矿井瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。有时单独指甲烷（沼气）。它是在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气体。在成煤的过程中生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。另外，在高温、高压的环境中，在成煤的同时，由于物理和化学作用，继续生成瓦斯。

 

　　瓦斯是无色、无味、无臭的气体，但有时可以闻到类似苹果的香味，这是由于芳香族的碳氢气体同瓦斯同时涌出的缘故。瓦斯对空气的相对密度是0.554，在标准状态下瓦斯的密度为0.716kg，所以，它常积聚在巷道的上部及高顶处。瓦斯的渗透能力是空气的1.6倍，难溶于水，不助燃也不能维持呼吸，达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并能发生燃烧或爆炸。瓦斯的燃烧、爆炸性是矿井主要灾害之一。

 

　　瓦斯在煤体或围岩中是以游离状态和吸着状态存在的。

 

　　游离状态也称为自由状态，这种瓦斯以自由气体状态存在于煤体或围岩的裂缝、孔隙之中，其量的大小主要决定于贮存空间的体积、压力和温度。

 

　　吸着状态又称结合状态，其特点是瓦斯与煤或某些岩石结合成一体，不再以自由气态形式存在。按其结合形式不同又可分为吸附及吸收两种。吸附状态是由于固体粒子与气体分子之间分子吸引力的作用，使气体分子在固体粒子表面上紧密附着一个薄层；吸收状态是气体分子已进入煤分子团的内部。

 

　　几种状态的瓦斯处于不断变化的动平衡之中，在一定条件下会互相转化。当压力、温度变化时，游离瓦斯转化为吸着瓦斯称为吸附，吸附瓦斯转化为游离瓦斯称解吸。

 

　　2.什么是瓦斯突出？

 

　　瓦斯突出是指随着煤矿开采深度的增加、瓦斯含量的增加，在煤层中形成了在地应力作用下，瓦斯释放的引力作用下，使软弱煤层突破抵抗线，瞬间释放大量瓦斯和煤而造成的一种地质灾害。煤矿开采深度越深，瓦斯瞬间释放的能量也会越大。煤和瓦斯突出主要发生在煤层平巷掘进、上山掘进和石门揭煤时，有的矿井在回采工作面也发生煤和瓦斯突出。瓦斯突出和瓦斯爆炸是两个概念，但灾害都来自于瓦斯。瓦斯突出是一种地质灾害，在大量的有害气体瞬间涌入后，会形成窒息，但不一定会发生爆炸事故。但如果出现以下三种情况后，会引发爆炸事故，一是与空气中氧气含量达到12％以上，二是瓦斯浓度达到5％至16％之间，三是遇到明火，点火温度达到650度以上。

 

　　3. 矿井瓦斯等级是怎样划分的？

 

　　矿井瓦斯等级是以相对瓦斯涌出量的大小来划分的。《煤矿安全规程》规定，在一个矿井中，只要有一个煤（岩）层发现瓦斯，该矿井即定为瓦斯矿井，并依照矿井瓦斯等级工作制度进行管理。

 

　　矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：

 

　　（1）低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10立方米／吨且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40立方米／分。

 

　　（2）高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10立方米／吨且矿井绝对瓦斯涌出量大于40立方米／分。

 

　　（3）煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。

 

　　1.矿井突水有什么预兆？

 

　　1）、一般预兆。

 

　　（1）煤层变潮湿、松软；煤帮出现滴水、淋水现象，且淋水由小变大；有时煤帮出现铁锈色水迹。

 

　　（2）工作面气温降低，或出现雾气或硫化氢气味（即臭鸡蛋味）。

 

　　（3）有时可闻到水的“嘶嘶”声。

 

　　（4）矿压增大，发生片帮、冒顶及底肢。

 

　　2）、工作面底板灰岩含水层突水预兆

 

　　（1）工作面压力增大，底板股起，底殿量有时可达500mm以上。

 

　　（2）工作面底板产生裂隙，并逐渐增大。

 

　　（3）沿裂隙或煤帮向外渗水，随着裂隙的增大，水量增加，当底板渗水量增大到一定程度时，煤帮渗水可能停止，此时水色时清时浊：底板活动时水变浑浊，底板稳定时水色变清。

 

　　（4）底板破裂，沿裂缝有高压水喷出，并伴有“嘶嘶”声或刺耳水声。

 

　　（5）底板发生“底爆”，伴有巨响，地下水大量涌出，水色呈乳白或黄色。

 

　　3）、松散孔隙含水层水突水预兆

 

　　（1）突水部位发潮、滴水、且滴水现象逐渐增大，仔细观察发现水中含有少量细砂。

 

　　（2）发生局部冒顶，水量突增并出现流沙，流沙常呈间歇性，水色时清时浊，总的趋势是水量、沙量增加，直至流沙大量涌出。

 

　　（3）顶板发生溃水、溃沙，这种现象可能影响到地表，致使地表出现塌陷坑。

 

　　2.矿井涌水有什么特征？

 

　　1）、大气降水为主要充水水源的涌水特征

 

　　（1）矿井涌水动态与当地降水动态相一致，具明显的季节性和多年周期性的变化规律。

 

　　（2）多数矿床随采深增加矿井涌水量逐渐减少，其涌水高峰值出现滞后的时间加长。

 

　　（3）矿井涌水量的大小还与降水性质、强度、连续时间及人渗条件有密切关系。

 

　　2）、以地表水为主要充水水源的涌水特征

 

　　地表水充水矿床的涌水规律有：

 

　　（1）矿井涌水动态随地表水的丰枯呈季节性变化，且其涌水强度与地表水的类型、性质和规模有关。受季节流量变化大的河流补给的矿床，其涌水强度亦呈季节性周期变化。

 

　　（2）矿井涌水强度还与井巷到地表水体间的距离、岩性与构造条件有关。一般情况下，其间距愈小，则涌水强度愈大；其间岩层的渗透性愈强，涌水强度愈大。

 

　　（3）采矿方法的影响。依据矿床水文地质条件选用正确的采矿方法，开采近地表水体的矿床，其涌水强度虽会增加，但不会过于影响生产。

 

　　3）、以地下水为主要充水水源的矿床

 

　　（1）矿井涌水强度与充水层的空隙性及其富水程度有关。

 

　　（2）矿井涌水强度与充水层厚度和分布面积有关。

 

　　（3）矿井涌水强度及其变化，还与充水层水量组成有关。

 

　　4）、以老采空区水为主要充水水源的矿床

 

　　在我国许多老矿区的浅部，老采空区（包括被淹没井巷）星罗棋布，且其中充满大量积水。它们大多积水范围不明，连通复杂，水量大，酸性强，水压高。

 

　　3.防治矿井火灾的技术措施

 

　　⑴、一般性技术措施：采用不燃性支护材料；设置防火门；设置消防材料库；设置消防水池。

 

　　⑵、预防外因火灾的措施：预防明火、放炮引火、电气引火、摩擦生火。

 

　　⑶、预防内因火灾的措施：合理布置巷道，采用合适的采煤法，封闭采空区等。

 

　　4.矿井通风常识

 

　　1、矿井为什么要通风

 

　　矿井通风就是把地面空气连续不断的送往井下，同时连续不断地把井下污浊空气排出井外。通风的作用如下：（1）供给井下人员足够的新鲜空气，满足人员呼吸需要；（2）冲淡、排除井下有毒气体和粉尘，保证工作人员不中毒、保持空气的清洁度以防止瓦斯和煤尘爆炸事故；（3）稀释、排除井下的热量和水蒸气，创造合适的气候条件，改善职工的劳动环境。

 

　　由此可见，保证人身安全和矿井安全生产的措施中，矿井通风有着非常重要的意义。

 

　　2、怎样进行通风

 

　　如何把地面的新鲜空气送入井下的各个工作地点，又将井下的污浊空气排除到地面来。为了达到矿井通风的目的，每个矿井必须至少有两个井口，一个作进风，一个作回风，并在回风井口安装通风机，这就叫矿井口机械通风，矿井就是靠这种通风机将地面的新鲜空气送入井下各个工作地点，又靠它把井下的污浊空气和有害气体排到地面。

 

　　为了把新鲜空气按需要分送到各个工作地点，在井下各巷道中，根据通风的需要设置风墙、风门、风桥等通风构筑物。在有些巷道里还装有调节风窗，用来调节风量。这些通风构筑物是保证把新鲜风量按需要送到各个用风地点的必要手段，如进风与回风在同一地点交汇时，为了使进、回风分开，在这一地点必须设置风桥；为了隔断风流，在巷道某一地点需要设置风门等等。所以任何人通过风门后，一定随手把风门关好。当车辆通过风门时，切不可把相邻两道风门同时打开，否则就会造成风流短路，这样有些地点就得不到足够的新鲜空气了。

 

　　3、要爱护井下通风构筑物

 

　　（1）风墙又叫密闭。它是切断风流或封闭采空区、防止瓦斯向矿井风流扩散的。

 

　　（2）风门。它是既要切断风流又要行人和通过车辆的一种通风构筑物。

 

　　（3）风桥。它是隔开两支相互交凡的进、回风的通风构筑物。

 

　　（4）调节风窗。它是使某条巷道风量减少的通风构筑物。

 

　　5.矿工如何自救和互救？

 

　　每个井下人员仅仅知道怎样防止和排除事故是不够的，还必须知道，并且要熟练地掌握，怎样正确而又迅速地进行自救和互救，使自己和其他人员能安然脱险得救。自救就是井下发生意外灾变时，在灾区或受灾变影响的区域内的每个工作人员进行避灾和保护自己的方法。互救是在有效地进行自救的基础上，去救护灾区内受伤人员的方法。为了达到矿工自救和互救的目的，每个井下工作人员必须熟悉并掌握所在矿井的灾害预防，熟练地使用自救器，掌握发生各种灾害事故的预兆、性质、特点和避灾方法，抢救灾区受伤人员的基本方法以及学会最基本的现场急救操作技术等。每个煤矿的领导者，应有计划地对所有煤矿工作人员进行这方面培训，不能熟练地掌握自救、互救和现场急救操作技术的人员，就不能算是一名合格的矿工，都不允许下井工作。

 

　　井下灾害事故发生后，一般都有一个由小到大的发展过程。作好现场抢救工作就能将事故消灭于萌芽之中，具体做法是：

 

　　1.出现事故时，在场人员一定要头脑清醒、沉着、冷静，要尽量了解判断事故发生地点、性质、灾害程度和可能波及的地点，迅速向矿调度室报告。

 

　　2.在保证人员安全的条件下，利用附近的设备、工具和材料及时处理，消灭事故，当确无法处理时，就应由在场的负责人或有经验的老工人带领，根据灾害地点的实际情况，选择安全路线迅速撤离危险区域。撤离时，不要惊慌失措，大喊大叫，四处乱跑。

 

　　矿工自救设施自救器

 

　　当井下发生火灾、瓦斯和煤尘爆炸、煤与瓦斯或二氧化碳突出等灾害时，井下人员应立即佩戴自救器脱险，免于中毒或窒息而死亡。

 

　　自救器有过滤式和隔离式两种。过滤式自救器实际是一种小型的防毒面具，它能吸收空气中的一氧化碳；隔离式自救器则是一种小型的氧气呼吸器，它能利用自救器内部配备的化学药品，通过化学反应产生氧气，供佩戴人呼吸。

 

　　佩戴过滤式自救器时，左手握住外壳下底，右手掀起红色开启搬手，扯开封口带，去掉外壳上盖，将药缸从外壳中取出。然后从口具上拉开鼻夹，把口具片塞进嘴内，咬住牙垫，但嘴唇必须紧贴口具，用鼻夹夹住鼻子。取下矿帽，把头带套在头顶上，再戴上矿帽用嘴呼吸。

 

　　6.专家建议：矿山应设立应急救生舱

 

　　安全生产问题越来越受到关注。有专家建议，为提高矿井抗灾减灾能力，应建立以矿难有毒气体预警、矿工撤离、进舱避难和快速救生风筒营救四个环节为一体的矿山应急救生系统，以最大限度降低矿难伤亡。

 

　　在日前召开的矿难应急救生专家研讨会上，北京科技大学教授金龙哲介绍说，多年来，瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、透水、冒顶以及由此引发的继发性事故，一直是导致大规模矿难伤亡的主要原因。

 

　　他说，由于上述事故存在破坏力大、事故原因复杂和易引起继发性事故等特点，使矿难发生后大约1个小时之内外界救援无法及时展开，而井下由于事故所带来的中毒、窒息、溺水等构成了“头号杀手”，超过90％遇险矿工的死亡发生在这关键的1小时内。

 

　　向日葵国际集团总裁林中选提出，要将遇险矿工的“被动待援”转化为“主动自救和外部救援相结合”，在矿山井下作业面放置具备抗压、防毒、防水、隔热并能提供必要生存条件的应急救生舱。当矿难发生后，为矿工营造一个安全、有氧气供给的避难空间，为矿山应急救援工作赢得宝贵时间。

 

　　7.井下发生煤尘爆炸如何自救？

 

　　煤矿井下发生的煤尘爆炸，不但对矿井破坏严重，对人体也有很强的杀伤力。其爆炸瞬间，可使爆炸现场升温高达2000℃以上，（压力可高达9个大气压以上），并且其冲击波强烈，散发出大量有毒气体。据调查统计，矿井下发生煤尘爆炸时，多数遇难人员直接死因并不是爆炸和燃烧，而是有害气体和缺氧引起的中毒和窒息。所以，发生煤尘爆炸时，自救措施要果断及时，方法得当，尽可能减少伤残和死亡的发生。

 

　　自救措施：

 

　　1、煤尘爆炸后，立即戴好自救器。如没有准备自救器，最好用湿毛巾快速捂住鼻口，就地卧倒，如边上有水坑，可侧卧于水中。

 

　　2、听到爆炸时，应赶快张大口。并用湿毛巾捂住口鼻，避免爆炸所产生强大冲击波击穿耳膜，引起永久性耳聋。

 

　　3、煤尘爆炸后，切忌乱跑，井下人员应在统一指挥下，情绪镇定，向有新鲜风流的方向撤退或躲进安全地区，注意防止二次爆炸或连续爆炸的再次损伤。

 

　　4、在可能的情况下，撤离险区后及时向井下调度、矿调度和局调度报告。

 

　　8.怎样管好用好氧气呼吸器？

 

　　一、完善呼吸器的管理制度，加强维修保养和操作培训

 

　　1.建立呼吸器的管理台帐，实行一台一卡制，并逐台编号。台帐的内容有：

 

　　（1）责任落实到人，定期维护保养。如定期充氧气、更换吸收剂、检测阀门完好程度等，明确责任人，避免工作中不负责的人为差错。

 

　　（2）建立检查、检修、保养记录。记录中应反映出检查时间、查出的问题，维修情况、验收情况、保养内容等。这些情况必须一目了解、毫不含糊。

 

　　2.为保证呼吸器随时处于临战状态，必须保证呼吸器各个部件的完好，具体要求是：

 

　　（1）呼吸器存放地点的要求。呼吸器应存放在无日光直接照射、无油脂、无灰尘、无腐蚀性酸性气体，与明火距离大于10m以上的地方。不得存放在不能直接见到的柜箱内，更不得上锁，保证急用时随手可以取得使用。

 

　　（2）定期检查氧气瓶压力。当发现压力低于7.8MPa（80kgf/cm平方）时，必须及时充氧（以重庆煤矿安全仪器厂生产的AHG-2氧气呼吸器为例，下同）。

 

　　（3）每使用一次（包括演习）后，都要求进行一次全面的检查和清理，并迅速恢复使用功能，发现问题要及时采取措施。具体内容有：

 

　　a.必须对氧气瓶重新充气；

 

　　b.必须更换氢氧化钙吸收剂；

 

　　c.必须对面具、呼吸软管、外壳进行清洗消毒；

 

　　d.必须检查各部机件有无损坏，各接头垫圈密封程度是否良好。

 

　　3.对消防人员进行基本操作培训。凡消防人员必须学会操作规程，携带方式，排除简易故障等基本知识及技能：

 

　　（1）按照《氧气呼吸器安全操作规程》的操作程序进行实际操作训练，并进行考核，符合要求后才允许使用。

 

　　（2）每年应进行一次使用呼吸器的预演训练。假想某作业场所发生火灾或毒气泄漏，进行实地抢险救灾的演习，达到临危不乱，指挥得当，秩序井然，抢险协调有效的目的。

 

　　4.对消防人员定期进行体格检查，发现患有心脏病、高血压病患者，必须调离岗位，以提高消防人员的身体素质和战斗力。

 

　　5.对呼吸器的维修保养使用情况应进行定期检查考核，可与奖金等经济利益挂钩，保证责任和措施的落实，保证呼吸器始终处于临战状态。

 

　　6.使用呼吸器进行火灾救护时，必须规定两人以上进行配合，互相监护，允许通过手势、信号、书写或其他方式进行联系，严禁在火场摘下面罩讲话，严禁一个人单独行动。

 

　　二、健全呼吸器安全操作规程，注重安全实用和熟悉性能

 

　　1.佩戴呼吸器动作要规范。佩戴方式采用左系式，即把背带挂在右肩、呼吸器落在左腰侧。这样考虑的理由有：一是大部分人是右撇子，呼吸器放在左腰处不影响右手的操作；二是气瓶阀门在身前，便于操作；三是便于观察压力表，一旦发现压力不够可以迅速停止救护，撤离火场。

 

　　2.规定佩戴呼吸器之前要首先打开氧气瓶阀门，检查氧气压力。如果压力高于7.8MPa时才可使用。防止压力过低，供氧时间不长，影响救护工作。

 

　　3.规定戴面罩的操作方法：托起面罩，拇指在外，其余四指在内，将内罩由下颚往上戴，罩住面孔，然后进行几次深呼吸，以体验呼吸器各个机件是否良好。确认没有问题时，才可以进入火灾现场。

 

　　4.使用中应随时观察氧气压力的变化，当发现压力降到2.9MPa时，消防人员应迅速退出火灾场所。这是因为火灾危险与安全区一般都有一定的距离，氧气用完了再撤退就来不及了，所以一定要留足氧气余量。

 

　　5.使用中，如果感觉闷气，同时还感到有酸味，这是气囊中废气积聚过多的原因。可以揿手动补给按钮，开启自动补给阀、补充氧气。如果两次揿手动补给按钮的时间时隔太短，即气囊中废气积聚太快，这是由于氢氧化钙吸收剂失效的原因，应尽早撤离火灾危险区。

 

　　6.在使用中，如发生减压阀定量供氧故障，自己有严重的气闷感觉，应一边揿手动补给按钮，一边迅速撤出火灾场所，更换呼吸器后再进入危险区。

 

　　7.应规定在使用过程中，避免与油或火直接接触，还要防止撞击，以防引起呼吸器爆炸。

 

　　呼吸器在火为现场救护中，是保障消防人员自身安全不可少的防护用具。我们不但要力求配备，还要加强管理和操作培训，确保在启用时能充分发挥它的功能。本文系笔者在实践过程中发现的问题和工作体会，试想为消防部门、特别是企业兼职消防队提供借鉴，让呼吸器在消防工作中更好地发挥它的作用。

 

　　9.露天矿滑坡原因及防治

 

　　（1）原因：边坡角设计偏大，或台阶没按设计施工；边坡有大的结构弱面；自然灾害；滥采乱挖。

 

　　（2）防治：合理确定边坡参数；选择适当的开采技术；制定严格的边坡安全管理制度。