边界煤柱回采工作面有害气体的防治措施探析

刘显成

（鸡西矿业集团有限责任公司城山煤矿，黑龙江 鸡西 158100）

地面空气进入井下后，在成分上将发生一系列的变化，如氧浓度减少，各种有害气体和矿尘混入，另外，空气的温度、湿度和压力也会发生变化，由此可见，地面空气和矿井空气是有区别的。但是，如果矿井空气在成分上和地面空气差别不多时，如井底车场、运输大巷的风流，则称为新鲜风流，流经回采工作面后.在成分上将发生较大变化，此时则称为污浊风流。面对当前出现的主要矿难事故，煤矿企业需要从根源上进行控制，尽量避免这些事故的发生。井下的有害气体如果不有效控制，会导致矿工中毒，更严重的会危及到井下工作人员的生命安全，必须要给予高度的重视。

1 矿井有害气体

1.1 二氧化碳(CO2)

二氧化碳对人的呼吸有刺激作用，当空气中二氧化碳浓度过高时，会使人中毒或窒息。其来源有：有机物的氧化及人员呼吸；煤和岩石的缓慢氧化，以及矿井水与碳酸性岩石的分解作用；爆破工作、矿内火灾、煤炭自燃以及瓦斯、煤尘爆炸时也能产生大量二氧化碳；个别煤层或岩层连续、长期地放出二氧化碳，甚至在短时间内大量喷出二氧化碳。

1.2 一氧化碳(CO)

一氧化碳是一种对血液、神经有害的气体，可引起头疼、晕眩、昏迷甚至死亡。矿内爆破作业、煤炭自燃发生火灾、瓦斯、煤尘爆炸时都能产生CO。

1.3 硫化氢(H2S)

空气中的H2S浓度过高 (900mg/m3以上)可直接抑制呼吸中枢，引起窒息而迅速死亡。硫化氢主要来自硫化矿物水化和坑木等有机物腐烂。有些煤体也能释放硫化氢。

1.4 二氧化氮(NO2)

二氧化氮溶于水后生成腐蚀性很强的硝酸，对眼睛、呼吸道黏膜和肺部组织有强烈的刺激及腐蚀作用，严重时可引起肺水肿。矿内二氧化氮主要来源于爆破工作。

1.5 二氧化硫(SO2)

二氧化硫遇水后生成硫酸，对眼睛及呼吸系统黏膜有强烈的刺激作用，可引起喉炎和肺水肿。二氧化硫主要来源于含硫矿物的氧化与自燃、在含硫煤层中爆破以及从含硫煤层中涌出。

1.6 氨气(NH3)

氨气对皮肤和呼吸道黏膜有刺激作用，可引起喉头水肿。主要来自爆破工作、用水灭火等，部分岩层中也有氨气涌出。

1.7 氢气(H2)

氢气能自燃，当浓度为4%～74%时有爆炸危险。主要来自井下蓄电池充电时放出的氢气，有些中等变质的煤层中也有氢气涌出。

1.8 瓦斯

瓦斯主要成分是甲烷，是矿层形成过程中的一种伴生产物。瓦斯是一种能够燃烧和爆炸的气体，当瓦斯浓度在5%～16%的爆炸界限内，氧气浓度不低于12%，且有足够能量的点火源时，就可能发生瓦斯爆炸，瓦斯爆炸的主要危害主要表现在以下三个方面：(1)瓦斯爆炸产生的爆炸温度可达1850～2650℃，不仅造成人员伤亡、设备毁坏，还会引起火灾和煤尘爆炸事故，扩大灾情；(2)瓦斯爆炸后的气体压力是爆炸前气体压力的7～10倍。气体压力骤然增大形成的强大冲击波，将会以极高的速度向外冲击，推倒支架、损坏设备，使工作面顶板冒落及造成现场的人员伤亡，使矿井遭到严重破坏；(3)爆炸产生大量的有害气体。瓦斯爆炸不仅使氧气浓度大大降低，还产生大量的有害气体。统计资料表明，在瓦斯、煤尘爆炸事故中，死于一氧化碳中毒的人数占死亡人数的70%以上。因此，《煤矿安全规程》要求所有入井人员必须佩戴自救器。

2 边界煤柱回采工作面有害气体的防治措施

2.1 加强通风。用通风的方法将各种有害气体浓度冲淡到《规程》规定的安全标准以下，这是目前防止有害气体危害的主要措施之一。

2.2 加强对有害气体的检查。按照规定的检查制度，采用合理的检查方法和手段，及时发现存在的隐患和问题，采取有效措施进行处理。

2.3 放炮喷雾或使用水炮泥。喷雾器和水炮泥爆破后产生的水雾能溶解炮炯中的二氧化氮、二氧化碳等有害气体.降低其浓度，方法简单有效。

2.4 加强对通风不良处和井下盲巷的管理。工作面采空区应及时封闭；临时通风的巷道要设置栅栏，贴示警标?需要进入时必须首先进行有害气体检查，确认无害时方可进入。

2.5 井下人员必须随身佩带自救器。一旦矿井发生火灾或爆炸事故，人员可迅速使用自救器撤离危险区。

2.6 对缺氧窒息或中毒人员及时进行急救。一般是先将伤员移到新鲜风流中，根据具体情况采取人工呼吸 (NO2、H2S中毒除外)或其他急救措施。

2.7 有针对性的采取有关技术措施，消除有害气体的产生。对爆破产生的二氧化碳等有害气体和工作面涌出的二氧化碳，可采用喷雾洒水的方法，使其溶于水中，以降低其在空气中的含量。如鹤壁四矿煤层中涌出H2S，在开采前预先向煤体中注入石灰水，或向工作面喷洒石灰水，就可有效地消除H2S气体。对采掘工作面进行爆破工作所产生的大量NO，可利用水炮泥和喷雾洒水来降低其在空气中的浓度。

2.8 按标准构筑用于封闭进下火区、盲巷或抽放瓦斯的各种密闭，并定期检查与维修，保持完好，防止有害气体涌出。对封闭内气体定期采样分析掌握其变化。严禁随意破坏更不准擅自进入。

2.9 若因呼吸有害气体发生中毒现象时，应立即将中毒者移到新鲜风流中，进行人工呼吸。若为H2S中毒者，除了将患者移到新鲜风流中外，还可用氯水浸湿的毛巾放在患者嘴鼻旁，也可让患者喝稀氯水溶液解毒，并用1%硼酸水或弱明矾水冲洗眼睛。

结语

总之，对于煤炭井下工作人员来说，安全永远是第一位的，煤矿企业管理人员要深刻认识到这一点，从目前出现的矿难来看，瓦斯爆炸是最多的因素，针对煤炭开采过程中可能出现的有害气体中毒或者其它更严重的事故，要采取必要的措施，要行之有效，确保每一个矿工的生命安全。

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