煤煤矿重大灾害防治与应急处置讲座

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1、煤矿重大灾害防治与应急处置,中国矿业大学（北京） 周心权,简介： 教授、 博士生导师， 享受政府特殊津贴， 第2、3、4届国家安全生产专家组成员， 国家煤监局“一通三防”专家组组长， 人事部“653”工程煤矿安全领域首席专家， 中国煤炭工业协会技术委员会煤矿安全委员会副主任委员， 01062331942（办）62331702(宅) 13651033545,简历： 19621967 重庆大学采矿系， 1967年1982 在江西乐平矿务局沿沟矿工作，曾任通风区长和工程师， 1982年1989年在美国密执安理工大学采矿系留学，获硕士、博士学位， 1989年1991年在中国矿业大学(北京) 从事博士后

2、研究，后留校工作至今, 1993年1995年在美国密执安理工大学合作科研。,2009年不同煤炭企业百万吨死亡率,煤矿安全状况逐年好转,一、当前安全生产形势,近年来，煤矿安全生产形势有较大的好转，今后，煤矿安全生产应如何进一步提高安全技术管理水平？ 注意“百密一疏” 事故总在安全技术管理最薄弱环节上发生 国有重点煤矿安全技术管理一般较好，但仍有可能存在安全生产的薄弱环节或盲区。根据反映安全生产状况的“木桶”理论，一个矿井的安全状况不（仅）是由安全管理最好的区域或环节来决定的，往往是由安全管理最差的区域或环节来决定的。,温家宝总理在政府工作报告中提出，今年各行各业都要加强全员、全过程、全方位安全管

3、理安全生产的治本之策 。 （安全生产的时空领域） （山西焦煤屯南矿2.22瓦斯爆炸事故）,二、煤矿瓦斯治理： 瓦斯治理12字方针： “先抽后采、以风定产、监测监控” 瓦斯治理工作体系： “通风可靠、抽采达标、管理到位、监控有效” 通风是基础, 抽采是手段 监控是保障 管理是关键,现场安全技术及管理的辩证分析的 理念及应用： 1、“安全”区域与危险区域的辨证转换关系 2、正常生产安全技术管理与突发事件应对的关系 3、正常生产与过渡时期安全技术管理的关系 4、安全技术管理措施的正负面影响 5、“两害相权取其轻”的辩证决策观 6、防治及救灾知识技术的正确理解和应用,“祸兮福之所伏， 福兮祸之所依”

4、摘自老子. 第五十八章 形象的描述了安全与危险的辨证转换关系,近年来煤矿重大事故的新特点： 在社会经济发展水平提高，安全技术装备水平提高，政府、人们、企业各级领导更重视安全，法律法规的约束、监察监管力度加强的情况下， 然而，从1980年到2005年，煤矿死亡百人以上的重大事故发生频率却加快，从10年（1起）5年（1起）4年（1起） 2年（1起）1年（2起）1年（4起）。,2000-2009重大和特别重大瓦斯爆炸事故 (按矿井瓦斯等级),重大瓦斯爆炸事故,特别重大瓦斯爆炸事故,低瓦斯区域占到了66.7 低瓦斯区域占到了92.3,2000-2009重大和特别重大瓦斯爆炸事故 (按事故原因),重大瓦

5、斯爆炸事故 特别重大瓦斯爆炸事故,20042009，是1960年以来我国死亡百人煤矿特别重大事故的高发期 1、2004.10.22 6 郑州大平矿难 死亡148人（突出引起进风区瓦斯爆炸）； 2、2004.11.27 4 铜川陈家山矿难 死亡166人 （下隅角强制放顶瓦斯爆炸）； 3、2005.2.14 1 阜新孙家湾矿难 死亡214人 （冲击地压引起原低瓦斯风道瓦斯爆炸）； 4、2005.7.4 梅州大兴水灾 死亡123人,5、2005.11.27 3 七台河东风矿瓦斯爆炸 死亡171人 （煤仓放炮引起煤尘爆炸）； 6、2005.12.7 唐山刘官屯矿瓦斯爆炸 死亡108人。（低瓦斯乡镇矿井

6、）； 7、2007.8.17 山东新汶华源矿水灾 2 死亡181人(定性为自然灾害)。 8、2007.12.5 山西洪洞瑞之源煤矿瓦斯爆炸 瓦斯爆炸 死亡105人。（低瓦斯乡镇矿井） 9、2009.11.21 黑龙江鹤岗新兴煤矿瓦斯爆炸（突出逆流引起卸煤仓进风区域瓦斯爆炸）死亡108人。,郑州煤业集团大平煤矿“10.20”特大型煤与瓦斯突出引发特别重大瓦斯爆炸事故,2004年10月20日22时09分，郑煤集团公司大平煤矿21轨道下山岩石掘进工作面发生一起特大型煤与瓦斯突出，突出煤岩量为1894 t，瓦斯量约25万m3。并于22时40分引发特别重大瓦斯爆炸事故，造成148人死亡。,大平煤矿“10

7、.20”事故瓦斯突出及扩散过程演示,21轨道下山岩石掘进 工作面,突出煤岩量约 1894t,瓦斯量25万m3,大平煤矿“10.20”瓦斯爆炸传播过程演示,陈家山矿瓦斯爆炸事故 2004年11月23日10时、 23日12时 415工作面两次发生爆燃 2004年11月28日07时10分井下汇报听到爆炸声、安子沟风井防爆门被摧毁，有黑烟冒出。四采区发生爆炸事故，死亡166人，受伤45人。 2004年12月2日3:25、6:15、7:45、10:53又发生4次爆炸，没有再造成人员伤亡。,415 面 爆 源 点,415运顺,415回风巷,415高位巷,1号联络巷,四总回,四皮下,四轨下,415灌浆巷,4

8、15工作面,虚拟现实系统需借助专用软件显示三维动态灾变过程，因展示条件所限，本图仅以二维静态图形显示虚拟现实场景，虽然显示效果差，但也较清楚地显示出下隅角瓦斯爆炸的原因。所开发的虚拟现实系统能真实显示三维动态灾变过程，为事故调查和分析提供了有力的分析工具。,爆炸性气体混合带,采空区冒落带,1号联络巷交叉口,瓦斯流,新鲜风,下工 隅作 角面,陈家山煤矿特别重大瓦斯爆炸事故原因分析图,孙家湾煤矿瓦斯爆炸事故 2005年2月14日孙家湾煤矿海州立井发生特别重大瓦斯爆炸事故，死亡214人,受伤30人，其中重伤8人。 该事故为50年来最大的煤矿事故,孙家湾煤矿瓦斯异常涌出与瓦斯爆炸时间序列示意图,“安全

9、”区域安全性的动态转换新特点； 1、灾害发生在突发事件影响下的“安全”区域； 2、矿井由非突出、低瓦斯过渡到突出、高瓦斯的过渡阶段时存在的易忽视的重大隐患； 3、岩石掘进工作面的突出威胁性； 4、原发性灾害（突出、火灾、冲击地压）诱发继发性瓦斯爆炸灾害的防治； 5、监测监控系统的可靠性(不相信监测系统）； 6、突发性灾害信息的发现、分析和决策的及时性；（大平矿30分钟、孙家湾矿10分钟未能发现爆炸性瓦斯充满千米巷道的危险，井下八种人未带瓦检仪）。,三 矿井通风系统的可靠性 可靠性：在正常生产条件下，矿井通风系统能保证矿井、采区、采掘工作面和各用风地点有足够风量供给的能力； 在正常生产条件打破的

10、情况下，安全地恢复通风的能力； 在发生灾变情况下，控制风流流向、流量和抗灾减灾的能力。,稳定性：矿井通风系统某一局部出现变化致使各风道风向变化可能性及风量变化的幅度； 两者的关系：两者是不同的概念，但可以认为，矿井通风系统可靠，必具备较高的稳定性；但矿井通风系统稳定不一定包含系统可靠的所有内容； 如何做到 通风可靠建立系统合理、设施完好、风量充足、风流稳定、应急及时的通风系统。,1）系统合理 独立完整的通风系统，系统简单、稳定、可靠（白芨沟）； 矿井生产水平和采区必须实行分区通风，采区进回风必须贯穿整个采区；（下山剃头） 严禁一条巷道一段为进风一段为回风；（唐山） 高突矿井、易自燃煤层、低瓦斯

11、煤层群和分层开采联合布置的采区采区专用回风巷；（孙家山） 采区、工作面局部反风的可能性（平庄火灾） 严禁无风、微风、循环风和不符合规定的串联风（瑞之源矿）； 注意专用排瓦斯巷的应用条件U L等通风；（陈家山、宣东）,2) 设施完好 保持通风设施完好、数量较少、装设位置恰当，风桥数量少，有足够巷道断面并不失修（白芨沟），注意设施的检修和正常运行； 3） 风量充足 矿井、采掘工作面及用风地点配风足够； 风速、有害气体浓度符合规定； 严禁超能力组织生产；（孙家湾） 风量富裕系数（1.8）； 风量充足指正常生产条件下的风量保证，异常条件（如突发事件、原发性灾害、正常生产秩序被打破）条件下，难以保证。就

12、必须加强对异常条件相关信息的发现、分析和处理,4）、风流稳定 按规定及时测风、调风，保证风量、风速稳定均衡，异常条件下对风量特别是风向影响尽可能小； 了解突发事件和灾变对通风系统稳定性的影响； 高突矿井掘进面三专两闭锁、双风机双电源实现自动切换； 严禁3台及以上局扇送一掘进面；不得1台局扇送2掘进面。 5）、应急及时 对正常生产秩序打破和突发事件能及时发现、正确分析、及时应对（大平、孙家湾）；恢复送风送电程序正确（大同轩岗），反风的可行性分析； 事故主扇停风，救灾行为对通风系统的干扰（注惰、恢复通风）。,通风可靠的应用 1、 矿井通风系统的合理性 回风巷与尾巷合并的合法性 尾巷应用的合法性 尾

13、巷管理的安全性 风桥、风门的可靠性和数量 反风供电及防爆门的可靠性,南四采区通风系统示意图,2、局部通风的合理性 1）局部通风机及开关装设位置的合理性 局部通风机穿过风门密闭安设状态可能存在的隐患（风速、瓦斯规定）,2）屯南瓦斯爆炸事故直接原因,四、技术层面的事故反思 为什么当前现代化国有重点矿会发生这样大的灾害？ 集约化生产开采强度增大与未实现高可靠性安全保障的矛盾 高可靠性安全保障 1）传统意义上的安全防范（正常状态的重大隐患） 2）异常状况对“安全状态”的改变 3）应急救援能力弱，未能斩断原发性灾害向继发性灾害转化的致灾链 冲击地压 特大瓦斯爆炸，与大平矿事故类似。,总结瓦斯爆炸事故的致

14、因,瓦斯源,火源,冲击地压,与瓦斯积聚 小窑相通,高浓度瓦斯的发现和控制,监测系统,瓦检员,井下八种人,断电（传感器位置）,摩擦撞击、 电气设备失爆 放炮 、 火灾,带电检修,第二部分、对煤矿重大灾害防治的几点认识,一、特别关注矿井突发事件诱发重大灾害事故 上述特别重大事故，显示一个共同规律： 大部分事故并非发生在传统意义上的高瓦斯区域，而往往发生在正常状况下是“安全的”，但是由于突发事件的出现，如瓦斯异常涌出，使得原来的“安全”区域转变为存在重大隐患的危险区域，然而这种动态变化未能为职工所发现，基于侥幸心理，违章作业，导致特别重大事故的发生。,二、高低瓦斯区发生瓦斯爆炸概率分析 思考： 1、

15、高、低瓦斯矿井（区域），谁最容易发生瓦斯爆炸？ 2、为什么瓦斯突发事件最容易引起瓦斯爆炸？ 3、高、低瓦斯矿井（区域），谁最容易发生瓦斯突发事件？ 4、一旦瓦斯突发事件发生，对高、低瓦斯矿井（区域）中那一个致灾影响最大？,结论： 1、高、低瓦斯区域发生瓦斯爆炸概率相近；而且，由于人们在安全条件下更容易违章，实际低瓦斯区域发生瓦斯爆炸概率更高； 2、突发事件（正常生产程序打断）一旦发生，致灾概率远大于正常状况； 3、高瓦斯矿井比低瓦斯矿井更容易发生转变其“安全”区域安全性的瓦斯突发事件； 4、发生瓦斯突发事件后，低瓦斯区域致灾概率更大,大部分煤矿重大事故未发生在高危险区域，说明多年来的煤矿安全工

16、作发挥了重要的效果。 但特别重大事故的多次发生，说明在新生产形势下出现了亟待解决的新的矛盾，即高度集中化、高强度生产与高可靠性安全保障的矛盾。 现在，安全技术管理，重点放在高瓦斯区域、存在重大危险源的区域，这无疑是正确的； 但忽视了异常条件下“安全”区域会变为“危险”区域的动态变化，而且因为人们往往麻痹，更容易违章，容易忽视如何及时发现和采取应对措施，其致灾可能性更大。,因此，需要适应煤矿高度集中化生产的发展趋势，为其提供高可靠性安全保障， 高可靠性安全保障： 1. 熟知的原发性灾害的防治，含高瓦斯区域的重点防治； 2. 容易忽视的“安全”区域转化为“危险”区域的动态致灾可能性的预警和防治；

17、3. 原发性灾害转变为更大的继发性灾害的预防和防治。,三、低瓦斯不易自燃区域的安全性： （一）大家认为“安全”的地方往往是安全管理的盲点 1、瓦斯爆炸仍可能发生在低瓦斯矿井 大雁、唐山矿瓦斯爆炸 低瓦斯矿井仍存在瓦斯积聚隐患， 低瓦斯矿井存在高瓦斯区、或瓦斯异常涌出隐患 低瓦斯矿井存在与瓦斯积聚的小窑相通的隐患,低瓦斯火区存在瓦斯爆炸危险 （自燃，煤干馏生成的可燃气体引爆； 富燃料类外因火灾，富余挥发性气体引爆） 2、低瓦斯矿井不易自燃矿井存在相同的外因火灾威胁； 3、不易自燃煤层仍存在自燃的可能； 4、低瓦斯矿井易应用非正规采煤方法； 5、低瓦斯矿井通风管理力度较高瓦斯矿小。 往往因安全管理

18、较高瓦斯矿差，大家容易产生麻痹侥幸心理而易发生事故。,（二）低瓦斯矿井瓦斯爆炸事故案例 1、 唐山市开平区刘官屯煤矿“12.7”瓦斯煤尘爆炸事故（死亡108人） 该矿系低瓦斯矿井 事故发生于2005年12月7日15时14分； 其爆源位于1193（下）工作面切眼。 回风下山风门打开风流短路，工作面瓦斯积聚，回柱火花引爆瓦斯，煤尘参与爆炸。,1193（下）工作面切眼示意图,2、山西省临汾市洪洞瑞之源煤矿 “12.5”特别重大瓦斯爆炸事故 该矿系低瓦斯矿井 2007年12月5日23时07分，山西洪洞瑞之源煤业有限公司（原洪洞县新窑煤矿）系低瓦斯矿井，井下发生特别重大瓦斯爆炸事故，造成105人死亡，受

19、伤18人，直接经济损失4275.08万元。 瓦斯爆炸爆源位于9#煤40m掘采面。 事故发生的直接原因是：40m掘采面无风作业，造成瓦斯积聚，达到爆炸浓度界限；40m掘采面放炮产生火焰，引爆瓦斯，煤尘参与爆炸。,特别关注矿井突发事件诱发重大灾害事故,煤矿低瓦斯 “安全“区域,存在重大隐患 的危险区域,特别重大事故,突发事件,原发性灾害,安全区域人们 更容易违章,应对煤矿突发事件存在 薄弱环节 （未能及时发现、正确分析及 及时应对）,（状态动态变化）,四、瓦斯突发事件致灾的防治是当前煤矿安全生产技术管理的薄弱环节,往往是瓦斯突发事件（如突出或瓦斯突然涌出，违章处理盲巷集聚瓦斯，大小矿连通集聚瓦斯涌

20、入大矿，放顶煤采煤法顶煤塌落瓦斯大量涌出、突然停电停风或风门打开瓦斯集聚等）使得原来的低瓦斯区域转变为存在重大隐患的高瓦斯区域所致。,传统的煤矿安全技术管理认为，原发性灾害诱发更大的继发性灾害或者防治突发事件的致灾影响，因其发生概率小，为此采取安全技术管理措施，加大成本，“得不偿失”； 高可靠性安全保障的安全技术管理认为，这是建立煤矿集中化生产的高可靠性安全保障机制所必须付出的生产成本。这往往是传统安全生产观与国外发达国家安全生产观的重要差别。 改变传统煤矿安全生产观，建立高可靠性安全保障机制是进一步提高煤矿生产本质安全度、提高煤矿安全生产水平的必由之路。,高可靠性安全保障安全技术管理的建设,

21、（1）以瓦斯爆炸防治技术管理为例， 即使在安全技术管理较好的矿区，传统意义上的安全防范仅注意防止高瓦斯区域的瓦斯管理工作，往往忽视低瓦斯区域受到突发事件影响致使“安全”区域的状态发生动态转换这一重大隐患的防治，。 实现高可靠性安全保障，就应该考虑本矿各“安全”区域受各类突发事件（瓦斯突然涌出或突出，违章处理盲巷集聚瓦斯，大小矿连通集聚瓦斯涌入大矿，放顶煤采煤法顶塌落瓦斯大量涌出等）影响下，转变为重大隐患的可能性及其防治；,灾害预防处理计划必须对于本矿不同易发灾害区域，制定针对性、可靠性和可操作性强的不同的人员撤退、风流控制和灾害处理的优化方案并防止或减少诱发继发性灾害的可能； 要做到高可靠性安

22、全保障，采区、工作面应有有效的隔爆、抑爆设施和措施，应设置避灾峒室。,（2）以瓦斯突出矿井安全管理为例， 即使在安全技术管理较好的矿区，传统意义上的安全防范仅注意防止瓦斯突出的发生，对于突出的发生后的致灾影响，仅仅考虑安装防突风门； 而建立异常状况改变“安全状态”重大隐患的防治，斩断原发性灾害向继发性灾害转化的致灾链等高可靠性安全保障，就应该考虑瓦斯突出后，监测监控系统的管理及其响应的及时性，高压瓦斯流可能造成的瓦斯逆流入侵区域的判定及其致灾隐患的防治，,应加强可能出现的瓦斯逆流入侵区域的信息侦知、分析和防灾能力并加强对可能入侵区域的电器设备的防爆管理； 应注意设置防突风门并不一定能挡住高压瓦

23、斯流，事故案例显示，高压瓦斯流即使不会破坏防突风门，也可能穿过防突风门与巷壁、水沟等间隙，逆流一段距离；还应注意传感器的相关参数（位置、数量、种类、响应时间）的合理选择如何有助于及时发现并综合分析瓦斯突出的相关信息，发出预警并及时采取防治措施。,（3）以火灾防治技术管理为例， 即使在安全技术管理较好的矿区，传统意义上的安全防范仅注意应用CO浓度了解、预警自燃，在胶带输送机巷安设CO或烟雾传感器，设置沙箱、灭火器； 而建立异常状况改变“安全状态”的重大隐患的防治，斩断原发性灾害向继发性灾害转化的致灾链等高可靠性安全保障，就应该分析各处火灾的可能影响范围，并针对性的采取控风措施为救灾、人员撤退提供

24、安全保障；甚至在采区、工作面设计时考虑风流控制的可能性； 就应该了解CO浓度作为火灾预警标志性气体指标所存在的问题；传感器的种类、数量和位置的合理选择等。,五、“应急救援”的内涵 应急提高应对突发事件的能力； 救援提高应对煤矿灾害的救灾能力。 在原发性灾害、突发事件发生的第一时间的应对能力： 1）有限时间从有限信息判定事故性质、影响范围和程度、可能诱发的灾害； 2）提出和实施防范措施 （两害相权取其轻） 3）随时酌情调整和应对情况变化 继续监测、分析和应对，加强电话联系能力,树立正确的决策理念: 两害相权取其轻-(辩证分析) 河南陕县水灾 河北金牛张家口宣东煤矿火灾爆炸 救灾恢复矿井通风系统，

25、了解爆炸有无火情，恢复矿井通风系统的安全性分析 窒息环境与爆炸环境 陕西铜川陈家山瓦斯爆炸,宁夏白笈沟煤矿火灾、爆炸灾害事故教训,六、应急救援预案和事故预防和处理计划 我国煤矿重大事故频发，在事故应急决策和救援中，面对比西方发达国家更为复杂、危险和严重的局面。 煤矿重大事故应急救援具有时间紧迫性、决策依据信息模糊性、灾变状态动态复杂性的特点，因此，应急救援决策与救灾比面对正常生产状态的事故防治更为复杂而艰巨，需要更强的技术装备支持。,灾害应急救援预案和事故预防处理计划的三大作用： （1）提高事故防治水平； （2）减少原发性灾害的损失； （3）减少或避免继发性灾害的损失。 重大事故的应急响应的三

26、阶段： （1）事故发生的第一时间 （几十分钟） （2）事故发生后的12天 （3）领导和专家到达现场后 大部分煤炭企业负责人和安全管理人员缺乏特别重大事故应急救援技术和经验，需提高应急救援相关管理、技术和经验水平。,绝大多数矿井应急预案和预防处理计划存在针对性、可操作性不强、内容不具体的缺点。无法对重大事故应急救援决策提供技术支持和参考。 应急预案未能考虑应急救援演练，事故预防处理计划未能考虑火灾与爆炸等重大灾害相互转化以及瓦斯异常涌出等突发事件的防治。 制定具体、可操作性强的应急救援预案，可以提前以充裕的时间分析对比各种救灾方案的可靠性和可操作性，可以通过安全教育培训使职工实施救灾、自救、控风

27、、撤人等各项措施，从而，有助于救灾决策的实施。,A 、灾害预防处理计划的针对性、可行性、实用性，否则只能应付检查。应考虑在各类灾害发生时能否提供执行程序、技术和措施的分析支持。 B 、火灾：具体规定本矿易发生火灾区域直接灭火、烟流影响范围、安全撤退路线、风流控制措施、实施控风人员； 分析多水平复杂通风系统快速控风的可能性； 采取烟流短路措施时，实现全部烟流、部分烟流引流的可能性和应对措施，并应估计火风压作用下，风流逆转前后对控风引流措施和效果的不同影响。 C、爆炸：分析大、小强度爆炸对灾区及邻近通风构筑物的不同破坏作用和对矿井、采区通风系统的不同影响，并据此分析灾区及受影响区域人员安全撤退路线

28、和控风措施。,重大灾害破坏效应及其影响的动态模拟,距100号节点800米发生火灾,5分钟到达抽排泵站,11分钟到达,潘三西二运输巷火灾控风前 烟流迅速威胁到抽排泵站、1782（1）工作面、采区下部变电所和1481（3）工作面等工作地点。,打开风门,潘三西二运输巷火灾控风后 烟流直接进入回风巷道，不再威胁工作地点，为人员的撤退及继发性灾害控制提供支持。,用MFIRE软件对火灾、爆炸、突出等事故进行动态模拟，定量分析灾害威胁范围及可能的继发性灾害，为灾害预防与处理计划及救灾决策提供技术支持，发挥控制原发性灾害、避免继发性灾害的作用。,11月21日1时37分突出煤（岩）量3100t 16万m3瓦斯,

29、2时19分发生爆炸,逆流至此,逆流至此,死亡9人,死亡19人 生还50人,死亡41人,死亡8人 生还4人,死亡8人,死亡23人,92人全部逃生,事故后撤出420人 突出窒息28人，爆炸遇难80人,突发事件决策的特点： 应对知识少、 突发事件信息模糊、决策和实施人心理高度紧张、决策两难性、决策效果不清。 启示： 1）、百人灾害的差异性 2）、对应急救援好的表彰： 瓦斯检查员及时撤人，并积极参与救灾 井下电工等待20分钟； 3）、灾害信息及时反馈；,教训： 1）应急存在的薄弱环节（决策正确性的判断，换位思考）： （1）“两害相权取其轻”的决策原则； （2）灾害的巨大心理压力下，复杂决策思维的困难；

30、 （3）停电响应的困难性进风区传感器、设备的隔爆性、停电及时性（环节多、矿级干部响应能力的重要性); （4）信息的连续传递和应急通信的维持. 2）超前防卫思维的安全管理 3）科学性、针对性强的应急预案与灾害处理计划的重要性 4）多重管理的弊端,七、事故发生的小概率事件特征 百次违章可能不发生一次大事故 人的本性以最少的付出获得最大的收益 违章直接经济效益省能心理产生侥幸心理、继续违章产生大事故 严肃处理事故还不够 必须严肃处理违章关口前移、预防为主 越是“安全”的地方越需小心,煤矿安全双保护层（隐患的叠加事故）,控制火源,侥幸心理安全生产的大敌,安全,安全,控制瓦斯,为什么大部分违章并不会发生

31、事故？,第三部分 煤矿重大灾害防治与救灾技术,一、 注氮期防治引发事故,注氮引起瓦斯爆炸 铜川陈家山煤矿事故, 注氮发生瓦斯爆炸. 火区封闭后,可燃气体层可能成层分布,呈层流状态. 惰气注入的活塞作用,致使火区通风系统变化，推动可燃气体层流入火源,引起爆炸. 应促进惰气与火区大气的迅速混合 救护人员撤退,火区注惰对其大气状态的影响（爆炸）,二、正负压通风对自燃严重 （或漏风大） 矿井的影响,负压通风回风道CO浓度高、易发现 正压通风不易发现、易造成突发性火灾 均压通风、进风区安全性、上隅角瓦斯，回风巷co浓度、取样位置,三、正确分析突发事件即灾变信息,1. 注意气样浓度反映灾情的局限性 在分析

32、灾区状态变化时，必须注意有害气体浓度是一种受风量影响十分大的参数。 注意较普遍存在的灾害预警误区： 瓦斯浓度能直接判断灾区的瓦斯爆炸危险性，因为瓦斯爆炸危险性直接与瓦斯浓度相关； 一氧化碳浓度不能直接判断火区的燃烧状态，必须加上风量，才能了解火区生成量，因为浓度会被风流稀释,以上隅角为例，上隅角采空区的瓦斯浓度与上隅角附近回风风流中瓦斯，一氧化碳浓度相差可达100倍以上。 风量为2000M3/Min回风流中的20ppm的一氧化碳浓度往往使人容易忽视，实际上，它与采空区漏风量为20M3/Min的漏风风流中的2000ppm的一氧化碳浓度同样严重。,20M3/Min 2000ppm,2000M3/M

33、in 20ppm,黑龙江省鹤岗市富华煤矿通风系统示意图,2、火灾的预警和火区状态的分析矿井火灾标志性气体的选择： CO、 H2、 C2H4(乙烯)、C3H6(丙烯)、C2H2(乙炔)、CH4 C2H6( 乙烷） C3H8（丙烷）等； 各具有优缺点， CO产生：燃烧环境，但产生早，便于预警。,2.1煤类火灾气体产生顺序： （1）烯烃和炔烃类气体 t COH2C2H4(乙烯)C3H6(丙烯)C2H2(乙炔) 60 .0005 0 0 0 0 120 .0265 .001 0 0 0 190 .65 .012 .004 .003 0 250 1.95 .008 .01 .004 0,(2)不同温度烷

34、烃类气体浓度和相对比例的关系,2.2煤自燃熄灭程度的标志性气体： （1）、一氧化碳、乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6）、乙炔(C2H2)浓度下降； （2）、煤温较高（150以上）乙炔趋于消失； 煤温下降 （90以上）乙烯、丙烯趋于消失； 上述气体浓度下降呈线性变化性质，变化速率较高 （3）、CO 浓度下降呈指数变化性质，将保持较长时间才绝迹,2.3减少单一co浓度值判断火区状态的误差 浓度差值法排除环境因素影响 CO 200ppm 220ppm 220-200=20 150+50 150+70 70-50=20 浓度比值法减少风量因素影响。 CO 200ppm 风量增10倍 20ppm O2

35、10% 风量增10倍 1%,四、气体浓度的影响 4.1. 氧气浓度低对气体浓度测定准确性的影响： 氧气浓度太低，便携式电子(光学）检测仪表误差大，氧气浓度需大于17。,下表显示的是在一次矿井火灾中，使用光学瓦斯鉴定器与取样色谱化验浓度数据。 在标准状态下光学瓦斯鉴定器受氧气浓度影响情况为，空气中的氧气浓度每降低1%，瓦斯浓度测定结果约偏大0.2%，在非标准状态下，可以使用公式进行校正。 C=345.8T.V/P 式中： C-真实浓度%；V-用氧气校正后的浓度%；T-绝对温度K；P-空气压力Pa。,火灾气体色谱仪分析与光学检定器测定结果对照表,1501回风巷与西风井下山口交岔点以西2m处瓦斯浓度

36、为15、一氧化碳浓度为0.012、温度为32、氧气浓度为18.5、二氧化碳浓度为0.26； 往西100m处瓦斯浓度为40、一氧化碳浓度为0.21、温度为48、氧气浓度为13.1、二氧化碳浓度为0.3； 往西180m处瓦斯浓度为41、一氧化碳浓度为0.32、温度为62、氧气浓度为4.9、二氧化碳浓度为1.2； 由于温度太高无法继续往前侦查； 1501机巷低洼处瓦斯浓度为13.2、二氧化碳浓度为0.2，水已开始往外流。,4.2. CO的毒性 1).特性：CO血红蛋白碳氧血红蛋白 结合易比与o2容易240倍 分解慢在大气中减少50%需4h 在高压氧仓减少50%需3040Min 2).危害：引起肺部感

37、染呕吐物进入支气管、肺部 注意：co中毒宜侧放， 引起严重脑缺氧脑水肿（24h）,4.3. CO对灭火人员身体状况的影响,五、火区的锁风启封与缩封 锁风：启封火区的方法，最后打开火区，条件：符合规程规定5条件，较安全； 缩封(锁风与缩封在操作时初期步骤相同)。火灾救灾封闭火区后想缩小火区的方法，无规定条件，较不安全； 往往不符合规程规定5条件，也无法保证拟减少的火区范围内无火源和爆炸危险 救灾时采用先大后小的办法，尽管进行临时封闭时，火区范围大，比较安全，但进入临时封闭的火区进行火区永久密闭，危险性更大，除非采取有效的注惰等措施，才能保护小范围火区永久密闭的安全。；,高瓦斯矿井 煤层有自燃危险

38、，,瓦斯爆炸,自燃火灾,瓦斯积聚,增加存在火源 的危险性,火灾与瓦斯爆炸灾害的相互转换增加瓦斯爆炸的危险性,爆炸灾害扩大,引燃积存排放瓦斯,11月28日封闭火区,12月14日启封火区,5412工作面,+390进风石门,+500回风石门,六、矿井反风 为防止灾害扩大和抢救人员的需要而采取的迅速倒转风流方向的措施,矿井反风注意事项（欧美国家反对反风） 遵守煤矿安全规程规定。 反风演习应注意井下各区域的供风量变化、瓦斯浓度以及对火区和采空区气体的影响。 注意反风后影响区域人员的通讯联系和撤退。 平常对井下人员进行反风知识的教育。 反风-撤人-侦察-直接灭火的正确顺序,七、传感器预警的有效性分析,传感

39、器响应时间 ：（扩散无焰燃烧） 热感式传感器 系统报警：30s（130s）（12s） 传感器直接报警：30s 红外式传感器 10s 有效性取决于异常事件发生前的预兆,八、总结 1. 注重正常生产条件下的重大瓦斯隐患治理与突发事件影响下的低瓦斯区域重大动态隐患治理的协调。 上述9起死亡百人以上的特别重大事故共同特点！ 往往是突发事件影响使正常生产条件下“安全”区域充满瓦斯，改变了该区域的“安全”状态，突发事件形成瓦斯爆炸新的重大动态隐患，而在安全区域，井下职工更容易违章作业，当火源和爆炸性瓦斯积聚隐患在时间空间叠加时，造成瓦斯爆炸事故。 2. 提高煤矿重大灾害应急救援的管理、技术和装备水平 应急

40、救援包括: 突发事件应急，事故救援。许多国有重点煤矿应对突发事件能力较弱-薄弱环节。 应对突发事件及时了解、正确分析、及时决策和实施。 分析和应对突发事件两个特点，一是突发事件信息的模糊性，二是决策的两难性， “两害相权取其轻” 。,3. 处理好正常生产条件下“重大与一般”隐患治理的关系 （1）处理好瓦斯治理中瓦斯抽采与通风的关系， （2）处理好突出防治与突出后引发次生灾害的关系， （3）正确处理好正常生产时的重大隐患与异常情况下动态隐患的关系 （4）在重点治理瓦斯灾害的同时，不能忽视对水灾，顶板，尘害的治理。 4. 处理好因爆炸、火灾等热动力灾害互相转换引发或扩大灾害的关系 特大事故案例 自燃或外因火灾灾害的爆炸特殊危险性时空叠加 多次爆炸往往与火灾的产生有密切联系。,5. 处理好瓦斯抽放与爆炸、火灾的防治的关系 采空区瓦斯抽放可能使采空区的自燃恶化; 瓦斯爆炸对瓦斯抽放管的破坏将使管内的瓦斯参与爆炸；巷道抽放瓦斯方法形成的瓦斯库将会增大瓦斯爆炸的危险性和破坏性。 6. 加强超前防范意识，提高矿井生命周期所存在“危险期的管理水平 矿井从低瓦斯矿过度到高瓦斯矿、非突出到突出、矿井资源枯竭期是一个矿井生命周期的危险期。在安全管理、技术和装备应加强超前防范的安全意识。,谢谢大家！,