瓦斯十六字体系培训之二.ppt

瓦斯治理“十六字”工作体系“通风可靠”,山东煤矿安全监察局钱永鑫,1、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、电焊、明火以及静电火花等火源。瓦斯积聚情形众多掘进工作面（揭煤、开掘）采煤工作面（回采）孔洞（冲击地压）采空区其它地方（煤仓）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，即形成爆炸氧气浓度12所以，由于煤矿井下开采的复杂性、动态变化性，易造成瓦斯事故发生。,2007年不同煤炭企业百万吨死亡率,全国煤矿安全状况逐年好转,2当前瓦斯治理形势,我省煤矿安全状况,2005年-2008年1-11月,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路瓦斯治理12字方针（2005年4月提出）“先抽后采、监测监控、以风定产”瓦斯治理工作体系（2008年7月提出）“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”,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、社会、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，从1980年到2005年，煤矿死亡百人以上的特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）。（从世界历史上看，经济发展到一定阶段、生产力发展到一定水平、工业化进程加快，处于事故多发期。加上我国经济粗放型发展，高耗能，能源供应紧张，一些煤矿系统不健全，管理不到位，人员素质不高，技术人员少，“三超、三违”严重）,2004－2007，是1960年以来我国煤矿死亡百人特别重大事故的高发期1、2004.10.22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）,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％,,2000-2007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,1990年以来我省发生的较大以上瓦斯煤尘事故,全国全省发生的重大以上瓦斯事故，显示一个共同规律,重大瓦斯事故大都是因通风系统有问题造成的。表现为风量不足（循环风）、不合理的串联、通风设施多（不完好）、风门敞开、角联，一条上山既进风又回风等。,,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。,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。即使在安全技术管理较好的矿区或矿井，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”区域发生动态转换隐患的防治。虽然全省仅高突矿井3处，低瓦斯矿井有高瓦斯区和瓦斯异常区的矿井19处，其他200多处矿井为低瓦斯矿井，但因地质条件变化瓦斯涌出异常现象增多，有的区域瓦斯与火并存。我省尤其在预防低瓦斯矿井瓦斯事故上必须引起高度重视。,2008年全国瓦斯治理现场会提出通风是治理瓦斯的基础，矿井和采掘工作面必须建立可靠稳定的通风系统。瓦斯客观存在于煤炭采掘生产过程中。矿井通风系统可靠稳定，采掘工作面有足够的新鲜风流，瓦斯不聚集、不超限，就不会发生瓦斯事故。“通风可靠”的基本要求是系统合理、设施完好、风量充足、风流稳定。,3“通风可靠”涉及基本概念,（我省煤矿的通风现状）山东煤矿通风现状.doc1）通风系统的重要性“通风可靠”是实现本质安全的重要基础。从剖析国内、省内近几年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、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、并能快速实现风流控制的通风系统是至关重要的。,2）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。解释在正常生产条件下，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、流量和抗灾减灾能力。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。,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）冲淡或稀释有毒有害气体和矿尘；（4）突发事件对系统影响小；（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性及风量变化的幅度；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。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）；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。,5）通风系统的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，通风阻力分布对矿井生产的适应性。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。,独立完整的通风系统，系统简单、稳定、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，通风系统不合理时，应当进行系统改造。（矿井通风阻力与风量匹配，满足煤矿井工开采技术条件AQ1028-2006规定，目前我省一些老矿井通风阻力较高，要优化改造通风系统，采取降阻措施。超过2500Pa的矿井21处，超过3000Pa的矿井6处，回风段阻力超过50的矿井133处。）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，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。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。所以，系统阻力分布决定了矿井通风系统的稳定性。,3确保系统合理,矿井生产水平和采区必须实行分区通风，采区进回风巷必须贯穿整个采区（孙家湾事故）（我省新建矿井、接续紧张矿井也存在此类问题，系统不完整，“剃头开采”，容易造成串联通风）；严禁一条巷道一段为进风一段为回风（刘官屯事故）（风门打开风流短路）；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；（我省增加了低瓦斯矿井高瓦斯区和瓦斯涌出异常区必须设，但有的矿井没有遵守规定，应设未设专用回风巷的采区9个。）采区、工作面局部反风的可能性；回采工作面通风方式U、W、Z、Y、UL（后面）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、瑞之源矿事故）；,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（挂牌管理、建立台账、责任到人），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,关键内容解释保持风机、风门、风筒、密闭等井下通风设施及构筑物完好运行正常。保持通风设施完好、数量较少、装设位置恰当，风桥数量少（严格意义上讲，应避免平面交叉，取消风桥），有足够巷道断面并不失修，注意设施的检修。（全省矿井永久风门5616组，有5处矿井超过100组，最多的矿井为212组。另外有风桥339处。）,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（下面还要讲通风能力核定方面注意的问题）；矿井主要通风机应当双机同能力配备，实现双回路供电（我省没有6万吨以下小矿，双回路基本上实现，但有的不符合要求）；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（从今年瓦斯鉴定汇报情况看，大多数煤矿对瓦斯地质、瓦斯涌出规律预测、研究、掌握不够，重视程度不够），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。,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）。（我省有的矿井高温，自然发火，瓦斯异常）,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）风量富裕系数（足够）；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）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。,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；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。（我省煤矿有角联网络55处）,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，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。（我省有172处矿井安装了“双风机、双电源和自动切换装置”，但有的达不到双电源标准。）,确保风流稳定,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；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。,6采煤工作面瓦斯治理的通风技术分析,1）Z型通风工作面进风巷布置在煤体侧，回风巷布置在采空区侧。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。,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）,3）专用排瓦斯巷的布置及优缺点分析（1）顶煤专用排瓦斯巷内错缺点①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；②受规程限制，排瓦斯的能力有限；③巷道中瓦斯浓度不易控制；④防火不利，仅适用于不易自燃煤层。,3）专用排瓦斯巷的布置及优缺点分析（2）顶煤专用排瓦斯巷外错缺点①在两个联络巷转换之间，总有一段易造成上隅角瓦斯超限；②受规程限制，排瓦斯的能力有限；③对易自燃煤层防火不利。,3）专用排瓦斯巷的布置及优缺点分析（3）顶煤双专用排瓦斯巷（内错、外错）①来压时排瓦斯巷巷口堵塞，易造成上隅角瓦斯超限；②受规程限制，排瓦斯的能力有限；③巷道中靠切顶线一段瓦斯浓度不易控制；④防火不利。,3）专用排瓦斯巷的布置及优缺点分析（4）顶煤双专用排瓦斯巷（两条内错）①来压时排瓦斯巷巷口堵塞，易造成上隅角瓦斯超限；③巷道中瓦斯浓度不易控制；④防火不利。,3）专用排瓦斯巷的布置及优缺点分析（5）顶板高抽巷缺点成本高专用排瓦斯巷与高抽巷的区别分析,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、孙家湾事故）；恢复送风送电程序正确（包括局扇、主扇）；反风的可行性分析；（抢险救灾最难最复杂最冒险工作，灾变后，井下情况的复杂多变和不确定性。瓦斯煤尘事故突然、时间短，通风系统不被破坏，一般不反风，若引起外因火灾或通风系统遭到重大破坏、人员受到威胁时应反风。）事故主扇停风。,7应急及时,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,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。,灾害应急救援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、撤人等各项措施，从而，有助于救灾决策的实施。（井下避难所或硐室，供氧、供风）,通风可靠包括五个方面系统合理、设施完好、风量充足、风流稳定、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,8总结与分析,“通风可靠”典型事故案例分析,2000年9月27日20时38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1800水平大巷以外的所有井下地点。井下作业的224名矿工中，160人遇难，11人重伤，83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0.9-1.9km，面积约12.65km2。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,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,局部风机,停风积存大量瓦斯巷道，正排放瓦斯,,,循环风,,新鲜风不够四台局部风机用，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,案例2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,返回,案例3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。,返回,案例4孙家湾煤矿“2.14”事故,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,应急及时,系统合理,风量充足,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,,,,,,,,,,,,,,,,,,,415工作面,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,案例5陈家山煤矿“11.28”事故,,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,,,,,,风量充足,系统合理,设施完好,,案例6云南昌源煤矿“11.25”事故,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；井下局部通风管理混乱，1173与1174作用区局部通风机串连通风，一台局部通风机同时向1174运输巷和1174北翼作业点供风；1174北翼作业点放炮落煤涌出高浓度瓦斯，被局部通风吹排到1173运输巷，再加上40m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。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，造成芯线短路，产生火花，引爆瓦斯。,事故原因,返回,图1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7晋城寺河煤矿“2.1”事故,事故原因,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密闭作业，导致在已经实现全负压通风的2306工作面的23063巷、23062巷和23064巷掘进区域、23061巷以南东二盘区巷道区域和2303工作面相关巷道区域形成92857m3的瓦斯库。引火源瓦斯爆炸引火源是由于违章放炮，放炮母线为450/750V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2.5kV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，也是导致本次事故的原因之一。,返回,9煤层无通风系统,40m巷道无风作业,40m巷道瓦斯积聚达到爆炸界限,,,,案例8瑞之源煤矿“12.5”事故,风量充足,系统合理,案例9焦家寨煤矿“11.5”事故,900,掘二队停电，51108进掘停风；905送电,925，掘二队再停电停风；933再次送电,1105掘二队再次停电停风,51108进掘面瓦斯积聚达到爆炸浓度,约1130,51108进掘面再次送电,高浓度瓦斯自开切眼运移至四冒处；接线盒失爆,,1138,高浓度瓦斯在四冒处因接线盒失爆而爆炸,事故原因,瓦斯积聚原因局部通风机停风，造成瓦斯积聚，瓦斯浓度达到爆炸界限，在瓦斯－电不闭锁和未采取排放瓦斯措施的情况下，违章送电、送风；引爆火源51108进风掘进巷距巷口630m处的动力电缆两通接线盒失爆产生火花，引爆瓦斯。,存在的主要问题,1、爆源处的动力电缆两通接线盒为假冒伪劣产品，标注的生产单位是“沈阳防爆电器厂”，矿用安全标志编号为“920454”，经在安全标志网查询和安标办核实，既无沈阳防爆电器厂，又无该安全标志编号产品。2、瓦斯－电不闭锁；未按煤矿安全规程要求安装局部通风机开停传感器，被控设备开关负荷侧馈电状态传感器。3、多次发生无计划停电；停电后，不能做到查明原因、消除隐患后恢复送电。4、在停风、瓦斯超限情况下，没有将人撤到安全地点。,应急及时,风流稳定,案例10鹤壁二矿“10.3”事故,表工作面顶煤预裂炮眼参数及瓦斯浓度实测结果汇总表,事故的直接原因,事故发生的直接原因是38采区北煤柱1工作面施工顶煤预裂钻孔距切顶线较近且向采空区方向倾斜，最小抵抗线不足，违章打眼；实施17孔顶煤预裂爆破时，违章放炮，引起附近采空区内积聚的瓦斯爆燃、爆炸。,返回,,,,,案例11大平煤矿“10.20”事故,,,,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,,返回,案例12平顶山王庄煤矿“4.17”事故,返回,案例13黑龙江省鹤岗市富华煤矿通风系统示意图,返回,,,,,返回,本课件结束,