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1、“十六字十六字”瓦斯治理工作体系瓦斯治理工作体系“通风可靠通风可靠”中国矿业大学中国矿业大学(北京北京)周心权、朱红青周心权、朱红青第一页,编辑于星期五:十四点 四十六分。周心权:周心权:中国矿业大学(北京)教授,博士生导师。中国矿业大学(北京)教授,博士生导师。第第2、3、4届国家安全生产专家组成员,届国家安全生产专家组成员,国家煤监局国家煤监局“一通三防一通三防”专家组组长,专家组组长,人事部人事部“653”工程煤矿安全领域首席专家,工程煤矿安全领域首席专家,中国煤炭协会技术委员会煤矿安全委员会副主任委中国煤炭协会技术委员会煤矿安全委员会副主任委员,员,全国标准化技术委员会委员,全国标准化
2、技术委员会委员,。多次作为国务院。多次作为国务院事故调查专家组组长(副组长)参与煤矿重大事故事故调查专家组组长(副组长)参与煤矿重大事故的调查和救灾工作。的调查和救灾工作。电话电话:(010010)6233194262331942(OO););1365103354513651033545(M)M)Email:第二页,编辑于星期五:十四点 四十六分。朱红青:朱红青:中国矿业大学(北京)资安学院,教授,博士生导师。国家安全生产专家组煤矿组成员,全国标准化技术委员会煤矿安全分技术委员会委员,国家煤矿安全监察局煤矿安全生产专家,人事部“653”工程首席专家。多次作为国务院事故调查专家组成员参与煤矿重大
3、事故的调查和救灾工作。电话:(010)62339035(O);13701131805(M)Emai:第三页,编辑于星期五:十四点 四十六分。1 1 前言事故原因分析前言事故原因分析据大量事故调查、统计分析,我国煤矿事故具有以下特点:1)乡镇煤矿:管理原因,与煤安规程相违背的多,救灾。)乡镇煤矿:管理原因,与煤安规程相违背的多,救灾。2)国有大矿:)国有大矿:为什么同样的管理体系、同样的技术人员与装备、同样的开采条为什么同样的管理体系、同样的技术人员与装备、同样的开采条件,事故在特定的时间点发生呢?即:件,事故在特定的时间点发生呢?即:事故发生的普遍性(或必然性)事故发生的普遍性(或必然性)事故
4、发生的普遍性(或必然性)事故发生的普遍性(或必然性)和事故发生的特殊性(或偶然性)和事故发生的特殊性(或偶然性)和事故发生的特殊性(或偶然性)和事故发生的特殊性(或偶然性)具体有三个方面的原因具体有三个方面的原因技术决策和技术措施体系难以应对井下突变性问题的出现技术决策和技术措施体系难以应对井下突变性问题的出现煤矿安全管理、监察体系有漏洞,未发现已存在的隐患煤矿安全管理、监察体系有漏洞,未发现已存在的隐患开拓、开采设计存在问题开拓、开采设计存在问题第四页,编辑于星期五:十四点 四十六分。事故原因直接表现出来即为人不安全行为和不安全环境(“三违”)为什么存在人的不安全行为?事故发生必然性的管理原
5、因的哲学基础1)安全哲学安全哲学:人的两大基本特性(取巧、理性)2)事故发生的小概率事件特征(取巧)100次违章可能不发生一次事故次违章可能不发生一次事故人的本性人的本性以最少的付出获得最大的收益以最少的付出获得最大的收益违章心理:违章心理:违章心理:违章心理: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3 3)人的维护生命趋安避危的特征(理性)人的维护生命趋安避危的特征(理性)1.1 事故发生的必然性事故发生的必然性1 1前言事故致灾原因基础理论前言事故致灾原因基础理论第五页,编辑于星期五:十四点 四十六分。事故发生必然性技术层面的原因:事故发生必然性技术层面的原因:一旦条件具备
6、,事故一定发生。事故发生的条件(以瓦斯爆炸为例)原因、安全双保护层(举例)氧气氧气12%瓦斯瓦斯5-16%火源火源爆炸三角形爆炸三角形控制火源控制火源安全安全煤矿安全双保护层煤矿安全双保护层控制瓦斯控制瓦斯控制瓦斯控制瓦斯第六页,编辑于星期五:十四点 四十六分。煤矿瓦斯爆炸事故的易形成性对于矿井,引发瓦斯爆炸的火灾众多自然发火、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、明火以及静电火花等火源。瓦斯积聚情形众多瓦斯积聚情形众多n n掘进工作面(揭煤、开掘)掘进工作面(揭煤、开掘)n n采煤工作面(回采)采煤工作面(回采)n n孔洞(冲击地压)孔洞(冲击地压)n n采空
7、区采空区n n其它地方其它地方n n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。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。瓦斯积聚和火源条件具备,即形成爆炸所以,由于煤矿井下开采的复杂性、动态变化性,造成事所以,由于煤矿井下开采的复杂性、动态变化性,造成事故发生的必然性。故发生的必然性。第七页,编辑于星期五:十四点 四十六分。1.2 事故发生的偶然性事故发生的偶然性事故发生的特殊性(偶然性)?事故发生的特殊性(偶然性)?对于国有大矿,同样的管理体系、同样的技术人员与装备、同样的开采环境条件,为什么事故在特定的时间地点发生?特定时间地点:变化(或累加变化)失误且管理
8、、技术体系没有应对这种失误的能力。第八页,编辑于星期五:十四点 四十六分。20032004200520062007死亡人死亡人数数64346027593847463786百万吨死百万吨死亡率亡率3.7243.0172.762.041.4852007年不同煤炭企业百万吨死亡率年不同煤炭企业百万吨死亡率煤矿安全状况逐年好转煤矿安全状况逐年好转全国全国国有重点国有重点国有地方国有地方乡镇煤矿乡镇煤矿百万吨死百万吨死亡率亡率1.4850.3831.2693.0242 2 当前瓦斯治理形势当前瓦斯治理形势第九页,编辑于星期五:十四点 四十六分。近年来,煤矿安全生产形势有较大好转,今年是近年来,煤矿安全生
9、产形势有较大好转,今年是“隐患治理年隐患治理年”,今后,煤矿安全生产应如何进一步,今后,煤矿安全生产应如何进一步提高安全技术管理水平?提高安全技术管理水平?事故总在安全技术管理最薄弱环节上发生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。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根据反映安全生产状况的“木桶木桶”理论,一个矿井理论,一个矿井的安全状况不是由安全管理最好的区域或环节决定,的安全状况不是由安全管理最好的区域或环节决定,往往是由安全管理最差的区域或环节来决定的。往往
10、是由安全管理最差的区域或环节来决定的。第十页,编辑于星期五:十四点 四十六分。安监总局王君局长(安监总局王君局长(6.17)要求:)要求:要立足于要立足于治大隐患、防大事故治大隐患、防大事故,扎实做好重点行业,扎实做好重点行业领域的安全防范工作。领域的安全防范工作。一是要抓好震后恢复重建的安全监管监察工作。一是要抓好震后恢复重建的安全监管监察工作。要对受灾企业进行分类排队,逐级落实责任、措要对受灾企业进行分类排队,逐级落实责任、措施和预案,确保在安全的前提下加快复产进度。施和预案,确保在安全的前提下加快复产进度。二是要围绕建立二是要围绕建立“通风可靠、抽采达标、管理到位、通风可靠、抽采达标、管
11、理到位、监控有效监控有效”的瓦斯治理工作体系,继续深化煤矿瓦斯的瓦斯治理工作体系,继续深化煤矿瓦斯治理。治理。第十一页,编辑于星期五:十四点 四十六分。近年来煤矿重大事故的新特点: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,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,法律法规的约束、监察监管力度加强的情况下,然而,从然而,从1980年到年到2005年,煤矿死亡百人以年,煤矿死亡百人以上的重大事故发生频率却加快,从上的重大事故发生频率却加快,从10年(
12、年(1起)起)5年(年(1起)起)4年(年(1起)起)2年(年(1起)起)1年(年(2起)起)1年(年(4起)。起)。第十二页,编辑于星期五:十四点 四十六分。我国近年煤矿瓦斯治理思路的转变:我国近年煤矿瓦斯治理思路的转变:总体上说,根据不同形势的需要确定不同的总体思总体上说,根据不同形势的需要确定不同的总体思路路瓦斯治理瓦斯治理12字方针:字方针:“先抽后采、以风定产、监测监控先抽后采、以风定产、监测监控”瓦斯治理工作体系:瓦斯治理工作体系:“通风可靠、抽采达标、管理到位、监控有效通风可靠、抽采达标、管理到位、监控有效”第十三页,编辑于星期五:十四点 四十六分。20042007,是,是196
13、0年以来我国死亡百年以来我国死亡百人煤矿特别重大事故的高发期人煤矿特别重大事故的高发期1、2004.10.22 6 郑州大平矿难郑州大平矿难 死亡死亡148人人(突出引起进风区瓦斯爆炸);(突出引起进风区瓦斯爆炸);2、2004.11.27 4 铜川陈家山矿难铜川陈家山矿难 死亡死亡166人人(下隅角强制放顶瓦斯爆炸);(下隅角强制放顶瓦斯爆炸);3、2005.2.14 1 阜新孙家湾矿难阜新孙家湾矿难 死亡死亡214人人(冲击地压引起原低瓦斯风道瓦斯爆炸);(冲击地压引起原低瓦斯风道瓦斯爆炸);4、2005.7.4 梅州大兴水灾梅州大兴水灾 死亡死亡123人人第十四页,编辑于星期五:十四点
14、四十六分。5、2005.11.27 3 七台河东风矿瓦斯爆炸七台河东风矿瓦斯爆炸 死亡死亡171人人 (煤仓放炮引起煤尘爆炸);(煤仓放炮引起煤尘爆炸);6、2005.12.7 唐山刘官屯矿瓦斯爆炸唐山刘官屯矿瓦斯爆炸 死死亡亡108人。(低瓦斯乡镇矿井);人。(低瓦斯乡镇矿井);7、2007.8.17 山东新汶华源矿水灾山东新汶华源矿水灾 2 死亡死亡181人人(定性为自然灾害定性为自然灾害)。8、2007.12.5 山西洪洞瑞之源煤矿瓦斯爆炸山西洪洞瑞之源煤矿瓦斯爆炸 瓦斯爆炸瓦斯爆炸 死亡死亡108人。(低瓦斯乡镇矿井)人。(低瓦斯乡镇矿井)第十五页,编辑于星期五:十四点 四十六分。20
15、00-2007重大和特别重大瓦斯爆炸事故重大和特别重大瓦斯爆炸事故 (按矿井瓦斯等级按矿井瓦斯等级)重大瓦斯爆炸事故重大瓦斯爆炸事故 特别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 第十六页,编辑于星期五:十四点 四十六分。2000-2007重大和特别重大瓦斯爆炸事故重大和特别重大瓦斯爆炸事故(按事故原因按事故原因)重大瓦斯爆炸事故重大瓦斯爆炸事故 特别重大瓦斯爆炸事故特别重大瓦斯爆炸事故第十七页,编辑于星期五:十四点 四十六分。3“3“通风可靠通风可靠”涉及基本概念的诠涉及基本概念的诠释释1)通风系统的重要性:)通风系统的重要性:“通风可靠通风可
16、靠”是实现本质安全的重要基础。是实现本质安全的重要基础。从剖析国内近几年来煤矿各次重大灾害事故发生及扩大从剖析国内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,都无不与矿井通风系统有着密的原因和影响因素来看,都无不与矿井通风系统有着密切的关系。切的关系。因此,建立一个能满足日常生产需风,保证系统简单、因此,建立一个能满足日常生产需风,保证系统简单、风向稳定、风质合格,并且灾害时期又能保持通风动力风向稳定、风质合格,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。流控制的通风系
17、统是至关重要的。第十八页,编辑于星期五:十四点 四十六分。2 2)矿井通风系统的可靠性)矿井通风系统的可靠性通风系统的可靠性定义为:通风系统在运行过程中保持其通风系统的可靠性定义为:通风系统在运行过程中保持其正常工作参数值的能力,以维持井巷中必须的满足要求的正常工作参数值的能力,以维持井巷中必须的满足要求的风量的供应。风量的供应。解释:解释:在正常生产条件下,矿井通风系统能保证矿井、采在正常生产条件下,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;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情况下,安全地恢复通风的能力;在正常生产条件打破的情
18、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、流量和抗灾减灾能力。在发生灾变情况下,控制风流流向、流量和抗灾减灾能力。系统可靠性指标体系:由通风网络(结构)、通风动力系统可靠性指标体系:由通风网络(结构)、通风动力(供电)、通风构筑物(牢固、位置)组成。(供电)、通风构筑物(牢固、位置)组成。第十九页,编辑于星期五:十四点 四十六分。通风系统可靠性包含的内容:通风系统可靠性包含的内容:(1 1)在生产时期利用通风动力,以最经济的方式,向井)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;下各用风地点供给保质保量的新鲜风流;(2 2)保证作业空间有良
19、好的气候条件;)保证作业空间有良好的气候条件;(3 3)冲淡或稀释有毒有害气体和矿尘;)冲淡或稀释有毒有害气体和矿尘;(4 4)突发事件对系统影响小;)突发事件对系统影响小;(4 4)在发生灾变时,能有效、及时地控制风向及风量,)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。并与其它措施结合,防止灾害的扩大,进而消灭事故。第二十页,编辑于星期五:十四点 四十六分。3)通风系统的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;性及风量变化的幅度;系统稳定性包括风网的稳定性、
20、通风动力的稳定性和通风系统稳定性包括风网的稳定性、通风动力的稳定性和通风设施的稳定性。设施的稳定性。4)可靠性和稳定性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(必要);但矿井通风系统稳定不一定具备较高的稳定性(必要);但矿井通风系统稳定不一定包含系统可靠的所有内容(不充分);包含系统可靠的所有内容(不充分);系统结构合理性指标体系:由通风网络、通风动力、通风系统结构合理性指标体系:由通风网络、通风动力、通风构筑物组成。构筑物组成。第二十一页,编辑于星期五:十四点 四十六分。5 5)通风系统的合理性)通风系统的
21、合理性合理的矿井通风系统阻力分布是矿井正常生产接续,提高合理的矿井通风系统阻力分布是矿井正常生产接续,提高生产效率的重要保证。包括矿井进、回风段与用风段阻力生产效率的重要保证。包括矿井进、回风段与用风段阻力合理配备,用风段各采区阻力分布的平衡情况,通风阻力合理配备,用风段各采区阻力分布的平衡情况,通风阻力分布对矿井生产的适应性。分布对矿井生产的适应性。如何做到通风可靠如何做到通风可靠建立建立建立建立系统合理、设施完好、风量充足、系统合理、设施完好、风量充足、风流稳定、应急及时风流稳定、应急及时的通风系统。的通风系统。第二十二页,编辑于星期五:十四点 四十六分。独立完整的通风系统,系统简单、稳定
22、、可靠;明确通风系统合理的通风线路、通风阻力和阻力分布比例,通风系明确通风系统合理的通风线路、通风阻力和阻力分布比例,通风系统不合理时,应当进行系统改造。统不合理时,应当进行系统改造。关键内容解释关键内容解释 合理的矿井通风系统阻力分布是矿井正常生产接续,提高生产效率的合理的矿井通风系统阻力分布是矿井正常生产接续,提高生产效率的重要保证。重要保证。对于多台主要通风机联合运转的矿井,为了提高通风系统稳定性,对于多台主要通风机联合运转的矿井,为了提高通风系统稳定性,要求公共风路段风阻远小于较小主要通风机风压,一般要求约占到要求公共风路段风阻远小于较小主要通风机风压,一般要求约占到30%30%。但对
23、于单主扇运转矿井(分支)的进、回风段(公共风路段)。但对于单主扇运转矿井(分支)的进、回风段(公共风路段)与用风段阻力的配备应控制在多大比例,却没有定量分析。与用风段阻力的配备应控制在多大比例,却没有定量分析。所以,系统阻力分布决定了矿井通风系统的稳定性所以,系统阻力分布决定了矿井通风系统的稳定性 。3 3 确保系统合理确保系统合理第二十三页,编辑于星期五:十四点 四十六分。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采区(孙家湾事故)(孙家湾事故);严禁一条巷道一段为进风一段为回风(刘官屯事故)(刘官屯事故)(刘官屯
24、事故)(刘官屯事故);高突矿井、易自燃煤层、低瓦斯煤层群和分层开采联合布置的采区采区专用回风巷;(陈家山事故陈家山事故注意专用排瓦斯巷的注意专用排瓦斯巷的应用条件应用条件U L等通风)等通风)采区、工作面局部反风的可能性;严禁无风、微风、循环风和不符合规定的串联风严禁无风、微风、循环风和不符合规定的串联风(木冲沟煤矿事故木冲沟煤矿事故木冲沟煤矿事故木冲沟煤矿事故、瑞之源矿事故)瑞之源矿事故)瑞之源矿事故)瑞之源矿事故);第二十四页,编辑于星期五:十四点 四十六分。正负压通风对自燃严重正负压通风对自燃严重(或漏风大)(或漏风大)矿井矿井的影响的影响负压通风负压通风回风道回风道COCO浓度高、易发
25、现浓度高、易发现正压通风正压通风不易发现、易造成突发性火灾不易发现、易造成突发性火灾均压通风、进风区安全性、上隅角回风巷均压通风、进风区安全性、上隅角回风巷co浓度、浓度、取样位置取样位置第二十五页,编辑于星期五:十四点 四十六分。4 确保设施完好矿井主要通风机和局部通风机要按规定定期检测、检修和维护,实矿井主要通风机和局部通风机要按规定定期检测、检修和维护,实行挂牌管理,专人负责并持证上岗,按规定进行反风演习,保证通行挂牌管理,专人负责并持证上岗,按规定进行反风演习,保证通风设施完好、正常运行;要加强对风门、风筒、密闭等通风设施及风设施完好、正常运行;要加强对风门、风筒、密闭等通风设施及构筑
26、物设置的管理,明确构筑标准和验收程序,已有设施要建立检构筑物设置的管理,明确构筑标准和验收程序,已有设施要建立检查和维护制度,定期检查其完好情况,保持通风设施完好可靠,防查和维护制度,定期检查其完好情况,保持通风设施完好可靠,防止风流短路、系统紊乱和有害气体涌出;总回风巷、主要回风巷不止风流短路、系统紊乱和有害气体涌出;总回风巷、主要回风巷不得设置风流控制设施。采区应尽量减少通风构筑物,减少漏风,提得设置风流控制设施。采区应尽量减少通风构筑物,减少漏风,提高有效风量率;要加强通风巷道维护,保证风流畅通高有效风量率;要加强通风巷道维护,保证风流畅通第二十六页,编辑于星期五:十四点 四十六分。关键
27、内容解释:保持风机、风门、风筒、密闭等井下通风设施及构筑物完好运行正常(王庄煤矿王庄煤矿)。保持通风设施完好、数量较少、装设位置恰当(陈家山煤矿),风桥数量少,有足够巷道断面并不失修(白芨沟事故),(白芨沟事故),注意设施的检修。第二十七页,编辑于星期五:十四点 四十六分。5.确保风量充足矿井总风量、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;矿井主要通风机应当双机同能力配备,实现双回路供电;矿井开拓、准备采区以及采掘作业前,要准确预测
28、瓦斯涌出量,制矿井开拓、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;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的要求;矿井有效风量率应达到8787以上。以上。第二十八页,编辑于星期五:十四点 四十六分。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。开采自燃、容易自燃煤层的矿井和采区,风量配备要
29、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(陈家山矿事故)(陈家山矿事故)。第二十九页,编辑于星期五:十四点 四十六分。确保风量充足关键内容解释:矿井、采掘工作面及用风地点配风足够(瑞之源煤矿(瑞之源煤矿事故)事故);风速、有害气体浓度符合规定;严禁超能力组织生产;(孙家湾煤矿事故)(孙家湾煤矿事故)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。就必须加强对异常条件相关信息的发现、分析和处理)第三十页,编辑于星期五:十四点 四十六分。6 确保风流稳定严格按煤矿安全规程建立和执行测风制度,对井下
30、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(鹤壁鹤壁二矿事故)二矿事故);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。第三十一页,编辑于星期五:十四点 四十六分。掘进面必须采用局部通风机通风或全风压通风;高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井掘进工作面必须实行“三专两闭锁”,采用“双风机、双电源”,并实现运行风机和备用风机自动切换
31、,保持局部通风机连续运转、均衡供风、风流稳定。低瓦斯矿井的煤与半煤岩掘进工作面要积极推广使用“双风机、双电源”,确保供风稳定、可靠。第三十二页,编辑于星期五:十四点 四十六分。确保风流稳定关键内容解释:关键内容解释: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;高突矿井掘进面三专两闭锁、双风机双电源实现自动切换(焦家寨煤矿事故)(焦家寨煤矿事故);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。第三十三页,编辑于星期五:十四点 四十六分。6 采煤工作面瓦斯治理的通风技术分析1 1 1 1)Z Z Z Z型通风型通风型通风型通风工作面进风巷布置在煤体
32、侧,回风巷布置在采空区侧。优点:优点:采空区瓦斯不进入工作面,风量增大,解决上隅角瓦斯。缺点:漏风大,回风巷维护困难。第三十四页,编辑于星期五:十四点 四十六分。2)Y型通风系统特点:工作面两端巷道均进风,其中一条越过工作面后成为回风巷,通往采区边界的回风巷。防治瓦斯的优点(解决上隅角瓦斯、加大进风量)防治瓦斯的缺点(沿空留巷支护困难,回风易受影响,易漏风自燃)第三十五页,编辑于星期五:十四点 四十六分。3 3)专用排瓦斯巷的布置及优缺点分析)专用排瓦斯巷的布置及优缺点分析(1 1)顶煤专用排瓦斯巷内错)顶煤专用排瓦斯巷内错缺点:缺点:缺点:缺点:来压时排瓦斯巷巷口堵塞,易造成上隅角瓦斯超限,
33、来压时排瓦斯巷巷口堵塞,易造成上隅角瓦斯超限,来压时排瓦斯巷巷口堵塞,易造成上隅角瓦斯超限,来压时排瓦斯巷巷口堵塞,易造成上隅角瓦斯超限,在工作面附近作业频繁区域存在爆炸性瓦斯区;在工作面附近作业频繁区域存在爆炸性瓦斯区;在工作面附近作业频繁区域存在爆炸性瓦斯区;在工作面附近作业频繁区域存在爆炸性瓦斯区;受规程限制,排瓦斯的能力有限受规程限制,排瓦斯的能力有限;巷道中瓦斯浓巷道中瓦斯浓度不易控制;度不易控制;防火不利,仅适用于不易自燃煤层。防火不利,仅适用于不易自燃煤层。第三十六页,编辑于星期五:十四点 四十六分。3 3)专用排瓦斯巷的布置及优缺点分析)专用排瓦斯巷的布置及优缺点分析(2 2)
34、顶煤专用排瓦斯巷外错)顶煤专用排瓦斯巷外错缺点:缺点:缺点:缺点:在两个联络巷转换之间,总有一段易造成上隅角瓦在两个联络巷转换之间,总有一段易造成上隅角瓦在两个联络巷转换之间,总有一段易造成上隅角瓦在两个联络巷转换之间,总有一段易造成上隅角瓦斯超限;斯超限;斯超限;斯超限;受规程限制,排瓦斯的能力有限;受规程限制,排瓦斯的能力有限;受规程限制,排瓦斯的能力有限;受规程限制,排瓦斯的能力有限;对易对易自燃煤层防火不利自燃煤层防火不利。第三十七页,编辑于星期五:十四点 四十六分。3 3)专用排瓦斯巷的布置及优缺点分析)专用排瓦斯巷的布置及优缺点分析(3 3)顶煤双专用排瓦斯巷(内错、外错)顶煤双专
35、用排瓦斯巷(内错、外错)来压时排瓦斯巷巷口堵塞,易造成上隅角瓦斯超限;来压时排瓦斯巷巷口堵塞,易造成上隅角瓦斯超限;来压时排瓦斯巷巷口堵塞,易造成上隅角瓦斯超限;来压时排瓦斯巷巷口堵塞,易造成上隅角瓦斯超限;受受受受规程限制,排瓦斯的能力有限;规程限制,排瓦斯的能力有限;规程限制,排瓦斯的能力有限;规程限制,排瓦斯的能力有限;巷道中靠切顶线一段巷道中靠切顶线一段巷道中靠切顶线一段巷道中靠切顶线一段瓦斯浓度不易控制;瓦斯浓度不易控制;瓦斯浓度不易控制;瓦斯浓度不易控制;防火不利。防火不利。防火不利。防火不利。第三十八页,编辑于星期五:十四点 四十六分。3 3 3 3)专用排瓦斯巷的布置及优缺点分
36、析)专用排瓦斯巷的布置及优缺点分析)专用排瓦斯巷的布置及优缺点分析)专用排瓦斯巷的布置及优缺点分析(4 4)顶煤双专用排瓦斯巷(两条内错)顶煤双专用排瓦斯巷(两条内错)来压时排瓦斯巷巷口堵塞,易造成上隅角瓦斯超限;来压时排瓦斯巷巷口堵塞,易造成上隅角瓦斯超限;巷道中瓦斯浓度不易控制;巷道中瓦斯浓度不易控制;防火不利。防火不利。第三十九页,编辑于星期五:十四点 四十六分。3 3)专用排瓦斯巷的布置及优缺点分析)专用排瓦斯巷的布置及优缺点分析(5 5)顶板高抽巷)顶板高抽巷缺点:成本高缺点:成本高缺点:成本高缺点:成本高专用排瓦斯巷与高抽巷的区别分析专用排瓦斯巷与高抽巷的区别分析第四十页,编辑于星
37、期五:十四点 四十六分。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(大平事故、大平事故、孙家湾事故孙家湾事故);恢复送风送电程序正确(大同焦家寨事故大同焦家寨事故););反风的可行性分析;事故主扇停风。7 应急及时应急及时第四十一页,编辑于星期五:十四点 四十六分。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矿井反风注意事项遵守煤矿安全规程规定,(富华煤矿富华煤矿)。反反风风演演习习应应注注意意井井下下各各区区域域的的供供风风量量变变化化、瓦瓦斯斯浓浓度度以以及及对对火火区区和采空区气体的影响。和采空区气体的影响。注意反风后影响区域人员
38、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第四十二页,编辑于星期五:十四点 四十六分。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。绝大多数矿井制定了矿井应急救援预案和灾害预防处理计划,但都存在针对性不强、内容不具体、不具备可操作性的缺点。第四十三页,编辑于星期五:十四点 四十六分。灾害应急救援预案未
39、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、撤人等各项措施,从而,有助于救灾决策的实施。(MfireMfire现场应用现场应用)第四十四页,编辑于星期五:十四点 四十六分。通风可靠包括五个方面:通风可靠包括五个方面:通风可靠包括五个方面:通风可靠包括五个方面:系统合理、设施完好、风量充足、风流系统合理、设施完好、风量充足、风流系统合理、设施完好、风量充足、风流系统合理、设施完好、风量充足、风
40、流稳定、稳定、稳定、稳定、应急及时应急及时从本质上来说,其五个方面的内容是统一的,相互关联的从本质上来说,其五个方面的内容是统一的,相互关联的8 总结与分析第四十五页,编辑于星期五:十四点 四十六分。谢谢 谢谢 各各 位!位!第四十六页,编辑于星期五:十四点 四十六分。“通风可靠”典型事故案例分析第四十七页,编辑于星期五:十四点 四十六分。20002000年年9 9月月2727日日2020时时3838分,贵州省水城矿务局木冲沟煤矿发生瓦斯分,贵州省水城矿务局木冲沟煤矿发生瓦斯爆炸事故。事故波及除爆炸事故。事故波及除+1800+1800水平大巷以外的所有井下地点。井下水平大巷以外的所有井下地点。
41、井下作业的作业的224224名矿工中,名矿工中,160160人遇难,人遇难,1111人重伤,人重伤,8383人生还。人生还。水城矿务局木冲沟煤矿位于贵州省六盘水市境内。井田走向长8km,倾斜宽为0.9-1.9 km,面积约12.65 km2。矿井可采储量9946万吨,设计年生产能力90万吨,服务年限为79年。1974年投入生产。该矿为高瓦斯突出矿井,相对瓦斯涌出量为19.9m3/t。木冲沟矿事故(循环风违规排瓦斯打开矿灯)案例1 贵州水城木冲沟矿瓦斯爆炸事故第四十八页,编辑于星期五:十四点 四十六分。局部风机局部风机停风积存大量瓦斯巷道,正 排 放 瓦 斯 循循 环环 风风新鲜风不够四台局部风
42、机用,产生循环风,高浓度瓦斯回流,遇拆卸矿灯的火源引起爆炸。木冲沟矿因循环风引起瓦斯爆炸示意图返回第四十九页,编辑于星期五:十四点 四十六分。案例案例案例案例2 2 宁夏白笈沟煤矿火灾、爆炸灾害事故教训宁夏白笈沟煤矿火灾、爆炸灾害事故教训宁夏白笈沟煤矿火灾、爆炸灾害事故教训宁夏白笈沟煤矿火灾、爆炸灾害事故教训开拓布置、采掘计划不遵循“合理通风规律”所致第五十页,编辑于星期五:十四点 四十六分。返回第五十一页,编辑于星期五:十四点 四十六分。案例案例3 3 重大灾害破坏效应及其影响的动态模拟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
43、输巷火灾控风前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潘三西二运输巷火灾控风后 烟流直接进入回风巷道,不再烟流直接进入回风巷道,不再威胁工作地点,为人员的撤退及继威胁工作地点,为人员的撤退及继发性灾害控制提供支持。发性灾害控制提供支持。用用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,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
44、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。发挥控制原发性灾害、避免继发性灾害的作用。返回第五十二页,编辑于星期五:十四点 四十六分。案例案例4 4 孙家湾煤矿孙家湾煤矿“2.142.14”事故事故14时55分盲斜下山瓦斯浓度达4%。2%的积聚瓦斯于14时49分排出。配电点处14时53分瓦斯浓度达8%。15时01分发生瓦斯爆炸。爆炸前,瓦斯浓度0.2%。爆炸前,瓦斯浓度0.2%。瓦 斯 浓 度 达2.7%。14时49分38秒 冲击地压发生;14时50分 至14时52分瓦斯浓度由1.29%升至4%以上。应急及时系统合理风量充足第五十三页,编辑于星期五:十四点 四十六分。415 面面
45、爆爆 源源 点点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415工作面注水、注浆、注凝胶 24日16时起加快工作面的推进度,事故发生前推进27m。28日7时06分,下隅角尾梁后部强制放顶放炮引起瓦斯爆炸.24日12时10 分,上隅角再 次爆燃。23日10时40分,上隅角放炮引起爆燃23日10时50分,85架附近发现明火。24日12时14分53 号尾梁着火,经洒 水火灭。工 作 面 推 进 案例案例5 5 陈家山煤矿陈家山煤矿“11.2811.28”事故事故第五十四页,编辑于星期五:十四点 四十六分。415下隅角局部剖面图415运巷1号联巷与415运巷的交叉口转载
46、机头顶 煤工作面采面煤壁位置工作面后梁位置1号联络巷炮眼位置炮眼瓦斯通过裂隙流动工作面位置CHCH4 4CHCH4 4CHCH4 4CHCH4 4风量充足系统合理设施完好第五十五页,编辑于星期五:十四点 四十六分。案例案例6 6 云南昌源煤矿云南昌源煤矿“11.2511.25”事故事故第五十六页,编辑于星期五:十四点 四十六分。云南省富源县昌源煤矿“11.25”事故:爆源:1173运输巷内距40m上山眼口以里15m附近区域瓦斯积聚:主要通风系统不合理、通风设施不合格,造成通风系统极不稳定;主要通风系统不合理、通风设施不合格,造成通风系统极不稳定;井下局部通风管理混乱,井下局部通风管理混乱,11
47、731173与与11741174作用区局部通风机串连通风,一作用区局部通风机串连通风,一台局部通风机同时向台局部通风机同时向11741174运输巷和运输巷和11741174北翼作业点供风;北翼作业点供风;11741174北翼作业点放炮落煤涌出高浓度瓦斯,被局部通风吹排到北翼作业点放炮落煤涌出高浓度瓦斯,被局部通风吹排到11731173运输巷,再加上运输巷,再加上40m40m上山眼高浓度瓦斯溢出等因素综合作用导致瓦上山眼高浓度瓦斯溢出等因素综合作用导致瓦斯积聚,达到爆炸浓度界限。斯积聚,达到爆炸浓度界限。火源:1173运输巷距40m上山眼口以里15m处煤电钻综合保护装置供电电缆绝缘损坏,造成芯线
48、短路,产生火花,引爆瓦斯。事故原因事故原因返回第五十七页,编辑于星期五:十四点 四十六分。图图图图1 1 东二盘区巷道布置及瓦斯爆炸冲击波作用方向示意图东二盘区巷道布置及瓦斯爆炸冲击波作用方向示意图东二盘区巷道布置及瓦斯爆炸冲击波作用方向示意图东二盘区巷道布置及瓦斯爆炸冲击波作用方向示意图 案例案例7 7 晋城寺河煤矿晋城寺河煤矿“2.12.1”事故事故第五十八页,编辑于星期五:十四点 四十六分。事故原因事故原因瓦斯积聚原因瓦斯积聚原因瓦斯积聚原因瓦斯积聚原因 调风方案没有经过科学分析论证,在不应该进行密闭的区域实施了调风方案没有经过科学分析论证,在不应该进行密闭的区域实施了密闭作业,导致在已
49、经实现全负压通风的密闭作业,导致在已经实现全负压通风的23062306工作面的工作面的2306323063巷、巷、2306223062巷和巷和2306423064巷掘进区域、巷掘进区域、2306123061巷以南东二盘区巷道区域和巷以南东二盘区巷道区域和23032303工作面相关巷道区域形成工作面相关巷道区域形成92857m92857m3 3的瓦斯库。的瓦斯库。引火源引火源引火源引火源 瓦斯爆炸引火源是由于违章放炮,放炮母线为瓦斯爆炸引火源是由于违章放炮,放炮母线为450/750V450/750V的普通照明线,的普通照明线,悬挂在金属网上,母线上存在多处漏电,在放炮瞬间悬挂在金属网上,母线上存
50、在多处漏电,在放炮瞬间2.5kV2.5kV高压击穿放高压击穿放炮母线,漏电电压通过金属网在爆源点附近放电,产生火花。寺河矿对炮母线,漏电电压通过金属网在爆源点附近放电,产生火花。寺河矿对外包队安全生产管理措施不到位,以包代管。此外,寺河矿井下主要采外包队安全生产管理措施不到位,以包代管。此外,寺河矿井下主要采用金属锚网支护,金属网没有接地,密闭处金属网未完全断开,也是导用金属锚网支护,金属网没有接地,密闭处金属网未完全断开,也是导致本次事故的原因之一。致本次事故的原因之一。返回第五十九页,编辑于星期五:十四点 四十六分。9#9#煤层无通煤层无通风系统风系统40m40m巷道无风巷道无风作业作业4