矿井瓦斯防治与应急措施.ppt

瓦斯灾害防治及应急措施主讲:孙祖河,瓦斯灾害防治及应急措施瓦斯的主要成分是甲烷，它是煤矿井下有害气体中最常见、含量最大的一种气体。甲烷本身没有毒性，但是它有很强的危害性。在过去几十年的统计中，瓦斯爆炸造成死亡人数占煤矿事故总死亡人数的60%。本节主要从介绍瓦斯的构成、危害和预防瓦斯事故的各项措施入手，帮助广大矿工了解瓦斯事故形成原因，从而防止瓦斯事故的发生。煤炭是由植物经地壳变化形成的，植物遗体在演变成煤炭的过程中会伴生大量的有害气体，我们称之为瓦斯。据测算，在生成1吨煤的同时，大约会生成1000立方米的瓦斯，不过经过漫长的地质年代，大部分瓦斯已逸散到大气中去了，只有少部分仍留在煤体和其周围的岩层中。我们今天开采所遇到的就是这部分残存的瓦斯。,瓦斯危害性的主要表现1、瓦斯燃烧与爆炸2、瓦斯窒息3、瓦斯突出瓦斯爆炸和瓦斯窒息瓦斯爆炸是指瓦斯和空气混合后，遇到高温热源发生的一种迅猛氧化反应，它的发生需要三个条件。,发生瓦斯爆炸的三个条件1、瓦斯浓度在爆炸界限内，一般为5%16%；2、要有一定温度的引火热源，一般为650C750C；3、混合气体中氧气浓度不低于12%。,瓦斯爆炸是煤矿井下最严重的灾害之一。爆炸时产生的巨大冲击波会造成人员死伤、巷道坍塌、设备毁坏，而且还会引起沉积在巷道中的煤尘，引起煤尘参与爆炸。从而加大爆炸威力，有时甚至会摧毁整个矿井。瓦斯爆炸时产生的高温火焰，会造成人体大面积皮肤烧伤和呼吸系统损伤，引起肺水肿造成死亡。危害最严重的，还是爆炸时产生的大量一氧化碳有毒气体会造成井下众多人员中毒死亡。,瓦斯窒息是指矿井瓦斯进入空气后，就会冲淡氧气的浓度，降低氧气的含量。当瓦斯浓度达到一定数值时，人就会感到憋气、呼吸困难，若瓦斯浓度再升高，人就会被憋死，这就是瓦斯窒息。瓦斯窒息事故虽然比瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出这类灾害要小，但它却是煤矿生产过程中常见的事故。每年造成的死亡人数都多达几百人。瓦斯灾害事故虽然比较严重，但只要我们加强管理，人人提高警惕，加强防范，就可以避免。,瓦斯燃烧引起矿井火灾和人员伤亡【案例】某低瓦斯煤矿，2001年8月26日13时左右，掘进队在煤巷打眼施工，掘进三队班长等几个人违章在工作地点吸烟；掘进中施工人员随意断开风筒，导致工作面瓦斯积聚，发生瓦斯燃烧事故，9人严重烧伤。瓦斯爆炸导致矿毁人亡【案例】1991年1月2日，某煤矿发生一起重大瓦斯爆炸事故，死亡53人，伤12人，直接经济损失：105万元。,事故调查分析直接原因：右九路平巷掘进上山时，由于维修更新不完善，致使距工作面70米左右的风筒破损漏风，基本处于无风状态，造成上山和平巷瓦斯积聚；工人违章使用电煤钻电源放炮，放炮母线与电煤钻电源线接头搭接时产生火花，引起瓦斯爆炸。主要原因：矿领导忽视安全，盲目追求经济效益。没有吸取已发生过两起瓦斯燃烧爆炸事故的教训，对上级检查多次指出的隐患没有认真整改；安全管理混乱；通风、机电管理不严，对煤矿安全规程执行不严肃，“三违”现象严重，工人缺乏安全培训教育。安全生产责任不明确。岗位责任制不健全，以包代管，放弃安全管理。劳动纪律松散，瓦检员脱岗漏检，采煤接续紧张，井巷工程布置不合理，通风系统混乱；县煤炭工业的管理体制没有理顺，安全工作失控。,瓦斯浓度过高时会导致人员缺氧窒息甚至死亡【案例】某矿-330米52采区3斜上山掘进工作面全长66米，1961年10月28日临时停工，因水利引射器发生循环风，造成巷道内瓦斯积聚，通风人员立即钉上栅栏并悬挂“禁止入内”的警示牌。11月22日1时，采区3名技术员在没有采取安全措施的情况下闯进栅栏做复工前检查，当走进44米处，全部窒息死亡，直到第二天才被发现，现场取样分析表明：瓦斯43.9%，二氧化碳4.3%，氧气0.9%，氮气50.9%。【案例】1973年11月，某煤矿井下煤巷掘进头因电缆接头处所所产生的电火花引起瓦斯爆炸，造成重大伤亡事故，当时主要通风机跳闸停风，但仍有4名工人安全脱险。其中3人是在大巷迎头砌碹，突然感到井下有强烈的颤动，同时听到不寻常的响声，接着烟尘弥漫整个巷道，3人迅速捂住口鼻，沿着大巷升井。另一名水泵司机也同样听到看到了上述情况，他从硐室出来后，迅速升井而脱险。,靖宇县赤松乡三九煤矿“11.9”特大瓦斯爆炸事故事故时间：2002年11月9日1时50分事故单位：靖宇县赤松乡三九煤矿经济类型：集体事故地点：+390米运输巷三上山与四上山之间，爆源在距盲巷头14米处事故类别：瓦斯爆炸事故事故性质：责任事故伤亡情况:死亡11人直接经济损失：80万元,矿井基本情况三九煤矿设计能力：3万吨/年开拓方式：片盘斜井采煤方法：刀柱式非正规采煤法矿井通风方式:中央并列式,主井入风，副井回风。该矿井属低瓦斯矿井,事故经过和抢险过程11月9日一班，主井左翼+390米采煤工作面12名工人入井后，班长高庆生在第三上山工作面打眼，杜树立在平巷处打眼，1名工人在平巷工作面睡觉，4名工人推车。带班井长王金伟24时30分到+390米左翼工作面，班长高庆生说：“掌子条件不好，不想干了”，大约1点钟，王金伟到+410米电话处给张锡龙去电话，说：“条件不好，工人不愿意干了”，张锡龙说：“退回5米，接着回采”，王金伟又回到+390米工作面，告诉高庆生退回5米接着干，并撤了一节风筒和56节溜子槽，在高庆生和王力军打了两个眼后，王金伟走了。1时40分左右，工人宋修滨去九层平巷大便，刚解开腰带，就听到像放炮的声音，并伴随着一股压力，相当大，把宋吹到帮上，当时有股红褐色烟雾，听到棚子响，2分钟后，烟散了，意识到出了事故，随后王金伟率领工人开始抢救。,事故发生后，白山市煤矿救护队于当日10时30分到达事故现场，入井进入+390米探险，在主井绞车道重新设置了局扇，沿绕道向平巷里部逐段恢复通风，下午1时在+390米平巷独头最里面发现1名遇难人员。12日6时，在恢复冒落巷至二上山时，将在冒货下的第2名遇难人员扒出后运至井口，12日23时50分，在距三上山1.5米处冒货中扒出第3名遇难者。13日上午在恢复冒落巷道至三上山口附近时，分别扒出4名遇难人员。11月14日，抢救指挥部安排两组恢复巷道，一组恢复三上山，一组恢复+390米平巷，在三上山出货给棚进10米处，露出直径1米左右的通口，里面巷道完好，救护队戴呼吸器进入灾区，发现其余4名遇难者，截止11时30分，遇难人员全部升井，事故抢救工作全部结束。,事故原因直接原因左翼+390米运输巷道盲巷内瓦斯涌出异常，造成盲巷内瓦斯积聚，矿灯失爆，引起瓦斯爆炸。间接原因1、通风、瓦斯管理制度不落实，采区和工作面没有形成通风系统；局部通风管理混乱，局扇循环；没有专职瓦斯检查员，不按规定检查瓦斯，瓦斯检查疏于形式，瓦斯检查数据虚假，事故区没有安设瓦斯断电仪。,2、国家和省政府已严令小煤矿在深化整治期间，未取得“四证”不准生产，省政府验收组在验收时确定该矿未达到验收标准。允许继续整改，不准生产。该矿受利益驱动，对此规定和要求置若罔闻，擅自违规生产，并违规越界开采。3、矿主不具备安全管理资质，不具备应有的安全管理知识和能力，工作面独头强制开采，矿井生产技术管理混乱，乱采滥掘，冒险蛮干，矿灯严重失爆，未按规定配备专职特种作业人员。4、各级政府及有关部门贯彻上级政府有关小煤矿停产整顿要求在落实上采取的措施不够，工作抓得不实，监督管理不力。5、赤松乡政府办矿指导思想不端正，没有认真执行煤炭行业安全管理规定，只受益，不管理，矿井产权关系不明晰，矿井集体性质名存实亡。,瓦斯中毒瓦斯本身无毒，但在某些特定条件下会混入其他有毒气体，人一旦吸入这种混合气体，轻者中毒，重者危机矿工生命。在煤矿井下，常见的有毒气体主要有以下几种：一氧化碳是一种无色、无味、无臭的气体；相对密度0.97，几乎能均匀扩散在空气中；微溶于水，能燃烧，但不助燃；当浓度达到13%75%时能爆炸；有强烈的毒性。井下一氧化碳的主要来源有：矿井火灾；煤炭自燃；瓦斯与煤尘爆炸；爆破工作及润滑油高温分解等。煤矿安全规程中规定：井下一氧化碳的最高容许浓度不得超过0.0024%。【案例】某矿由于无独立通风系统，借用临矿废井做回风巷。1990年12月25日，由于临近井火区复燃，一氧化碳（2.1万立方米）涌出，致使该矿29人中毒，死亡21人。,二氧化碳极易溶于水，不自燃，也不助燃，是一种剧毒气体。二氧化氮具有刺激性臭味，呈红棕色，相对密度为1.57，井下二氧化碳主要来源于放炮工作。1公斤硝铵炸药爆破后能产生10升二氧化氮气体。煤矿安全规程中规定：井下的二氧化氮的最高容许浓度不得超过0.00025%。二氧化硫是一种具有硫酸气味及酸味的无色气体，相对密度为2.2，易积聚在巷道底部，有剧毒。井下二氧化硫的主要来源有：含硫煤炭的氧化和自燃；含硫煤岩中的爆破工作；含硫煤尘爆炸；硫化矿物的缓慢氧化等。煤矿安全规程中规定：井下的二氧化硫的最高容许浓度不得超过0.0005%。,硫化氢是一种无色、微甜、带有臭鸡蛋味的气体，相对密度1.19，易溶于水，能燃烧和爆炸（爆炸浓度为4.346%），具有强烈毒性。井下硫化氢的主要来源有：有机物的腐烂（主要在老巷中）；含硫化物的氧化和水解（积存污水处）；含硫煤炭自燃；含硫化氢的煤岩层的释放等。煤矿安全规程中规定：井下硫化氢的最高容许浓度不得超过0.00066%。氨气是一种无色、具有浓烈臭味的气体，相对密度0.6，易溶于水，有爆炸性（爆炸界限为16%27%）和毒性。井下氨气的主要来源有:炸药爆破；用水熄灭燃烧的煤炭；有机物的氧化腐烂；部分岩层中涌出等。氨对人的皮肤和呼吸器官有刺激作用，能引起咳嗽、流泪、头晕、声带水肿，重者会昏迷、痉挛、心力衰竭，以致死亡。煤矿安全规程中规定：井下氨气的最高容许浓度不得超过0.004%。,预防瓦斯爆炸和瓦斯窒息的措施从瓦斯爆炸的条件来看，要防止瓦斯爆炸发生，必须从防止瓦斯积聚和消除引爆火源入手。防止瓦斯积聚的措施1、加强通风利用新鲜空气稀释并排除瓦斯，这是消除瓦斯爆炸、瓦斯窒息事故最有效的手段。,2、加强瓦斯检测和监测瓦斯检测和监测是及时发现和处理瓦斯超限、瓦斯积聚和防止瓦斯事故的前提。矿井瓦斯检测主要由瓦斯检查工使用光学瓦斯检测仪和便携式光学甲烷检测仪来完成。矿长、技术负责人、工程技术人员、爆破工、流动电钳工、采掘与通风区队长、班组长下井时，也必须携带便携式甲烷检测报警仪，随时检查瓦斯浓度。,瓦斯矿井还必须装备瓦斯监测系统，用来连续检测。煤矿安全规程中对井下瓦斯，二氧化碳浓度的有关规定有：矿井总回风巷或一翼回风巷中瓦斯或二氧化碳浓度超0.75%时，必须立即查明原因，进行处理；采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度达到1%或二氧化碳浓度达到1.5%时，必须停止工作，撤出人员、采取措施、进行处理；采掘工作面和其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1.0%时，必须停止用电钻打眼；爆破地点附近20米以内风流中的瓦斯浓度达到1.0%时，严禁爆破；采掘工作面及其他巷道内体积大于0.5立方米的空间内积聚的瓦斯浓度达到2.0%时，附近20米以内必须停止工作、撤出人员、切断电源、进行处理；采掘工作面中二氧化碳浓度达到1.5%时，必须停止工作、撤出人员、查明原因、制定措施、进行处理；采掘工作面及其他作业地点风流中，电动机或其开关附近20米以内风流中的瓦斯浓度达到1.5%时，必须停止工作、切断电源、撤出人员、进行处理；对于因为瓦斯浓度超过规定而被切断电源的电气设备，必须在瓦斯浓度降到1%以下时，才可以通电开动。,3、及时处理局部积聚的瓦斯煤矿井下顶板冒落的空洞内，停风的盲巷中，低风速巷道的顶板附近，采煤工作面采空区边界处，采煤工作面上隅角，独头掘进工作面的巷道隅角以及采掘机械切割部分周围等地方容易形成局部瓦斯积聚。要密切注意，如果发现有瓦斯积聚的现象，要按照瓦斯排放管理制度及时处理，对瓦斯涌出量较大的矿井或采区要采取抽放瓦斯的措施。消除引爆火源的措施消除引爆火源的措施是杜绝瓦斯爆炸事故的关键。引爆瓦斯的火源有：明火、放炮、电火及摩擦火花等四种。针对这四种火源，应该采取以下措施：,严格加强明火管理井口房、瓦斯抽放站及通风机房周围20米内禁止使用明火，严禁携带烟草和点火物品下井，井下严禁使用电炉和灯泡取暖。井下禁止拆开、敲打、撞击矿灯。井下需要进行电焊、气焊和喷灯焊接时，应该严格遵守规程的有关规定。严格执行爆破制度井下爆破时，打眼、装药和封泥都必须符合煤矿安全规程规定，严禁使用不合格或变质和过期的炸药。,严防摩擦火花采煤机严禁使用磨钝了的截齿，节槽内喷雾洒水，在摩擦发热的部件上安装过热保护装置等防止摩擦火花的发生。消除电气火花井下使用的电气设备及供电网路都必须符合规程的有关要求，要保证电气设备防爆性能完好，消除电器火花的发生。防止静电火源出现井下使用的如：朔料、橡胶、树脂等胶分子聚合材料制品要采取防静电措施。,瓦斯爆炸的应急措施下面我们来讲一下瓦斯灾害发生时的应急措施。矿井一旦发生瓦斯爆炸事故，现场人员不要惊慌、乱跑，应该迅速背向空气颤动方向，脸向下卧倒，用湿毛巾捂住口鼻。如果有水坑，最好将面部浸入水中，暂停呼吸，防止因爆炸产生的火焰吸入肺部。尽量用衣物盖住身体，减少肉体暴露面积，降低烧伤程度。要尽量靠近巷道壁，防止冲击波推移撞向煤壁。爆炸冲击波过后，要迅速按规定佩戴好自救器，弄清方向，沿着避灾路线快速撤退到新鲜风流中。如果巷道破坏严重，无法撤退时，可以到顶板比较完整的地点躲避等待救援。例如:2005年11月27日，某矿发生瓦斯爆炸死亡171人的事故中，作为该矿四采区的瓦斯检查员张国良临危不乱，率领26名矿工积极避灾，在爆炸后42个小时，包括他在内的25名矿工得以生还，获得了“英雄矿工”的称号。,煤与瓦斯突出有些煤矿在采掘作业过程中，会在很短的时间内从煤体或岩体中突然喷出大量的煤、岩体和瓦斯。我们把这种现象叫做煤与瓦斯突出。煤与瓦斯突出是煤层所受到的地应力、煤体内瓦斯压力共同作用煤体的结果。是一种原因和规律都很复杂的动力现象。它所产生的高速瓦斯流含有煤粉或岩粉，能摧毁井下巷道和设施，破坏通风系统，造成人员窒息、煤流埋人，甚至引起瓦斯燃烧和爆炸事故。例如：2004年10月20日，某矿发生煤与瓦斯突出，突出煤岩1894吨，突出瓦斯25万立方米。然后引起瓦斯爆炸，造成148人死亡，32人受伤，直接经济损失：3935.7万元。,发生煤（岩）与瓦斯突出，摧毁、堵塞巷道，甚至引起人员窒息死亡或瓦斯爆炸【案例】1975年8月8日某矿井+280米水平主平硐揭开煤层时发生瓦斯突出，突出煤（岩）量12780吨，瓦斯140万立方米。【案例】1985年7月12日17时50分，某矿在2号石门掘进工作面发生煤与瓦斯突出事故，突出煤量3200吨，堵塞巷道640米，突出瓦斯量约72万立方米，死亡56人。,【案例】2001年12月30日17时28分，某矿-600水平东采区西翼1008西风巷切眼掘进工作面在放炮过程中发生煤与瓦斯突出事故，突出煤量1396吨，瓦斯量86670立方米。造成20人死亡，28人受伤。直接经济损失：184.6万元。事故原因：1、施工的1008西风巷切眼处于卸压带范围之外，而且处于应力集中异常带，未采取有效防突措施；2、1103东回采工作面开采违反设计，回采工作面上段越过设计停采线回采30米，受采动应力影响，周边巷道破坏严重，导致1008西风巷切眼掘进回风系统不畅通，瓦斯逆流蔓延，使事故扩大；3、“四位一体”的综合防突措施没有得到落实，安全防护中在2#底板上山西措施巷设置的风门和压风自救设施不符合要求；4、1008西风巷切眼放炮时，该区域两个掘进工作面，三处巷道维修人员未按规定撤至安全地点；5、采掘关系严重失调，生产系统不完善，违反煤矿安全规程的有关规定，在2#底板上山一段进风，一段回风，通风系统混乱。,预防煤与瓦斯突出的措施我国是世界上煤与瓦斯突出最为严重的国家之一。在多年防治煤与瓦斯突出的实践中，总结出了一套行之有效的综合防突措施，包括突出危险性预测、防治突出措施、预防突出措施的效果检验、安全个体防护措施等等。这些必须在生产中继续坚持。煤与瓦斯突出一般都有预兆，熟悉和掌握这些预兆，就可以及时的采取积极措施，避免或减少可能发生的灾害损失。,煤与瓦斯突出的预兆煤与瓦斯突出的预兆主要表现为以下几个方面1、煤壁深处有煤炮声；2、煤岩开裂掉渣；3、底鼓；4、煤壁颤动；5、瓦斯涌出异常，忽大忽小；6、煤尘增大；7、气温异常；8、打钻喷瓦斯；9、打钻喷煤粉等。,发生煤与瓦斯突出时，要立即采取应急措施，在采煤工作面发现突出预兆时，要以最快的速度通知人员迅速向进风侧撤离，并且快速佩戴好自救器，继续迎着新鲜风流外撤。在掘进工作面发现突出预兆时，要迅速撤至防突反向风门之外，并且关好防突风门，快速佩戴好自救器，继续外撤到全风压新鲜风流中。如果撤退途中被堵，可以到矿井专门设置的井下避难场所暂避，如果靠近压风管的供应阀，可以同时打开压风管的供应阀，延长避难时间，然后间断敲击铁器或岩石等发出求救信号。,例如：某矿于11时15分左右发生煤与瓦斯突出，突出煤岩5000吨，瓦斯70立方米，通风设施破坏，井下到处弥漫着高浓度的瓦斯，井下34人被堵在突出灾区，在无法逃出灾区时，他们逃到附近的两个压风管阀门处，打开阀门，喷射压缩空气，维持呼吸，等待救援，最终于16时15分被安全救出。在生产中要随时注意监测瓦斯浓度，稍不留神，他们就会成为杀人不眨眼的大魔头。瓦斯灾害事故虽然很可怕，但我们只要严格执行煤矿安全规程，杜绝违章作业，是完全可以避免的。,