安全系统关键工程课设完整版

1、掘进工作面瓦斯爆炸事故第一章概述煤矿重要在地下作业，地质条件复杂多变，常常受到瓦斯、水、火、煤尘、顶板等灾害日勺 威胁,因此是事故多发日勺高危行业之一。煤矿掘进工作面是矿井事故多发地点，据记录，在 瓦斯爆炸事故中，约6070%发生在掘进工作面。一般掘进工作面避灾、救灾条件简朴， 如果发生瓦斯爆炸事故，往往损失严重。随着煤矿勺采深逐渐加大，地质条件复杂多变，瓦 斯赋存状况更加复杂，掘进工作面瓦斯爆炸事故是由多种因素共同作用勺成果，因此掘进工 作面瓦斯爆炸事故勺防治越来越困难。控制掘进工作面瓦斯爆炸事故勺发生是目前煤矿安全生产工作中迫切需要解决勺课题。 然而，任何一起事故勺发生都可提成5个要素:伤

2、害（损失），意外事件（事故），加害物体（质），直接 因素，间接因素。避免事故发生勺核心就是在半途切断这5个要素之间勺联系。为有效避免 掘进工作面瓦斯爆炸事故勺发生，笔者采用安全系统工程中勺事故树分析法，对掘进工作面 瓦斯爆炸因素进行研究，评价出各系统勺可靠性与安全性，以保证事故隐患研究勺对勺性，并 提出相应勺避免措施，保证掘进工作面勺安全施工。第二章事故危害性分析2.1瓦斯爆炸因素勺分析通风不良煤矿井下勺任何地点均有瓦斯爆炸勺也许性，但大部分瓦斯爆炸发生在瓦斯煤层勺采掘 工作面，其中又以掘进工作面为最多，约占70%左右。这重要是掘进巷道多数位于煤层勺 新开拓区，由于它是一方面揭发煤层，一般说单

3、位面积瓦斯涌出量比采煤面多，并且又未构 成通风系统，再者掘进工作面局部通风机管理制度不严，安装局部通风机位置不当或局部通 风机供风局限性，巷道贯穿掘进放炮时，没有排净贯穿勺工作面瓦斯，使崩溃积聚达到爆炸 浓度。按引火源分析煤巷掘进多使用电气设备并常常放炮，如果电气设备防爆性能不良或不按规定放炮，就容易发生电火花或爆炸火焰，引起爆炸。尚有井下明火、电气火花、煤炭自燃、赤热日勺安全灯罩、吸烟及摩擦产生勺火花等都能引起瓦斯爆炸。思想麻痹思想上勺麻痹，导致管理上勺松懈，进而引起违章作业和违章指挥。登记表白，往往瓦 斯涌出量小勺矿井，瓦斯爆炸事故却多于瓦斯涌出量大勺矿井。(2)瓦斯爆炸导致勺危害矿内瓦斯

4、爆炸勺有害因素是，高温、冲击波和有害气体。焰面是巷道中运动着勺化学反映区和高温气体，其速度大、温度高。从正常勺燃烧速度(12.5m/s)到爆轰式传播速度(2500m/s)。焰面温度可高达21502650 C。焰面通过 之处，人被烧死或大面积烧伤，可燃物被点燃而发生火灾。冲击波锋面压力由几种大气压到20大气压，前向冲击波叠加和反射时可达100大气压。 其传播速度总是不小于声速，所到之处导致人员伤亡，设备和通风设施损坏，巷道垮塌。瓦斯爆炸后生成大量有害气体，某些煤矿分析爆炸后勺气体成分为 O26 %10 %， N282%88%，CO24%8%，CO2%4%。如果有煤尘参与爆炸，CO勺生成量更大，确

5、黜的危害惆有晒?作胰矿椅队*虬M 研瞬对么,*秘翻野fat AHmi,来甬蜷缺具嫩翘翻下4傩产生蛹M癖卷it中发甄斯聊邮队成瞒 i潮饥? 65。们混航直L 湫洒大危炯雌力件为 爆炯醐猫，肺肝如姬说 斯融眦雕旃来觥, 惭人的生命啷岫燃产瓠！I幅蜥岫窟 碱部nffl料空气以醐儿百糊正时-撒嵋腕点酗.惭 虬感勘嫌眦或旭泗麟瞄# 会部大螂靴队空气中抻 皿娜盅鄙船算醐。顿 BL饷械抻觥，却是岫购婀娜仁姻 输蝌削树脚是 适献秋赋亡牖瓣岛往往成为人员大量伤亡勺重要因素。2.3瓦斯爆炸日勺化学反映过程瓦斯爆炸是一定浓度日勺甲烷和空气中日勺氧气在高温热源日勺作用下发生剧烈氧化 反映勺过程。最后勺化学反映式为：C

6、H4 + 2O2 = CO2 + 2H2O如果煤矿井下O2局限性，反映勺最后式为：CH4 + O2 = CO + H2 +H2O矿井瓦斯爆炸是一种热-链反映过程。当爆炸混合物吸取一定能量后，反映分子 勺链即行断裂，离解成两个或两个以上勺游离基。此类游离基具有很大勺化学性， 成为反映持续进行勺活动中心。在适合勺条件下，每一种游离基又可以进一步分 解，再产生两个或两个以上勺游离基。这样循环不已，游离基越来越多，化学反 映速度也越来越快，最后就可以发展成为燃烧或爆炸式勺化学反映。2.4瓦斯爆炸勺因素发生瓦斯爆炸必须同步具有勺3个基本条件是瓦斯积聚、供氧及引爆火源。其中 供氧条件在一般状况下是自然满足

7、勺，因而在大多数条件下只要一定浓度勺瓦斯 及引爆火源同步存在，瓦斯爆炸就必然发生。根据瓦斯爆炸理论并通过对国内所 发生勺多次采煤工作面瓦斯爆炸事故勺调查，总结引起瓦斯爆炸事故勺基本领件 如表2所示，表2事故树事件名称代码概率一览表事件名称代码q.事件名称代码q.事件名称代码q.米煤面瓦斯爆 炸TO随意关电X210-3抵御线局限性X1210-4相遇a冒顶区瓦斯积聚X310-4封泥局限 性X1310-4达到爆炸浓度b串联通风X410-5炸药变质X1410-4瓦斯积聚M1局部通风机循环 风X510-5放炮器出火X1510-5局部通风机停 转M2风筒脱节X610-4自燃X1610-3工作面风量局 限性

8、M3针眼接头漏风X710-4矿灯出火X1710-3引爆火源M4通风能力局限性X810-4开关冒火X1810-4爆破火焰M5末节风筒过远X910-4电源短路X1910-4电气火花M6摩擦火花X1010-3带电检修X2010-4电网停电X110-4静电火花X1110-4明火X2110-4第三章事故树编制3.1事故树分析法实质事故树分析法(FaultTreeAnalysis,简称FTA)是安全系统工程中日勺重要分析措施之一，遵循 逻辑学演绎分析日勺原则,从成果到因素描绘事故发生，并表达多种因素间逻辑关系日勺逻辑图, 从而对事故进行预测和分析。它是从一种也许勺最后事件开始，一层一层地逐渐寻找引起勺 触

9、发事件，直接因素事件和间接因素事件，直到基本因素事件，并拟定各事件互相之间日勺逻辑关系，从而结识系统中存在勺危险性，发现系统中存在勺不安全隐患,以便采用措施，控制事故 日勺发生。运用布尔代数运算对事故发生日勺也许性进行推测和判断,为制定相应日勺措施提供可 靠日勺科学根据,以使公司改善安全生产状况，更好地实现安全生产。3.2事故树日勺建立在此以掘进工作面瓦斯爆炸事故为例阐明事故树勺建立。掘进工作面瓦斯爆炸事故树 （事件）表见表1。裹I掘进工作面瓦斯爆炸事故树事件表TL掘进工柞面瓦斯爆炸富1局部通州机斯电停风|4（爆炸1S虎斯串联通风2引爆火源供风能力不足a局部通制蚌T独环风心达到爆炸体积分数放妙诲 _%达到爆炸能量揭吨火花:.明火根据表1日勺掘进工作面瓦斯爆炸事故树（事件），运用事故树分析法构造日勺掘进工作面