-矿井灾害与预防及事故案例分析
矿井灾害与预防及事故案例分析授课班级:测量工培训班 授课教师: 授课时间:2015 年 6 月授课题目:矿井灾害与预防及事故案例分析授课人:刘芋宏教学目标: 熟练掌握煤矿五大自然灾害发生事故前 的预兆及发生事故现场处理方法教学重点和难点: 1、出现灾害事故如何进行安全撤离 2、出现灾害事故现场如何进行处理1矿井灾害与预防及事故案例分析 煤矿的五大灾害是瓦斯、煤尘、水、火和顶板灾害。 1.瓦斯是指井下各种有毒、易燃易爆的气体; 2.煤尘是指能爆炸的煤尘和浓度达到可以导致尘肺的煤尘; 3.水是指可以导致煤矿淹井或出现人员伤亡的涌水或透水; 4.火是泛指井下发生的各种火灾; 5.顶板灾害是指煤矿巷道或采区顶上的岩层发生的各种垮塌或冒落 事故。一:瓦斯灾害(一)瓦斯爆炸的条件是:有一定浓度的瓦斯、高温火源的存在和充 足的氧气。 1、瓦斯浓度 瓦斯爆炸有一定的浓度范围,我们把在空气中瓦斯遇火后能引起 爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限为 5%~16%。 当瓦斯浓度低于 5%时,遇火不爆炸,但能在火焰外围形成燃烧 层,当瓦斯浓度为 9.5%时,其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反应); 瓦斯浓度在 16%以上时,失去其爆炸性,但在空气中遇火仍会燃烧。 瓦斯爆炸界限并不是固定不变的,它还受温度、压力以及煤尘、 其它可燃性气体、惰性气体的混入等因素的影响。 2、引火温度 瓦斯的引火温度,即点燃瓦斯的最低温度。一般认为,瓦斯的引 火温度为 650℃~750℃。但因受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体 的压力等因素影响而变化。当瓦斯含量在 7%一 8%时,最易引燃; 当混合气体的压力增高时,引燃温度即降低;在引火温度相同时,火 源面积越大、点火时间越长,越易引燃瓦斯。 3、氧的浓度 实践证明,空气中的氧气浓度降低时,瓦斯爆炸界限随之缩小, 当氧气浓度减少到 12%以下时,瓦斯混合气体即失去爆炸性。这一性 质对井下密闭的火区有很大影响,在密闭的火区内往往积存大量瓦 斯,且有火源存在,但因氧的浓度低,并不会发生爆炸。如果有新鲜 空气进入,氧气浓度达到 12%以上,就可能发生爆炸。因此,对火区 应严加管理,在启封火区时更应格外慎重,必须在火熄灭后才能启封 (二)瓦斯喷出预兆 从煤体或岩体裂隙、孔洞或炮眼中大量瓦斯(二氧化碳)异常涌 出的现象称为瓦斯(二氧化碳)喷出。 瓦斯喷出前常有预兆,如风流中的瓦斯浓度增加,或忽大忽小, 嘶嘶的喷出声,顶底板来压的轰鸣声,煤层变湿,变软等。2(三)瓦斯、煤尘爆炸事故处理的具体措施 1、首先切断灾区电源。 2、组织受爆炸威胁的区域的工作人员按避灾路线迅速撤到安全 地点,直至升井。 3、迅速组织矿山救护队对灾区全面侦察,救出遇险人员,查清 遇难人数及地点、气体、温度和通风设施破坏情况,对通风设施破坏 的,要及时采取有效措施恢复通风。 4、因爆炸引起的火灾,在恢复通风之后,按照火灾处理方案处 理。 (四)煤与瓦斯突出预兆及突出事故的处理措施 1、内部向采掘工作空间突然喷出煤(岩)和瓦斯的现象,简称 瓦斯突出或突出。 绝大多数的突出,在突出发生前都有预兆,没有突出预兆的突出 是极少数。突出预兆可分为有声预兆和无声预兆。 2、有声预兆:顶板来压,支架劈裂声,掉渣声,煤壁发生震动, 从煤体深部发出煤炮声。 3、无声预兆:瓦斯涌出异常,瓦斯忽大忽小,打钻喷瓦斯、喷 煤等。煤层紊乱,煤厚、倾角急变,见断层等。感觉迎头变冷。迎头 出现“黑烟”现象。 (五)突出事故的具体处理措施 1、发生突出事故时,首先应切断灾区及其回风流电源,如因停 电有可能造成水淹时,应做到停电的不送电,已送电的不停电。 2、不准停风或反风,防止风流紊乱扩大灾情,如通风系统和通 风设施遭到破坏,应设臵临时风障、风门及局部扇风机恢复通风,并 以最短的路线引导瓦斯进入总回风道,排风井口 50m 范围内不得有火 源,并设专人监视。 3、在处理突出事故过程中,时刻加强对突出点的观察,当突出 点有异常情况,可能发生二次突出时,要立即撤出人员。 4、对灾区加强警戒工作,阻止没佩带呼吸器人员进入灾区,并 引导遇险人员撤出危险区。二:煤尘灾害煤尘爆炸的条件:爆炸性煤尘浓度达到 45-2000g 每立方米,遇 到高温火源(700-800℃),有充足的氧气。 综合防尘措施:坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的防 治水原则。 1、岩巷工作面综合防尘的要求 ⑴、岩巷掘进工作面必须使用高效除尘风机,并制定安全技术措3施,经矿总工程师批准。推广使用附壁风筒新技术,可安设风量调节 装臵控制风量,保持供风量与除尘风机吸风量相匹配。 ⑵、在工作面 100—150m 范围内,必须安装 2—3 道全断面纱网 防尘帘。防尘帘必须按巷道断面设计,确保紧贴巷道周边,与巷道周 边的间隙不大于 50mm。每道防尘帘前 0.3—0.5m,必须安装能覆盖巷 道全断面的喷雾装臵,作业时施工单位必须开启喷雾装臵。 ⑶、综掘机组外喷雾装臵必须完好,如原无内喷雾或外喷雾效果 差,应增加高压雾屏外喷雾装臵,水压不小于 8MPa。 ⑷、人员作业时必须佩带防尘口罩。综掘机司机等相对固定的岗 位人员,必须佩带个体正压呼吸装臵。 2、煤巷工作面综合防尘的要求 ⑴、煤厚超过 1.3m 的综掘工作面,应该采取工作面煤层注水。 ⑵、在工作面 100—150mm 范围内,必须安装 2—3 道全断面纱网 防尘帘。防尘帘必须按巷道断面设计,确保紧贴巷道周边,与巷道周 边的间隙不大于 50mm。每道防尘帘前 0.3—0.5m,必须安装能覆盖巷 道全断面的喷雾装臵,作业时施工单位必须开启喷雾装臵。 ⑶、推广使用泡沫除尘技术、根据煤尘特性先择除尘剂,提高除 尘效果。 ⑷、综掘机组外喷雾装臵必须完好,如原无内喷雾或外喷雾效果 差,应增加高压雾屏外喷雾装臵,水压不小于 8MPa。 ⑸、人员作业时必须佩带防尘口罩。综掘机司机等相对固定的岗 位人员,必须佩带个体正压呼吸装臵。 3、采煤工作面综合防尘的要求 ⑴、煤厚超过 1.3m 的采煤工作面,两巷必须采取两巷长钻孔注 水(可利用瓦斯抽采钻孔) ;工作面可利用检修时间实施短钻孔注水, 并在作业规程中明确注水压力、时间等。 ⑵、安装采煤机高压引射喷雾降尘装臵,喷雾压力在 10—12MPa, 提高采煤机外喷雾效果。 ⑶、综采支架必须安装有移架喷雾或尘源跟踪自动喷雾装臵。回 风巷安装 2—3 道全断面纱网防尘帘。每道防尘帘前 0.3—0.5m,必须 安装能覆盖巷道全断面的喷雾装臵,作业时施工单位必须开启喷雾装 臵。 4、其它地方的防尘要求 (1) 、打钻地点的防尘:岩孔施工必须采取湿式钻孔。煤孔施工原则 上采用湿式钻孔,采取干式钻孔施工时,必须使用孔口环形喷雾、负 压引射器等防尘装臵。干式钻孔下风侧 20—30m 处,至少安设两道防 尘帘,每道防尘帘前安装一道净化喷雾装臵。 (2) 、喷浆地点的防尘:开展应用湿式喷浆技术试验。喷浆地点具备4条件应采用正压呼吸面罩,喷浆地点下风侧 50m 范围内必须安装能覆 盖巷道全断面的净化喷雾装臵,拌料、喷浆时必须开启喷雾装臵。三、水灾透水事故预兆及水灾事故的处理措施 (一)井下采掘工作面透水前的预兆: 挂汗、挂红、水叫、空气变冷、出现雾气、顶板淋水加大、顶板 来压、底板鼓起、水色发浑、有臭味、采掘工作面有害气体增加、积 水区向外散发出瓦斯、 二氧化碳和硫化氢等有害气体、 裂隙出现渗水。 (二)由于矿井水的来源不同,发生透水前的预兆各有特点: 1、老空水透水预兆; 2、溶洞水透水预兆; 3、断层水透水预兆; 4、冲积层透水预兆。 (三)水灾事故处理的具体措施 1、迅速组织和抢救受水灾威胁区域人员的撤离危险区,直至升 井。 2、切断灾区电源。 3、启动泵房所有水泵,加强排水,必要时可增加大功率扬程的 水泵。四、火灾火灾有两种:一种是内因火灾;一种是外因火灾 (一)外因火灾预防 定义:由外部火源(如明火、爆破、电流短路等)引起的火灾。 1、严禁携带烟火、戴电子手表、穿化纤衣服入井。 2、井下和硐室不准存放汽油、煤油和变压器油,井下使用的润 滑油、棉纱、布头和纸等,必须存放在盖严的铁桶内,用过的棉纱布 头和纸也必须放在盖严的铁桶内,并由专人定期送地面处理,不准乱 放乱扔。严禁将剩油、废油洒在井巷和硐室内。 3、加强电气设备管理,消灭“鸡爪子” 、 “羊尾巴”和明接头, 禁止使用非阻燃皮带,皮带机的低速、满眼、堆煤等保护装臵必须齐 全可靠,托辊转动灵活,遗煤要清理干净,防止皮带摩擦着火。 4、井下储存的炸药、雷管量不得超限,严禁炸药、雷管混放, 火工品的运送和使用应按《煤矿安全规程》规定执行。 5、皮带机必须按《煤矿安全规程》规定安装安全保护保护装臵, 并严格执行护实验制度,确保各种保护动作灵敏可靠。及时清理皮带 下积煤,防止磨擦发火。 (二)内因火灾预防5定义:由于煤炭或其他易燃物质自身氧化积热,发生燃烧而引起 的火灾。 1、回采工作面收作后,必须及时撤出设备,在 45 天内实施双墙 封闭,并及时灌满灌实。 2、所有入井人员必须佩戴隔离式自救器,并会正确使用。 3、严格入井检身制度。 4、井下工作人员必须熟悉灭火器材的使用方法,并熟悉本职工 作区域内灭火器材的存放地点。 5、任何人发现井下火灾及征兆时,应视火灾地点的性质、灾区 的通风和瓦斯情况,立即采取一切可能的方法直接灭火,控制火势, 并迅速报告矿调度室。 火灾在现场无法扑灭的情况下,由班组长、 保安员带领人员佩戴自救器,有组织地按避灾路线撤离危险区到新鲜 风流中,直至地面。 6、根据火区实际情况,分析火灾原因,进一步判断火区的范围, 预测火灾发展的趋势,制定切实可行的治理方案,并遵循下列原则, 立即组织实施。 ①电气设备着火时,应首先切断电源 ,在电源切断前,只准用不 导电的灭火器材灭火。 ②对于油料着火不能使用喷水灭火,应使用砂子、干粉等灭火材 料。 ③机电硐室发生火灾时,要关闭防火门或构筑临时密闭隔离风 流。 ④用水灭火时,要从火源的外围逐渐向火源的中心喷射,灭火人 员站在上风侧。抢救人员和灭火过程中,必须指定专人检查瓦斯、一 氧化碳及其它有害气体及煤尘、风流、风量情况,还必须采取防止瓦 斯、煤尘爆炸和人员中毒的安全措施。 (三)煤炭自然发火预兆 煤炭自燃的初期,人体感观能感觉到的预兆有: 1、视力感觉。 2、气味感觉。 3、温度感觉。 4、疲劳感觉。 (四)火灾事故处理的具体措施 1、处理火灾事故的基本原则 ⑴积极抢救遇难遇险人员,组织撤出火区及波及范围内的人员。 ⑵采取积极有效措施扑灭火灾,防止烟雾沿井巷蔓延,危及井下 工作人员安全。 ⑶火灾过程中, 采取有效的措施, 充分利用控制通风方法和方式,6防止瓦斯聚积,发生瓦斯、煤尘爆炸事故,防止火风压产生风流逆转, 扩大灾情。 2、扑灭不同地点火灾的方法 ⑴回风井筒、井底车场发生火灾时,风流方向不应改变,应采用 控制入风防火门,打开通风机风道的闸门或停止通风机等方法减少风 量,积极灭火。 ⑵进风井筒及井底车场及毗连的硐室发生火灾时,应进行反风或 风流短路等方法积极灭火。 ⑶火药库着火时,应先将雷管运出,然后将其他爆炸材料运出, 如因高温运不出时,则关闭防火门,退往安全地点。 ⑷绞车房着火时,应将火源下方的矿车固定,防止烧断钢丝绳, 造成跑车伤人。 ⑸蓄电池车库着火时,为防止 H2 爆炸,应切断电源,停止充电, 加强通风,并及时把蓄电池运出硐室。 ⑹独头巷道发生火灾: ①平巷独头巷道迎头发生火灾,瓦斯不超过 2%,要在通风的条件 下积极灭火,火灾发生在平巷独头煤巷中段时,严禁用局扇把已聚集 的瓦斯经过火点排出,如果情况不清应远距离封闭。 ②火灾发生在上山独头煤巷迎头瓦斯不超过 2%时,加强通风,排 除瓦斯,积极灭火,如瓦斯超过 2%仍继续上升,远距离封闭;上山独 头煤巷火灾无论发生在什么地方,如局扇已经停止,严禁进入灭火或 侦察,应远距离封闭。五、顶板灾害(一)空顶作业的管理方法: (1)锚喷工作面掘进过程中必须打超前锚杆控制顶板。 (2)炮掘架棚巷必须使用前探梁进行超前支护,放炮前要有防崩 倒装臵。 (3)综掘巷道要使用托梁器托钢梁进行临时支护,掘锚一体化巷 道采用机组自身支撑顶梁临时支护。 (4)在开口或贯通前,架棚巷道要先在主巷架设抬棚,抬棚必须 有三保险。锚网支护巷道应当补打锚杆锚索维护顶板。 (二)顶板冒落事故预兆 1、发出响声。岩层下沉断裂,顶板压力急剧加大,木支架会发 出劈裂声,紧接着会出现折梁断柱现象,金属支柱活柱会急速下缩, 采空区内会发出顶板断裂的闷雷声。 2、掉渣。顶板严重破裂时,出现掉渣;掉渣越多,说明顶板压 力越大。 3、片帮加重。74、顶板出现裂缝。顶板有裂缝并张开,裂缝增多。 5、顶板出现离层。检查顶板要用“问顶”的方法,如果声音清 脆表明顶板完好;顶板发出“空空”的响声,说明上下岩层之间已脱 离。 6、漏顶。大冒顶前,破碎的伪顶或直接顶有时会因背顶不严和 支架不牢固出现漏顶现象,造成棚顶托空、支架松动。 7、瓦斯涌出量增加,含瓦斯煤层顶板冒落前瓦斯涌出量会突然 增大。 8、顶板的淋水量明显增加。 9、锚杆支护巷道出现锚杆锚索拉断、失效,托盘变形,顶板整 体下沉或出现锅底状,两肩断裂等。 (三)顶板事故预防措施及处理 1、掘进工作面的顶板管理要严格执行“敲帮问顶”制度,不准 空顶作业,工作面必须使用临时支护。 2、巷道掘进过程中,要先打超前锚杆或其它临时支护进行维护, 严禁在空顶下作业。 3、巷道如遇顶板破碎或地质构造区,可缩小锚杆排间距,并可 使用挂网,喷浆联合支护,同时要加大检查力度。 4、锚杆锚网支护安全技术措施: (1)定期进行井下锚杆锚固力拉拔试验,每次不少于 3 根,如果 发现锚杆实际锚固力与设计值相差较大,必须对锚固参数进行调整和 修改。 (2)顶板铺网时,要求拉直拉紧,网间搭接长度不小于 100mm。用 双股 18#铁丝按不大于 300mm 的间隔连接牢固。 (四)发生冒顶时的处理措施 1、当采掘工作面发生冒顶事故后,首先将人员撤离危险区域, 并向调度室汇报,通知有关领导。 2、发生冒顶事故后,要对冒顶区电缆、设备及有可能发生瓦斯 超限的区域进行停电。 3、在处理冒顶事故时,应先由外向里加固冒顶周围的支护,消 除进出口的堵塞物,尽快接近堵人部位进行抢救,必要时可以开掘通 向遇险人员的专用巷道。 六、矿井一旦发生事故后,灾区人员自救、安全撤离灾区以及抢救人 员的应急预案 潘一矿东井设有四个井筒,一副井和中央风井均设有玻璃钢梯 子,作为矿井的 2 个安全出口,各采区设三条大巷,均与顺槽相通, 均可以通行人员,采区安全出口二个以上。 1、瓦斯爆炸、煤层爆炸及火灾事故避灾路线:8发生火灾时,灾区人员以尽快进入新鲜风区域为原则,必要时戴 上自救器撤离至无危险区。发生瓦斯、煤尘爆炸事故时,灾区人员必 须立即戴上自救器,由熟悉线路人员带路,尽可能穿过灾区,当巷道 遭受严重破坏难以穿过时,可选择在有压风、有供水管路的巷道内或 搭设临时避难硐室等等待救援,并尽可能向外界传递信号。 2、主要进风巷、井口等发生事故时的避灾路线: 当矿井进风井口、井筒、井底车场进风巷道(包括井底车场主要 硐室)以及与井底车场直接相通的进风大巷等处发生火灾时,应立即 进行全矿井反风,两翼采区人员经两翼回风大巷→中央风井→地面 3、水灾的避灾路线: 发生水灾时,人员应向地势高的、能通往外界的巷道转移。 七、事故案例分析 XXX 项目部“2.2”顶板死亡事故:2007 年 2 月 2 日,XXX 项目部 619 队中班班前安排正常进尺。五棚割好右帮后,由于夹矸下煤体松 软,发生片帮,形成约 0.6m 的伞檐。18 时 27 分,当施工人员陈某某 正在弯腰安装右帮棚腿上的拉杆时,在迎头右侧岩壁伞檐掉下一块 1.95m*1.1m*0.6m 矸石,将陈某某挤在巷道右帮下角处,因伤势过重, 经抢救无效死亡。 事故原因: 一、直接原因 1. 施工顺序违反规程规定。 2. 作业规程现场落实不到位。 二、间接原因 1. 现场人员安全思想麻痹,在先掉下一块矸石,现场存有事故预 兆的情况下,仍未引起高度重视,未采取有效措施; 2. 执行敲帮问顶不到位,没有找净活矸危石; 3. 11-2 煤顶部为约 2m 厚夹矸, 且夹矸中间有一滑面, 层理发育。 有编制专项措施; 4. 该外委队管理混乱。矿对外委队人员流动监管不力。 防范措施: 1. 严格执行“一井一制”规定,加强外委队伍管理,严把准入关, 规范外委队人员进、出程序; 2. 严格按作业规程施工, 认真执行敲帮问顶制度, 规范临时支护, 严禁违章作业; 3. 认真贯彻落实跟班、值班人员安全生产责任制,切实提高跟 班、值班质量,加强现场管理; 4. 加强作业规程的复审工作,根据现场情况,及时编制有针对性 的专项安全技术措施。9八、小结 通过以上灾害预防及灾害处理措施学习,大大的提高了职工的现 场安全意识及灾害处理方法,降低了安全事故的发生。 九、作业 1、井下如果发生瓦斯爆炸、煤层爆炸及火灾事故,避灾路线怎 样走? 2、井下如果发生透水事故,避灾路线怎样走? 3、什么是突出?突出有哪些预兆?10