毕业设计（论文）-浅谈煤矿安全分析.doc

毕业论文论文题目：浅谈煤矿安全分析年 级： 2014秋 姓 名： 摘要煤矿事故频繁发生是我国煤矿安全生产工作面临的一个重大难题。为了探求煤矿事故的发生机理，分析煤矿事故发生的原因，提出预防对策，以指导我国煤矿安全生产工作，预防煤矿事故的发生，从而改善我国煤矿安全生产状况，保障广大煤矿职工的人身安全。煤矿事故原因及其预防工作是一个复杂的系统工程，它既包括工程技术问题，也涉及到相关的政策、管理。根据专业特点，本文研究重点集中在工程技术方面，同时兼顾相关的政策与管理。本文主要由两大部分组成，第一部分找出了煤矿五大灾害事故的发生规律、发生原因，有针对性的提出了预防对策。第二部分，在全面总结我国煤矿灾害及其防治技术的基础上，深入分析得出了煤矿灾害事故频发的宏观原因和深层次原因，提出了煤矿灾害防治的国家保障措施和政策建议。关键词：煤矿事故,原因,预防对策，安全监管目录摘要. 1绪论.1研究问题的提出.21.3本文研究的主要内容和意义.32煤矿瓦斯事故原因分析与防治对策.42.1瓦斯爆炸原因分析.42.2控制瓦斯爆炸事故的技术措施.52.3煤（岩）与瓦斯突出及其预防.62.4瓦斯喷出及其预防.82.5小结.93煤尘爆炸原因分析与防范措施.103.1煤尘爆炸条件.103.2煤尘爆炸的过程.103.3煤尘爆炸的特征.103.4煤尘爆炸的危害性.113.5采取的防范措施.113.6小结.124煤矿火灾发生的原因和防治技术.134.1煤矿火灾事故发生的原因.134.2矿井火灾防治技术.134.3小结.145煤矿水灾事故原因分析及防治对策.155.1煤矿水灾事故发生的必要条件.155.2煤矿水灾事故类型.155.3煤矿水灾事故原因.155.4矿井水灾防治对策.166煤矿顶板事故的原因和防治.186.1煤矿顶板事故发生的原因.186.2顶板事故的预防措施.196.3小结.207煤矿事故频发的原因及预防对策.217.1我国煤矿事故频发的宏观原因.217.2煤矿事故多发的深层次原因.247.3政策和措施建议.28参考文献.32绪论1.1研究背景安全是人类最重要和最根本的需求，是人民生命健康和国家财产的基本保障，可以说，安全就是生命，安全就是效益，安全更是人类社会文明的标志。做好煤矿生产安全管理工作，预防和控制煤矿事故的发生，在确保煤矿矿工人的生命安全的基础上寻求煤炭工业的发展，是煤炭工业发展的不可逆转的必然趋势。目前，我国绝大部分煤炭是靠井下开采的。按照联合国有关机构帮助中国国土资源部按照联合国资源分类方案制订“资源及固体燃料和矿产分类方案”，我国的煤炭储量约为1100亿吨左右，居世界第三位1。我国在能源生产和消费中，煤炭能源约占70%以上，因此，煤炭作为主要能源的地位将会在相当长的历史时期中不会改变。煤矿生产与其他行业相比其工作场所处于井下深处有限的空间，环境条件恶劣、多变，随着开采过程不断移动，采煤环境不断改变和恶化，在工作过程中顶板、瓦斯、煤炭自燃、粉尘、水害等自然灾害时刻威胁着工人的安全。所以，矿井环境条件恶劣、多变的固有属性是引起煤矿事故多发的潜在危险因素。仅就国有重点煤矿来看，具有煤尘爆炸危险的矿井占89.5%，高瓦斯与瓦斯突出矿井占49.2%，自然发火危险矿井占57.5%，水害危险的矿井占43%，某些矿井还有冲击地压、岩爆和高温危害2。而又由于煤矿工作环境差，难以吸引文化、素质较高的工人，而不得不招大量农轮工、农协工和临时工，给改善安全环境带来更大的困难，从而导致安全工作的恶性循环。同时，企业内部管理失误、国家监管力度不足和国家政策扶持不足也是导致煤矿事故的原因。世界上一些主要的煤炭生产国家，如美国、澳大利亚、南非等国家己经在煤矿生产安全工作中取得了巨大的成功，实现了对煤矿事故的有效控制，煤炭工业成为这些国家中最安全的行业之一3。相比之下，我国的煤矿生产安全工作成效不甚理想，煤矿安全生产状况十分严峻，煤矿事故频繁发生，每年仍然有六七千人因煤矿事故而死亡。虽然我国政府相继采取了一系列措施，如加强了煤矿安全生产的科技攻关力度，提高了煤矿机械化开采水平，制定了相关的法律、法规、规章及其他规范性文件，规定了大量的煤矿生产安全管理制度和措施，建立健全了煤矿安全生产监督管理机构，以及加大对煤矿企业安全生产的监督管理力度等等，然而成效并不明显，煤矿事故并未得到有效的控制，煤矿事故依然不断发生。不大的夹角；（4）突出的相对瓦斯涌出量可以大于煤层的瓦斯含量。2.3.3突出的机理突出的机理是关于解释突出的原因和过程的理论。突出是十分复杂的自然现象，它的机理还没有统一的见解，假说很多，目前多数人认为，突出是地压、瓦斯、煤的力学性质和重力综合作用的结果。2.3.4突出的一般规律（1）突出多发生在一定的采深以后；（2）突出多发生在地质构造带、应力集中区；（3）突出的强度和次数，与煤层厚度、倾角、硬度、透气性等有关；（4）突出与瓦斯关系，瓦斯压力小含量低，可能发生突出；（5）突出大多发生在落煤、放炮工序；（6）突出前有预兆。2.3.5预防煤与瓦斯突出的主要技术措施防突措施分为区域性防突措施和局部防突措施。（1）区域性防突措施区域性防突措施主要有开采保护层和预抽瓦斯两种。开采保护层是预防突出最有效、最经济的措施。1）开采保护层在突出矿井中，预先开采的、并能使其他相邻的有突出危险的煤层受到采动影响而减少或丧失突出危险的煤层称为保护层，后开采的煤层称为被保护层。保护层开采后，由于采空区的顶底板岩石冒落，移动，引起的开采煤层周围应力的重新分布，采空区上、下形成应力降低区，在这个区域内的开采煤层地压减少，弹性潜能缓慢释放；煤层膨胀变形，形成裂隙与孔道，透气性增加；煤层瓦斯涌出后，煤的强度增加。2）预抽煤层瓦斯对于无保护层或单一突出危险煤层的矿井，可以采用预抽煤层瓦斯作为区域性防突措施。这种措施的实质是，通过一定时间的预先抽放瓦斯，降低突出危险煤层的瓦斯压力和瓦斯含量，并由此引起煤层收缩变形、地应力下降、煤层透气系数增加和煤的强度提高等效应，使被抽放瓦斯的煤体丧失或减弱突出危险性。（2）局部防突措施大型突出往往发生于石门揭开突出危险煤层时。所以石门揭开突出危险煤层，以及有突出倾向的建设矿井或突出矿井开拓新水平时，井巷揭开所有这类煤层都必须采取防止突出的措施，并制定专门设计。局部防突措施主要有以下8种：松动爆破；钻孔排放瓦斯；水力冲孔；超前钻孔；金属骨架；超前支架；卸压槽；震动放炮。2.4瓦斯喷出及其预防2.4.1瓦斯喷出概述瓦斯喷出是指大量承压状态的瓦斯从煤、岩裂缝中快速喷出的现象10。其特点是瓦斯在极短的时间内从煤、岩层的某一特定地点突然涌向采矿空间，而且涌出量可能很大，风流中的瓦斯突然增加。由于喷出瓦斯在时间上的突然性和空间上的集中性，可能导致喷出地点人员的窒息、高浓度瓦斯在流动过程中遇到高温热源有可能发生爆炸、有事强大的喷出还可以产生动力效应并导致破坏作用。2.4.2瓦斯喷出的原因产生瓦斯喷出的原因是，天然的或因采掘工作形成的孔洞、裂隙内，积存着大量高压游离瓦斯，当采掘工作接近或沟通这样的地区时，高压瓦斯就能沿裂隙突然喷出，如同喷泉一样。因此，根据喷瓦斯裂缝呈现原因的不同，可把瓦斯喷出分成地质来源的和采掘卸压形成的两大类11。喷出时的瓦斯涌出量很热持续时间，决定于积存的瓦斯量和瓦斯压力，从几立方米到几十万立方米，几分钟到几年，甚至几十年。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。2.4.3瓦斯喷出的预防预防瓦斯喷出，首先要加强地质工作，查清楚施工地区的地质构造、断层、溶洞的位置、裂隙的位置和走向、以及瓦斯储量和压力等情况，采取相应的预防或处理措施。分为以下两种情况：（1）当瓦斯喷出量和压力不大时，黄泥或水泥沙浆等充填材料堵塞喷出口。井筒和巷道底板的小型喷出，多采用这种防治措施。（2）当瓦斯喷出量和压力较大时，在可能的喷出地点附近打前探钻孔，查明瓦斯的积存范围和瓦斯压力。如果瓦斯压力不大，积存量不多，可以通过钻孔，让瓦斯自然排放到回风流中。如果自然排放量较大，有可能造成风流中瓦斯超限时，应将钻孔或巷道封闭，通过瓦斯管把瓦斯引排到适宜地点或接入抽放瓦斯管路，将瓦斯抽到地面。2.5小结瓦斯事故的防治是煤矿安全工作的一项重要工作，除了完善可靠的安全装备和采取有效的措施外，还应加强安全管理和安全监督，重视员工安全意识的培养。只有把安全放在首位，认真落实瓦斯治理的“十二字”方针12，健全各项规章制度，合理加大安全投入，瓦斯爆炸事故及其他灾害事故才能大幅度地减少，煤矿的安全状况才能得到根本好转。6煤矿顶板事故的原因和防治6.1煤矿顶板事故发生的原因煤矿顶板事故是建井、生产过程中多发性的事情。这类事故的后果往往造成较大人员伤亡和经济损失，严重威胁煤矿安全生产。回采工作面顶板事故发生的原因，一是对采煤工作面的顶底板情况及其活动规律了解不清；二是缺乏针对性防治措施。实践证明，顶板事故的发生基本上是有规律的，只要能用正确的理论和手段实现对顶底板的监测，掌握其活动规律，把顶板管理建立在科学的基础上，顶板事故是可以预防的。因此深人总结和分析常见顶板事故原因和条件，加强顶板管理，预防并杜绝顶板事故，是做好煤矿安全生产工作的重要任务之一。6.1.1顶板事故的形成过程煤炭在地下开采，直接受上覆岩层压力的影响。因开拓、掘井或采煤，破坏了原有地层的平衡状态，造成矿山压力分布不均匀。这种分布不均匀的压力作用在巷道或回采工作面及四周的煤、岩体上，一旦超过巷道或顶板的支撑力，轻则会出现顶板沉降、片帮、支架回缩，重则就会发生底鼓、冒顶、断粱折柱、巷道压垮等现象。顶板事故形成与地质构造、顶板性质、支架支撑情况、推进速度、操作程度和生产现场管理都有直接关系。6.1.2顶板事故的原因在局部矿山压力(多为直接顶或伪顶)作用下，由于局部空帮、空顶或支护不当、不及时支护造成煤、岩局部垮落而造成局部冒顶；由于矿山压力过大，主要是直接顶或老顶来压时，由于支护密度不够，支护可缩量小，顶板沉降不均衡造成支架断裂、垮塌。使采、掘、维修工作面顶板大面积垮落而造成大冒顶18。（1）采空区顶板垮落不好，悬顶面积大。（2）回柱操作顺序不合理，如先回承压柱，引起周围破碎顶板的冒落，或大块岩石推倒支柱，使临近破碎顶板失去支托而造成局部冒顶。（3）工作面支护质量不好，支架密度不够。木支架、棚腿、顶梁以及点柱的坑木尾径太小。初撑力不足。（4）在遇到地质构造(如断层、褶曲、顶板松软、破碎等)时没有采取针对性的有效措施也易造成局部冒顶。（5）开采深度、煤层倾角、水、开采方式断面大小等都会影响顶板的稳定性。防止放炮倒棚子，炮眼要布置合理，装药量适。（6）时间的影响。围岩暴露时间长会因风化、变形及水的作用降低强度，而引起破坏、冒顶。（7）管理上的原因，违章作业，不坚持敲帮问顶、空顶作业等均会导致冒顶。6.2顶板事故的预防措施6.2.1及时支护，不空顶作业坚持使用超前探梁。锚喷巷道放炮之后，进行初喷砼或打锚杆，做为临时支护，减少空顶时间，联合支护要保证质量，锚杆要穿透岩层，垂直打入，使锚固力达到设计要求。对采煤工作面，空顶距要符合作业规程规定，移溜后支柱要及时架设。打好临时支柱、托棚或戗柱。工作面的上、下安全出口及上下顺槽的超前支护要及时，回临时柱要先支后回。发现支架有断梁坏柱要及时更换并运出。顶、帮要背严、背实，对漏顶、片帮地段更应加强支护。6.2.2合理装药、放炮放炮地点附近的支架要加强支护。炮眼的布置方式深度、角度、位置合理，装药量适当。一次放炮数量和炮眼长度符合设计和作业规程要求，只有这样，放炮才不至于崩坏工作面设备和支架而引起冒顶事故。6.2.3措施得力，严格执行制订安全措施要抓住重点，切实可行，并能根据现场情况变化及时修订、补充措施。特别是顶板管理，措施部分要行之有效，既要有经验理论数据，又要有科学依据，达到既经济又合理的目的。遇到工作面来压或地质变化时，及时采取相应的加强措施并迅速落实。6.2.4正规循环作业坚持正规循环作业是预防冒顶的一项重要措施。如果工作面推进(掘进)速度缓慢，顶板裸露时间长，压力容易集中，支架受力大且不均匀，当顶板压力超过支架支撑力时，就会发生变形、下陷或压死，支撑作用迅速下降，造成片帮、冒顶事故。坚持正规循环作业，顶板裸露时间短，顶板压力小，支架不易变形、损坏，可以有效地控制顶板事故发生。6.2.5落实规章制度为实现安全生产，要建立健全各项规章制度，对违犯制度人员认真组织分析，减少或杜绝顶板事故发生。具体制度如下：（1）交接班制度。所有工种现场交接班，特别是本班遗留工程中注意事项及不安全因素一定要向下一班交代清楚。（2）验收制度。每班由队长对当班工程质量、安全状况及落实安全措施情况进行验收、评估。对存在问题提出解决方法并限期整改。（3）敲帮问顶制度。工作前和工作中坚持敲帮问顶，对地质变化地点及压力集中区次数要增多，一旦发现不安全因素立即处理。（4）顶板情况分析制度。定期或不定期召开顶板情况分析会，总结推广管理好顶板经验，指出存在的不足地方及采取的预防措施。（5）其它方面制度。如：岗位责任制度，梁柱检查制度，事故分析制度等等。（6）掌握顶板活动规律采取针对性措施。大力开展顶板观察工作，掌握顶板活动规律，做好顶板来压预报。从一些顶板事故经验中以及实际现场观察，绝大部分顶板事故发生之前是有明显预兆的。事实上，组织开展矿压监测管理工作，掌握片帮冒顶预兆的规律，进行顶板活动的预测预报，超前采取有效的预防措施，进行加强支护，以达到减少冒机事故和避免人身伤亡事故，并能减少因事故造成的损失。6.3小结为防止各类冒顶事故的发生，除应正确认识各类顶板的压力显现，掌握一定规律，采取针对性措施外，还要加大支护强度，以克服岩层下沉，保证采场稳定性。加强煤矿顶板管理，搞好工程质量，掌握顶板变化规律，避免和减少顶板事故发生，对提高煤矿安全产具有十分重要意义。各类中高级人才近2万人，其中大学本科以上人才6775人，显然，目前的教育培训体系远不能满足这种需求，势必造成已形成的煤炭人才断档进一步扩大。虽然国有煤矿的安全培训体系尚基本完善，国家安监总局、煤矿安全监察局亦做了许多卓有成效的工作，但煤炭企业普遍对安全培训的重要性认识不够，更多的是把安全培训看做义务而不是一种投资，投入严重不足。培训内容亦缺乏针对性、方法单一，没有科学的培训效果评估体系，“重过程、轻结果”，年年有培训，次次无效果。众多中小企业本身没有培训能力，又缺乏对其有效制约，安全培训工作十分薄弱，甚至有名无实、流于形式。对安全培训的监督管理习惯采用行政手段而不充分依靠法律武器。煤矿职工过高的流动性亦严重影响企业安全培训的积极性。煤炭企业人才成长环境亟待改善。煤炭人才大量流失的原因有责任大、风险高、工作环境恶劣。人才断档、分派，明显的分为企业内部职工子弟派、大学生派。很多优秀的大学毕业生受到煤炭企业内部职工子弟的压制，无法施展才能，看不到希望，缺乏积极向上的动力。因此，建议与现代企业制度相适应的人力资源管理体制，实现从劳动人事管理到人力资源管理的转变，是煤矿安全生产的又一重要任务。7.3政策和措施建议综合上述分析，为尽快扭转我国煤矿安全生产的被动局面，应从政策上采取切实可行的措施，以促进煤炭工业健康发展、保证国家能源安全7.3.1摈弃劳动密集型定位，走新型工业化发展道路煤炭工业不能走劳动密集型发展道路，要充分依靠科技进步和改善劳动者素质，由劳动密集型向资金、技术密集型转变，用高新技术改造安全技术装备、提高煤矿抗灾防灾能力。7.3.2实行放水养鱼政策，在税收政策上给予倾斜性扶持企业是灾害防治的主体，具备自我发展能力是煤矿提高灾害防治水平的关键。应实行“放水养鱼政策”，从财税政策上给予煤矿企业倾斜性扶持，或实现煤矿完全成本核算方式，或继续实行国债资金项目和财政补贴方法，使煤矿具备采用新技术、新装备的能力。7.3.3调整煤炭产业结构，压减矿井灾害严重的产煤地区生产规模，关闭技术落后、安全条件差的小矿井湖南、江西、四川、重庆、云南、贵州、浙江等地区的开采条件差、难以发展机械化采煤，而且矿井自然灾害危险程度高，治理难度大，百万吨死亡率大大高于全国平均水平。应通过一定的行政或经济手段限制这些地区的煤炭开采。继续依法关闭技术条件落后、安全条件差的小煤矿。小煤矿生产规模小、机械化程度低、人员素质差、开采方法落后，是我国煤矿安全生产的难点和重点。应继续贯彻落实国务院关于非法开采、布局不合理不具备安全生产条件的各类小煤矿的决定。通过资源整合、技术改造提高开采规模和技术装备水平；通过重新制定开办煤矿标准，淘汰落后的采煤方法和采煤工艺，提高准入门槛，严把入口关；联合改造中小煤矿，按照“统一规划、合理集中、正规开采、保障安全、依法监管”的方针，对依法开办的小煤矿进行整合、改造、减少生产规模矿井数，扩大单井生产规模，以改革采煤方法和回采工艺为重点。这些措施自去年实施以来以出现成效。7.3.4发展高效机械化采煤发展高效采煤技术、实现矿井集约化生产，不仅能大幅度提高煤矿生产效率，也能改善煤矿生产安全条件，为煤矿安全生产创造基础。因此，要从根本上改善我国煤矿安全生产状况，必须大力发展煤炭高效集约化开采。为此应从以下几个方面采取措施：一是对现有大中型矿井进行技术改造，建设安全高效矿井；二是煤层开采条件较好的“三西”（山西、陕西、内蒙古西部）地区新建一批高效集约化开采矿井，增强煤炭工业发展后劲，以满足国民经济发展对煤炭的需求。7.3.5加大煤矿安全技术装备投入和安全监管煤矿安全投入不足、安全系统和装备部完善，是造成国有煤矿今年来重特大事故频频发生的重要原因。要改变煤矿安全生产状况，必须加大对煤矿安全投入和技术改造。一是对矿井通风系统进行技术改造；二是完善高突矿井瓦斯抽放系统和通风安全监测监控系统；三是提高矿井防灭火、防尘技术和装备水平；四是加强采掘工作面和回采巷道顶板支护和质量监测；五是用先进的救护设备装备矿山救护队伍，提高抢险救灾能力。为此，国家应加大资金扶持力度，使煤矿进行安全技术改造，尽快解决煤矿的安全投入欠账问题。同时，应完善煤矿安全投入机制，督促企业促使足额提取安全费用并确保用于安全生产。307.3.6加强煤矿科技研究，实施“科技兴安”战略把安全生产基础研究、关键技术研究纳入国家中长期科技发展规划，煤矿瓦斯治理等重点科研项目进入国家重大基础研究、国家科技攻关和国家高兴技术发展计划。建立以煤炭科学研究院为龙头、中国矿业大学等参与的煤矿安全科技创新体系，促进煤矿安全科技资源的整合和有效利用。建议财政部建立煤矿安全重大科技专项，在未来10年内以每年2亿元的力度支持煤矿安全科学技术研究。同时，应积极引导企业加强安全科技研究，把安全生产真正建立在充分依靠科技进步的基础之上。7.3.7采取特殊政策，加快煤矿人才培养努力提高煤矿企业的凝聚力和吸引力，提高煤炭工业及其从业人员的社会地位。加大煤炭专业人才培养力度。利用煤炭类院校的专业优势，由国家重点投资建立煤炭专业人才培养和教育基地；建议实施国家财政补贴措施，制定煤炭主体专业减免学费、提高奖学金的政策；鼓励煤炭院校扩大煤炭主体专业招生比例，大幅度增加本科“对口单招”的培养规模。7.3.8加快煤炭行业的改革和发展，研究适应新时期要求的煤炭行业管理体制实现对煤炭行业的全过程管理。充分和加强各级政府特别是国家煤炭管理部门的管理力量，依法进行行业管理，规范煤炭生产经营秩序，为煤矿企业发展创造公平的市场环境。参考文献1刘亮，刘毅，刘明举2002-2003年我国煤矿死亡事故统计分析J煤炭科学技术，2005，33（1）：62642徐永圻煤矿开采学M北京：中国矿业大学出版社，2009:1791933黄元平矿井通风M.徐州:中国矿业大学版社，2003:68734ArtoKuusisitoSafetyManagementsystemsJAudittoolsandreliabilityofauditing，20