巷道钻孔注水.PPT

本讲主要内容： 煤尘爆炸的事故案例 煤尘爆炸的机理及特征 煤尘爆炸的条件 影响煤尘爆炸的因素 预防煤尘爆炸的技术措施 第三讲 煤尘爆炸及其预防 1906年，法国的吉利耶尔煤矿发生煤尘爆炸事故，死亡1099人，该矿经两年重建才恢复生产。这是一个无瓦斯煤矿，也是世界上第一次发生煤尘爆炸。 1942年，日本侵占东北时期，本溪煤矿发生了世界史上最大的一次瓦斯煤尘爆炸事故，死亡1549人，伤残246人，死亡者中多为CO中毒。 2006年2月23日，山东枣矿集团联创公司发生煤尘爆炸重大事故，18人死亡，9人受伤。事故中遇难和受伤人员大部分为来自当地的农民工。 第三讲 煤尘爆炸及其预防 1 煤尘爆炸的机理及特征 一、煤尘爆炸的机理 第三讲 煤尘爆炸及其预防 受热 尘粒 受热 受热 尘粒 干馏 可燃气体 尘粒 闪燃 吸热 尘粒 尘粒 尘粒 热量 爆炸 煤尘爆炸机理示意图 第三讲 煤尘爆炸及其预防 二、煤尘爆炸的特征 形成高温、高压、冲击波 煤尘爆炸具有连续性 煤尘爆炸的发生有感应期（4~280ms） 挥发分减少或形成“粘焦” 产生大量的CO（浓度可达2~3%以上） 第三讲 煤尘爆炸及其预防 我国煤矿中90%以上的煤尘具有爆炸性，煤尘有无爆炸性以及爆炸性强弱由法定机构鉴定后确定。 煤尘爆炸的下限浓度为30～50g/m3，上限浓度为1000～2000g/m3。 爆炸力最强的浓度范围为300～500g/m3。 我国煤尘爆炸的引燃温度在610～1050℃之间，一般为700～800℃。煤尘爆炸的最小点火能为4.5～40mJ。 煤尘爆炸必须同时具备三个条件： 2 煤尘爆炸的条件 煤尘本身具有爆炸性 煤尘必须悬浮于空气中，并达到一定的浓度 存在能引燃煤尘爆炸的高温热源 第三讲 煤尘爆炸及其预防 煤的挥发分含量 煤的灰分和水分 煤尘粒度 空气中的瓦斯浓度 空气中的氧含量 引爆热源的温度 3 影响煤尘爆炸的因素 第三讲 煤尘爆炸及其预防 4 预防煤尘爆炸的技术措施 预防煤尘爆炸的技术措施包括三个方面的措施： 减、降尘措施 防止煤尘引燃措施 限制煤尘爆炸范围扩大措施 第三讲 煤尘爆炸及其预防 一、减、降尘措施 减、降尘措施是指在煤矿井下生产过程中，通过减少煤尘产生量、降低空气中悬浮煤尘含量，以消除产生煤尘爆炸的物质条件，达到从根本上杜绝煤尘爆炸的可能性。 煤层注水，即在采煤工作面回采之前预先在煤层中打若干钻孔，通过钻孔注入压力水，使其渗入煤体内部，增加煤的水分．以减少煤层开采过程煤尘的产尘量。 煤层注水是采煤工作面最重要、最治本的防尘措施。 第三讲 煤尘爆炸及其预防 （2）煤层注水方式 ①短孔注水，是在回采工作面垂直煤壁或与煤壁斜交打钻孔注水，注水孔长度一般为2～5m。 注水方式是指钻孔的位置、长度和方向。 ②深孔注水，是在回采工作面垂直煤壁打钻孔注水，孔长一般为5～25m。 第三讲 煤尘爆炸及其预防 短孔、深孔注水方式示意图 第三讲 煤尘爆炸及其预防 ③长孔注水，是从回采工作面的运输巷或回风巷，沿煤层倾斜方向平行于工作面打上向孔或下向孔注水。孔长依据回采工作面的斜长、煤层赋存状况、钻机最大钻孔深度等因素确定，一般30～150m。 第三讲 煤尘爆炸及其预防 单向长钻孔注水方式示意图 第三讲 煤尘爆炸及其预防 双向长钻孔注水方式示意图 第三讲 煤尘爆炸及其预防 ④巷道钻孔注水，即由煤层的顶板巷道向下方打穿透煤层的钻孔注水或由底板巷道向上方打穿透煤层的钻孔注水。由于打岩石钻孔成本高，故此方式仅适用于具有施工钻孔巷道条件的厚及特厚煤层的注水。 第三讲 煤尘爆炸及其预防 巷道钻孔注水方式示意图 1 2 3 1—钻孔；2—底板巷道；3—煤层 第三讲 煤尘爆炸及其预防 （3）注水系统 注水系统分为静压注水系统和动压注水系统两种。 利用管网将地面或上水平的水通过自然静压差导入钻孔的注水叫静压注水。 利用水泵加压将水压入钻孔的注水叫动压注水。水泵一般设在注水地点进行加压。 静压注水系统 动压注水系统 第三讲 煤尘爆炸及其预防 （4）注水参数 注水压力的高低取决于煤层透水性的强弱和钻孔的注水速度。透水性强的煤层宜采用低压（小于3MPa）注水，透水性弱的煤层宜采用中压（3~10MPa）或高压（大于10MPa）注水。 注水压力 第三讲 煤尘爆炸及其预防 （4）注水参数 注水速度(注水流量)是指单位时间内的注水量。通常以单位时间内每米钻孔的注水量表示。 一般来说，小流量注水对煤层的湿润效果较好。 注水速度(注水流量) 第三讲 煤尘爆炸及其预防 （4）注水参数 注水量是指单位煤体注入的水量，通常用吨煤注水量表示。 注水量是影响煤体湿润