案的具体形式不限，只要能够起到实际的控制效果即可。

　　(三)危害因素辨识与安全管理的关系

　　煤矿的安全管理是煤矿企业生产过程中头等大事，由于井下作业点多、线长、面广、作业的连续性较强、工序多且复杂，致使安全管理难度较大。当前，随着我国对企业的职业安全健康要求越来越严格，尤其是对风险较大的行业要求更为严格，有关的法律、法规也不断出台，政府各级安全监管部门的工作力度也不断加大。就煤矿企业来讲，改变传统的管理方式，适应新时期的发展需求，已经是刻不容缓的了。因此，必须搞好作业过程的危害因素辨识，这也将是实现煤矿安全管理的关键。煤矿企业应该将危害因素辨识工作，作为日常安全管理的基础工作，并针对辨识结果采取相应的安全措施，以此来确保煤矿井下作业能够顺利进行。

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文章名称： 井下作业危害因素及安全技术

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