陈家山煤矿“11.28”事故案例ppt课件

陈家山煤矿“11.28”特别重大瓦斯爆炸事故直接原因分析认定报告,1,事故摘要,1事故时间：2004年11月28日7时6分。2事故类别：瓦斯爆炸。3事故性质：责任事故。4爆源点：陈家山煤矿415综放工作面下隅角支架尾梁后侧区域。,2,5直接原因：（1）瓦斯积聚原因：位于415工作面顶部的1#联络巷与高位巷连接处12月24日8点班封闭，造成1#联络巷靠工作面运顺侧为盲巷，形成瓦斯积聚并通过与运顺连接的交叉口及周围裂隙不断涌入工作面下隅角支架尾梁后侧区域，由于1#支架处28日6时冒顶增大裂隙，进一步增加了瓦斯涌出，使该区域瓦斯积聚并达到爆炸界限；（2）点火源：在下隅角靠采空区侧进行强制放顶放炮时引爆瓦斯。,3,事故调查工作安排,技术组和专家组分三个阶段进行调查分析。第一阶段：2004年11月29日至12月12日查阅有关资料，访问有关人员，依据救护队现场勘察报告等资料，进行分析和研究。第二阶段：2005年8月8日至8月13日两次下井现场勘察；据勘察资料、抢险救灾补充资料、进一步询问当事人、查阅资料等，进行深入分析研究和充分讨论，形成认定报告初稿。第三阶段：2005年9月13日至9月16日于2005年9月13日再次到铜川，分组听取各类人员反映意见进一步核定事故直接原因,4,1矿井概况,1）基本概况陈家山矿隶属于陕西省铜川矿务局，属国有企业。走向：5.5km倾斜：3.7km面积：20.4km2可采储量：150Mt设计能力：1.50Mt服务年限：约70年1997年核定生产能力：1.5Mt2004年申报生产能力：2.41Mt,5,2）采掘基本情况开拓方式：平硐与斜井开拓开采方法：走向长壁综合机械化低位放顶煤顶板管理：全部垮落法开采采区：四采区，一矿一面的集约化开采模式采掘布置：415综采队；三个综掘队、两个炮掘队，采掘机械化程度分别达到100%和75.7%。,6,3）通风基本情况全矿通风系统：8进1回、采区分区抽出式通风方式（见通风系统示意）。全矿风量分配：见风量分配图415工作面系统运顺进风量：920m3/min，CH40.1%灌浆巷进风量：1400m3/min1号联络巷风量：120m3/min回顺风量：860m3/min，CH40.68%，排瓦斯量5.85m3/min；高位巷风量：1350m3/min，CH41.8%，排瓦斯量23.67m3/min,7,爆炸前通风系统及风量分配图,1400m3/min,1350m3/min,920m3/min,860m3/min,8,4）瓦斯治理基本情况(煤、气、油共生）2004年矿井瓦斯申报鉴定结果：属高瓦斯矿井矿井绝对涌出量：107.61m3/min矿井相对涌出量：20.44m3/t.d415工作面系统风排瓦斯量：29.52m3/min瓦斯抽放量：20.25m3/min总涌出量：49.77m3/min瓦斯抽放率：40.69%瓦斯抽放系统：3套独立瓦斯抽放方法：走向长钻孔煤层瓦斯预抽、倾斜顺煤层钻孔预抽、掘进工作面边掘边抽、灌浆巷采空区高冒带钻孔卸压抽放等综合抽放方法。,9,5）矿井防灭火及防尘情况煤层自燃状况：易自燃煤层，发火期3-6个月，最短发火期24天；煤尘爆炸指数：35.42%。防灭火措施：灌浆、汽雾阻化、堵漏风、注氮气、注凝胶等综合防灭火措施防灭火系统：灌浆、阻化剂、注氮和注凝胶系统。防尘措施：高压水喷雾洒水降尘。防尘设施：25个转载点喷雾装置，22个净化水幕，10处隔爆设施（水袋）。,10,6）矿井监测监控监测系统型号：KJ66监测监控系统全矿传感器个数：50个瓦斯传感器个数：25个风机开停传感器：10个风门开关传感器：4个CO传感器：2个温度传感器：3个风速传感器：5个负压传感器：1个415传感器布置：见图束管监测系统：KSS-200型,11,415工作面监测系统传感器布置,TCH4TCO,TCH4TCO,TCH4,TCH4,TCH4,15m,10m,1#横川,1#联络巷,TCH4,12,2事故发生经过,2004年11月23日10:2010:30415上隅角起爆松动顶煤，上隅角采空区发生瓦斯爆燃，83#89#架后溜槽处发现明火，并有大量青烟。2004年11月24日12:10上隅角再次发生瓦斯爆燃，工作面烟雾很大。12:14发现53#架的尾梁下部着火，采用洒水灭火，12:36明火扑灭；决定只割煤不放顶煤，加快推进速度。2004年11月28日07时10分井下四泵房安检员韩朝云汇报听到爆炸声、巷道烟雾大，安子沟抽放泵站电话汇报，安子沟风井防爆门被摧毁，有黑烟冒出；事故死亡166人，受伤45人（见图）。2004年12月2日3:25、6:15、7:45、10:53相继发生4次爆炸，没有造成人员伤亡。,13,415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,14,3抢险救灾及现场勘察情况,1）抢险救灾情况11月28日事故后：各救护队相继下井救灾12月2日：相继发生4次爆炸后，重新制定抢险救灾方案，在地面向四皮下山延伸和四总回风下山延伸各施工一个钻孔注水，用水封堵主系统巷道，隔绝415风流。12月10日：实际注水量6.29万m3，但效果不明显。12月29日：在地面向415采空区注水。2005年2月14日：注水完毕。2月16日：达到封堵415所有巷道的效果2月22日8点班：启动主扇，恢复矿井通风8月3日：人员能进入到415面。,15,2）现场勘察情况现场勘查次数：2次现场勘查时间：2005年8月10日、12日现场勘查人员：技术组和专家组成员，以及陈家山煤矿有关人员415勘察范围：415工作面灾区范围416勘察范围：416工作面的灾区范围现场勘查主要证据如下图所示：,16,现场勘查主要证据图,图113、14架间发现放炮器,图51至3架有明显过火痕迹,图43架发现有过火痕迹的编织袋,图38架间发现雷管、炮泥,图210架间发现雷管等,图6下隅角后部溜子有大煤块,图71#架至3#架间有雷管脚线,图84#架处有放炮母线等,下页,17,图113架与14架之间发现的放炮器,返回,18,图210架前立柱间发现雷管、炮泥、雷管脚线,返回,19,图38架前后立柱间发现雷管、炮泥,返回,20,图43架处发现有明显过火痕迹的编织袋、乳化炸药,返回,21,图51至3架立柱、油缸、液压管有明显过火痕迹,返回,22,图6415工作面下隅角与后部溜子平行处，有大煤块,返回,23,图71#架至3#架之间有雷管脚线,返回,24,图84#架处有放炮母线与雷管脚线连接的残余段,返回,25,4爆炸时间的认定,据调度汇报时间、监测系统监测时间，经分析认定，事故发生时间是2004年11月28日07：06，依据如下：（1）矿调度记录井下汇报发生事故时间为7:10，汇报时间通常滞后事故时间几分钟。（2）据矿井瓦斯监测系统时间：415采面回风流和上隅角瓦斯传感器中断时间为6:57:30。因瓦斯监测传感器有滞后时间约30s，监测系统巡检周期30s，故滞后时间约1min；据对监测系统时间的核对，时间慢约10min。（3）安子沟风机监测系统参数于28日07:06:48产生突变。,26,4爆源点的认定,爆源位于415综放工作面下隅角（如图）。,415运顺,415高位巷,415灌浆巷,415回风巷,415工作面,1号联络巷,27,1.据救护队勘察报告分析，爆源位于415工作面，理由如下：（1）据救护勘察，416各掘进面物体位移及倒向表明冲击波方向由外向里，据救护报告和现场勘查，416高位巷未发现人员作业和机电设备，故爆源点不在416运顺、灌浆巷、高位巷、里段尾巷和回顺。（2）据人员伤亡及逃生情况，维修一队、二队、三队及407掘二队人员多数安全逃生，可排除这些地点是爆源点的可能性。（3）据11月29现场勘察，415运顺物体位移及倒向表明冲击波是由里向外，故爆源点不在415运顺。（4）据11月28日救护侦察及逃生人员王克修证言，高位巷和灌浆巷的相连横川风门和密闭墙被破坏，冲向灌浆巷侧。表明冲击波是由回顺、高位巷向灌浆巷冲出；此外爆炸时正在415灌浆巷内的救护队员王克修安全逃生，故爆源点不在415灌浆巷。（5）据救护队侦察报告，415运顺有烟，瓦斯浓度大于5%，415运顺、416掘进面运顺破坏严重，据分析，爆源点不是发生在采空区深部。,28,2.据勘察和技术资料分析，爆源不在415回顺、运顺、高位巷掺新段和一号联络巷，理由如下：（1）据监控系统资料记录，28日1时15分以后415面、回顺和掺新风后高位巷内瓦斯浓度均未超过2.5%的管理浓度界限，不具备发生爆炸的瓦斯条件。（2）415高位巷未掺新风段与采空区连通，1号联络巷与高位巷未掺新风段相联；据救护队28日0：206：10，415高位巷未掺新风段测量数据，瓦斯1220、氧气915，处于爆炸限内（见图）；据证言，1号联络巷于2004年24日8点班打上密闭，至事故当班有积聚高浓度瓦斯的条件，故1号联络巷、高位巷未掺新风段和采空区瓦斯浓度具备引起瓦斯爆炸的条件但是，上述区域无人工作，也无设备，无引爆火源（采空区火源的排出参见火源论证部分）故排出其为爆源。,29,416运顺回风流在11月27日00:0028日7:07瓦斯浓度变化曲线图,30,417回顺回风流在11月27日00:0028日7：07,31,28日415采面瓦斯浓度随时间变化,32,28日415落山瓦斯浓度随时间变化,33,28日415高位巷2#瓦斯浓度随时间变化,34,27日415高位巷6#横川里CH4浓度随时间变化,35,3、据现场作业工序(爆源点图)及现场勘察分析，415下隅角放顶爆破引爆尾梁后部积存瓦斯，理由如下：（1）排除工作面深部采空区残煤燃烧火源引爆为加快415工作面推进度，未放炮松动坚硬顶煤，2427日工作面快速推进27米，顶煤冒落不充分，该27米采空区充填不严实。若27米以深的采空区存在未熄灭的燃烧火源并引起爆炸，爆炸燃烧波会通过充填不严实的27米采空区传至工作面。但是，现场勘察显示，415工作面区域靠采空区侧及支架无爆炸燃烧波传向工作面的迹象。（2）排出工作面上部区域放炮引爆根据证言：28日凌晨工作面上部爆破作业和下部运顺挑顶爆破作业已完成。说明7：06不可能从事工作面上部高位巷两侧松动顶煤爆破、上隅角放顶爆破、下部运顺挑顶爆破工作。,36,（3）根据现场勘查，415工作面液压支架立柱迎向运输机机头方向（下隅角方向）附着煤尘粘焦，显示爆炸波由机头方向向机尾传播；（4）根据现场勘查在415工作面后部溜子电机上方发现有断续的雷管脚线，在第1-2#、3-4#液压支架底部浮煤内35cm处有两段连续的长约1.5m雷管脚线,在5-6#液压支架间发现有长约2m的放炮母线,且与雷管脚线相扭接的母线头在5#液压支架处，10-16#液压支架间有连续长约11m的放炮母线,因而，事故前具备放炮条件。,37,（5）根据证言，采煤机已割煤一刀半，放炮班人员已到下隅角施工好爆破孔，并已装药联线，待转载机拉过后放炮；维修班正在挑顶处进行锚杆支护、清煤，并拉转载机。（6）据现场勘察：转载机已拉到位；综采支架梁后，有煤垮落现象，未见炮孔和装药孔，表明放顶炮已放过。（7）据救护报告，7到16架间发现遗体18具，放炮员遗体位于炮线接头和放炮器附近。（8）415下隅角尾梁后部处于架后采空区范围，具备瓦斯积聚条件；1号联络巷积存的高浓度瓦斯通过与415运顺交叉口和顶煤裂隙向下隅角支架尾梁附近区域的涌出，事故前415面1#架冒顶加剧了瓦斯涌出。可认定：415工作面下隅角支架尾梁后侧是爆源点。,38,6瓦斯积聚原因分析认定,1、爆源点瓦斯来源分析认定爆源点瓦斯来源：415工作面下隅角靠采空区顶部及1#联络巷。理由如下：爆源点位于415下隅角靠采空区侧支架尾梁后方，据周宝平等人证言，该处常出现瓦斯超限；且爆破孔由工作面向采空区方向倾斜施工。在离尾梁6m处是1#联络巷与运顺的交叉口（见图），联络巷在通高位巷口已于11月24日8点班密闭；据估算，由24日16时封闭至28日7时共87小时，联络巷内累计涌出瓦斯量3007m3，密闭后巷道空间1560m3，积聚的高浓度瓦斯通过交叉口及周围裂隙涌入下隅角及采空区（见图），而放炮位置离交叉口小于2m。故放炮地点瓦斯浓度具备达到爆炸界限的条件。,39,爆源点及415工作面,415运顺,415高位巷,415灌浆巷,415回风巷,415工作面,1号联络巷,四总回,四轨下,四皮下,交叉口,40,415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,41,2、第一次瓦斯爆炸强度加大的瓦斯来源分析瓦斯来源：1#联络巷、采空区、高位巷、爆炸破坏的抽放管内瓦斯参与爆炸，加大爆炸强度。（1）从瓦斯涌出状况进行分析据2004年矿井瓦斯鉴定：415面风排瓦斯29.52m3/min,抽放瓦斯20.25m3/min，达49.77m3/min，涌出量大。（2）415面瓦斯涌出中，本煤层和邻近层分占30、70，邻近层瓦斯加大了415采空区瓦斯积聚。（3）据救护队28日在高位巷未掺新风段测量数据，瓦斯浓度1220。（4）据415面灌浆巷内施工的采空区瓦斯抽放钻孔中抽出的瓦斯浓度，6#1#钻孔中分为8.4、10、22、28、50、50，故采空区后范围内瓦斯浓度处于爆炸限范围。（5）415面于23日因上隅角放炮落顶引起瓦斯爆燃，24日上隅角再次发生爆燃，表明415支架附近有瓦斯积聚。（6）据救护勘察，玻璃钢抽放管大部分破坏，管内瓦斯参与爆炸。,42,7火源分析,据调查，爆源点可能引爆瓦斯的火源有：煤自燃、放炮、摩擦火花、电气火花。经现场勘察和分析认定，放炮是引爆瓦斯火源。主要依据如下：,43,1.对摩擦火花引爆瓦斯的可能性分析，可排除摩擦火花引爆瓦斯的可能（1）415面在24日后采用不放顶煤、加快推采；据现场勘察和证言，28日早上爆炸前采煤机位于距运顺约20m33m处，往回顺方向前进，离运顺20m范围支架全部没有移架，且由于挑顶，顶部无金属网，可排除因摩擦产生的摩擦火花引爆瓦斯的可能。（2）爆炸前415工作面没有进行放顶煤，后部溜子没有开动，可排除后部溜子摩擦起火花引起瓦斯爆炸的可能。,44,2.排除采空区自燃引爆瓦斯的可能23日415工作面上隅角爆燃系该处强制放炮放顶引起，直接灭火后，24日上隅角附近再次发生爆燃。24日及以前与采空区相连的高位巷取气样化验一氧化碳浓度接近于0，表明23日爆燃非自燃引起。24日后随工作面推进度加快并采取注水、注浆、注凝胶等措施，采空区气密性增加，且24日27日工作面未出现自燃迹象，说明28日的爆炸事故非自燃所致。3.排除采空区残煤燃烧火源引爆瓦斯的可能1）直接灭火成功后，采取灌浆、注水、注凝胶、加快工作面推进度等措施系我国许多煤矿处理采空区自燃的常用措施，未违背煤矿安全规程相关条款，且上述措施的应用实践表明，已有效遏制了采空区内残煤燃烧。,45,（1）415面于23日10：30左右，因上隅角放炮落顶引起瓦斯爆燃，引燃遗煤，后采用直接灭火措施，消除明火；并采取放透顶煤，注浆，注水降温，用袋装碎煤在下隅角和上隅角堵漏等措施。（2）11月24日，415面相继出现烟雾、爆燃、着火，采用洒水直接灭火扑灭明火，在认为工作面没有明火后不放顶煤快速推采，机头抬高使工作面中部形成低洼积水，架间喷洒气雾阻化，长钻孔注水降温，上、下隅角袋装碎煤堵漏，打钻孔灌浆，注凝胶等防灭火措施；（3）27日，通过灌浆巷钻孔注20%浓度水玻璃凝胶260m3，据救护队员证言，在415面89#、90#架后见胶体；（4）采取加快工作面推进度的措施，提高采空区的封闭性从24日16：00开始推采至28日7:06，工作面共推进了27m，一直未发现自燃迹象。上述措施的应用效果表明，直至发生瓦斯爆炸事故前，采空区封闭性加强，采空区火源燃烧得到有效遏制。,46,（2）根据高位巷取样CO浓度的变化趋势可推断采空区不具备引爆瓦斯的火源（A）CO浓度是分析采空区火源燃烧状态的重要指标气体，但容易受漏风稀释、火源熄灭后CO残有量以及煤缓慢氧化等因素的影响。为排除上述因素的影响，正确分析火区自燃状态，国内外公认的方法是不仅分析CO浓度，更重要的是分析CO浓度变化趋势来衡量。根据救护队汇报的415高位巷24日28日调度记录CO浓度变化曲线（见图31），CO浓度呈下降趋势，27日后稳定在200ppm以下，CO2浓度稳定在1以下，表明经采用上述灌浆、注凝胶、注水和加快工作面推进等措施后，采空区火情得到有效遏制。,47,（B）根据国内外关于CO浓度与煤温关系的变化资料分析，燃烧产生的CO浓度200ppm对应的煤温为60100，CO浓度达到2000ppm对应的煤温为110160。2004年12月10日，对陈家山煤矿415工作面开采4-2煤层的煤样自热温度与CO浓度关系实验数据显示CO浓度为200ppm时对应煤样温度为60，CO浓度为2000ppm时对应煤样温度为110。即使考虑环境因素影响(高位巷取样点与火源位置不同，C0浓度不同)，也可以推断采空区无明火，尽管不排除存在高温点，但煤温不超过200，不存在引起瓦斯爆炸的火源。由此推断，采空区不具备自燃和残煤燃烧引爆瓦斯的可能性，因此，23、24日采空区瓦斯爆燃及引起的残煤燃烧与28日瓦斯爆炸无直接联系。,48,救护队汇报的415高位巷24日28日调度记录CO浓度变化曲线,49,4、对电气火花引爆瓦斯的可能性分析，可排除电气火花引爆瓦斯的可能据瓦斯监测资料和现场勘察，415面的电气设备、设施周围不具备瓦斯积聚的证据，也未发现电气火花引起瓦斯爆炸的迹象。,50,5.对放炮引爆瓦斯的可能性分析，可认定引爆瓦斯火源是415工作面下隅角强制放顶放炮（1）据彭锁劳证言：事故时无高位巷两侧松动顶煤爆破、上隅角放顶爆破、运巷挑顶爆破工作；4：30时彭锁劳离开工作面前，放炮班人员已到下隅角施工好放顶爆破孔，并已装好药，待转载机拉过后放炮。（2）据现场勘察：转载机已到位，综采支架梁后，有煤垮落现象，未见炮孔和装药孔，表明爆炸前顶炮已放过。（3）据现场遇难人员位置分析，爆炸前人员离开下隅角等待放炮。（4）据证言，上下隅角钻孔向采空区倾斜，极易引起放炮时向采空区串火；据证言和相关资料，11月23日415工作面因上隅角顶煤放炮产生火花引起支架后部采空区瓦斯爆燃，并引燃工作面5356架之间及8386架处的煤自燃，出现明火。说明具有放炮引起采空区架后爆燃的可能性。,51,8灾害波及范围分析,灾害波涉及大巷平台以下的四采区全部区域，包括:415、416工作面系统，417回顺掘进工作面，四轨下延伸、四皮下延伸、四总回延伸及其相邻联络巷、钻场和硐室，安子沟风井等;受威胁人员：293人。,52,9直接经济损失计算,据铜川矿务局关于陈家山煤矿“11.28”事故直接经济损失的报告，直接经济损失为4165.9万元,53,10结论,铜川矿务局陈家山煤矿“11.28”事故为瓦斯爆炸事故，事故发生在2004年11月28日07:06，爆源位于415综放工作面下隅角支架尾梁后侧采空区。事故直接原因是位于415工作面顶部的1#联络巷与高位巷连接处12月24日8点班封闭，造成1#联络巷靠工作面运顺段为盲巷，形成瓦斯积聚并通过与运顺连接的交叉口及周围裂隙不断涌入工作面下隅角支架尾梁后侧区域，使该区域瓦斯积聚并达到爆炸界限；在下隅角靠采空区侧进行强制放顶放炮时引爆瓦斯。爆炸波及415综放工作面系统、41