煤矿安全的灾害预防与紧急避险

灾难预防

矿井瓦斯，主要由煤层气构成，以甲烷为主，有时也单独指甲烷（沼气）。它在煤的形成和变质过程中伴生，是古代植物在堆积成煤的初期，经厌氧菌分解而成的。此外，在高温、高压环境下，成煤的同时还会继续产生瓦斯。

瓦斯无色无味，但有时会散发出类似苹果的香味，这是由于芳香族碳氢气体与瓦斯同时涌出所致。其相对密度为554，标准状态下的密度为716kg，因此常积聚在巷道上部及高顶处。瓦斯的渗透能力是空气的6倍，难溶于水，不助燃也不能维持呼吸。当其浓度达到一定水平时，能使人因缺氧而窒息，甚至引发燃烧或爆炸。瓦斯是矿井的主要灾难之一。

瓦斯具有四大危害：一是可燃，引发矿井火灾；二是爆炸，导致矿毁人亡；三是高浓度时导致人员缺氧窒息、甚至死亡；四是煤（岩）与瓦斯突出，摧毁、堵塞巷道，甚至造成人员窒息死亡、瓦斯爆炸。

矿井瓦斯的等级划分依据其相对瓦斯涌出量的大小进行。《煤矿安全规程》规定，一旦矿井中发现瓦斯，该矿井即被定为瓦斯矿井，并需依据矿井瓦斯等级工作制度进行管理。

矿井瓦斯等级具体划分为：
(1) 低瓦斯矿井：其相对瓦斯涌出量小于或等于10立方米/吨，且绝对瓦斯涌出量小于或等于40立方米/分。
(2) 高瓦斯矿井：其相对瓦斯涌出量大于10立方米/吨，且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。

煤（岩）与瓦斯突出，简称突出，是一种瞬间（几秒钟或几分钟）内忽然喷出大量瓦斯和煤炭（岩石），并伴随强烈声响和冲击力的现象。
瓦斯突出是一种随着煤矿开采深度增加而出现的地质灾难。当煤层中的瓦斯含量升高，地应力与瓦斯开释的引力共同作用，使得软弱煤层突破抵抗线，瞬间释放出大量瓦斯和煤。这种灾难的能量随着开采深度的增加而增大，可能发生在煤层平巷掘进、上山掘进和石门揭煤的过程中，甚至在回采工作面也可能发生。需要注意的是，瓦斯突出与瓦斯爆炸虽然都涉及瓦斯，但却是两种不同的现象。瓦斯突出主要造成窒息危险，而瓦斯爆炸则需要满足特定条件，包括足够的氧气含量、适当的瓦斯浓度范围以及高温火源。

矿井瓦斯爆炸是一种激烈的氧化反应，由一定浓度的甲烷与空气中的氧气在高温作用下产生。其爆炸条件包括：矿井中积聚的瓦斯达到一定浓度、存在高温火源，并且有充足的氧气供应。瓦斯爆炸的界限范围为5％至16％。在这个范围内，瓦斯浓度越高，爆炸的威力也越大。当瓦斯浓度低于5％时，虽然不会引发爆炸，但会在火焰外围形成燃烧层；而当瓦斯浓度超过16％时，虽然失去爆炸性，但遇火仍会燃烧。此外，瓦斯爆炸界限会受到多种因素的影响，如温度、压力以及煤尘、其他可燃性气体或惰性气体的混入等。

另一方面，瓦斯的引火温度是指点燃瓦斯的最低温度。通常认为，瓦斯的引火温度在650℃至750℃之间。当火源的温度达到或超过这个范围时，就可能引发瓦斯的燃烧或爆炸。
高温火源的存在是引发瓦斯爆炸的关键因素之一。在井下环境中，吸烟、电气火花、违规放炮、煤炭自燃以及明火作业等都可能成为点燃瓦斯的火源。值得注意的是，当空气中的氧气浓度降低时，瓦斯爆炸的界限会相应缩小。具体而言，当氧气浓度降至12％以下时，瓦斯混合气体将失去爆炸性。这一特性对于井下密闭火区的管理尤为重要，尽管火区内存在大量瓦斯和火源，但因缺氧而不会发生爆炸。然而，一旦有新鲜空气进入，氧气浓度超过12％，爆炸风险便可能随之增加。

因此，预防瓦斯事故的关键在于严格执行《煤矿安全规程》和相关规章制度，严格控制瓦斯积聚并防止火源的出现。同时，有效的监测监控措施也是必不可少的，它们能够帮助及时发现并处理瓦斯积聚的问题。此外，矿井通风系统也是保障矿井安全的重要环节，通过连续不断地向井下输送新鲜空气并排出污浊空气，它不仅能够满足矿工的呼吸需求，还能有效冲淡并排除有毒气体和粉尘，为矿工提供一个安全、舒适的工作环境。
为了确保新鲜空气能够按需分配到井下各个工作地点，巷道中设置了风墙、风门、风桥等通风构筑物。同时，为了调节风量，某些巷道还安装了调节风窗。这些设施共同构成了保障矿工呼吸安全、防止瓦斯积聚和预防瓦斯事故的重要基础设施。然而，这些设施非常脆弱，一旦遭受破坏，就可能导致风流紊乱，进而引发瓦斯事故，造成严重后果。因此，我们必须自觉爱护这些通风设施，遵守规定，通过风门后随手关闭，避免同时打开两道风门造成风流短路。同时，如果发现设施破损或风量不足，应立即报告并修复处理。

掘进工作面是瓦斯积聚和瓦斯事故的易发地点，因此，确保局部通风机的正常运行至关重要。局部通风机通常由专人负责管理，严禁随意停开。此外，当工作面瓦斯超限时，必须立即停止作业并撤出人员，以防止重特大事故的发生。同时，我们也要严格遵守规章制度，禁止在瓦斯超限的情况下进行生产作业。

另外，矿灯和机电设备产生的火花也可能引发瓦斯爆炸和矿井火灾，因此，在井下严禁随意拆开、敲打或撞击矿灯，不得带电检验或搬迁电气设备，更不能使用明刀闸开关。这些措施旨在最大程度地保障矿工的安全和井下作业的顺利进行。
27．为了保障井下全体矿工的安全，严禁在井下吸烟或使用火柴、打火机等点火物品，以防止瓦斯爆炸事故的发生。

28．当观察到煤与瓦斯突出的无声征兆，如工作面顶板压力增大、煤壁片帮掉渣等，或有声征兆，如煤层发出劈裂声、机枪声等，应立即停止作业、撤出人员，并及时报告有关部门。

29．某些煤矿的煤尘具有爆炸性，因此必须严格遵守《煤矿安全规程》和有关规章制度，采取煤层注水、湿式打眼、使用水炮泥等综合防尘措施，以预防煤尘爆炸事故的发生。同时，要爱护井下的防尘设施、设备，不可随意拆卸或损坏。

30．顶板事故是矿井中常见且易发的事故类型，需要特别防范。当出现顶板、支架发出响声、顶板掉渣等征兆时，应立即采取措施确保安全。

31．为了观察顶板是否会发生冒落，可以采取以下方法：一是敲帮问顶，用钢钎或手镐敲击顶板听声音；二是打木楔，在顶板裂缝中打入木楔观察其松动情况；三是震动观察，一手扶顶板一手持工具敲击，感觉震动即使无破裂声也应及时防范。通过这些观察方法，可以及时发现并处理顶板冒落的危险情况。
32．矿井火灾是指矿井井下或地面发生的，对井下安全生产构成威胁，造成损失的非控制燃烧。其构成要素包括热源、可燃物和空气。根据引火热源的不同，矿井火灾可分为外因火灾和内因火灾两大类。内因火灾主要指煤炭自燃引发的火灾，它必须同时具备三个条件：煤炭具有自燃倾向性且呈破碎状态堆积，连续透风供氧维持煤的氧化过程不断发展，以及煤氧化产生的热量大量蓄积难以散失。

33．井下火灾后果严重，可能导致重大人员伤亡和财产损失，甚至引发瓦斯、煤尘爆炸，进一步扩大灾难范围。因此，必须高度重视矿井火灾的防范。具体来说，不能在井下使用灯泡取暖或明火，未经批准不得从事电、气焊作业，同时要避免随意泼洒剩油、废油或丢弃易燃物品。

34．火灾初期是灭火的最佳时机，因此应学会使用灭火用具并掌握相关灭火知识。在发生火灾时，若火势较小，可组织身边人员直接灭火；若火灾范围大或火势猛烈，应迅速撤离并确保自身安全。

35．矿井水灾事故是煤矿五大自然灾害之一，同样会造成重大人员伤亡。当观察到工作面湿润、顶板滴水淋水等一种或几种征兆时，必须立即停止作业并撤离受水害威胁的区域。探水作业时也需谨慎行事，预先开好躲避硐并加强支护等安全措施。

36．在进行探水作业时可能会遇到意外情况如钻进异常等此时应保持冷静按照规定信号撤离并汇报给领导或调度室确保自身安全同时也要注意保护井下设施和设备不受损坏。
37．炸药在爆炸时会产生强烈的爆炸火焰，若防范措施不到位，极易引发瓦斯爆炸，这在爆破作业中并非罕见。为防范此类事故，相关规章明确规定：爆破作业必须严格遵循“一炮三检”制度，即在装药前、放炮前以及放炮后均需仔细检查瓦斯浓度。若爆破地点20米范围内的风流中瓦斯浓度超过1%，则严禁装药和爆破。此外，井下爆破作业必须专配发爆器，严禁使用明火、明刀闸或明插座进行爆破。同时，炮眼必须按规定用足够的炮泥封堵，并推荐使用水炮泥，严禁用煤粉或其他易燃物质封堵炮眼，确保无封泥或封泥不足时绝不可爆破。

紧急避灾

38．掌握自救与互救技巧至关重要。矿井工作人员不仅需防范事故，更要熟知如何在灾难中自救与互救，以确保自身及同事的安全。自救是保护自己的关键，而互救则是在自救基础上对受伤同事的救助。为此，每位井下员工都必须接受相关培训，熟悉所在矿井的灾难预防措施，熟练使用自救器，并掌握各种灾难事故的预兆、性质、特点及避灾方法。此外，他们还需具备基本的现场急救技能。

39．井下灾难往往有一个逐步发展的过程。及时发现并处理事故萌芽，能有效避免事态恶化。在事故发生后，员工应保持冷静，迅速判断事故地点、性质和可能波及的范围，并通过电话或派出人员向领导或调度室报告。

40．避灾过程中，员工应充分利用周围设备和材料，尽力处理事故。若无法处理，需由经验丰富的员工带领，选择安全路线撤离。撤离时，应保持冷静、有序，不得惊慌失措或单独行动。

41．撤离时，应迎着风流、向进风井口方向撤离，并在沿途留下标记，以便后续救援。
42．当无法安全撤离灾区时，应迅速进入预先构筑的躲避硐室或其他安全地点暂避。在硐室外留下明显标记，并敲打轨道或铁管发出求救信号。若撤离路线被封堵，切勿冒险闯过火区或泅过被水封堵的通道。

43．在抢救伤员时，应遵循相应的处理顺序。对于窒息或心跳呼吸骤停的伤员，先进行复苏；对于出血的伤员，先止血；对于骨折的伤员，先固定。

44．正确的避灾方法至关重要，它直接关系到员工的生命安全。在瓦斯、煤尘爆炸事故中，应背向空气震动的方向、脸向下卧倒，并用湿毛巾捂住口鼻以防吸入有毒气体。同时迅速戴好自救器，选择安全地点躲避。

在火灾事故中，要迅速判明灾情和自身处境，能灭火则灭，不能则迅速撤离或躲避，开展自救或等待救援。

遇到水灾事故时，应尽量避开突水水头，难以避开时则紧抓牢固物体、深吸一口气，待水头过后开展自救和互救。

遇到煤与瓦斯突出事故时，要迅速戴好隔离式自救器或进入压风自救装置或避难硐室。

井下自救器是保护员工在有毒危险场所逃离现场的重要呼吸防护用品。佩戴时需按照正确步骤进行操作，确保有效防护。

45．消防队员在火场救护时，除了防范火焰烧烤外，还需特别警惕烟气的窒息性中毒。现代建筑中常使用的装潢材料多为可燃、易燃物质，燃烧或高温热解时会产生大量有毒烟雾和气体，如一氧化碳、氢氰酸等，对人身安全构成极大威胁。若火灾场所还涉及生产性毒物或爆炸性毒气，则火场的危险性将进一步增大。
一氧化碳中毒的严重性：一氧化碳是一种无色无味的气体，其浓度在空气中达到5%时，人仅需20分钟即可丧命；若浓度升至1%，人仅需吸入几口便可能失去知觉，并在12分钟内陷入严重中毒甚至死亡。值得注意的是，一般火灾烟气中的一氧化碳浓度可高达45%，甚至达到10%左右。此外，氢氰酸气体的毒性更为剧烈，能迅速致人“闪电中毒”而亡。

煤矿井下的烧伤事故：这类事故多由瓦斯燃烧、爆炸的火焰以及电流等引起，也有因酸碱引发的化学性烧伤。在事故发生后，救护人员需迅速将伤员移出危险区域，并注意在抢救过程中保护伤员的创面，避免因处理不当而加重伤情或污染创面。此外，救护人员还需对伤者进行全面的身体检查，以确保及时发现并处理其他潜在的损伤。

烧伤的急救处理：针对烧伤伤员，急救过程中需注意疼痛和恐惧可能导致的休克问题，可采取针法止痛或服用止痛药进行缓解。若发生急性喉头阻塞窒息，应立即采取措施保证通气，如用粗针头从环甲筋膜处刺入气管。对于呼吸、心跳不佳甚至停止的伤员，应立即进行人工呼吸和心脏挤压抢救。同时，对于化学性烧伤的伤员，应先用大量净水持续冲洗，但需注意不要弄破水泡。

一氧化碳中毒的治疗：针对一氧化碳中毒的伤员，治疗过程中需密切观察病情变化，并根据具体情况采取相应的治疗措施，如给予高压氧治疗、药物治疗等，以确保伤员能够及时得到有效的治疗。
由于一氧化碳中毒会导致人体红血球携氧能力丧失，进而引发人体组织器官的严重缺氧，对生命构成极大威胁，因此治疗时主要采用高压氧治疗。这种治疗方法通过提供高浓度的氧气，促使一氧化碳迅速从血红素中解离，从而恢复细胞的正常呼吸。

通常情况下，人们只需在含有1%一氧化碳的空气中呼吸十分钟左右，便可能中毒。长期暴露在低浓度一氧化碳环境下，会导致头痛、呕吐等轻微症状；而高浓度暴露则可能仅需几秒钟就引发窒息。对于长期接触较低浓度一氧化碳的病人，其中毒症状可能持续不愈，临床上常表现为头痛、呼吸困难、肌肉无力、心悸、方向感丧失、人格改变、眩晕及精神混乱等，且可能迅速恶化至昏迷状态。值得注意的是，皮肤颜色并非可靠的判断依据，可能呈现粉红色、桃红色、发绀或苍白。

不同浓度的CO在空气中对人体的影响如下：