【培训课件】煤矿企业安全生产管理人员二级培训——一通三防事故及其防治课件.ppt
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1、煤矿“一通三防”事故 及防治,第一章 煤矿瓦斯爆炸事故防治,第一节 瓦斯爆炸机理 第二节 瓦斯爆炸事故案例剖析 第三节 瓦斯爆炸事故原因分析 第四节 瓦斯爆炸事故防治,第一节 瓦斯爆炸机理,一、瓦斯爆炸条件 二、瓦斯爆炸三角形,一、 瓦斯爆炸条件,瓦斯爆炸的发生必须具备三个基本条件 (一)瓦斯浓度在爆炸界限内,一般为5%16%。 (二)混合气体中氧的浓度不低于12%。 (三)有足够能量的点火源。,一 、瓦斯爆炸条件,(一)空气混合气体中瓦斯的浓度 瓦斯爆炸发生的浓度界限指的是瓦斯与空气的混合气体中瓦斯的体积浓度,当瓦斯浓度达到9.5%时,理论上瓦斯可以同空气中的氧气完全反应,从而放出最多的热量
2、,因此,爆炸的强度最大。在实际测量中,最大瓦斯爆炸强度往往比该浓度高一点,达到10%左右。,一 、瓦斯爆炸条件,(二)氧气的浓度 瓦斯空气混合气体中氧气的浓度必须大于12%,否则爆炸反应不能持续。煤矿井下的封闭区域、采空区内及其它裂隙等处由于氧气消耗或没有供氧条件,可能会出现氧气浓度小于12%的情况,其它巷道、工作场所等一般不存在氧气浓度低于12%的条件。,一 、瓦斯爆炸条件,(三)足够能量的点火源 能够引起瓦斯爆炸的点火源有三个条件,即:温度不低于650,能量大于0.28mJ和持续时间大于爆炸感应期。引起瓦斯爆炸的火源主要是煤层自燃、带电设备产生的火花、放炮火焰等。,二、瓦斯爆炸三角形,爆炸
3、三角形原理,甲烷与空气混合时,混合气体中甲烷的爆炸下限为5%,上限为16%。如有惰性气体加入,则随着惰性气体组分的增加,甲烷的爆炸上限将明显下降,爆炸下限略有增大;当惰性气体增加到一定量时,爆炸上下限将汇合于一点。在氧气于甲烷组分的坐标图上,甲烷上、下限浓度变化的轨迹为一三角形,称为爆炸三角形。 分为爆炸区(1)、不存在的混合区(2)、不爆炸区(3、4)。,第二节瓦斯爆炸事故案例剖析,一、2004-2007年,死亡百人以上的煤矿特别重大事故及事故类别统计 二、孙家湾煤矿瓦斯爆炸事故剖析 三、法库县柏家沟煤矿瓦斯爆炸事故剖析,一、2004-2007年,死亡百人以上的煤矿特别重大事故情况 1. 2
4、004.10.22 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 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 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 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); 7. 2007.8.17 山东新汶华源矿水灾 死亡181人(定性为自然灾害)。 8. 2007.12.5 山西
5、洪洞瑞之源煤矿瓦斯爆炸 瓦斯爆炸 死亡108人。(低瓦斯乡镇矿井) 其中: 瓦斯爆炸事故5起,死亡人数744人。 煤尘爆炸事故1起,死亡人数171人。 水害事故1起,死亡人数123人。 自然灾害1起,死亡人数181人。 百人以上事故中瓦斯事故占62.5% 死亡人数占61%。,二、孙家湾煤矿瓦斯爆炸事故剖析,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40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,应急及时,系统合理,风量充足,瓦斯爆炸造成的遇难人员分布图,(一)瓦斯来源分析,1.冲击地压(矿震)造成
6、3316外风道局部 区域瓦斯异常涌出并达到爆炸界限 (1)从冲击地压波监测报表及矿井安全监控系统监测数据方面进行分析。 据阜新市地震局提供的资料,2005年2月14日14时49分38.6秒阜新市孙家湾矿区发生了震级为ML 2.7级冲击地压;,冲击地压发生后11分发生瓦斯爆炸,考虑到瓦斯从涌出点扩散至爆源点、达到爆炸界限的时间,以及在该时间段内带电检修,则冲击地压与瓦斯爆炸两者在时间上有因果关系。,(2)冲击地压引起瓦斯异常涌出,冲击地压发生时间和3316风道的36#监测点,3316外风道53#监测点瓦斯浓度值的变化,在时间和空间有对应关系: 事故前,3316风道回风的36#监测点在14时49分
7、瓦斯浓度为2%;3316外风道进风系其回风渗入新风( 53#监测点),若无其他瓦斯,瓦斯浓度应低于36#监测点瓦斯浓度;,3316外风道进风53#监测点瓦斯浓度从14时50分20秒的1.29%,急剧增加到14时52分29秒的4%以上,表明36#监测点与53#监测点之间有额外瓦斯源补充,且补充速度极为迅速。 据现场勘察,冲击地压导致的巷道底臌、冒顶、巷帮变形发生3316外风道53#监测点前后。,(3)事故后,3316外风道仍有大量瓦斯涌出。 (4)从3316外风道处地质构造状况进行分析 3316风道外侧正处于一背斜转向斜的构造地带,且3316架子道斜交于向斜轴部。,2. 3316风道有积聚瓦斯排
8、出 (1)3316风道工作面(37#甲烷传感器):14时40分监测信号恢复时,瓦斯浓度为2.09%左右;14时47分开始下降,于14时52分下降至0.3%。 (2)在3316风道工作面瓦斯下降的同时,3316风道回风(36#甲烷传感器)于14时49分瓦斯浓度达2.04%峰值,说明3316风道工作面集聚瓦斯排出。 (3)瓦斯排放时间与回风侧3316外风道冲击地压发生时间(14时49分38秒)对应。,瓦斯来源结论,3316外风道因冲击地压涌出瓦斯和 3316风道工作面排出的积聚瓦斯。,(二)引爆火源分析,1.引爆瓦斯的火源: -500m水平3316架子道内,距专用回风道8m处的配电点ZBZ-4.0
9、M127V型照明信号综合装置接线腔内电火花。,(1)3316架子道照明信号综合装置接线腔内有两个接线端子的压紧螺帽松动,一个是接线腔内接地端子,另一个是一相动力电源线接线端子,开关在带电作业下电缆扰动可产生电火花,(2)接线腔内两个接线端子有剩余长约22.5cm的二根铜芯丝,其端头圆滑有熔化迹象,(3)3316架子道配电点靠煤帮一侧附近发现该照明信号综合装置接线腔盖板和一只附着其上的螺丝,该螺丝中部弯曲120内角、有扭丝和丝扣拉伤痕迹;接线腔盖板防爆结合面侧固定该螺丝的螺孔有明显压伤痕迹;接线腔防爆结合面处,固定该螺丝的螺孔也有明显向外拉伤凸起痕迹;表明接线腔内爆炸压力大于配电点处环境压力。,
10、(4)3316架子道配电点附近有10人遇难,并发现两串钥匙和一个扳手,表明事故现场有人作业。,(三)爆炸强度分析,1.参与爆炸的瓦斯源所在巷道 3316外风道中水仓口至外风道掘进头; 3316架子道; 3316盲斜下山; 331轨道下山中自盲斜下山巷口至3315风道口一段。 2.瓦斯源所在巷道的瓦斯浓度 3316架子道自专用回风道巷口以外一段巷道、331轨道下山中自盲斜下山巷口至3315风道口一段中:3.98% 3316架子道自专用回风道巷口以里一段巷道:8.06%,3.参与爆炸的总瓦斯量 :246.1m3 4.爆炸前异常涌出的总瓦斯量 :623.5m3 5.爆炸强度相当于1846kg TNT
11、炸药爆炸放热量,属中等偏强,(四)结论,事故类别:瓦斯爆炸事故 时 间:2005年2月14日15时01分 爆 源 点:-500 m水平 3316架子道内,距专用回风 道8m的配电点处; 瓦斯来源:3316外风道因冲击地压造成的异常涌出的大 量高浓度瓦斯与3316风道停工掘进工作面积聚 的瓦斯排出混合; 引爆火源:3316架子道内,距专用回风道8m的配电 点处,带电检修ZBZ-4.0M127V型照明信号 综合装置,接线腔内产生电火花,三、法库县柏家沟煤矿瓦斯爆炸事故剖析,2008年8月18日8时50分,沈阳市法库县柏家沟煤矿301采煤工作面左面发生一起重大瓦斯爆炸事故,造成26人死亡、2人重伤、
12、9人轻伤,直接经济损失967万元 。,(一)矿井概况,柏家沟煤矿位于法库县柏家沟镇。矿井设计生产能力为10万吨/年,为低瓦斯矿井,矿井绝对瓦斯涌出量1.49m3/min,相对瓦斯涌出量6.13m3/t。装备KJ123型矿井安全监控系统。矿井采用斜井多水平开拓方式,串车提升,中央分列式通风,走向长壁后退式采煤方法,全部垮落法管理顶板,放炮落煤,事故发生时1个采煤工作面,2个掘进工作面。,柏家沟煤矿“8.18”瓦斯爆炸事故示意图,爆炸点,(二)直接原因,事故区域通风系统不稳定,301采煤工作面风量分配不合理,导致左工作面风量明显不足,遇有地质构造及周期来压,大量瓦斯涌出,达到爆炸界限,工人违章放“
13、糊炮”崩大块岩石产生火焰引爆瓦斯。,(三)间接原因,1.事故煤矿违反煤矿安全规程规定,工作面采用串联通风。302煤巷掘进工作面回风串入301采煤工作面;301采煤工作面中顺未设置调节风门,造成301采煤工作面左面风量不足。,2. 事故煤矿井下爆破作业和火工品管理混乱。井下放炮作业,不严格执行“一炮三检”和“三人连锁”放炮制度,爆破作业不使用水泡泥,放炮母线仅有12米。,3.事故煤矿生产组织不合理,安排左右工作面同时作业。301采煤工作面未实现统一管理,左右面放炮、回柱等工种同时进行作业。,4.事故煤矿瓦斯检查制度执行不严格。管理人员及瓦斯检查员不按规定携带便携式甲烷检测仪;瓦检员不进行岗位交接
14、班;-140m掘进工作面没有安设甲烷传感器。,5.事故煤矿生产技术管理不到位。对采煤工作面预防周期性来压没有实施有效的防范措施,遇到地质构造变化、顶板煤层增厚等情况没有及时跟踪观察、制定和采取加强顶板管理的安全措施。,6.事故煤矿重生产,轻安全,矿井安全管理制度不落实。矿井未按规定配备专职安全检查员;不认真落实矿级领导干部入井带班制度。,第三节 瓦斯爆炸事故原因分析,一、按瓦斯爆炸条件分析 二、瓦斯爆炸事故矿井分类 三、瓦斯爆炸事故原因分析,一、按瓦斯爆炸条件分析,(一)对于矿井,引发瓦斯爆炸的火源众多 自然发火、外因火灾、放炮火焰、电火花、摩擦火花、冲击碰撞火花、矿灯火花、电火焊、明火以及静
15、电火花等火源。,(二)瓦斯积聚情形众多,1.掘进工作面(揭煤、开掘)、采煤工作面(回采) 冲击地压、煤与瓦斯突出、采空区、密闭及盲巷、 其它风流不畅的地方、 2.随着开采深度的增加,地质条件复杂化,瓦斯涌出的突变性增加。 瓦斯积聚地点一般氧气浓度都大于12%,一旦火源条件具备,即发生瓦斯爆炸。,二、瓦斯爆炸事故矿井分类,(一) 2000-2007发生重大和特别重大瓦斯爆炸事故矿井瓦斯类别(按事故矿井瓦斯等级分类) 1.重大瓦斯爆炸事故: 高突矿井占11%。 高瓦斯矿井占48%。 低瓦斯矿井占41%。 重大瓦斯事故,低瓦斯区域占66.7%。,2.特别重大瓦斯爆炸事故: 高突矿井占17%。 高瓦斯
16、矿井占45%。 低瓦斯矿井占38%。 特别重大瓦斯事故,低瓦斯区域占92.3%。,2000-2007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,(二) 2000-2007发生重大和特别重大瓦斯爆炸事故矿井(按事故原因分类),1.重大瓦斯爆炸事故: 正常生产条件下存在重大事故隐患矿井占51%。 打破正常生产秩序矿井占35%。 瓦斯异常涌出矿井占14%。,2.特别重大瓦斯爆炸事故: 正常生产条件下存在重大事故隐患矿井占26%。 打破正常生产秩序矿井占51%。 瓦斯异常涌出矿井占23%。,2000-200
17、7重大和特别重大瓦斯爆炸事故 (按事故原因),重大瓦斯爆炸事故 特别重大瓦斯爆炸事故,(一) 通过数据统计分析 重大和特别重大瓦斯事故发生在低瓦斯区域的分别为66.7和92.3,这些地点往往在正常状况下是“最安全的”,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,管理人员疏忽大意,作业人员习惯性违章作业,导致特别重大事故的发生。,四、瓦斯爆炸事故发生原因分析,(二)高度集中化、高强度生产与高可靠性安全保障的矛盾,矿井的生产高度集中化、高强度导致作业人员集中,特别是打破正常生产秩序情况下,人员更加集中(如孙家湾事故),管理环节增多,安全保障可靠性降低
18、,在突发情况下,极易发生重大和特别重大事故。,(三)瓦斯异常涌出的不确定性,冲击地压发生区域、地质构造、煤与瓦斯突出、爆炸及其破坏影响、采空区、盲巷违规排放、与小煤矿相通的瓦斯异常涌出源无法有效控制。,(四)管理人员、工人的整体安全意识和素质不高。,带电检修、违章放炮、拆卸矿灯、电器失爆是多次引起重大、特大瓦斯爆炸事故的违法、违规行为,安全管理不到位、管理人员违章指挥、工人违章作业的情形几乎出现在煤矿的每起事故中。,第四节 瓦斯爆炸事故防治,一、瓦斯治理方针和工作体系 二、瓦斯治理工作体系详解 三、需注意的问题,一、瓦斯治理方针和工作体系,瓦斯治理12字方针: “先抽后采、以风定产、监测监控”
19、。 瓦斯治理工作体系: “通风可靠、抽采达标、管理到位、监控有效”。,二、瓦斯治理工作体系详解,(一)通风可靠 1.“通风可靠”是实现本质安全的重要基础。 从近几年来煤矿各次重大灾害事故发生及扩大的原因和影响因素来看,都与矿井通风系统有着密切的关系。 因此,建立一个系统合理、设施完好、风量充足、风流稳定的通风系统,并且灾害时期又能保持通风动力设备运行可靠、稳定、减少系统破坏、并能快速实现风流控制的通风系统是至关重要的。,2.通风系统可靠性包含的内容,(1)在生产时期利用通风动力,以最经济的方式,向井下各用风地点供给保质保量的新鲜风流; (2)保证作业空间有良好的气候条件; (3)突发事件对系统
20、影响小; (4)在发生灾变时,能有效、及时地控制风向及风量,并与其它措施结合,防止灾害的扩大,进而消灭事故。,3.通风可靠的基本要求,(1)矿井有完整的独立通风系统。采掘部署合理。 (2)矿井生产水平和采区实行分区通风。通风系统中没有不符合规程规定的串联通风、扩散通风、采空区通风和采煤工作面利用局部通风机通风现象。 (3)矿井、采区通风能力满足生产要求。,(4)应设置专用回风巷的采区按规程规定设置了专用回风巷;采区进、回风巷贯穿整个采区,没有一段为进风巷、一段为回风巷的现象。 (5)矿井内各地点风速符合规程规定。矿井有效风量率不低于87。回风巷道失修率不高于7;严重失修率不高于3;主要进风巷道
21、实际断面不小于设计断面的2/3。,(6)局部通风机安装、“三专两闭锁”和“双风机、双电源”、最低风速等符合规程规定,并实现运行风机和备用风机自动切换,双风机能力必须匹配。 (7)按规定设置和管理风门、风筒、密闭等通风设施及构筑物。设备保持完好,并及时淘汰落后的设备。,4. 设施完好要求,(1)矿井主要通风机和局部通风机要按规定检测、检修和维护; (2)进行反风演习,保证通风设施完好、正常运行; (3)加强对风门、风筒、密闭等通风设施及构筑物的管理,明确通风设施标准和验收程序;,(4)要建立通风设施检查和维护制度,定期检查其完好情况,保持通风设施完好可靠; (5)总回风巷、主要回风巷不应设置风流
22、控制设施; (6)采区应尽量减少通风构筑物,减少漏风,提高有效风量率。,5. 风量充足要求,(1)矿井总风量、采掘工作面和各供风场所的配风量,必须满足安全生产的要求,风速、有害气体浓度等必须符合煤矿安全规程规定。不能满足用风需要时,应当进行系统改造,否则必须按实际供风量核定矿井和采区产量,严禁超通风能力组织生产;,(2)矿井主要通风机应当双机同能力配备,实现双回路供电; (3)矿井开拓、准备采区以及采掘作业前,要准确预测瓦斯涌出量,制定通风风量计算和配风标准,编制通风设计,保证采掘面配风充足;硐室配风量要满足设备降温、空气质量符合规定、有害气体不超限的要求;矿井有效风量率应达到87以上。,(4
23、)矿井风量应当在满足井下各工作地点、通风巷道和硐室等用风的前提下,加强通风能力配备,具备充足、合理的富余系数,提高矿井抗灾能力。 (5)开采自燃、容易自燃煤层的矿井和采区,风量配备要在满足防治瓦斯的前提下进行有效控制,满足防范自然发火的要求,6 .风流稳定要求,(1)严格建立和执行测风制度,对井下用风地点和通风巷道定期测定风量,并根据生产变化及时对通风系统和供风量进行调整,保证采掘工作面及其他供风地点风流稳定可靠。废弃巷道、盲巷和与采空区联通的巷道要及时进行封闭。,(2)要尽量减少角联通风,对无法避免的角联通风巷道要进行有效控制,确保风向、风速稳定,严禁在角联通风网络内布置采掘工作面;要根据采
24、掘进度及时施工永久通风设施,杜绝通风工程亏欠,并确保风流稳定,控制可靠。,(二)抽采达标,1.坚持先抽后采、不抽不采,抽采不达标不进行采掘活动。矿井、采区和采煤工作面生产能力与计划开采煤层的瓦斯抽采能力、达标煤量等相匹配。 2突出矿井开采突出煤层时,必须采取综合防治突出措施;在突出矿井开采煤层群时,优先选择开采保护层防治突出措施。,3. 钻场、钻孔、管路、瓦斯巷等瓦斯抽放工程按设计和计划进行施工。 4.瓦斯抽采效果达到煤矿瓦斯抽采基本指标的要求。,(三)管理到位,1.建立健全以矿井主要负责人为安全生产第一责任人的瓦斯治理责任体系、以总工程师(技术负责人)为核心的瓦斯治理技术管理体系和防突安全生
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