矿山灾害事故分析与救护.ppt

1 矿山灾害事故分析与救护 2 第一章事故的基本概念及事故分类 1 1事故调查分析的目的事故发生后 进行科学 规范事故调查 目的是 1 查找事故致因及事故发生与环境 管理 技术等因素之间的联系 2 确定事故直接原因和间接原因及事故对人和物的损坏 3 摸索事故发生 发展规律 4 提出防止类似事故的发生的技术措施 5 分析救灾决策方案的正确性和事故预防处理计划的有效性 吸取事故教训 6 分析事故责任和校验事故致因 发生发展规律的机理分析和相关技术应用的正确性 3 根据目前的共识 造成事故发生 如瓦斯事故 的原因包括以下几个方面 1 煤矿管理体系有漏洞 如有些高瓦斯矿井不发生事故 而许多低瓦斯矿经常发生事故 具体表现在日常工作不细 员工无安全意识 2 安全技术措施不到位 如瓦斯抽放措施 自燃防治技术措施 3 安全治理技术没有形成体系 没有从矿井系统角度治理 如 瓦斯治理必须同时考虑采掘开拓设计 开采顺序 机电管理等各方面 不单单考虑瓦斯抽放与排放 1 2目前事故发生的原因 4 根据目前的共识 造成事故发生 如瓦斯事故 的原因包括以下几个方面 1 煤矿管理体系有漏洞 如有些高瓦斯矿井不发生事故 而许多低瓦斯矿经常发生事故 具体表现在日常工作不细 员工无安全意识 2 安全技术措施不到位 如瓦斯抽放措施 自燃防治技术措施 3 安全治理技术没有形成体系 没有从矿井系统角度治理 如 瓦斯治理必须同时考虑采掘开拓设计 开采顺序 机电管理等各方面 不单单考虑瓦斯抽放与排放 1 2目前事故发生的原因 5 根据事故致因理论 造成事故的通用原因包括人的不安全行为 三违 和物的不安全环境 煤矿本身属于一个不安全环境 为什么煤矿存在人的不安全行为 人的侥幸心理 对安全的漠视造成企业领导和员工的不安全行为 举例说明 1 企业不重视安全管理 一些安全管理不到位的矿 从心理上存在一种对安全 无所谓 的态度 决定了矿风 2 企业管理对安全认识上有漏洞 认为事故是小概率性事件 造成侥幸心理的产生 这就是为什么有些高瓦斯矿井不发生事故 而许多低瓦斯矿经常发生事故的管理方面的原因 3 企业重视安全管理 企业领导的行为方式 从资金上支持安全技术措施 从组织上造成员工从心理有一种 警觉 的态度 这决定了矿风 1 3安全管理存在的问题 6 以瓦斯爆炸为例 事故发生具有三要素 即氧化剂 氧气 可燃物 瓦斯 和火源 针对瓦斯爆炸 其预防措施为控制瓦斯积聚 控制火源产生 即瓦斯爆炸安全双保护层 如下图所示 控制瓦斯 1 4事故发生的必然性 7 煤矿瓦斯爆炸的易形成性 1 煤矿中引发瓦斯爆炸的火灾众多无数次瓦斯爆炸案例证明 煤矿井下能引燃 爆 瓦斯的火源有 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几十种火源 要预防如此众多的火源是很困难的 2 煤矿井下瓦斯积聚的情况众多掘进工作面 揭煤 掘进过程中都有可能造成瓦斯积聚 采煤工作面 回采过程中造成瓦斯积聚 地质构造带 存在异常瓦斯的涌出 采空区 采煤工作面的采空区随时涌出瓦斯 其它地方 煤矿井下瓦斯积聚和火源条件众多 要求严格控制火源和瓦斯积聚 以防治形成瓦斯爆炸 8 为了完善煤矿安全管理体系 其基本思想必须从下几个方面着手 1 抓住本煤矿煤矿生产的瓶颈问题 如瓦斯问题 自燃问题 顶板问题 2 从系统的角度提出解决瓶颈问题的关键点对瓦斯问题 从巷道布置 提高掘进面掘进速度和采煤面单产以减少工作面数量 瓦斯排放措施的实施 瓦斯抽放措施的实施 瓦斯日常管理等几方面同时着手 对自燃问题 从巷道布置 通风方式 自燃预防措施等 3 注意具体的煤矿安全技术措施与现场安全管理的平衡性 如通风 瓦斯 自燃 煤尘防治技术措施之间的平衡 减少各防治措施的冲突 对一个矿安全管理关键在于分析瓶颈并解决 达到解决矿井问题目标 1 5煤矿安全管理的基本思想 9 淮南矿业集团因煤层瓦斯含量大 制约了煤矿生产 近年来开采煤层瓦斯含量在10 22m3 t 主采煤层大多是突出煤层 全公司瓦斯涌出量自97年 03年 473m3 min 820 9对生产矿井 8对突出矿井 瓦斯问题极为严重 根据瓦斯这一瓶颈问题 从系统角度提出总体解决方案 97年 03年 采煤工作面 60 34个 通风能力增强掘进工作面 240 120个 通风能力增强工作面单产 2 4万吨 7万吨掘进单进 80m 150m生产效率 0 84 4吨机械化程度 28 80 1 6实例说明 10 2事故的概念和特性2 1事故的定义 科学定义结合事故共性与生产系统本身特点 具体生产过程中事故的定义 即 生产事故是指在生产活动中 由于人们受到科学知识和技术力量的限制 或者由于认识上的局限 有的还不能防止 或能防止而未有效控制出现的违背人们意愿的具有现象上偶然性 本质上必然性的事件序列 它的发生 造成的结果具有随机性 即事故的发生可能迫使生产系统暂时或较长时间或永远中断运行 也可能伴随人员伤亡 财产损失和环境破坏 或者其中两者或者三者同时出现 简单定义造成人身伤亡或财产损失的意外事件 11 事故的特性表现为四个方面 1 因果性 条件性和规律性事故的发生是由众多原因造成的 其中某一原因作为事故发生的根据之一 这个原因和事故之间具有一定的内在关联性 例如 在煤矿的井下开采过程中 煤矿安全教育不够造成的职工素质低下 安全管理存在缺陷和开采环境的不安全因素 三者结合的结果导致事故 这三个原因与事故具有因果联系 也是事故发生的条件 2 偶然性 必然性和可防性从本质上讲 事故属于在一定条件下 可能发生 也可能不发生 随时间发展产生的某些意外情况显现的随机事件 当不安全因素事件充分集合时 事故必然发生 若在事故发生前 消除不安全因素 则可防止事故发生 2 2事故的特性 12 3 潜在性 再现性和预测性事故潜在于不安全隐患之中 安全工作就是发现事故的隐患 并根除其隐患 以人的安全性为主体 可以在自然的客体中 进行事故预测 并不断提高预测的可靠性 这就是人们要进行事故调查分析 按 三不放过 原则处理事故的道理 4 前兆性 爆发性和扑灭性事故发生具有预兆 在事故预兆出现到事故形成这一段时间内 组织快速抢救 及时扑灭 积极防治事故 这是我们安全工作的一项重要任务 事故四个方面的内在特性是相互关联的 事故的潜在性是煤矿日常事故隐患勘查的基础 事故的再现性是进行事故调查的原因 13 根系统论观点 煤矿生产在一定的环境条件下 通过管理 组织职工利用所需的物质条件 材料 机器 设备 设施 进行作业 在一定环境条件下的生产过程中 管理上的缺陷 物的不安全状态形成事故隐患 若存在人的不安全行为触发事故隐患 则发生伤害事故 事故形成四因素条件用集合公式表示为事故 环境不安全条件 管理上的缺陷 物的不安全状态 人的不安全行为 在 人 管理 物 环境 系统中 各因素间关系如图所示 从图中可看出 四因素中 人的因素是中心位置 是主导因素 管理因素是关键 物的因素是根据 环境因素是条件 2 3事故形成的基本要素 14 按事故形成因素分 责任事故和非责任事故1 责任事故责任事故是指人们在生产 建设工作中不执行有关安全法规 违反规章制度 包括领导人员违章指挥和职工违章作业 而发生的事故 2 非责任事故 分以下三种 1 自然事故 在目前科技条件下 地震 海啸 暴风 洪水等都是不可防止发生的天灾 但要尽可地早期预测预报 把 灾害 限制在最低限度内 这类灾害 目前在矿山井下并不多见 煤矿常发多见的事故并不是自然事故 2 技术事故 这类事故是因当时科学技术水平的限制 人们认识不足 技术条件尚不能达到而造成的 3 意外事故 突然发生出乎意料 来不及处理而造成的事故 据统计 绝大部分事故属于责任事故 非责任事故只占很少一部分 2 4事故分类 15 按事故伤害的对象分类事故可分为伤亡事故和非伤亡事故 1 伤亡事故伤亡事故是指企业职工在生产劳动过程中 发生人身伤害 急性中毒等突然使人体组织受到损伤或某些器官失去正常机能 致使负伤机体立即中断工作 甚至终止生命的事故 2 非伤亡事故非伤亡事故是指企业在生产活动中 由于生产技术管理不善 个别职工违章 设备缺陷及自然因素等原因 造成的生产中断 设备损坏等 但是无人员伤亡的事故 16 按照伤害程度和伤亡人数分类轻伤事故 指负伤职工中只有轻伤的事故 重伤事故 指负伤职工中只有重伤 多人事故时包括轻伤 的事故 死亡事故 指一次死亡1至2人 多人事故时包括轻伤 重伤事故 的事故 重大伤亡事故 指一次死亡3至9人的事故 特大伤亡事故 指一次死亡10至29人的事故 特别重大事故 根据国家煤矿安全监察局 煤矿事故调查与处理暂行办法 为一次死亡30人及其以上或者造成直接经济损失1000万元及其以上的事故 对于特别重大事故的界定 根据国务院34号令确定 17 3事故损失及危害 根据事故的定义 事故的发生一定伴随损失 事故损失 指由于事故造成的生命与健康的丧失 物质或财产的毁坏 时间的损失 环境的破坏 事故损失从法律上界定成人的生命和健康伤害 物和环境破坏两部分 一般地说 分成人的生命 健康损失和经济 财产损失两部分 但是法律上最终还是以经济标准来衡量生命和健康损失的严重程度 对事故损失进行正确评价 有利于事故的处理 也有利于事故的预防 事故不仅造成直接损失 还造成其他的危害和影响 18 事故危害事故除了会造成人员伤亡 财产损失或环境破坏等直接损失外 还会造成无形的危害 其影响可能比直接的损失更为深远和严重 1 事故发生使人们对煤炭行业产生畏惧心理 使之认为煤炭行业是高危行业 造成人才的流失和匮乏 严重影响煤炭行业的可持续发展 2 事故发生不利于社会的稳定 一起大的事故发生 往往会造成煤矿企业的停产 造成人员的失业 另一方面 由于在煤矿事故中伤亡人员都是主要劳动力 因事故死亡 造成其家庭没有生活来源 3 影响国家形象 煤矿事故的发生从一个侧面反映了一个国家煤矿企业的管理水平和技术水平比较低下 19 4事故致因理论 事故的致因理论模式 是关于事故过程 性质和原因的总体的 综合的 原则的模式 事故的理论模式也称为事故致因理论 事故致因理论对于人们认识事故本质 指导事故调查 事故分析 事故预防及事故责任者的处理有重要作用 目前世界上的事故理论模式有12种 而我国广为认同的主要有人的失误论 多米诺骨牌理论模型和综合模型 最流行且被国内外广泛接受的就是综合模型 20 人的失误论认为 一切失误都是由于人的失误造成的 如工人操作失误 管理监督失误 计划设计失误 领导决策失误等 我国受这种理论的影响很深 具体表现在对事故的分析 处理和决策上 过分强调人的作用 实际上 在生产过程中 不仅有人的因素 而且有物质因素在起作用 如设备 原材料 客观环境 对于煤矿企业 这种物质因素有时对事故的产生起了决定性的作用 4 1人的失误论 21 多米诺骨牌模型描述了一个结束于伤害的事故单线致因链 如图所示 这个链由下述五种因素组成 即 1 社会环境和管理缺陷 2 人为过失 3 不安全行为 4 意外事件 5 对人的伤害 5 图事故致因多米诺骨牌模型1 社会环境和管理缺陷 2 人为过失 3 不安全行为 4 意外事件 5 对人的伤害 1 2 3 4 4 2事故致因多米诺骨牌模型 22 多米诺骨牌模型的中心思想认为引起事故的直接因素是不安全行为和物质危险条件 而且人的不安全行为是最常见的起因 事故的间接因素是管理 它是和社会环境的影响分不开的 该模型的缺点 将各因素的致因能力表达成相同的 这在理论上是不严谨的 且认为如果人一旦有不安全行为 将出现一个事故和产生伤害 其绝对推理是不正确的 因为构成链的因素间的因果关系是或然的 概率的 而非绝对的 确定的 但重要的是它阐明了事故致因链的概念 对事故调查模式的建立 具有一定的价值 23 事故的发生不是偶然的 有其深刻的内在原因 包括直接原因 间接原因和基本原因 事故是由基本原因诱发间接原因 再由间接原因形成直接原因 最后由直接原因造成的结果 事故形成的基本要素就是根据事故致因综合模型确定 事故致因综合模型事故致因图见图所示 4 3事故致因综合模型 24 25 直接原因定义 物的不安全状态和人的不安全行为 煤矿井下常见的不安全行为操作生产设备的速度不当 设备操作人员不合格 设备误操作 设备有缺陷 安全装置未起作用 工人们没有注意需重点保护的设备 没有配置人身保护装置 材料错误堆放和装载 设备错误堆放 工作位置失当 搬运重物的姿势不对 在设备运行时进行修理 恶作剧 酗酒 煤矿井下常见的不安全条件井下危险的大气环境 如含有瓦斯 煤尘 烟雾 蒸汽等 支架或相应的保护装置不合格 工具 设备或材料有缺陷 工作场所拥挤 报警系统出现问题 缺少称职的管理人员 噪声过大 井下照明不良 通风不良 辐射 26 事故的间接原因定义 导致不安全行为 不安全状态产生的深层次原因 即管理缺陷以及一些个人因素 一般来说 间接原因 管理原因 应当包括 1 对物的管理 有时称技术原因 包括 技术 设计 结构上有缺陷 作业现场 作业环境的安排设置不合理等缺陷 防护用品缺少或有缺陷等 2 对人的管理 包括 教育 培训 指示 对作业任务和作业人员的安排等方面的缺陷或不当 3 对作业程序 工艺过程 操作规程和方法等的管理 4 安全监察 检查和事故防范措施等方面的问题 27 GB6442 86规定的间接原因 1 技术和设计上有缺陷 工业构件 建筑物 机械设备 仪器仪表 工艺过程 操作方法 维修检验等的设计 施工和材料使用存在问题 2 教育培训不够 未经培训 缺乏或不懂安全操作技术知识 3 劳动组织不合理 4 对现场工作缺乏检查或指导错误 5 没有安全操作规程或不健全 6 没有或不认真实施事故防范措施 对事故隐患整改不力 7 其他 28 事故的基本原因 或称重要原因 主要原因事故的基本原因即是造成间接原因的因素 包括经济 文化 学校教育 民族习惯 社会历史 相关法律等 我国以往对事故致因的调查往往仅局限于事故的直接原因和间接原因 且在制订事故的防范措施时也只注意到直接原因和间接原因的辨认和纠正 但对为何会因管理因素 间接原因 而引发事故 却没有深究 实际上 间接原因和直接原因的形成 有其更内在的因素 即事故基本原因存在 往往一个地区 甚至整个国家 对于煤矿企业 造成事故的基本原因往往相同 只有在对事故的基本原因作出正确的辨认和纠正后 才可能在大范围内 如一个矿务局 整个国家等 使安全状况得到全面切实最终的改善 29 实例分析 下面以瓦斯爆炸为例 对事故致因进行简单说明 直接原因是 瓦斯积聚 过量的危险物质 不安全环境 产生明火 不安全行为 两者结合 即造成瓦斯爆炸 产生高温高压和有毒有害气体 造成人身伤害和财产损失 间接原因是 管理层对瓦斯管理不重视 致使造成瓦斯积聚 管理因素 没有组织职工进行相关的法律法规和技术教育 致使职工违章操作 管理因素 基本原因可能是 没有相对健全的法律保证 即使发生爆炸 不对管理者造成毁灭性的严惩 致使管理者不重视瓦斯爆炸 法律因素 因各种社会因素 致使职工在工作时浮躁 操作时 即使了解相关的规章制度 也视而不见 习惯因素 等 30 一般人们在分析事故的致因时 往往只注意到直接原因 即不安全环境 如瓦斯积聚 点火源存在等 和不安全行为 如违章作业 隐患失察等 对其它因素 如管理 决策 工人适应相关工种的能力 工人的心理 生理因素 生产的环境因素影响等间接或基本原因 的重视 还没有上升到应有的高度 不利于吸取事故教训 促进安全管理 综上所述 事故产生的过程是 由于 社会因素 产生 管理因素 进一步产生 生产中的危险因素 通过偶然事件触发而发生伤亡 损失 4 4结论 31 目前国内外事故调查模式是根据事故致因综合模型确定的 根据事故综合模型 事故调查的目的 1 查清事故的发生原因 直接原因 间接原因和基本原因 2 确定事故性质和责任 确定事故是否属于非责任事故或责任事故 确定有关人员的主要责任 管理 技术 法律 3 提出预防类似事故发生的技术 管理措施 在事故调查中应注意 1 调查依据 引用的法律 法规 标准必须正确科学适用 2 调查的主要注意力要放在弄清事故原因上 而不是放在追查事故责任上 3 事故调查的中心任务是确定事故发生原因的正确性 核定收集事故信息的正确性 4 5事故调查模式 32 第二章煤矿安全事故分析 煤炭工业是关系国家经济命脉的重要基础产业保证了国民经济和社会发展的需要 33 1 煤炭工业的地位 1 1煤炭工业是关系国家经济命脉的重要基础产业煤炭是我国的主体能源和重要原料 煤炭在我国一次能源生产和消费结构中的比重分别占76 0 和68 9 我国76 的发电能源 76 的工业燃料和动力 60 的民用商品能源 70 的化工原料都是煤炭提供 34 1 煤炭工业的地位 1 2保证了国民经济和社会发展的需要十一期间 煤炭产量增长了69 7 2005年煤炭产量达到21 9亿t 2006年煤炭产量达到23 25亿t 同比增长8 1 35 2 煤炭工业的基本特点 煤炭工业是资源性行业 发展不平衡煤炭工业是高危险行业煤矿分布与类型煤矿生产能力概况 36 2 煤炭工业的基本特点 2 1煤炭工业是资源性行业 发展不平衡煤矿的寿命取决于拥有的资源量 安全生产状况受其资源条件的限制 煤炭资源条件差别很大 开采条件中等偏下水平 大多数煤矿远离经济发达地区 企业发展不平衡性在工业行业中十分突出 37 2 煤炭工业的基本特点 2 2煤炭工业是高危险行业煤矿存在瓦斯 自然发火 突水 爆炸等多种灾害隐患 致灾因子共存于同一作业空间 容易引发事故 我国煤矿主要是井工矿 开采深度深 作业环境 照明等条件差 不利于生产安全 容易引起多种灾害的藕合 38 2 煤炭工业的基本特点 2 3煤矿分布与类型27个省 市 区 1264个县均有分布 占我国县级行政区划的44 2 到2005年4月全国煤矿总数为24813处 其中小煤矿数20622处 30万t a及以下 国有重点煤矿68处 其中纳入45户重点监近代企业的矿井414处 装备水平和集约化程度在不断提高 生产规模逐步扩大 已形成3000万吨级以上的煤矿企业10家 其中亿吨级特大企业2家 5000吨级大型企业3家 39 2 煤炭工业的基本特点 2 4煤矿分布与类型年产400 600万吨综采技术装备实现了国产化 2005年国有重点煤矿采煤机械化程度达到82 7 安全高效矿井2005年增加到197个 安全高效矿井的百万吨死亡率 基本与美国等先进采煤国持平 约为0 064 不到全国煤矿平均水平的1 50 国有地方煤矿2210处 中小煤矿居多 总体生产技术水平不高 装备差 乡镇煤矿约21022处 开采方法落后 整体装备水平低 基本采用非机械开采 缺乏足够的安全保障 40 2 煤炭工业的基本特点 2 5煤矿生产能力概况我国煤矿以井工矿为主 露天矿仅占0 3 产能占5 井工矿又以小型矿井为主 30万吨 年以上大中型矿井约758处 占3 05 产能占54 30吨 年以下的小型矿井占96 95 其中6万吨 年以下的矿井占82 94 产能占24 5 41 2 煤炭工业的基本特点 2 6煤矿生产能力概况煤矿生产能力得到了充分利用 尤其是进入21世纪以来 煤炭产量超常增长 从2000年的12 99亿t 增长到2005年的21 9亿t 年增增长1 78t 2006年又达到23 25亿t 同比增长8 1 在世界煤炭开采史上绝无仅有 42 2 煤炭工业的基本特点 图11999 2006年全国煤炭生产情况 43 2 煤炭工业的基本特点 图2各所有制煤矿全年煤炭产量统计 44 2 煤炭工业的基本特点 2 7煤矿生产能力概况国有煤矿整体上已接近满负荷生产 国有重点煤矿的能力利用系数为0 96 国有地方为0 89 33 5 的国有重点矿 13 2 的国有地方矿超能力生产 2004 2005年在产能无明显增加的情况下 分别增产2 7亿t和1 98亿t 45 3 煤矿主要灾害及其危害程度 瓦斯灾害尘害自然发火水害冲击地压灾害主要灾害的变化态势 46 3 煤矿主要灾害及其危害程度 3 1瓦斯灾害我国煤层瓦斯赋存量高 导致煤矿瓦斯灾害严重 我国煤矿几乎都有瓦斯涌出 高瓦斯和突出矿井多 国有重点煤矿中占49 8 是始突深度最小的国家 是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家之一 47 3 煤矿主要灾害及其危害程度 3 2尘害87 37 的国有重点煤矿存在煤尘爆炸危险 发生过4次死亡百人以上的纯煤尘爆炸事故 瓦斯与煤尘共存条件下 相互促进危险性增大 发生过最大的瓦斯煤尘爆炸事故和8次死亡百人以上的瓦斯煤尘爆炸 导致矿工患尘肺病 48 3 煤矿主要灾害及其危害程度 49 3 煤矿主要灾害及其危害程度 3 3自然发火72 06 的大中型煤矿 自然发火严重或较严重 51 3 的国有重点煤矿存在自然发火危险 几乎所有产煤区都存在自然发火危险 重点产煤区尤为严重 露天矿也存在自然发火危险 北方煤田煤田火灾问题突出 50 3 煤矿主要灾害及其危害程度 3 4水害我国煤矿水文地质条件比较复杂 奥灰岩溶水威胁华北煤田煤矿生产安全 30年间发生过200多起淹井事故 采空区 老空积水已成为煤矿一大隐患 51 3 煤矿主要灾害及其危害程度 3 5冲击地压灾害102处各类煤矿发生过程度不同的冲击地压 大中型煤矿中5 的煤矿存在冲击地压危险 随着采深增加 冲击地压将有所加重 52 3 煤矿主要灾害及其危害程度 3 6主要灾害的变化态势我国煤矿开采深度平均每年增加10 20m 煤矿相对和绝对瓦斯涌出量随之增大 煤与瓦斯突出危险性也增加 受冲击地压威胁的区域在扩大 发生频度和强度也在加大 热害已成为矿井新的灾害 容易导致继发性灾害发生 53 4 我国煤矿灾害事故现状 煤矿整顿关闭和瓦斯治理两个攻坚战取得初步成效 煤矿安全生产保持了总体稳定 趋于好转的发展态势 但煤矿事故总量过大 重大事故上升 非法 违法生产现象严重 安全生产形势依然严峻 54 4 我国煤矿灾害事故现状 2006年全国煤矿安全生产呈现 四个大幅度下降 一个杜绝和一个上升 的特点 事故总量 特大事故 特别重大事故 百万吨死亡率大幅度下降 杜绝了百人以上事矿 重大事故上升 55 4 我国煤矿灾害事故现状 事故总量分析按所有制分析百万吨死亡率分析重大灾害事故分析特大灾害事矿分析煤矿灾害事故类型多 瓦斯是 第一杀手 采掘工作面事故最多乡镇故事故多发 非法开采矿井安全问题严重安全生产发展不平衡 存在显著区域性差别 56 4 我国煤矿灾害事故现状 4 1事故总量分析煤矿安全生产形势在我国工业企业中最为严峻 我国煤矿灾害事故死亡人数也是主要采煤国中最高的 每年发生各类灾害事故3000起左右 死亡6000人左右 2006年煤矿死亡人数首次降到4800人以下 是30年来最低 57 图31976 2006年煤炭产量与事故死亡总人数统计 58 4 2按所有制分析我国煤矿事故死亡人数中 发生在乡镇煤矿的事故死亡人数占70 以上 国有地方占14 左右 国有重点占16 左右 59 图4全国煤矿事故起数按所有制统计 60 图5全国煤矿事故死亡人数按所有制统计 61 854 816 4357 984 570 4384 2000 2001 2002 2003 2004 2005 图62000 2005年我国各类煤矿事故死亡人数 国有重点煤矿 国有地方煤矿 乡镇煤矿 62 4 3百万吨死亡率分析十五期间由2000年的6 04下降到2005年的2 81 五年间下降53 48 国有重点煤矿下降了49 61 国有地方煤矿下降了55 86 乡镇煤矿下降了67 57 2006年下降到2 041 同比下降27 49 63 图72000 2005年我国煤矿百万吨死亡率变化情况 0 96 2 81 3 08 3 71 5 00 5 03 6 04 1 90 1 94 4 40 5 53 17 06 0 5 10 15 20 2000 2001 2002 2003 2004 2005 年份 百万吨死亡率 全国煤矿 国有重点煤矿 国有地方煤矿 乡镇煤矿 64 图82004 2006年百万吨死亡率统计 65 图91949 2006年百万吨死亡率变化情况 66 4 4重大灾害事故分析一次死亡3 9人重大事矿呈逐年下降趋势 2006年同比有所上升 发生237起 死亡1072人 67 2040 430 1723 391 1587 336 1423 321 1257 286 1085 247 877 208 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 年份 图101999 2005年我国煤矿重大事故起数和死亡人数 死亡人数 事故起数 68 4 5特大灾害事矿分析一次死亡10人以上特大事矿总体呈逐年下降趋势 2006年特大事故起数和死亡人数是15年来最低 应高度重视特大和特别重大事矿的预防 进入21世纪以来 煤矿先后发生8起特别重大事故 造成了重大损失和负面影响 69 图111997 2006年特别重大事故统计 70 4 6煤矿灾害事故类型多 瓦斯是 第一杀手 1 瓦斯事故是煤矿安全的 第一杀手 瓦斯事故死亡人数多 平均一起事故死亡3 55人 事故起数和死亡人数分别占总数的15 64和33 44 顶板事故发生频率最高 平均一起事故死亡1 18人 事故起数和死亡人数分别占53 06 和37 03 瓦斯和顶板事矿起数之和和死亡人数之和均占事故和死亡人数总数的70 左右 71 图122001 2005我国煤矿事故类别分析 72 四 我国煤矿灾害事故现状 2 瓦斯事故危害性大2001 2004年 一次死亡10人以上的特大事故中瓦斯事故占80 一次死亡30人以上特别重大事故 瓦斯事故占83 22起死亡百人以上的特别重大事故中 瓦斯煤尘事故20起 事故起数和死亡人数分别占91 和94 73 4 7采掘工作面事故最多2002 2004年 国有煤矿重特大事故中 采掘工作面事故起数和死亡人数均占75 以上 其中 掘进工作面事故起数和死亡人数分别占40 92和42 62 重特大突出事故中 掘进工作面占68 75 瓦斯煤尘爆炸事故中 掘进工作面占57 14 2006年重大事故中 掘进工作面占42 2 采煤工作面占29 74 4 8乡镇矿事故多发 非法开采矿井安全问题严重2000 2004年间 乡镇煤矿生产煤炭23 05亿吨 占总产量32 11 事故死亡21683人 占事故总死亡人数的70 57 2006年乡镇矿事故起数和死亡人数分别占73 和72 3 2006年39起特大事故中 违法生产矿井事故起数 死亡人数分别占51 和52 非法生产矿井约占8 关闭矿井均占1 75 4 9安全生产发展不平衡 存在显著区域性差别 1 2006年的区域特点 多数省 区 市 安全状况好转 重点省 市 安全状况趋于好转 少数省市事故多发 部分省 区 市 事故反弹 76 2 矿区存在显著差异神东 兖州等矿区安全生产已达到世界先进水平 一大批矿区百万吨死亡率已降到0 5以下 仍有一些矿区百万吨死亡率超过10 77 第三章煤矿事故的处理原则 在科技部 发改委 国家安全监管总局的支持下 通过多年的科技攻关 煤矿灾害防治技术得到了发展 初步形成了防治技术体系 由于煤矿分布广 地质条件差异性大 不少技术在应用中还存在需要再创新的问题 1 煤矿灾害防治技术及主要问题 78 瓦斯防治技术煤矿火灾防治技术煤矿水灾防治技术防隔爆技术 79 1 1瓦斯防治技术我国已经形成了由工艺技术 仪器仪表 专用装备构成的瓦斯灾害防治技术体系 包括 煤层瓦斯含量预测 空气中瓦斯 甲烷 浓度测定 煤矿安全监测监控 瓦斯抽放 防止瓦斯煤尘爆炸 煤与瓦斯突出预测和综合防突等技术体系 80 1 1瓦斯防治技术 1 井下空气中瓦斯浓度测定技术我国煤矿瓦斯浓度测定仪器有 基于热催化原理的甲烷浓度检测报警仪和传感器 基于光干涉原理的瓦斯测定器 基于热导原理的高浓甲烷传感器和测定仪 存在的主要问题 反应元件寿命短 稳定性差 响应慢 81 1 1瓦斯防治技术 2 煤矿安全监测监控系统形成了以KJ系列为主的产品 占据了国内市场 全国509处重点煤矿矿井装备了安全监控系统 新的 安全规程 要求 所有矿井必须装备矿井安全监控系统 主要存在问题 系统之间瓦不兼容 信息不能共享 提前预警能力差 控制功能单一 防止继发性灾害能力不足 82 1 1瓦斯防治技术 3 瓦斯抽放和利用技术是煤矿瓦斯灾害治本之策 形成了本煤层预抽 抽放邻近层斯 抽放采空区瓦斯等多种瓦斯抽放工艺和配套的钻机 抽放设备 抽放管网监测系统等构成的成套技术 国有重点煤矿装备固定抽放系统308套 2005年抽放总量达到23亿m3 阳泉 晋城 淮南 松藻 抚顺 盘江 水城等矿区年抽放量超过1亿m3 2006年抽放总量达到26亿m3 83 图11997 2005国有重点煤矿瓦斯抽放量 亿m3 84 地面煤层气开发经过10多年的发展取得了重大进展 已经认识到煤层气的开发应与煤炭开采相结合才能获得好的结果 2006年煤层气井近700口 累计钻探井数1373口 施工了多分支水平井7口 地面煤层气仍处于工程示范阶段 85 存在的问题 我国煤层透气性差 预抽瓦斯难度大 缺乏效果好的抽放技术 高瓦斯 松软突出煤层钻孔施工困难 缺乏钻进装备和钻孔工艺技术 定向长钻孔 1000m 钻进钻机与钻孔工艺缺乏 未能全面实现 先抽后采 采抽比例失调 低浓度瓦斯利用缺乏安全保障技术 瓦斯抽放 利用成本较高 缺少政策支持 86 煤与瓦斯突出防治技术我国已经形成了突出预测 突出防治措施 防突效果检验和安全防护的 四位一体 综合防突技术体系 在生产中应用取得良好效果 存在的问题 对构造煤 瓦斯地质 地应力场等基本问题的研究深度不够 煤与瓦斯突出机理未完全认识 延期突出发生次数增加 缺乏有效的技术对策 需要提高突出预指标临界值的准确性和指标的可靠性 保护层开采技术应用条件苛刻 适用范围受到限制 87 1 2煤矿火灾防治技术煤矿火灾以自燃火灾为主 已形成了煤炭自然发火预测测报技术 自燃火灾防灭火技术 包括束管监测系统 氮气防灭火技术 凝胶 泥浆和粉煤灰防灭火技术 阻化剂防火技术等 外因火灾防治方面 形成了胶带输送机火灾监测与自动灭火技术 惰泡 泡沫 惰气 氮气灭火技术 火区快速封堵及防漏风技术 88 1 2煤矿火灾防治技术存在的问题实际自燃环境条件下 火灾的预测指标和方法煤炭自燃初期识别技术尚未突破隐蔽火源探测与定位技术仍是难题火灾与瓦斯爆炸相互转化的规律尚未掌握 缺乏相关控制手段 89 1 3煤矿水灾防治技术以查清水文地质条件为主 分析水力联系 探找矿井充水规律 在此基础上 提出防治水技术措施是目前防治水主要方法 矿井水文物探得到了发展 形成了包括钻孔无线电波透视仪 水位遥测系统 防爆直流电法仪 防爆音频电穿透仪 无线电透视系统系统和高密度电法测量系统等物探技术构成的水文地质探测技术体系 存在的问题 矿井水害形成机理认识不清 对老窑水和奥灰岩溶水的分布规律和富水性尚未掌握 缺乏有效探测技术 90 1 4防隔爆技术已经研发成功被动式隔爆棚技术并在全国推广 自动抑爆技术已取得突破 初步形成两大类多种类型构成的被动和自动抑爆技术 存在问题 被动式隔爆棚的正确应用 解决棚架块速 方便移设的方法 提高自动抑爆装备抗干扰能力和进一步减小动作滞后时间 91 2 煤矿灾害防治的技术及对策 实施先进适用技术推广应急计划 提高煤矿安全保障能力突破关键技术 实现支撑发展加强防灾基础研究 引领防灾技术发展 92 2 1实施先进适用技术推广应急计划 提高煤矿安全保障能力鉴于煤矿地质条件的差异性大 灾害防治技术工艺性强 可复制性差的特点 对行之有效的安全技术结合使用点条件进行集成创新 采取工程示范 以点带面的方法 尽快在全国煤矿推广 93 重点推广五方面技术 1 瓦斯抽放技术 开采保护层技术 突出预测预报技术 2 煤矿安全监控系统 合理配置监控系统功能 有条件的矿区 地区实现联网 促进信息共享 3 推广自然发火早期预测预报技术 注浆 阻化剂 凝胶 氮气等综合防更火技术 4 全面采用被动式隔爆技术 提高安全保障能力 5 认真贯彻国家安全生产监管总局提出的安全质量标准化工作方针 推广行之有效的 质量标准化 安全创水平 的全面质量管理措施 94 2 2突破关键技术 实现支撑发展坚持有所为 有所不为的方针 从煤矿安全最紧迫的需求出发 着力突破以瓦斯防治为重点的关键技术 共性技术 支撑煤矿安全技术的发展和保障能力的提高 95 12个突破重点和方向 1 提高热催化元件的寿命和稳定性 确保瓦斯检测 报警的需要 2 开发红外 光纤等光学原理的CH4 CO CO2测定仪和传感器 为煤矿提供新的检测技术 3 尽快突破 完善工业以太网 现场总线的宽带网络型煤矿安全监控系统的技术关键 为安全监控系统升级提供支撑 4 研究处理能力强 智能化程度高的煤矿灾害预警技术 提高监控系统对瓦斯等灾害的预警能力 96 5 研究适合高地应力 高瓦斯 松软突出煤层条件的钻机和钻进工艺及瓦斯抽放技术 6 研究超长定向水平钻孔钻机与钻进工艺及预抽瓦斯技术 7 研究井下 地面 采煤采气协调开发技术 把高瓦斯煤层转化为低瓦斯煤层实现安全生产的技术与装备 8 研究探测矿井小构造和瓦斯富集区的地球物理方法及装备 97 9 完善煤与瓦斯突出预测预报技术 提高预报准确性 研究延期突出的预测和预防技术 10 突破煤层自然发火初期的预测预警技术 研究基于气味检测技术的早期预测方法 11 研究矿井隐伏导水构造长距离精细探查与空间定位技术与装备 研究探测老空区的空间展布 位置 深度 富水状态等关键信息的高精度物探技术 12 研究应对煤矿突发瓦斯异常涌出的技术对策 提高处置因冲击地压 初次放顶等引发瓦斯涌出异常的能力 98 2 3加强防灾基础研究 引领防灾技术发展针对煤矿灾害基础研究十分薄弱 对灾害发生机理认识不足 防灾技术适应性不强的现状 利用全社会科技资源 围绕主要灾害发生机理 演化过程等领域开展研究 99 重点开展8个方面的基础研究 1 研究煤与瓦斯突出 冲击地压等煤岩动力灾害发生机理 2 研究构造煤的成因 分布规律 物化特性等科学问题 3 系统研究煤层瓦斯赋存 运移及涌出规律 4 研究瓦斯煤尘爆炸特性及其演化 传播规律 100 5 研究冲击地压等煤岩动力灾害与瓦斯异常涌出的相关性 以及多种致灾因子藕合发生继发性灾害的机理 6 研究煤矿隐蔽火源特性及探测技术 7 研究大埋深快速机械化采煤条件下的突水机理 8 研究煤层隔水底板的防水效应 101 第四章矿井火灾灾害救灾技术 102 河南新密东兴煤矿发生重大火灾事故致25人死亡 103 事故现场 2010年3月15日20时30分 河南新密市东兴煤业有限公司主井西大巷第一绕巷发生电缆着火事故 当班入井31人 6人安全升井 25人遇难 该矿属 六证 不全 违法生产 104 105 湖南湘潭煤矿发生火灾已致25人死亡 106 2010年1月5日13时40分 湘潭县谭家山镇立胜煤矿井下负240米处在生产过程中发生电缆起火事故 井下被困矿工人数为28人 107 108 109 110 第一节基本概念和理论概述第二节矿井火灾处理 111 第一节基本概念和理论概述主要内容 一 矿井火灾发生的基本要素二 矿井火灾的分类三 煤炭自然发火四 矿井火灾的危害五 火风压六 矿井火灾防治的技术途径 112 一 矿井火灾发生的基本要素 1 可燃物 2 助燃剂 O2 3 热源 火灾的3个要素必须同时存在 且达到一定的数量 才能引起矿井火灾 缺少任何一个要素 矿井火灾就不可能发生 113 二 矿井火灾的分类 1 根据不同引火热源 矿井火灾可分为外因火灾和内因火灾 2 根据不同发火地点 矿井火灾分为井筒火灾 巷道火灾 采煤工作面火灾 煤柱火灾 采空区火灾和硐室火灾 3 根据不同燃烧物 矿井火灾可分为机电设备火灾 火药燃烧火灾 油料火灾 坑木火灾 瓦斯燃烧火灾和煤炭自燃火灾 114 三 煤炭自然发火 1 煤的氧化自燃过程其过程如图2 1 1所示 1 潜伏期 2 自热期 3 自燃期 在 矿井防灭火规范 中规定出现下列现象之一 即为自然发火 图2 1 1煤自燃发展过程示意图 115 1 出现明火 火炭或烟雾等现象 2 由于煤炭自热而使煤体 围岩或空气温度升高至70 以上 3 由于煤炭自热而分解出CO C2H4或其它指标气体 在空气中的浓度超过预报指标 并呈逐渐上升趋势 2 煤炭自燃的条件从煤的氧化自燃过程可以看出 煤炭自燃必须具备以下三个条件 1 煤炭具有自燃的倾向性 并呈破碎状态堆积存在 2 连续的通风供氧维持煤的氧化过程不断地发展 3 煤氧化生成的热量能大量蓄积 难以及时散失 116 3 煤的自然发火期煤炭自然发火是一渐变过程 要经过潜伏期 自热期和燃烧期三个阶段 因此 具有自燃倾向性的煤层被揭露后 要经过一定的时间才会自然发火 这一时间间隔叫做煤层的自然发火期 是煤层自燃危险在时间上的量度 自然发火期愈短的煤层 其自燃危险性愈大 117 4 影响煤炭自然发火的因素煤炭自然发火是一个复杂的物理化学过程 影响煤炭自然发火的因素较多 概括起来主要有如下几个方面 1 煤的自燃倾向性煤的自燃倾向性主要取决于以下几个方面 煤的变质程度 煤的孔隙率和脆性 煤岩成分 煤的水分 煤中硫和其他矿物质 煤中的瓦斯含量 2 煤层的赋存地质条件 煤层越厚与倾角 地质构造 煤层埋藏深度 围岩的性质 118 3 开拓系统4 采煤方法5 漏风条件 如图2 1 2 图2 1 2采空区散热 自燃 窒息三带分布示意图 119 四 矿井火灾的危害 矿井火灾的发生具有严重的危害性 主要表现在以下几个方面 1 人员伤亡 2 矿井生产接续紧张 3 巨大的经济损失 4 污染环境 120 五 火风压 图2 1 3 1 火风压的计算方法如图2 1 3所示 2 火风压的特性l 火风压产生于烟流流过的有高差的倾斜或垂直巷道中 2 火风压的作用相当于在高温烟流流过的风路上安设了一系列辅助通风机 3 火风压的作用方向总是向上 121 3 风流的紊乱形式1 旁侧支路风流逆转 如图2 1 4所示 2 主干风路烟流逆退 如图2 1 5所示 图2 1 4旁侧支路风流逆转 图2 1 5主干风路烟流逆退 122 3 火烟滚退 如图2 1 6所示 图2 1 6火烟滚退示意图 123 六 矿井火灾防治的技术途径 一 外因火灾防治的技术途径外因火灾是由外部火源引起的火灾 预防外因火灾发生的技术途径有两个方面 一是防止火灾产生 二是防止已发生的火灾事故扩大 以尽量减少火灾损失 124 1 预防外因火灾产生的措施1 防止失控的高温热源产生和存在 2 尽量不用或少用可燃材料 不得不用时应与潜在热源保持一定的安全距离 3 防止产生机电火灾 4 防止摩擦引燃 防止胶带摩擦起火 胶带输送机应具有可靠的防打滑 防跑偏 超负荷保护和轴承温升控制等综合保护系统 防止摩擦引燃瓦斯 5 防止高温热源和火花与可燃物相互作用 125 2 预防外因火灾蔓延的措施其措施有 在适当的位置建造防火门 防止火灾事故扩大 每个矿井地面和井下都必须设立消防材料库 每一矿井必须在地面设置消防水池 在井下设置消防管路系统 主要通风机必须具有反风系统或设备 并保持其状态良好 二 自然发火防治的技术途径 126 第二节矿井火灾处理主要内容 一 发生矿井火灾时应采取的措施二 风流控制三 矿井灭火方法四 高瓦斯矿井处理火灾时的注意事项五 火区的管理与启封 127 一 发生矿井火灾时应采取的措施 矿井发生火灾时 每个人都必须严守纪律 服从命令 决不能惊慌失措 擅自行动 一 撤出及救护灾区人员煤矿井下发生火灾时 矿领导及有关人员的首要任务是保护井下人员的安全 应迅速从危险区撤出与救灾无关的人员 同时采取一定的通风措施防止风流逆转 二 侦察火区火灾发生后 应立即派出矿山救护队和辅助救护队人员侦察火区 首先侦察是否有遇难人员 弄清火源的地点 火灾的性质及火灾的范围 为采取有效的灭火措施提供依据 同时 切断火区电源 派专人量风测气 观察顶板动态 注意风流的变化 防止事故扩大 128 二 风流控制 灾变时期通风调度决策正确与否对救灾工作的成败极为重要 1 风流紊乱的原因 规律及其防治1 上行风路产生火风压发生风流逆转的原因主要是 因火风压的作用使高温烟流流经巷道各点的压能增大 因巷道冒顶等原因造成火源下风侧风阻增大 导致主干风路火源上风侧风量减小 沿程各节点压能降低 为了防止旁侧风路风流逆转 主要措施有 降低火风压 保持主要通风机正常运转 采用打开风门 增加排烟通路等措施减小排烟路线上的风阻 129 防止逆退措施是 减小主干风路排烟区段的风阻 在火源的下风侧使烟流短路排至总回风 如图2 5 1 以增加风速 图2 5 2 图2 5 1挡风墙 图2 5 2风障 2 下行风路产生火风压 3 风流逆退的原因 规律及其防治 130 2 火灾时常用的几种通风制度1 维持正常通风 稳定风流这一制度的适用条件是 火源位于采区内部 烟流已弥蔓较大范围 井下人员分布范围大 通风网路复杂的高瓦斯矿井 火源位于独头掘进巷道内 不能停运局部通风机 火源位于采区或矿井主要回风巷 维持原风向有利于火烟迅速排出 减少向火源供风抑制火势发展 2 停风机在以下情况下可考虑 火源位于进风井口或进风井筒 不能进行反风 独头掘进面发火已有较长的时间 瓦斯浓度已超过爆炸上限 这时不能再送风 主通风机已成为通风阻力时 131 3 反风按范围分 有全矿井反风 区域反风和局部反风三种 1 全矿反风 通过主通风机及其附属设施实现 2 区域性反风 在多进 多回的矿井中某一通风系统的进风大巷中发火时 调节一个或几个主通风机的反风设施 实现矿井部分地区风流反向的反风方式 称为区域性反风 3 局部反风 当采区内发生火灾时 主要通风机保持正常运行 调整采区内预设的风门开关状态 实现采区内部局部风流反向 这种反风方式称为局部反风 4 风流短路 132 三 消灭矿井火灾的方法 一 直接灭火法由于发火地点和发火特征的差异 内因火灾与外因火灾在直接灭火时方法有所不同 内因火灾介质法直接灭火的有关技术上一节已经介绍 下面重点介绍外因火灾的直接灭火技术 1 用水灭火用水灭火 简单易行 经济有效 1 水的灭火作用2 用水灭火的注意事项 供水量要充足 确保正常通风 当火势旺时 应先将水流射向火源外围 水能导电 水比油重 因此水不能扑灭油类火灾 133 1 泡沫灭火器 2 5 3所示 图2 5 3泡沫灭火器1 机身 2 机盖 3 玻璃瓶 4 铁架 5 喷嘴 6 碱性药液 7 酸性药液 2 用砂子 或岩粉 灭火把砂子 或岩粉 直接撒在燃烧物体上能隔绝空气 将火扑灭 3 用化学灭火器灭火 2 干粉灭火器目前矿用干粉灭火器是以磷酸铵粉为主药剂的 134 4 高倍数空气机械泡沫灭火高倍数泡沫剂和压力水混合 在强力气流的推动下形成高倍数空气机械泡沫 其工艺系统如图2 5 4所示 图2 5 4高倍数泡沫灭火装置1 风机 2 泡沫发射器 3 潜水泵 4 管路 5 泡沫剂 6 水桶 7 喷嘴 8 棉线网 9 水管 10 水柱计 11 密闭 135 二 隔绝灭火法隔绝灭火法是在直接灭火法无效时采用的灭火方法 1 封闭火区的原则封闭火区的原则是 密 小 少 快 四字 2 封闭火区的方法封闭火区的方法分为三种 1 锁风封闭火区 2 通风