1.矿尘的危害及处理措施

    矿尘的危害

    矿尘是指矿井生产过程中产生的煤尘和岩尘。

    矿尘的主要危害是引起工人患尘肺病、发生煤尘燃烧和爆炸

    事故。

    （1）工人长期在矿尘环境中工作，吸入大量细微粉尘，从

    而引起以肺组织纤维化为主的职业病，严重影响人体健康和寿命。

    （2）煤尘遇到外界火源，很容易引起火灾。具有爆炸危险

    的爆尘达到一定浓度时，在引爆火源的作用下，发生爆炸，往往

    造成矿毁人亡。

    矿尘的处理

    （1）掘进井巷和硐室时，必须采取湿式钻眼、冲洗井壁巷帮、水炮泥、爆破喷雾、装岩（煤）洒水和净化风流等综合防尘措施。

    （2）采煤工作面应采取煤层注水防尘措施。炮采工作面应采取湿式打眼，使用水炮泥；爆破前、后应冲洗煤壁，爆破时应喷雾降尘，出煤时洒水。

    （3）采煤机、掘进机都应安装有效的内外喷雾装置，无喷雾装置的采煤机、掘进机不得工作。生产矿井中，如果采煤机、掘进机不带有内喷雾装置，必须使用外喷雾装置并加除尘器。

    （4）综合机械化放顶煤工作面、液压支架和放煤口都必须喷雾洒水，否则不得放煤。

    （5）井下煤仓放煤口、溜煤眼放煤口、输送机转载点和卸载点，以及地面筛分厂、破碎车间、带式输送机走廊、转载点等地点，都必须安设喷雾装置或除尘器，作业时进行喷雾降尘或用除尘器除尘。

    （6）煤（岩）与瓦斯突出煤层或软煤层中瓦斯抽放钻孔难以采取湿式钻孔时，可采取干式钻孔，但必须采取捕尘、降尘措施，工作人员必须佩戴防尘保护用品。

    2.煤层的顶板和采掘工作面控制

    煤层的顶板

    煤层上面的岩层叫顶板。根据顶板的坚硬程度及距煤层的距离，可把煤层的顶板分为三层：

    （1）伪顶。伪顶是在煤层之上、紧贴煤层的一层松软岩层，一般厚度03～05米。当煤层被采落时，伪顶也同时下落，混入煤中，影响煤质。

    （2）直接项。直接顶是位于伪顶之上或煤层之上的顶板，它具有一定的稳定性。工作面煤层被采落时，直接顶不会立即垮落，而是要在工作面上方悬露一定的时间才垮落。直接顶是采掘工作面支护的对象。如果支护好，就不会冒顶，否则会造成冒顶伤亡事故。

    （3）老顶。老顶是在直接顶上方的岩层，一般由坚硬岩层组成。老顶在采空区上方悬露一定的面积后才能垮落。老顶垮落后会给采煤工作面带来很大压力，如果工作面支护不好，就会发生大冒顶伤人事故。

    采掘工作面顶板控制

    （1）采煤工作面顶板控制。

    ①普通机械化及炮采工作面顶板控制。普通机械化及炮采工作面顶板控制主要是依靠金属摩擦支柱、单体液压支柱配合金属铰接顶梁或型梁支护，构成工作面的基本支架。除基本支架外，在控制顶板中还会采用木垛、丛柱、密集支柱、抬棚等特殊支架。

    ②综合机械化工作面顶板控制。综合机械化采煤工作面依靠自移式液压支架控制顶板。无论是在对顶板的支撑力还是安全性、稳定性方面都优于其他支护形式，是我国广泛应用的支护形式。根据支架对顶板的作用力形式，综采支架有三大类型，即支撑式、掩护式和支撑掩护式。

    （2）掘进工作面顶板控制。井下巷道掘进以后，必须进行不同形式的支护来控制顶板，否则随时间的推移，巷道会变形或冒顶，影响安全使用。巷道支护形式有以下几种：

    ①砌碹支护。

    ②棚式支护。

    ③锚杆支护。

    3.冒顶前常见的预兆

    在正常情况下，顶板冒落事先都有预兆。预兆情形有下面几种：

    响声

    岩层下沉断裂，顶板压力急剧加大时，木支架就会发生劈裂声，紧接着出现折梁断柱现象；金属支柱的活柱急剧下缩，也会发出很大声响；有时也能听到采空区内顶板发生断裂的闷雷声。

    掉渣

    顶板严重破裂时，折梁断柱就要增加，随着就出现顶板掉渣现象。掉渣越多，说明顶板压力越大。在人工顶板下，掉下来的碎矸石和煤渣更多，工人把它称为“煤雨”，这就是发生冒顶的危险信号。

    片帮

    冒顶前煤壁所受压力增加，变得松软，片帮煤比平时多。

    裂缝

    顶板的裂缝，一种是地质构造产生的自然裂隙，一种是由于采空区顶板下沉引起的采动裂隙。流水的裂隙有危险，茬口新的有危险，缝里有煤泥、水锈的不危险。人们常在裂缝中插上木楔子，看它是不是松动或掉下来，观察裂缝是否扩大。如果这种裂缝加深加宽，说明顶板继续恶化。

    脱层

    顶板快要冒落的时候，往往出现脱层现象。检查脱层要用“问顶”的方法。

    漏顶

    破碎的伪顶或直接顶，在大面积冒顶以前，有时因为背顶不严或支架不牢出现漏顶现象。漏顶如不及时处理，会使棚顶托空、支架松动。顶板岩石继续冒落，就会造成没有声响的大冒顶。

    4.顶板事故的常见原因

    井下工作面发生顶板事故的原因很多，比较常见的有以下几种：

    地质构造复杂

    松软破碎的顶板常有小的局部冒顶，坚硬难冒的顶板会发生大冒顶，少数矿井还有冲击地压。如果采掘过程中遇到了断层、褶曲等地质构造，更容易发生冒顶。

    顶板压力的变化

    初次来压和周期来压时，顶板下沉量和下沉速度都急剧增加，支架受力猛增，顶板破碎，还会出现平行煤壁的裂缝，甚至顶板出现台阶状下沉，这时冒顶的可能性最大。

    回采工序的影响

    采煤机切割煤壁或工作面放炮时，改柱、回柱和放顶时，对顶板的震动破坏较大，比进行其他工序时容易冒顶。

    工作面部位不同

    输送机机头和机尾处，不按规格要求支护的地方，工作面与回风巷和运输巷连接的上、下出口，工作面煤壁线、放顶线与顶板（特别是各种假顶）交接处，都是容易冒顶的地方。

    顶板管理方式

    托伪顶、留煤顶开采，厚煤层用竹笆、塑料网、金属同作假顶开采，工序复杂，管理不好就要冒顶。

    人的因素

    干部违章指挥，工人违章作业是造成顶板事故最根本、最直接的原因。

    技术装备落后

    目前多数煤矿回采工作面还在使用金属摩擦支柱和木支柱，回柱基本上是人工作业，埋下事故隐患。

    5.煤层顶板的管理方法

    根据顶板的性质和煤层的厚度等条件，处理采空区的办法（顶板管理方法）基本上有以下四种：

    垮落法

    也叫陷落法，就是随着工作面向前推进，把工作面靠近采空区的支架撤出，让直接顶自行垮落或者强制垮落，也就是常说的回柱放顶。垮落下来的岩块充填了采空区，减小了工作面顶板压力。我国大多数煤矿的回采工作面采用了垮落法。

    充填法

    是由地面或井下把充填材料（砂子、碎矸石等）运送到工作面，充填采空区支撑顶板，不让它垮落。把采空区全部填满的方法叫全部充填法（大多数用水泥充填），多用于开采厚煤层或“三下采煤”；局部充填采空区的方法叫局部充填法，一般是垒砌矸石带，支撑采空区顶板，适用于开采顶板坚硬的薄煤层。

    煤柱支撑法

    是工作面推进一定距离后，在采空区内留下适当宽度的煤柱来支撑顶板。这种方法适用于顶板岩石特别坚硬、人工强制放顶也很难垮落的顶板条件。不过这种方法很少用，因为一方面煤炭回收率低，另一方面开采近距离煤层群时，当下部煤层的工作面通过上部煤层留下的煤柱时会产生集中压力，给工作面顶板管理造成极大困难。

    缓慢下沉法

    是指有一种顶板岩层韧性较大，回柱后顶板岩层不垮落，而能弯曲下沉，直到与底板自然合拢的方法。这种方法适合于薄煤层工作面。

    6.顶板事故的预防和处理

    顶板事故的预防

    （1）充分掌握顶板压力分布及来压规律。采煤工作面冒顶事故大都发生在直接顶初次垮落、老顶初次来压和周期来压过程中。只要充分掌握压力分布及来压规律，采取有效的支护措施，是可以防止冒顶的。掘进巷道在布置及支架形式的选择上，也要充分考虑压力的分布规律及顶板压力大小，把巷道布置在压力降低区内。

    （2）采取有效的支护措施。在采煤工作面，根据顶板特性及压力大小采取合理、有效的支护形式控制顶板，防止冒顶。如果工作面压力太大，基本支架难以承受，还可采用特殊支架支护顶板。综采工作面要严格控制采高，及时移架控制裸露顶板。掘进工作面要坚持使用前探梁支护。在放炮前要加固棚子，实行连锁，防止崩倒棚子引起冒顶。

    （3）及时处理局部漏顶。采掘工作面如果出现局部掉矸、漏顶，必须及时处理。否则，会出现漏顶处支架受力不均，受力大的支架被压断，而引起大冒顶。

    （4）坚持敲帮问顶制度。敲帮问顶制度是煤矿井下防止冒顶伤人的一项有效制度。在进入采掘工作面装煤、支护前，首先要敲帮问顶、处理活石。具体方法是：人员站在有支架掩护的安全处，用长把工具由轻到重敲击顶板，根据敲击声音判断顶板是否离层。一般地，实心声则顶板没有离层；空心声，则说明顶板已经离层。对于已离层顶板要处理下来。如果无法处理下来，要用点柱先支撑，防止在工作中顶板冒落伤人。

    （5）特殊条件下要采取有针对性的安全措施。采掘工作面在遇到托伪顶、过断层、过老巷及地质破碎带时，必须采用有针对性的放炮措施、支护措施、背顶措施及回柱措施，并严格执行防止冒顶事故。

    冒顶事故的处理

    采掘工作面发生冒顶事故后，必须采取措施进行处理。发生冒顶压埋人事故时，更应立即开展抢险救人工作，处理冒顶。冒顶的事故现场情况极其复杂，处理的方法也不可能相同，但处理冒顶的原则是相同的。

    （1）首先加固冒顶边缘支架，防止冒顶扩大；其次，设法控制冒顶区上方顶板，严禁空顶作业，只有在控制冒顶区顶板以后，才能开展抢救工作。

    （2）发生冒顶埋人事故时，要以最近的途径、最快的速度搬运矸石，接近被埋人员。搬矸中，只能用手扒，不许用镐挖，防止伤及被埋人员。人员救出后，先现场急救再升井。

    （3）采煤工作面处理冒顶时，要用木垛固实顶板，不能架空棚。

    （4）掘进工作面的冒顶，根据实际情况可采用木垛接顶法或撞楔法处理。

    （5）在处理冒顶和抢险救人的整个过程中，都要有专人观察顶板，发现有二次冒顶危险时，要立即撤人，防止事故扩大。

    7.防止煤壁片帮的主要方法

    在采高较大、煤质松软、顶板破碎的回采工作面，冒顶事故多数是由煤壁片帮引起的。因为靠煤壁这一侧的顶板由煤壁支撑，在支承压力的作用下，煤壁很容易被压酥，再加上煤层本身松软，煤帮就很容易片落。这样，破碎顶板在煤壁侧失去支撑，便容易冒落了。

    在普、炮采工作面防止煤壁片帮，可以采用下面几种办法：

    （1）落煤后，工作面煤壁应当采直采齐，及时打上贴煤壁支柱，使新暴露出的顶板得到支护，从而减少对煤壁的压力。

    （2）如果采高大于2米，煤壁松软，有片帮现象时，打完贴煤壁支柱后，还要加打横撑将煤壁撑住、打横撑的方法；先把半圆木或板皮立着贴在煤壁上，用横撑一头顶住，另一头撑在贴帮柱上。如果煤壁很破碎，可以在煤壁和贴帮柱之间横向填塞半圆木或板皮加以维护。

    （3）在片帮严重的地方，如果截煤或放炮后煤壁上方已经塌落，应在贴帮柱上加托梁或者超前挂金属铰接顶梁，使托梁或顶梁伸入煤壁片落处，超前支护顶板。

    （4）打眼时要合理布置炮眼，掌握好角度，顶眼不要距顶板太近。每个炮眼的装药量要适当控制。

    （5）落煤后要及时挑顶刷帮，使煤壁不要向采空区方向倾斜，最好使煤壁向工作面前进方向仰斜一点。

    8.爆破安全基础知识

    爆破器材

    煤矿井下生产所用的爆破器材主要包括矿用炸药、雷管、发爆器等。

    （1）煤矿许用炸药的正确选用。根据《煤矿安全规程》规定，煤矿井下使用的煤矿许用炸药的安全等级，应和爆破工作所处区域瓦斯等级相适应，并符合下列规定：

    ①低瓦斯矿井的岩石掘进工作面，必须使用安全等级不低于一级的煤矿许用炸药。

    ②低瓦斯矿井的煤层采掘工作面必须使用安全等级不低于二级的煤矿许用炸药。

    ③高瓦斯矿井、低瓦斯矿井的高瓦斯区域，必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用炸药。有煤（岩）与瓦斯突出危险的工作面，必须使用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药。

    ④同一工作面不得使用不同品种炸药。

    （2）雷管。煤矿井下一般使用电雷管放炮。电雷管主要有瞬发电雷管、秒延期电雷管和毫秒延期电雷管。

    ①瞬发电雷管（瞬发雷管）。通入足够的电流能在瞬时（约10毫秒）立即起爆的电雷管为瞬发电雷管。

    瞬发雷管分为普通型和煤矿安全许用型。普通型用于无瓦斯工作面；煤矿许用型用于任何条件工作面。煤矿许用型瞬发雷管的副起爆药中加入了消焰剂——氯化钾，可降温消焰，能有效防止瓦斯煤尘爆炸。《煤矿安全规程》规定，“不同厂家生产的或不同品种的电雷管不得掺混使用”。

    ②秒延期电雷管（段发管）。通人足够电流后，迟延若干秒（或半秒）依次爆炸的电雷管为秒（半秒）延期电雷管。用导火索长度控制延期时间的则不同，这种雷管为非煤矿许用型，只能用于无瓦斯岩石工作面爆破。

    ③毫秒延期电雷管（毫秒管）。通入足够电流迟延若干毫秒依次爆炸的电雷管为毫秒延期电雷管。它是用延期药控制延期时间。此雷管分为普通型和煤矿许用型两种。普通型只能用于无瓦斯的岩石爆破工作面。煤矿许用型由于在副起爆药中加入消焰剂，并将延期药装入5个细铅管中，并且加厚管壁，从而能保证安全，可用于任何条件的爆破。

    （3）发爆器（放炮器）。《煤矿安全规程》规定，井下放炮必须使用发爆器。发爆器要经常检查、正确使用，只能由爆破工操作，其他人不可随意操作。发爆器钥匙必须由爆破工随身携带，严禁转交他人。

    （4）爆破材料安全管理。为了保证安全，防止爆破材料散失造成事故，井下人员应遵守以下规定：

    ①接触爆破材料的人员不许穿化纤衣服。

    ②学习法律法规知识，要懂得散失爆破材料造成严重后果者即构成犯罪，要受到法律制裁。

    ③严禁任何人私拿、倒卖、转借、赠送、丢失爆破材料。

    ④严格遵守爆破材料丢失处理制度，执行奖惩和丢失报告制度。

    煤矿爆破有关安全事项

    （1）领药、做引药及装药。

    ①领药。由爆破工完成。当爆破工所领的药较多拿不完时，可去1名熟悉《煤矿安全规程》和井下情况的老工人帮助背药，但只能背炸药不能背雷管，并用不导电容器如木箱等背药。

    ②做引药。就是将雷管装配到药卷中。做引药必须在顶板完好，且支护完整、通风良好、设有淋水、避开机电设备和金属物体的地点进行。雷管只许从没有聚能穴一端全部装入。

    ③装药。就是将药卷装入炮眼中。其程序是：验孔，检验炮眼角度、深度、数目及位置是否符合爆破图表要求；清孔，将打好的炮眼中煤、岩粉末清除干净以便装药；装药，按爆破图表要求，将药卷接起爆顺序用木炮棍轻轻推人孔内，每卷药连接紧密；封孔，用炮泥（水炮泥和黏土砂炮泥）将炮眼封严；最后，将每个雷管脚线组结短路。严禁超量装药，严禁装盖药和垫药。必须按《作业规程》规定装药。

    （2）放炮前检查与警戒。放炮前要对工作面进行全面检查并设警戒。

    ①检查顶板情况，加固支架，敲帮问顶。

    ②检查瓦斯、煤尘情况，实行“一炮三检”。

    ③工作面风量不足，瓦斯浓度达到1％时都禁止装药放炮。

    ④放炮前在能进入放炮地点的每1个进口处设1个人，并挂牌、拉线绳作为警戒。

    ⑤与放炮无关的人员全部撤到警戒线以外的安全地点。人数清点准确后，班组长才可通知爆破工放炮。

    （3）联线与放炮。

    ①联线。只能由爆破工人操作，其他人不可参与。母线长度要以《作业规程》规定为准，绝缘要好，接头要用胶布包好。雷管脚线间接头及与母线接头要扭紧并悬空，禁止与杂物接触。

    ②母线要随用随挂，禁止用固定母线。

    ③放炮必须用放炮器，禁止用动力电放炮。

    ④掘进工作面必须用毫秒延期雷管全断面一次起爆；采煤工作面采用分次放炮时必须符合一组装药一次起爆，禁止一次装药分次起爆。也可用毫秒延期雷管起爆。

    ⑤无封泥、封泥不足，都禁止放炮。

    ⑥《作业规程》规定，在岩石中放炮时最小抵抗线不小于03米；在煤层中不小于05米。

    ⑦严禁放糊炮和明炮。糊炮是用炮泥糊着炸药放炮；明炮是炸药裸露着放炮。

    ⑧放炮时，爆破工必须先发出警号或鸣哨。

    ⑨躲炮时背靠巷道帮底部蹲下（或坐下），双手臂保护脸面，以防伤害。即使在警戒以外，也不许站在巷道中间躲炮，以防冲击波冲倒。

    ⑩放完炮不要急着进工作面，要等检查后再进入工作面。

    （4）炮后检查。

    ①放炮后，由爆破工、班组长和瓦斯检查工先进入工作面巡视放炮地点。检查通风、瓦斯、煤尘、顶板、支护、瞎炮、残爆等情况。如有危险，立即处理。

    ②由布置警戒的班组长将其亲自撤回。

    ③只有在工作面的炮烟吹散，警戒撤回，检查瓦斯不超限，影响作业安全的崩倒、崩坏的支架修复时，人员才可进入工作面工作。

    ④放炮后，放炮地点附近20米内洒水降尘。

    ⑤发现并处理瞎炮（包括残爆）时，必须在班组长直接领导下进行，并应当班处理完毕。若当班处理不完，爆破工必须同下一班爆破工在现场交接清楚。处理方法要正确，在距瞎炮03米处另外打一个平行瞎炮的新炮眼重新装药炸掉，不可用手拉脚线、搞刨等错误做法处理瞎炮。

    （5）防止残爆、爆燃、缓爆发生。

    残爆：指炮眼中炸药未爆炸完，留有残药。

    爆燃：是炸药爆轰中断而转化为剧烈燃烧。

    防止残爆、爆燃的要点是：不装盖药、垫药，不用变质、受潮炸药，装药方法正确，药卷间不留孔隙等。

    （6）防止炮烟熏人。炮烟中主要成分为二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮及粉尘等。特别是二氧化氮是剧毒气体，能使人中毒，轻者发炎，重者死亡。

    为防止炮烟熏人事故发生，应坚决不用受潮、硬化、过期变质炸药，药量不超规定，封足炮泥。特别是坚持用水炮泥吸收烟中毒气，并须在炮烟吹散后再进入工作面。

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