关于煤矿瓦斯爆炸的调查报告.doc

凯旋调查小组 关于煤矿瓦斯爆炸的调查报告关于煤矿瓦斯爆炸的调查报告作者 曲金凯前言 在我国的能源工业中，煤炭占我国一次能源生产和消费结构中的70%左右，预计到2050年还将占50%以上。因此，煤炭在相当长的时期内仍将是我国的主要能源。当前，国家对煤炭工业发展提出了更高的要求，所以必须加强安全生产，确保煤炭工业持续、稳定、健康发展。瓦斯爆炸是井工煤矿频发的事故之一。瓦斯爆炸可能引起以下严重事故：造成人员的中毒窒息、瓦斯燃烧；摧毁巷道支护与设备，引发冒顶、片帮，造成人员伤亡等。矿井瓦斯突出、瓦斯和煤尘爆炸事故一般都具有突发性强、危险性大的特点，一旦发生，不仅造成巨大的经济损失，而且造成多人伤亡甚至矿毁人亡。因此，为了煤炭企业的持续健康发展和煤炭职工的安全稳定，从根本上控制瓦斯突出、瓦斯和煤尘爆炸事故，是煤炭企业必须解决的一个十分重要的问题。因此我们凯旋调查小组对邯郸峰峰矿区进行了关于煤矿瓦斯爆炸的调查，本次调查以煤矿瓦斯爆炸事故为导火线，了解了煤矿煤矿瓦斯爆炸事故发生的原因，进而展开了一系列对邯郸矿区煤矿在矿井瓦斯防治技术方面的调查，通过一系列的调查，获取相关数据得出调查结果；根据数据信息，结合现实存在的问题进行原因分析，编制出瓦斯爆炸原因的事故树，求取结构重要度和顶上事件发生的概率，参照事故树所得的结果，提出合理化建议和措施，以利于问题的解决。调查信息根据对“冀中能源峰峰集团大淑村矿”的调查得出瓦斯爆炸事故的原因。造成瓦斯爆炸事故的主要原因1.直接原因：电火花、明火。2.事故的自然原因：1）未按操作规程在回风顺槽始未设置安全探头检测瓦斯、或虽有安全探头但已失效；2）老空区、老采区瓦斯积聚；3）地质构造如断层、背斜、向斜和陷落柱处瓦斯涌出；4）瓦斯和煤尘联合爆炸。3.事故的人为原因：1）瓦斯超限依然违章作业，例如矿井总回风道瓦斯浓度超过0.75，采区回风巷和采掘工作回风流瓦斯浓度超过1.5，仍未停止作业；2）井下焊接未采取安全措施；3）违章在井下拆卸电气设备；4）人工违章在井下吸烟。根据上述原因以及其他资料数据绘制煤矿瓦斯爆炸的原因事故树图。事故树分析瓦斯爆炸事故1 事故树简介事故树分析法是一种演绎推理法，又称作故障树分析法或事故逻辑分析法，是安全系统工程的重要分析方法。这种方法把系统可能发生的某种事故与导致事故发生的各种原因之间的逻辑关系用一种称为事故树的树形图表示，通过对事故树的定性与定量分析，找出事故发生的主要原因，从而认识系统中存在的危险性，发现系统中存在的不安全隐患，运用布尔代数运算对事故发生的可能性进行推测和判断，为制定相应的措施提供可靠的科学依据，以使企业改进安全生产状况，更好地实现安全生产。这种方法既适用于定性分析，也适用于定量分析，并具有简明形象的特点。 事故树分析步骤：确定所分析的系统。确定分析系统即确定系统所包括的内容及其边界范围。熟悉所分析的系统。指熟悉系统的整个情况，包括系统性能、运行情况、操作情况及各种重要参数等，必要时要画出工艺流程图及布置图。 调查系统发生的事故。调查分析过去、现在和未来可能发生的故障，同时调查本单位及外单位同类系统曾发生的所有事故。确定事故树的顶上事件。是指确定所要分析的对象事件。将易于发生且后果严重的事故作为顶上事件。调查与顶上事件有关的所有原因事件。事故树作图。按建树原则，从顶上事件起，一层一层往下分析各自的直接原因事件，根据彼此间的逻辑关系，用逻辑门连接上下层事件，直到所要求的分析深度，形成一株倒置的逻辑树形图，即事故树图。事故树定性分析。其目的是分析该类事故的发生规律及特点，通过求取最小割集(或最小径集)，找出控制事故的可行方案，并从事故树结构上、发生概率上分析各基本事件的重要程度。2 事故树分析。 在事故树分析法中，最小径集是使顶上事件不发生最低限度的基本事件的组合，它用于表示系统的安全性，最小径集越多说明系统的安全性越高。求解出最小径集，就可以知道控制住哪几个基本事件，控制顶上事件不发生。要想是顶上事件不发生有几个最小径集就有几个可能方案。利用布尔代数化简得改成功树结构函数式为：T=A+B+a（X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8）+（X9 X10 X11 X12 X13 X14）+（X15 X16 X17 X18）+（X19X20 X21 X22）+（X23 X24 X25 X26 X27 X28 X28 X29 X30 X31 X32 X33X34）+a注：a（氧其浓度大于12）是系统正常状态下发生的正常事件。得最小径集为：P1X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8P2X9，X10，X11，X12，X13，X14P3X15，X16，X17，X18P4X19，X20，X21，X22P5X23，X24，X25，X26，X27，X28，X29，X30，X31，X32，X33，X34（1）结构重要度系数由计算公式（1.1-1）得：I（1）I（2）I（3）I（4）I（5）I（6）I（7）I（8）1/128I（9）I（10）I（11）I（12）I（13）I（14）1/32I（15）I（16）I（17）I（18）I（19）I（20）I（21）I（22）1/8I（23）I（24）I（25）I（26）I（27）I（28 I（29）I（30）I（31）I（32）I（33）I（34）1/2048（2）结构重要度排序：I（15）I（16）I（17）I（18）I（19）I（20）I（21）I（22）I（9）I（10）I（11）I（12）I（13）I（14）I（1）I（2）I（3）I（4）I（5）I（6）I（7）I（8）I（23）I（24）I（25）I（26）I（27）I（28） I（29）I（30）I（31）I（32）I（33）I（34）3 事故树分析结果 (1)从事故树结构看出，导致瓦斯爆炸事故的基本原因有34个，这些因素相互组合都可导致事故的发生，因此系统的危险性必须引起足够的重视。(2)火灾事故树中“或”门个数比“与”门个数多，这个比例说明火灾事故容易发生。(3)从最小径集的组数来看，最小径集是5组，因此，预防火灾爆炸事故的途径有5条，且事故树最小割集中包含的基本事件很少，最小径集所包含的基本事件却很多，所以火灾事故易发生而难以控制。(4)从结构重要度来看，I（15）I（16）I（17）I（18）I（19）I（20）I（21）I（22） 的重要度是最大的，说明其在煤矿瓦斯爆炸事故中所占的比例最大。预防措施预防瓦斯爆炸的措施(一) 防止瓦斯爆炸同时具备三个条件：（1）CH4浓度处于爆炸范围内（正常条件 5 15 %）;（2）氧浓度超过失爆氧浓度（在CO2惰化下，12%，在N2惰化下， 9 %）；（3）引火源的能量大于最小点火能量（0.28mJ）、温度高于最低点火温度（595）且高温热源存在时间大于瓦斯引火感应期。 注：一般矿井中，O212%，只要瓦斯积存和火源两因素同时具备，即会发生瓦斯爆炸。(二)防止瓦斯积聚 所谓瓦斯积聚是指瓦斯浓度超过2，其体积超过0.5m3的现象。 1、搞好通风 有效地通风是防止瓦斯积聚的最基本最有效方法。瓦斯矿井必须做到风流稳定，有足够的风量和风速，避免循环风，局部通风风筒末端要靠近工作面，放炮时间内也不能中断通风，向瓦斯积聚地点加大风量和提高风速 2、及时处理局部积存的瓦斯。 1）采面上隅角瓦斯积聚处理；(1) 迫使一部分风流流经工作面上隅角，将该处积存的瓦斯冲淡排出(2) 全负压引排法(3) 高瓦斯工作面采用并联掺新的通风系统(4) 上隅角排放瓦斯 2）、综采面处理(1) 加大工作面风量。例如有些工作面风量高达15002000m3/min。为此，应扩大风巷断面与控顶宽度，改变工作面的通风系统，增加进量。(2) 防止采煤机附近的瓦斯积聚。可采取下列措施：增加工作面风速或采煤机附近风速。国外有些研究人员认为，只要采取有效的防尘措施，工作面最大允许风速可提高到6m/s。工作面风速不能防止采煤机附近瓦斯积聚时，应采用小型局扇或风、水引射器加大机器附近的风速。采用下行风防止采煤机附近瓦斯更容易积聚。 3）、顶板附近层状积聚处理；(1) 加大巷道的平均风速，使瓦斯与空气充分地紊流混合。一般认为，防止瓦斯层状积聚的平均风速不得低于0.51m/s。(2) 加大顶板附近的风速。如在顶梁下面加导风板将风流引向顶板附近；或沿顶板铺设风筒，每隔一段距离接一短管；或铺设接有短管的压气管，将积聚的瓦斯吹散；在集中瓦斯源附近装设引射器。(3) 将瓦斯源封闭隔绝。如果集中瓦斯源的涌出量不大时，可采用木板和粘土将其填实隔绝，或注入砂浆等凝固材料，堵塞较大的裂隙。 4）、顶板冒落孔洞内积聚处理；用砂土将冒落空间填实；用导风板或风筒接岔（俗称风袖）引入风流吹散瓦斯。 5）、恢复有大量瓦斯积存盲巷或打开封闭 3.抽放瓦斯 4 .经常检查瓦斯浓度和通风状况 （三）防止瓦斯引燃防止瓦斯引燃的原则，是对一切非生产必需的热源，要坚决禁绝。生产中可能发生的热源，必须严加管理和控制，防止它的发生或限定其引燃瓦斯的能力。 (四)、防止瓦斯爆炸灾害事故扩大的措施 万一发生爆炸，应使灾害波及范围局限在尽可能小的区域内，以减少损失。救援措施瓦斯爆炸事故发生后，应急救援成为减少人员伤亡和财产损失的最后一道关口，救援队伍和指挥机构对事故做出的快速响应是矿山应急救援工作的基础瓦斯爆炸发生的时问不具有持续性，其救援方案也有别于其它矿山事故根据事故应急救援所需要发挥的功能，瓦斯爆炸事故应急救援响应机制可划分为4个组成部分，即事故报警、应急响应级别、应急避灾和应急决策。21 事故报警在事故救援过程中报警起着重要的作用，早期的报警可以使救援工作始于事故初发期，便于灾害的控制，也是决定矿井和人员安全的关键时刻在瓦斯爆炸发生后的灾情空白期，如何快速收集和传递灾情，缩短灾情空白期，是抢险救灾的关键任何延误时机的行动都可能会造成灾害的扩大因此，发生瓦斯爆炸的矿井，除了积极通知本单位人员参加自救外，还必须迅速将事故有关情况向上级部门报警。22 应急响应级别矿山应急等级响应机制是国家矿山应急救援体系运行的基础，是保证应急救援活动快速、有效的技术关键国家矿山应急救援体系的运行机制应当建立在国家矿山救援指挥中心、省矿山救援指挥中心、地区矿山救援指挥部门和矿山企业救援管理部门4级应急救援组织结构的基础上为了矿山事故应急救援有效展开和避免类似事故再次发生，依据矿山事故可能造成的危害程度、事故性质、井下人员伤亡及企业直接经济损失等情况进行响应机制等级划分从机制响应上，可把矿山事故响应等级设为4级 (图3)，即从高到低可把响应机制级别设为I级响应(国家级)、级响应(省级)、级响应(地区级)、级响应(企业级)23 应急避灾由于瓦斯爆炸发生具有突发性，在多数情况下，救援人员一时难以到达事故现场组织抢救工作，所以灾区人员如何开展避灾，对保证灾区人员的自身安全和控制灾情的扩大具有重要作用 (1)沿避灾路线撤退分析 避灾路线撤退法要求遇险人员熟悉井下通风系统与避灾路线，清楚瓦斯爆炸源的位置、爆炸影响的范围、爆炸后通风设施的破坏程度，并掌握瓦斯爆炸事故的自救方法，才能达到有效避灾的目的但避灾路线撤退法还存在以下缺点： 发现瓦斯爆炸后，一般对瓦斯爆炸源的位置、范围和爆炸后通风设施破坏程度不清楚； 井下避灾路线一般是事先设计好的路线，不一定是事故后的最佳避灾路线； 井下遇险人员的避灾无秩序性，使抢险救灾指挥部难以确定救援的重点区域，难以做出科学决策 (2)永久避难硐室避灾分析永久避难硐室是在瓦斯爆炸事故中遇险人员无法撤出或一时难以撤出灾区时，供遇险人员暂时避难待救的场所永久避难硐室避灾法在瓦斯爆炸时能够起到较好的避灾效果，但由于避难硐室空间比较狭小，容纳人员有限，且随着工作面的不断向前推进，避难硐室距离工作面也越来越远，因此，遇险人员在碰到瓦斯爆炸事故时很难及时到达避难硐室 (3)临时避难硐室避灾分析临时避难硐室是在瓦斯爆炸事故后，遇险人员一时难以沿着避灾路线撤出灾区或难以迅速到达避难硐室时，应立即佩戴自救器到附近的、掘进长度较长的、有压风管路且瓦斯爆炸前正常通风但事故时断电停风的掘进独头巷道内避灾，等待矿山救护队救援临时避难硐室避灾法同样具有较好的井下避灾作用，能够给众多遇险人员提供避难场所，有利于对瓦斯爆炸事故应急救援工作的展开24 应急决策事故应急决策结果直接关系到应急救援行动能否有效展开 目前我国事故应急救援决策仍然延续以经验为主的救援模式，对各种应急信息的管理和调用仍然以手工为主，兼以各种分散的计算机报表，缺乏事故应急救援针对性与及时性，以至于事故应急救援工作展开的效果不理想煤矿企业的计算机和网络已经得到较高普及，可以为事故应急救援决策科学化提供必要的技术支持因此，建立煤矿瓦斯爆炸事故应急辅助决策系统，有利于充分利用煤矿已有的应急信息，提高瓦斯爆炸事故应急救援决策效果结束语本作品采用多学科理论，运用安全系统工程的理论对煤矿回采工作面瓦斯爆炸进行分析。利用事故树的原理和方法，对回采工作面瓦斯爆炸的原因定性分析与定量分析相结合，求取，利用最小割集和径集然后求取结构重要度。此外本作品解释分析具有普遍性、客观性、中立性、合理性；取样具有足够的代表性；观察具有普遍性，资料搜集来