矿山应急救援(煤与瓦斯突出).ppt

煤与瓦斯突出灾害的应急救援,5,煤与瓦斯突出灾害的应急救援,一、煤与瓦斯突出事故的特点二、煤与瓦斯突出事故的处理三、煤与瓦斯突出事故的自救与互救四、煤与瓦斯突出事故的救灾案例,第一节、煤与瓦斯突出事故的特点,一、灾害特点,在井下采掘过程中，煤与岩石常常一瞬间被从煤体中抛出，并喷出大量瓦斯，这种现象称为煤与瓦斯突出，简称“突出”。煤与瓦斯突出事故不仅会造成采煤工作面和通风系统的破坏，同时大量煤与瓦斯以极快的速度喷出，还可能引起充塞巷道，造成人员窒息和瓦斯爆炸、燃烧及煤（岩）埋人事故。煤与瓦斯突出事故时煤矿的重要灾害之一，其对矿井的破坏性很大。,与其它事故不同，煤与瓦斯突出事故有如下特点：（1）瓦斯来源充足，瞬间涌出量大，瓦斯浓度高，瓦斯顺风、逆风蔓延，甚至逆流到进风井；如：2010年3月31日19时20分,河南洛阳市伊川县国民煤业有限公司发生煤与瓦斯突出事故，引起地面副井口（副斜井进风）爆炸。已造成井下39人死亡，地面5人死亡，6人下落不明。2009年11月21日2时30分,黑龙江龙煤集团鹤岗分公司新兴煤矿，三水平二石门后组15层探煤道发生煤与瓦斯突出，引起风流逆向，瓦斯随逆向风流进入二段钢带机机头硐室发生爆炸。事故发生时井下作业人员528人，108人遇难。,一、煤与瓦斯突出事故特点,（2）破坏矿井通风系统：突出的冲击气浪破坏风门等通风设施，突出的煤岩堵塞巷道，造成矿井通风混乱，不利于人员撤退和救灾；（3）突出的高浓度瓦斯，开始不爆炸，但在一定供氧条件下遇火燃烧，瓦斯浓度在5%16%时，遇火爆炸；如：2004年10月20日大平事故，如平禹四矿10月16日突出事故至17日瓦斯浓度局部高达60%。（4）突出后，可能连续发生第2、3次突出：处理突出事故中，在突出煤岩中掘进煤巷救人或恢复通风，需要采取防突措施，可能延缓救灾进度；（5）可能发生延期突出，危害性更大；,一、煤与瓦斯突出事故特点,由于第一次突出等原因形成空洞，可能发生第二次突出：白沙红卫矿坦家冲井116采区第二溜煤上山过分岔煤层时，前后发生两次突出；1972年11月22日放炮揭开分岔煤时突出108t，工作面上方出现5m高空洞，采用上方架木垛并用竹帘、茅柴背顶，但没接顶；下方用红砖砌墙的加固措施。11月26日，在向工作面运送红砖准备砌墙的过程中，瓦斯浓度增大并伴有煤炮声，工人迅速撤退，一声巨响，突出煤岩250t，涌出瓦斯32.2万m3。与第一次突出间隔4天多时间。第二次突出应属延期性突出。,一、煤与瓦斯突出事故特点,煤与瓦斯突出预兆,瓦斯异常、瓦斯浓度忽大忽小、打钻喷孔及出现哨叫声、蜂鸣声等。统计表明，许多大强度突出前，常常有瓦斯忽大忽小预兆。,煤体结构预兆,声响预兆,矿压显现预兆,瓦斯预兆,如支架来压、煤壁开裂、掉碴、片帮、工作面煤墙外臌、巷道底臌、钻孔顶夹钻、钻孔严重变形垮孔及炮眼装不进炸药等。,煤体发生的闷雷声、爆竹声、机枪声、嗡瓮声。这些由煤体内部发出的声响统称为响煤炮。在统计的5029次事例中，有1415次突出前有响煤炮预兆，是各种预兆中发生最为频繁的。,在一些突出事例发生前，有出现工作面温度降低、煤壁发凉挂汗、特殊气味等预兆。,煤体结构预兆有层理紊乱、煤体干燥、煤体松软、色泽变暗而无光泽、煤层产状急剧变化、煤层波状隆起以及层理逆转等。尤其是煤层软分层变厚。统计的2261次的突出事例中，有软分层变厚平均突出强度最大，达194.86吨。,其它预兆,第一节、煤与瓦斯突出事故的特点,突出强度强度是指每次动力现象抛出的煤（岩）的数量（t或m3）和瓦斯量（m3）。现在分类主要依据抛出的煤（岩）重量。,中型突出：强度50100t/次（突出后，经过1个工作以上瓦斯浓度可逐步恢复正常）,次大型突出：强度100500t/次（突出后，经过1天以上瓦斯浓度可逐步恢复正常）,特大型突出：强度1000t/次（突出后，经长时间排放瓦斯，回风系统瓦斯浓度才恢复正常）,小型突出：强度50t/次（突出后，经几十分钟瓦斯浓度可恢复正常）,大型突出：强度5001000t/次（突出后，经几天回风系统瓦斯浓度才逐步恢复正常）,第一节、煤与瓦斯突出事故的特点,救灾关键：,根据灾区情况迅速抢救遇险遇难人员；在事故处理过程中，注意观察突出预兆；严格火源管理，严防次生灾害（瓦斯燃烧、瓦斯爆炸）；清理突出煤岩时要防止再次突出。,第二节、煤与瓦斯突出事故的处理,（1）切断灾区和受影响区的电源，要远距离断电，防止产生电火花引发爆炸。瓦斯影响可能遍及全井，全矿停电可能淹井，此时应加强通风。一般原则：突出后“停电的设备不送电，送电的设备不停电”。经验来自教材中焦煤救灾经验。演马庄矿1975年8月4日二水平皮带运输大巷在穿煤门放炮时，发生一起特大煤与瓦斯突出事故，突出煤量1500t，涌出瓦斯量44万m3，摧垮巷道469m，毁坏通风设施31处，并发生长距离风流逆转。电气失爆引起瓦斯爆炸，造成43人死亡，55人受伤。救灾时如果切断灾区电源，二水平40m3/min的涌水很快会淹没下山采区，使救灾无法进行。经研究确定上述原则，事后证实决策正确。九里山2005年8月23日，15051运输巷发生突出，突出煤量2400t，瓦斯23万m3，为当时焦煤集团最大突出，瓦斯最大逆流800m。未造成人员伤亡,第二节、煤与瓦斯突出事故的处理,（2）迅速撤出灾区和威胁区域的人员。（3）进、回风进口50m范围内检查瓦斯，设置警戒，熄灭周围火源，严禁机动车进入警戒区。如：洛阳市伊川县国民煤业公司“331”特别重大煤与瓦斯突出事故直接原因：违法在二1煤1102回风巷工作面掘进，由于区域和局部综合防突措施不落实，在施工瓦斯排放钻孔时诱发煤与瓦斯突出；突出的瓦斯逆流至副斜井井口，遇明火发生爆炸，并引起瓦斯燃烧。,私庄突出后救援人员在回风井口测试瓦斯浓度,救援人员在进风井口测试瓦斯浓度,第二节、煤与瓦斯突出事故的处理,（4）派遣救护队佩戴呼吸器、携带灭火器下井侦察情况，抢救人员，恢复通风系统等；（5）不得随意启闭电器，随意扭动矿灯开关，严密监视原有火区，查清突出后是否有新的火源，防止引爆瓦斯；（6）突出事故后不得停风和反风，防止风流紊乱扩大灾情。应尽快恢复灾区通风，把高浓度瓦斯绕过火区和人员集中区，直接引入回风系统。,第二节、煤与瓦斯突出事故的处理,（7）组织力量抢救人员，先明后暗，先活后死的原则救人；（8）清理突出孔洞浮煤一定要小心谨慎，突出孔洞要进行充填。充填质量（9）发现遇难者时，先仔细检查矿灯情况，随后解下矿灯。且勿乱搬乱拉，以防损坏的矿灯产生火花。（10）若灾区使用矿车，应采用水淹轨道运输，防止车轮过轨道接头产生火花。（11）制定并实施预防再次突出的措施。必要时撤出救灾人员。（12）当突出后破坏范围很大、巷道恢复困难时，应在抢救遇险人员之后，对灾区进行封闭。（13）保证通风机正常运行，以利避灾人员利用压风自救装置进行自救。（14）若突出后造成火灾或爆炸，则应按处理火灾或爆炸事故进行救灾。,第二节、煤与瓦斯突出事故的处理,第三节、煤与瓦斯突出事故的自救与互救,（1）积极抢救。灾害事故发生后，处于灾区内以及受威胁区域的人员，应沉着冷静，根据灾情和现场条件，在保证自身安全的前提下，采取积极有效的方法和措施，及时投入现场抢救，将事故消灭在初起阶段或控制在最小范围，最大限度地减少事故造成的损失。在抢救时，必须保持统一的指挥和严密的组织，严禁冒险蛮干和惊慌失措，严禁各行其是和单独行动，要采取防止灾区条件恶化和保障救灾人员安全的措施，特别要警惕并避免中毒、窒息、爆炸、触电、二次突出、顶帮二次垮落、再次火灾等新事故发生。（2）及时报警。在事故发生初期，事故地点及附近的人员应认真准确地分析判断灾情，在积极、安全地消灭或控制事故的同时，及时向矿调度室汇报，迅速向可能受事故波及区域的人员发出警报。,1、井下避灾的基本原则,（3）安全撤离。当受灾现场不具备事故抢救的条件，或抢救时可能危及人员的安全时，应内本班的班长或有经验的老工人带领、根据矿井灾害预防和处理计划中规定的撤退路线和当时当地的实际情况，尽量选择安全条件最好、距离最短的路线，迅速撤离危险区域。在撤退时，要服从领导，听从指挥，根据灾情使用防护用品和装备；要发扬团结互助的精神和先人后己的风格、主动承担工作任务，照料好伤员和年老体弱的同志；遇有溜煤眼、积水区、垮落区等危险地段，应探明情况，谨慎通过。（4）妥善避灾。如无法撤退时应迅速进入预先筑好的或就近地点快速建筑的临时避难硐室，或者选择灾区铰安全地点，进行自救和互救，妥善避灾，努力维持和改善自身生存条件，等待矿山救护队的援救。,第三节、煤与瓦斯突出事故的自救与互救,1、井下避灾的基本原则,（1）选择适宜的避灾地点。应迅速进入预先构筑好的避难硐室或其他安全地点暂时躲避；也可利用工作地点的独头老道、硐室或两道风门之间的巷道，用现场的材料修建临时避难硐室。（2）保持良好的精神状态。千万不可过分地悲观和忧虑，更不能急躁盲动，冒险乱闯。人员在避难硐室内应静卧，避免不必要的体力消耗和空气消耗，借以延长待救时间。要树立获救脱险的信念，互相鼓励，统一意志，以旺盛的斗志和极大的毅力，克服一切艰难困苦，坚持到安全脱险。（3）加强安全防护。要密切注视事故的发展和避灾地点及其附近的烟气、风流、顶板、水情、温度等的变化。当发现危及人员安全情况时，应就地取材构筑安全防护设施，如用支架、木料建防护挡板孔隙或建临时挡风墙、吊挂风帘，防止有害气体涌入。在有毒有害气体浓度超限的环境中避灾时，要坚持使用压风自救装置或自救器。,第三节、煤与瓦斯突出事故的自救与互救,2、在井下避灾的行动准则,（4）改善避灾地点的生存条件。如发觉避灭地点条件恶化，可能危及人员安全时，应立即转移到附近的其他安全地点。离开原避灾地点后，应在转移行进沿途设置明显指示标记。以便救护队跟踪寻找。若因条件限制无法转移时，也应积极采取措施，努力改善避灾地点的生存条件、尽量延长生存时间。（5）积极同救护人员取得联系。应在避难硐室外或所在地点附近，采取写字、遗留物品等方式，设置明显标志，为矿山救护队指示营救目标。在避灾地点，应用呼喊、敲击顶帮或金属物等方式发出求救信号，与救护人员取得联系。（6）积极配合救护人员的抢救工作。在避灾地点听到救外人员的联络信号，或发现救援人员来营救时，要克制自己的情绪，不可慌乱和过分激动，应在可能的条件下积极积极配合。脱离灾区时，要听从救护人员的安排，保持良好的秩序、并注意自身和他人安全，避免造成意外伤害。,第三节、煤与瓦斯突出事故的自救与互救,2、在井下避灾的行动准则,（1）立即撤出。采面人员发现预兆时，要迅速向进风侧撤离，并通知其他人员同时撤离。撤离中应快速打开隔离式自救器并佩戴好，再继续外撤。掘进工作面发现突出预兆时，现场人员必须向外迅速撤离。撤退时应快速佩戴好隔离式自救器。撤至防突反响风门外后，要把防突风门关好，再继续外撤。（2）利用好避难硐室。如自救器发生故障或佩戴自救器不能达到安全地点时，在撤出途中应进入预先筑好的避难硐室中躲避，或在就近地点快速建筑的临时避难硐室中躲避，等待矿山救护队的救援。（3）注意延期突出。发现煤与瓦斯突出，现场人员决不能犹豫，必须立即撤出，并佩戴好自救器。（4）撤退距离的确定。总的来说，就是按照本矿的防突措施，在石门揭煤层前以及在生产中发现煤与瓦斯突出预兆时，人员必须按照措施的规定撤到安全地点。具体地讲，大矿要撤到防突风门以外，小煤矿最好撤到井上。,第三节、煤与瓦斯突出事故的自救与互救,3、发现突出预兆（事故后）现场人员的避灾自救措施,四、煤与瓦斯突出事故处理案例分析,2004年10月20日，郑煤集团公司大平煤矿发生一起特大型煤与瓦斯突出引发的特别重大瓦斯爆炸事故，造成148人死亡，32人受伤（其中重伤5人），直接经济损失3935.7万元。,案例：郑州煤业集团大平煤矿“10.20”特大型煤与瓦斯突出引发特别重大瓦斯爆炸事故,1、矿井基本情况,矿井为立井单水平上下山开拓方式，采用抽出式混合通风方式。现有2个生产采区，2个准备采区，2个掘进采区。布置有2个采煤工作面，5个煤巷掘进工作面，3个岩巷掘进工作面。2003年瓦斯等级鉴定为高瓦斯矿井。煤尘具有爆炸性。煤层自燃发火期为26个月。井下建立有局部瓦斯抽放系统。矿井安装有KJ90安全监控系统。,大平煤矿四证（即：采矿许可证、煤炭生产许可证、营业执照、矿长资格证）齐全。1982年开始建井，1986年建成投产。矿井原设计生产能力60万吨/年。2000年至2001年进行了矿井通风系统、提升系统改造，2003年矿井核定生产能力130万吨/年2004年19月份累计生产原煤96万吨。,1、矿井基本情况,2、事故情况及其分析,煤与瓦斯突出事故简况21轨道下山岩石掘进工作面（距地表垂深612m）发生特大型延期性煤与瓦斯突出。,m,大平煤矿“10.20”事故瓦斯突出及扩散过程演示,21轨道下山岩石掘进工作面,突出煤岩量约1894t,瓦斯量25万m3,延期性特大型突出：当班为掘进班，放炮员领有炸药和雷管，但在事故后清理的现场却没有发现炸药和雷管，即在现场清理突出物过程中没有发现炸药或雷管；专家组与技术组在突出现场勘察时，发现该工作面的炸药箱内没有炸药（见照片）。说明炸药和雷管已用于放炮。,突出现场的空炸药箱,2、事故情况及其分析,延期性特大型突出：突出的上一班是喷浆班，但据现场勘察，巷道壁锚喷的末端（即图中的锚杆处）到突出孔洞的距离尚有11.5m未锚喷新岩壁，表明这是当班放炮的进尺。,突出孔洞与端头锚杆,锚杆端头,2、事故情况及其分析,延期性特大型突出：当班在上部车场的付忠义在突出的高浓度瓦斯到来之前先闻到了严重的刺鼻气味（炮烟味）。距中部车场421m处死亡的3人中，一人身上挎有一台放炮器，身下压着一盘放炮母线。这说明放炮员已经完成了放炮、躲炮烟、收放炮母线等工序后，突出尚未开始，而是在人员外撤的过程中发生了突出，即从放炮到突出的发生之间存在一定的时间间隔。,2、事故情况及其分析,煤与瓦斯突出的直接原因：突出地点具备了发生煤与瓦斯突出的条件：位于向斜构造的轴部；位于落差约10m的逆断层处。,2、事故情况及其分析,煤与瓦斯突出的原因：,突出地点垂深达到了612m；地层垂直应力达到15MPa左右；推算煤层的瓦斯压力可能在2MPa以上；煤质松软，煤的坚固性系数f仅0.12；煤的瓦斯放散初速度快，P达31；煤的破坏类型为IV、V类煤。,2、事故情况及其分析,煤与瓦斯突出突出后，井下瓦斯超限有长达31分钟的时间，未采取停电撤人措施。该矿为高瓦斯矿井，对矿井开采深度增加可能带来的瓦斯等级升高没有引起足够重视。瓦斯地质预报工作不到位，没有及时预测到21岩石下山掘进工作面遇到的逆断层日常通风管理混乱，21轨道下山掘进工作面的回风侧设置有控风设施、堆积物料，工作面回风不畅。加剧了瓦斯逆流。,小结：事故原因及处理不当之处分析,2、事故情况及其分析,1）事故发生后，没有立即成立抢救指挥部。10月20日瓦斯监测系统显示：22时09分12秒，至22时12分26秒，短短3分14秒21岩石下山掘进工作面瓦斯浓度由0.1%突然增加到40%以上，随后13051上副巷掘进工作面、13121采煤工作面、13瓦斯抽放泵站、15下车场等地点相继瓦斯超限，22时30分矿调度室接到13121采煤工作面瓦检员汇报，13121工作面进风巷瓦斯超限，浓度达6，矿调度员向值班矿领导和调度室主任做了汇报，但其间没有按规程规定立即成立抢救指挥部。,该案例应急处置失误分析,2、事故情况及其分析,2）事故区瓦斯浓度普遍严重超限，没有采取撤离人员与停电措施，没有果断采取控制事故、切断事故灾害链措施；3）通风调度室值班员，在接到井下瓦斯超限的报警后，既没有按规定采取停电撤人的措施，也没有向矿领导和有关部门报告；4）通风科值班领导，不坚守值班岗位，擅离职守，致使安全监控系统长时间报警得不到及时有效的处理；5）矿调度室值班员，对21岩石下山等17处安全监控系统长时间报警，未按规定及时采取停电撤人的措施；约22时35分调度室值班员按调度室主任安排，通知通风科、安监大队及安监科查清瓦斯情况，仍没有按规定采取停电撤人的措施。6）电火源隐患引爆继发灾害：22时45分接西风井主通风机司机汇报，西风井主通风机掉闸停风；22时47分接到井下中央变电所机电工汇报，听到一声响，西大巷有烟。随后调度室主任向郑煤集团公司调度室汇报发生事故，并通知大平矿救护队进行抢险救灾。,2、事故情况及其分析,2.2瓦斯爆炸事故及其分析,2.2.1瓦斯爆炸事故简况：瓦斯爆炸时间2004年10月20日22时40分。瓦斯爆炸（火）源点在西大巷与11轨道石门交汇点附近的西大巷内，架线电机车取电弓与架线的电火花引发瓦斯爆炸。瓦斯爆炸波及范围矿井西翼进风系统，13、15、11、21四个采区和矿井西翼回风系统。,大平煤矿“10.20”瓦斯爆炸传播过程演示,F,大平煤矿“10.20”煤与瓦斯突出瓦斯逆流过程演示,取电弓残件,主通讯电缆,瓦斯爆炸的原因：,1）局部通风设施管理混乱，21岩石下山回风联络巷堆积物料，并有带有通风口的风墙,加大了突出瓦斯逆流，逆流到西大巷新鲜风流中的瓦斯达到爆炸浓度，由架线电机车取电弓与架线产生的电火花，引发了瓦斯爆炸。2）瓦斯突出与瓦斯爆炸有31分钟的间隔时间，应急处置措施不当，没有按照事故应急预案要求，对瓦斯波及区域实施停电措施。3）技术管理、安全责任不落实，重生产轻安全。,事故性质：这是一起特大型煤与瓦斯突出引发瓦斯爆炸的责任事故。,3、主要教训,1）大平煤矿曾在标高+45-70m即距地表垂深250320m，发生过数次瓦斯动力现象，矿井瓦斯等级为高瓦斯矿井。事故前21岩巷掘进工作面延深到标高-212m，即距地表垂深612m，这时发动突出的瓦斯压力和地应力都成倍增高，突出危险性已发生重大变化，但人们的认识与管理却未及时跟上这一变化。矿井应及时升级为突出矿井。2）在突