礦井瓦斯是礦井中主要由煤層氣構成的以甲烷為主的有害氣體。有時單獨指甲烷（沼氣）。它是在煤的生成和煤的變質過程中伴生的氣體。在成煤的過程中生成的瓦斯是古代植物在堆積成煤的初期，纖維素和有機質經厭氧菌的作用分解而成。另外，在高溫、高壓的環境中，在成煤的同時，由于物理和化學作用，繼續生成瓦斯。

 

　　瓦斯是無色、無味、無臭的氣體，但有時可以聞到類似蘋果的香味，這是由于芳香族的碳氫氣體同瓦斯同時涌出的緣故。瓦斯對空氣的相對密度是0.554，在標準狀態下瓦斯的密度為0.716kg，所以，它常積聚在巷道的上部及高頂處。瓦斯的滲透能力是空氣的1.6倍，難溶于水，不助燃也不能維持呼吸，達到一定濃度時，能使人因缺氧而窒息，并能發生燃燒或爆炸。瓦斯的燃燒、爆炸性是礦井主要災害之一。

 

　　瓦斯在煤體或圍巖中是以游離狀態和吸著狀態存在的。

 

　　游離狀態也稱為自由狀態，這種瓦斯以自由氣體狀態存在于煤體或圍巖的裂縫、孔隙之中，其量的大小主要決定于貯存空間的體積、壓力和溫度。

 

　　吸著狀態又稱結合狀態，其特點是瓦斯與煤或某些巖石結合成一體，不再以自由氣態形式存在。按其結合形式不同又可分為吸附及吸收兩種。吸附狀態是由于固體粒子與氣體分子之間分子吸引力的作用，使氣體分子在固體粒子表面上緊密附著一個薄層；吸收狀態是氣體分子已進入煤分子團的內部。

 

　　幾種狀態的瓦斯處于不斷變化的動平衡之中，在一定條件下會互相轉化。當壓力、溫度變化時，游離瓦斯轉化為吸著瓦斯稱為吸附，吸附瓦斯轉化為游離瓦斯稱解吸。

 

　　2.什么是瓦斯突出？

 

　　瓦斯突出是指隨著煤礦開采深度的增加、瓦斯含量的增加，在煤層中形成了在地應力作用下，瓦斯釋放的引力作用下，使軟弱煤層突破抵抗線，瞬間釋放大量瓦斯和煤而造成的一種地質災害。煤礦開采深度越深，瓦斯瞬間釋放的能量也會越大。煤和瓦斯突出主要發生在煤層平巷掘進、上山掘進和石門揭煤時，有的礦井在回采工作面也發生煤和瓦斯突出。瓦斯突出和瓦斯爆炸是兩個概念，但災害都來自于瓦斯。瓦斯突出是一種地質災害，在大量的有害氣體瞬間涌入后，會形成窒息，但不一定會發生爆炸事故。但如果出現以下三種情況后，會引發爆炸事故，一是與空氣中氧氣含量達到12％以上，二是瓦斯濃度達到5％至16％之間，三是遇到明火，點火溫度達到650度以上。

 

　　3. 礦井瓦斯等級是怎樣劃分的？

 

　　礦井瓦斯等級是以相對瓦斯涌出量的大小來劃分的。《煤礦安全規程》規定，在一個礦井中，只要有一個煤（巖）層發現瓦斯，該礦井即定為瓦斯礦井，并依照礦井瓦斯等級工作制度進行管理。

 

　　礦井瓦斯等級，根據礦井相對瓦斯涌出量、礦井絕對瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式劃分為：

 

　　（1）低瓦斯礦井：礦井相對瓦斯涌出量小于或等于10立方米／噸且礦井絕對瓦斯涌出量小于或等于40立方米／分。

 

　　（2）高瓦斯礦井：礦井相對瓦斯涌出量大于10立方米／噸且礦井絕對瓦斯涌出量大于40立方米／分。

 

　　（3）煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井。

 

　　1.礦井突水有什么預兆？

 

　　1）、一般預兆。

 

　　（1）煤層變潮濕、松軟；煤幫出現滴水、淋水現象，且淋水由小變大；有時煤幫出現鐵銹色水跡。

 

　　（2）工作面氣溫降低，或出現霧氣或硫化氫氣味（即臭雞蛋味）。

 

　　（3）有時可聞到水的“嘶嘶”聲。

 

　　（4）礦壓增大，發生片幫、冒頂及底肢。

 

　　2）、工作面底板灰巖含水層突水預兆

 

　　（1）工作面壓力增大，底板股起，底殿量有時可達500mm以上。

 

　　（2）工作面底板產生裂隙，并逐漸增大。

 

　　（3）沿裂隙或煤幫向外滲水，隨著裂隙的增大，水量增加，當底板滲水量增大到一定程度時，煤幫滲水可能停止，此時水色時清時濁：底板活動時水變渾濁，底板穩定時水色變清。

 

　　（4）底板破裂，沿裂縫有高壓水噴出，并伴有“嘶嘶”聲或刺耳水聲。

 

　　（5）底板發生“底爆”，伴有巨響，地下水大量涌出，水色呈乳白或黃色。

 

　　3）、松散孔隙含水層水突水預兆

 

　　（1）突水部位發潮、滴水、且滴水現象逐漸增大，仔細觀察發現水中含有少量細砂。

 

　　（2）發生局部冒頂，水量突增并出現流沙，流沙常呈間歇性，水色時清時濁，總的趨勢是水量、沙量增加，直至流沙大量涌出。

 

　　（3）頂板發生潰水、潰沙，這種現象可能影響到地表，致使地表出現塌陷坑。

 

　　2.礦井涌水有什么特征？

 

　　1）、大氣降水為主要充水水源的涌水特征

 

　　（1）礦井涌水動態與當地降水動態相一致，具明顯的季節性和多年周期性的變化規律。

 

　　（2）多數礦床隨采深增加礦井涌水量逐漸減少，其涌水高峰值出現滯后的時間加長。

 

　　（3）礦井涌水量的大小還與降水性質、強度、連續時間及人滲條件有密切關系。

 

　　2）、以地表水為主要充水水源的涌水特征

 

　　地表水充水礦床的涌水規律有：

 

　　（1）礦井涌水動態隨地表水的豐枯呈季節性變化，且其涌水強度與地表水的類型、性質和規模有關。受季節流量變化大的河流補給的礦床，其涌水強度亦呈季節性周期變化。

 

　　（2）礦井涌水強度還與井巷到地表水體間的距離、巖性與構造條件有關。一般情況下，其間距愈小，則涌水強度愈大；其間巖層的滲透性愈強，涌水強度愈大。

 

　　（3）采礦方法的影響。依據礦床水文地質條件選用正確的采礦方法，開采近地表水體的礦床，其涌水強度雖會增加，但不會過于影響生產。

 

　　3）、以地下水為主要充水水源的礦床

 

　　（1）礦井涌水強度與充水層的空隙性及其富水程度有關。

 

　　（2）礦井涌水強度與充水層厚度和分布面積有關。

 

　　（3）礦井涌水強度及其變化，還與充水層水量組成有關。

 

　　4）、以老采空區水為主要充水水源的礦床

 

　　在我國許多老礦區的淺部，老采空區（包括被淹沒井巷）星羅棋布，且其中充滿大量積水。它們大多積水范圍不明，連通復雜，水量大，酸性強，水壓高。

 

　　3.防治礦井火災的技術措施

 

　　⑴、一般性技術措施：采用不燃性支護材料；設置防火門；設置消防材料庫；設置消防水池。

 

　　⑵、預防外因火災的措施：預防明火、放炮引火、電氣引火、摩擦生火。

 

　　⑶、預防內因火災的措施：合理布置巷道，采用合適的采煤法，封閉采空區等。

 

　　4.礦井通風常識

 

　　1、礦井為什么要通風

 

　　礦井通風就是把地面空氣連續不斷的送往井下，同時連續不斷地把井下污濁空氣排出井外。通風的作用如下：（1）供給井下人員足夠的新鮮空氣，滿足人員呼吸需要；（2）沖淡、排除井下有毒氣體和粉塵，保證工作人員不中毒、保持空氣的清潔度以防止瓦斯和煤塵爆炸事故；（3）稀釋、排除井下的熱量和水蒸氣，創造合適的氣候條件，改善職工的勞動環境。

 

　　由此可見，保證人身安全和礦井安全生產的措施中，礦井通風有著非常重要的意義。

 

　　2、怎樣進行通風

 

　　如何把地面的新鮮空氣送入井下的各個工作地點，又將井下的污濁空氣排除到地面來。為了達到礦井通風的目的，每個礦井必須至少有兩個井口，一個作進風，一個作回風，并在回風井口安裝通風機，這就叫礦井口機械通風，礦井就是靠這種通風機將地面的新鮮空氣送入井下各個工作地點，又靠它把井下的污濁空氣和有害氣體排到地面。

 

　　為了把新鮮空氣按需要分送到各個工作地點，在井下各巷道中，根據通風的需要設置風墻、風門、風橋等通風構筑物。在有些巷道里還裝有調節風窗，用來調節風量。這些通風構筑物是保證把新鮮風量按需要送到各個用風地點的必要手段，如進風與回風在同一地點交匯時，為了使進、回風分開，在這一地點必須設置風橋；為了隔斷風流，在巷道某一地點需要設置風門等等。所以任何人通過風門后，一定隨手把風門關好。當車輛通過風門時，切不可把相鄰兩道風門同時打開，否則就會造成風流短路，這樣有些地點就得不到足夠的新鮮空氣了。

 

　　3、要愛護井下通風構筑物

 

　　（1）風墻又叫密閉。它是切斷風流或封閉采空區、防止瓦斯向礦井風流擴散的。

 

　　（2）風門。它是既要切斷風流又要行人和通過車輛的一種通風構筑物。

 

　　（3）風橋。它是隔開兩支相互交凡的進、回風的通風構筑物。

 

　　（4）調節風窗。它是使某條巷道風量減少的通風構筑物。

 

　　5.礦工如何自救和互救？

 

　　每個井下人員僅僅知道怎樣防止和排除事故是不夠的，還必須知道，并且要熟練地掌握，怎樣正確而又迅速地進行自救和互救，使自己和其他人員能安然脫險得救。自救就是井下發生意外災變時，在災區或受災變影響的區域內的每個工作人員進行避災和保護自己的方法。互救是在有效地進行自救的基礎上，去救護災區內受傷人員的方法。為了達到礦工自救和互救的目的，每個井下工作人員必須熟悉并掌握所在礦井的災害預防，熟練地使用自救器，掌握發生各種災害事故的預兆、性質、特點和避災方法，搶救災區受傷人員的基本方法以及學會最基本的現場急救操作技術等。每個煤礦的領導者，應有計劃地對所有煤礦工作人員進行這方面培訓，不能熟練地掌握自救、互救和現場急救操作技術的人員，就不能算是一名合格的礦工，都不允許下井工作。

 

　　井下災害事故發生后，一般都有一個由小到大的發展過程。作好現場搶救工作就能將事故消滅于萌芽之中，具體做法是：

 

　　1.出現事故時，在場人員一定要頭腦清醒、沉著、冷靜，要盡量了解判斷事故發生地點、性質、災害程度和可能波及的地點，迅速向礦調度室報告。

 

　　2.在保證人員安全的條件下，利用附近的設備、工具和材料及時處理，消滅事故，當確無法處理時，就應由在場的負責人或有經驗的老工人帶領，根據災害地點的實際情況，選擇安全路線迅速撤離危險區域。撤離時，不要驚慌失措，大喊大叫，四處亂跑。

 

　　礦工自救設施自救器

 

　　當井下發生火災、瓦斯和煤塵爆炸、煤與瓦斯或二氧化碳突出等災害時，井下人員應立即佩戴自救器脫險，免于中毒或窒息而死亡。

 

　　自救器有過濾式和隔離式兩種。過濾式自救器實際是一種小型的防毒面具，它能吸收空氣中的一氧化碳；隔離式自救器則是一種小型的氧氣呼吸器，它能利用自救器內部配備的化學藥品，通過化學反應產生氧氣，供佩戴人呼吸。

 

　　佩戴過濾式自救器時，左手握住外殼下底，右手掀起紅色開啟搬手，扯開封口帶，去掉外殼上蓋，將藥缸從外殼中取出。然后從口具上拉開鼻夾，把口具片塞進嘴內，咬住牙墊，但嘴唇必須緊貼口具，用鼻夾夾住鼻子。取下礦帽，把頭帶套在頭頂上，再戴上礦帽用嘴呼吸。

 

　　6.專家建議：礦山應設立應急救生艙

 

　　安全生產問題越來越受到關注。有專家建議，為提高礦井抗災減災能力，應建立以礦難有毒氣體預警、礦工撤離、進艙避難和快速救生風筒營救四個環節為一體的礦山應急救生系統，以最大限度降低礦難傷亡。

 

　　在日前召開的礦難應急救生專家研討會上，北京科技大學教授金龍哲介紹說，多年來，瓦斯煤塵爆炸、煤與瓦斯突出、透水、冒頂以及由此引發的繼發性事故，一直是導致大規模礦難傷亡的主要原因。

 

　　他說，由于上述事故存在破壞力大、事故原因復雜和易引起繼發性事故等特點，使礦難發生后大約1個小時之內外界救援無法及時展開，而井下由于事故所帶來的中毒、窒息、溺水等構成了“頭號殺手”，超過90％遇險礦工的死亡發生在這關鍵的1小時內。

 

　　向日葵國際集團總裁林中選提出，要將遇險礦工的“被動待援”轉化為“主動自救和外部救援相結合”，在礦山井下作業面放置具備抗壓、防毒、防水、隔熱并能提供必要生存條件的應急救生艙。當礦難發生后，為礦工營造一個安全、有氧氣供給的避難空間，為礦山應急救援工作贏得寶貴時間。

 

　　7.井下發生煤塵爆炸如何自救？

 

　　煤礦井下發生的煤塵爆炸，不但對礦井破壞嚴重，對人體也有很強的殺傷力。其爆炸瞬間，可使爆炸現場升溫高達2000℃以上，（壓力可高達9個大氣壓以上），并且其沖擊波強烈，散發出大量有毒氣體。據調查統計，礦井下發生煤塵爆炸時，多數遇難人員直接死因并不是爆炸和燃燒，而是有害氣體和缺氧引起的中毒和窒息。所以，發生煤塵爆炸時，自救措施要果斷及時，方法得當，盡可能減少傷殘和死亡的發生。

 

　　自救措施：

 

　　1、煤塵爆炸后，立即戴好自救器。如沒有準備自救器，最好用濕毛巾快速捂住鼻口，就地臥倒，如邊上有水坑，可側臥于水中。

 

　　2、聽到爆炸時，應趕快張大口。并用濕毛巾捂住口鼻，避免爆炸所產生強大沖擊波擊穿耳膜，引起永久性耳聾。

 

　　3、煤塵爆炸后，切忌亂跑，井下人員應在統一指揮下，情緒鎮定，向有新鮮風流的方向撤退或躲進安全地區，注意防止二次爆炸或連續爆炸的再次損傷。

 

　　4、在可能的情況下，撤離險區后及時向井下調度、礦調度和局調度報告。

 

　　8.怎樣管好用好氧氣呼吸器？

 

　　一、完善呼吸器的管理制度，加強維修保養和操作培訓

 

　　1.建立呼吸器的管理臺帳，實行一臺一卡制，并逐臺編號。臺帳的內容有：

 

　　（1）責任落實到人，定期維護保養。如定期充氧氣、更換吸收劑、檢測閥門完好程度等，明確責任人，避免工作中不負責的人為差錯。

 

　　（2）建立檢查、檢修、保養記錄。記錄中應反映出檢查時間、查出的問題，維修情況、驗收情況、保養內容等。這些情況必須一目了解、毫不含糊。

 

　　2.為保證呼吸器隨時處于臨戰狀態，必須保證呼吸器各個部件的完好，具體要求是：

 

　　（1）呼吸器存放地點的要求。呼吸器應存放在無日光直接照射、無油脂、無灰塵、無腐蝕性酸性氣體，與明火距離大于10m以上的地方。不得存放在不能直接見到的柜箱內，更不得上鎖，保證急用時隨手可以取得使用。

 

　　（2）定期檢查氧氣瓶壓力。當發現壓力低于7.8MPa（80kgf/cm平方）時，必須及時充氧（以重慶煤礦安全儀器廠生產的AHG-2氧氣呼吸器為例，下同）。

 

　　（3）每使用一次（包括演習）后，都要求進行一次全面的檢查和清理，并迅速恢復使用功能，發現問題要及時采取措施。具體內容有：

 

　　a.必須對氧氣瓶重新充氣；

 

　　b.必須更換氫氧化鈣吸收劑；

 

　　c.必須對面具、呼吸軟管、外殼進行清洗消毒；

 

　　d.必須檢查各部機件有無損壞，各接頭墊圈密封程度是否良好。

 

　　3.對消防人員進行基本操作培訓。凡消防人員必須學會操作規程，攜帶方式，排除簡易故障等基本知識及技能：

 

　　（1）按照《氧氣呼吸器安全操作規程》的操作程序進行實際操作訓練，并進行考核，符合要求后才允許使用。

 

　　（2）每年應進行一次使用呼吸器的預演訓練。假想某作業場所發生火災或毒氣泄漏，進行實地搶險救災的演習，達到臨危不亂，指揮得當，秩序井然，搶險協調有效的目的。

 

　　4.對消防人員定期進行體格檢查，發現患有心臟病、高血壓病患者，必須調離崗位，以提高消防人員的身體素質和戰斗力。

 

　　5.對呼吸器的維修保養使用情況應進行定期檢查考核，可與獎金等經濟利益掛鉤，保證責任和措施的落實，保證呼吸器始終處于臨戰狀態。

 

　　6.使用呼吸器進行火災救護時，必須規定兩人以上進行配合，互相監護，允許通過手勢、信號、書寫或其他方式進行聯系，嚴禁在火場摘下面罩講話，嚴禁一個人單獨行動。

 

　　二、健全呼吸器安全操作規程，注重安全實用和熟悉性能

 

　　1.佩戴呼吸器動作要規范。佩戴方式采用左系式，即把背帶掛在右肩、呼吸器落在左腰側。這樣考慮的理由有：一是大部分人是右撇子，呼吸器放在左腰處不影響右手的操作；二是氣瓶閥門在身前，便于操作；三是便于觀察壓力表，一旦發現壓力不夠可以迅速停止救護，撤離火場。

 

　　2.規定佩戴呼吸器之前要首先打開氧氣瓶閥門，檢查氧氣壓力。如果壓力高于7.8MPa時才可使用。防止壓力過低，供氧時間不長，影響救護工作。

 

　　3.規定戴面罩的操作方法：托起面罩，拇指在外，其余四指在內，將內罩由下顎往上戴，罩住面孔，然后進行幾次深呼吸，以體驗呼吸器各個機件是否良好。確認沒有問題時，才可以進入火災現場。

 

　　4.使用中應隨時觀察氧氣壓力的變化，當發現壓力降到2.9MPa時，消防人員應迅速退出火災場所。這是因為火災危險與安全區一般都有一定的距離，氧氣用完了再撤退就來不及了，所以一定要留足氧氣余量。

 

　　5.使用中，如果感覺悶氣，同時還感到有酸味，這是氣囊中廢氣積聚過多的原因。可以撳手動補給按鈕，開啟自動補給閥、補充氧氣。如果兩次撳手動補給按鈕的時間時隔太短，即氣囊中廢氣積聚太快，這是由于氫氧化鈣吸收劑失效的原因，應盡早撤離火災危險區。

 

　　6.在使用中，如發生減壓閥定量供氧故障，自己有嚴重的氣悶感覺，應一邊撳手動補給按鈕，一邊迅速撤出火災場所，更換呼吸器后再進入危險區。

 

　　7.應規定在使用過程中，避免與油或火直接接觸，還要防止撞擊，以防引起呼吸器爆炸。

 

　　呼吸器在火為現場救護中，是保障消防人員自身安全不可少的防護用具。我們不但要力求配備，還要加強管理和操作培訓，確保在啟用時能充分發揮它的功能。本文系筆者在實踐過程中發現的問題和工作體會，試想為消防部門、特別是企業兼職消防隊提供借鑒，讓呼吸器在消防工作中更好地發揮它的作用。

 

　　9.露天礦滑坡原因及防治

 

　　（1）原因：邊坡角設計偏大，或臺階沒按設計施工；邊坡有大的結構弱面；自然災害；濫采亂挖。

 

　　（2）防治：合理確定邊坡參數；選擇適當的開采技術；制定嚴格的邊坡安全管理制度。