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煤矿事故救援分析

		点击数：	更新时间： 2021年05月19日
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煤矿重大事故防治与应急救援的关联性分析
简介： 中国矿业大学(北京)
  教授、 博士生导师，
  享受政府特殊津贴，
  第2、3、4届国家安全生产专家组成员，
  国家煤监局“一通三防”专家组组长，
 人事部“653”工程煤矿安全领域首席专家，
  中国职业安全健康协会常务理事。
010－62331942（o）62331702(h)
简历：
1962－1967 重庆大学采矿系，
1967年－1982 在江西乐平矿务局沿沟矿工作，曾任通风区长和工程师，
1982年－1989年在美国密执安理工大学采矿系留学，获硕士、博士学位，
 1989年－1991年在中国矿业大学(北京) 从事博士后研究，后留校工作至今,
1993年－1995年在美国密执安理工大学合作科研。

第一部分  特大瓦斯爆炸、火灾事故回顾及教训
一、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
2004年10月20日，河南省郑州煤炭工业集团有限责任公司(简称郑煤集团公司)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。

22时09分12秒～22时12分26秒
瓦斯浓度从0.12%升到40%以上.
大平煤矿“10.20”事故瓦斯突出及扩散过程演示
22时31分31秒~22时35分15秒,
瓦斯浓度从0.17%升到4.0%.
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
22时32分16秒~22时39分45秒,
瓦斯浓度从0.5%升到6.3%.
大平煤矿“10.20”瓦斯爆炸传播过程演示
应注意：
“安全”区域的安全性的动态转换；
1、岩石掘进工作面的突出威胁性；
2、矿井由非突出危险过渡到突出危险的过渡阶段时存在的易忽视的重大隐患；
3、原发性突出灾害诱发继发性爆炸灾害的防治；
4、监测监控系统的可靠性；
5、突发性灾害信息的发现、分析和决策的及时性
二、陈家山矿瓦斯爆炸事故
  2004年11月28日07时10分井下听到爆炸声、巷道烟雾大，安子沟风井防爆门被摧毁，有黑烟冒出。四采区发生爆炸事故，波及四采区下山至回风井所有区域，涉及415回采工作面系统、416掘进工作面系统、417掘进工作面、采区下山系统、安子沟回风系统等，死亡166人，受伤45人。
   2004年12月2日3:25、6:15、7:45、10:53又发生4次爆炸，没有再造成人员伤亡。

三、孙家湾煤矿瓦斯爆炸事故
2005年2月14日孙家湾煤矿海州立井发生特别重大瓦斯爆炸事故，死亡214人,受伤30人，其中重伤8人。
该事故为40年来最大的煤矿事故
四、贵州水城木冲沟矿瓦斯爆炸事故
2000年9 月27日20时38分，贵州省水城矿务局木冲沟煤矿发生瓦斯爆炸事故。事故波及除+1800水平大巷以外的所有井下地点。井下作业的224名矿工中，160人遇难，11人重伤，83人生还。
该矿为高瓦斯突出矿井，相对瓦斯涌出量为19.9m3/t。
木冲沟矿事故（循环风＋违规排瓦斯＋打开矿灯）

局部风机
停风积存大量瓦斯巷道，正 排 放 瓦 斯
 循 环 风
新鲜风不够四台局部风机用，产生循环风,高浓度瓦斯回流，遇拆卸矿灯的火源引起爆炸。
木冲沟矿因循环风引起
瓦斯爆炸示意图
 五、 唐山市开平区刘官屯煤矿“12.7”瓦斯煤尘爆炸事故（死亡108人）
   该矿系低瓦斯矿井
事故发生于2005年12月7日15时14分；
其爆源位于1193（下）工作面切眼。
    回风下山风门打开风流短路，工作面瓦斯积聚，回柱火花引爆瓦斯，煤尘参与爆炸。
图3  刘官屯煤矿遇险、遇难矿工分布图
六、宁夏白笈沟煤矿火灾、爆炸灾害事故教训
开拓布置、采掘计划不遵循“合理通风规律”所致

七、技术层面的事故反思
为什么当前现代化国有重点矿会发生这样大的灾害？
集约化生产＋开采强度增大与未实现高可靠性安全保障的矛盾
高可靠性安全保障
1）传统意义上的安全防范（正常状态的重大隐患）
2）异常状况对“安全状态”的改变
3）应急救援能力弱，未能斩断原发性灾害向继发性灾害转化的致灾链
      
总结瓦斯爆炸事故的致因
瓦斯源
火源
冲击地压
通风不良
突出
采空区瓦斯
火灾生成气体
排出盲巷瓦斯
与瓦斯积聚
小窑相通
高浓度瓦斯的发现和控制
监测系统
瓦检员
井下八种人
  断电（传感器位置）
摩擦撞击、
电气设备失爆
放炮  、 火灾
带电检修
第二部分、对煤矿重大灾害防治的几点认识
一、近一年多以来，是1960年以来煤矿特别重大事故的第二个高发期
1、2004.10.22      郑州大平矿难  死亡148人（突出引起进风区瓦斯爆炸）；
2、2004.11.27      铜川陈家山矿难  死亡166人 （下隅角强制放顶瓦斯爆炸）；
3、2005.2.14    阜新孙家湾矿难 死亡214人 （冲击地压引起原低瓦斯风道瓦斯爆炸）；
4、2005.7.4      梅州大兴水灾   死亡123人
5、2005.11.27        七台河东风矿难死亡171人     （煤仓放炮引起煤尘爆炸）；
6、2005.12.7    唐山刘家屯矿难死亡108人。
特别关注矿井突发事件诱发重大灾害事故 
    上述特别重大事故，显示一个共同规律：
   大部分事故并非发生在传统意义上的高瓦斯区域，而往往发生在正常状况下是“安全的”，但是由于突发事件的出现，如瓦斯异常涌出，使得原来的“安全”区域转变为存在重大隐患的危险区域，然而这种动态变化未能为职工所发现，基于侥幸心理，违章作业，导致特别重大事故的发生。
        结论：
1、低瓦斯矿井（区域）瓦斯超限概率低，但出现点燃源的概率比高瓦斯矿井高。所以，低瓦斯矿井（区域）与高瓦斯矿井发生瓦斯爆炸的概率在同一数量级，即概率相近； 
2、由于高瓦斯矿井发生瓦斯突发事件，影响其进风区（低瓦斯区域）的概率要比低瓦斯矿井发生瓦斯异常高，而两者在火花控制措施相近，所以，因瓦斯异常，高瓦斯矿井的低瓦斯区域发生瓦斯爆炸的概率比低瓦斯矿井高；

3、 突发事件使高瓦斯矿井发生瓦斯爆炸事故的概率提高许多，使低瓦斯矿井发生瓦斯爆炸事故的概率提高更多。从上面的例子中，可以看到，发生突发事件，使高瓦斯矿井（区域）发生瓦斯爆炸事故的概率提高，使低瓦斯矿井（区域）发生瓦斯爆炸的概率提高更大。
大部分煤矿重大事故未发生在高危险区域，说明多年来的煤矿安全工作发挥了重要的效果。
     但特别重大事故的多次发生，说明在新生产形势下出现了亟待解决的出现新的矛盾，即高度集中化、高强度生产与高可靠性安全保障的矛盾。
现在，安全技术管理，重点放在高瓦斯区域、存在重大危险源的区域，这无疑是正确的；
     但忽视了异常条件下“安全”区域会变为“危险”区域的动态变化，而且因为人们往往麻痹，更容易违章，容易忽视如何及时发现和采取应对措施，其致灾可能性更大。
因此，需要适应煤矿高度集中化生产的发展趋势，为其提供高可靠性安全保障:
(1)熟知的原发性灾害的防治，含高瓦斯区域的重点防治，
(2)容易忽视的“安全”区域转化为“危险”区域的动态致灾可能性的预警和防治，
(3)原发性灾害转变为更大的继发性灾害的预防和防治。

二、瓦斯突发事件致灾的防治是当前煤矿安全生产技术管理的薄弱环节
往往是瓦斯突发事件（如突出或瓦斯突然涌出，违章处理盲巷集聚瓦斯，大小矿连通集聚瓦斯涌入大矿，放顶煤采煤法顶煤塌落瓦斯大量涌出、突然停电停风或风门打开瓦斯集聚等）使得原来的低瓦斯区域转变为存在重大隐患的高瓦斯区域所致。
    传统的煤矿安全技术管理认为，原发性灾害诱发更大的继发性灾害或者防治突发事件的致灾影响，因其发生概率小，为此采取安全技术管理措施，加大成本，“得不偿失”；
   高可靠性安全保障的安全技术管理认为，这是建立煤矿集中化生产的高可靠性安全保障机制所必须付出的生产成本。这往往是传统安全生产观与国外发达国家安全生产观的重要差别。
   改变传统煤矿安全生产观，建立高可靠性安全保障机制是进一步提高煤矿生产本质安全度、提高煤矿安全生产水平的必由之路。
高可靠性安全保障安全技术管理的建设
（1）以瓦斯爆炸防治技术管理为例，
即使在安全技术管理较好的矿区，传统意义上的安全防范仅注意防止高瓦斯区域的瓦斯管理工作，往往忽视低瓦斯区域受到突发事件影响致使“安全”区域的状态发生动态转换这一重大隐患的防治，。
实现高可靠性安全保障，就应该考虑本矿各“安全”区域受各类突发事件（瓦斯突然涌出或突出，违章处理盲巷集聚瓦斯，大小矿连通集聚瓦斯涌入大矿，放顶煤采煤法顶塌落瓦斯大量涌出等）影响下，转变为重大隐患的可能性及其防治；

灾害预防处理计划必须对于本矿不同易发灾害区域，制定针对性、可靠性和可操作性强的不同的人员撤退、风流控制和灾害处理的优化方案并防止或减少诱发继发性灾害的可能；
要做到高可靠性安全保障，采区、工作面应有有效的隔爆、抑爆设施和措施，应设置避灾峒室。

（2）以瓦斯突出矿井安全管理为例，
即使在安全技术管理较好的矿区，传统意义上的安全防范仅注意防止瓦斯突出的发生，对于突出的发生后的致灾影响，仅仅考虑安装防突风门；
而建立异常状况改变“安全状态”重大隐患的防治，斩断原发性灾害向继发性灾害转化的致灾链等高可靠性安全保障，就应该考虑瓦斯突出后，监测监控系统的管理及其响应的及时性，高压瓦斯流可能造成的瓦斯逆流入侵区域的判定及其致灾隐患的防治，
应加强可能出现的瓦斯逆流入侵区域的信息侦知、分析和防灾能力并加强对可能入侵区域的电器设备的防爆管理；
应注意设置防突风门并不一定能挡住高压瓦斯流，事故案例显示，高压瓦斯流即使不会破坏防突风门，也可能穿过防突风门与巷壁、水沟等间隙，逆流一段距离；还应注意传感器的相关参数（位置、数量、种类、响应时间）的合理选择如何有助于及时发现并综合分析瓦斯突出的相关信息，发出预警并及时采取防治措施。

（3）以火灾防治技术管理为例，
       即使在安全技术管理较好的矿区，传统意义上的安全防范仅注意应用CO浓度了解、预警自燃，在胶带输送机巷安设CO或烟雾传感器，设置沙箱、灭火器；
       而建立异常状况改变“安全状态”的重大隐患的防治，斩断原发性灾害向继发性灾害转化的致灾链等高可靠性安全保障，就应该分析各处火灾的可能影响范围，并针对性的采取控风措施为救灾、人员撤退提供安全保障；甚至在采区、工作面设计时考虑风流控制的可能性；
        就应该了解CO浓度作为火灾预警标志性气体指标所存在的问题；传感器的种类、数量和位置的合理选择等。

三、矿井通风管理的核心—以风定产，
 “以风定产的两个主要内容”：
  1、以矿井及采煤面实际风量来核定产量变化。
   风量不足的原因：
     矿井生产条件变化（瓦斯涌出量预测值偏低）。
     矿井产量发生变化
2、具备合理的通风方式和通风系统。
   
四、应急救援预案和事故预防和处理计划
我国煤矿重大事故频发，在事故应急决策和救援中，面对比西方发达国家更为复杂、危险和严重的局面。 
煤矿重大事故应急救援具有时间紧迫性、决策依据信息模糊性、灾变状态动态复杂性的特点，因此，应急救援决策与救灾比面对正常生产状态的事故防治更为复杂而艰巨，需要更强的技术装备支持。
我国绝大多数矿井虽然制定了矿井应急救援预案和灾害预防处理计划，但都存在针对性不强、内容不具体、不具备可操作性的缺点。无法对重大事故应急救援决策提供技术支持和参考。
灾害应急救援预案未能考虑应急救援演练，事故预防处理计划未能考虑火灾与爆炸等重大灾害相互转化以及瓦斯异常涌出等突发事件的防治。
制定具体、可操作性强的应急救援预案，可以提前以充裕的时间分析对比各种救灾方案的可靠性和可操作性，可以通过
培训使职工实施救灾、自救、控风、撤人等各项措施，从而，有助于救灾决策的实施。否则，事故发生后，开关风门等救灾控风措施将无人实施。

4。1灾害应急救援预案和事故预防处理计划的三大作用：
  （1）提高事故防治水平；
  （2）减少原发性灾害的损失；
  （3）减少或避免继发性灾害的损失。
   重大事故的应急响应的三阶段：
   （1）事故发生的第一时间 （几十分钟）
   （2）事故发生后的1～2天
   （3）领导和专家到达现场后
   大部分煤炭企业负责人和安全管理人员缺乏特别重大事故应急救援技术和经验，需提高应急救援相关管理、技术和经验水平。
第三部分  煤矿重大灾害防治及救灾技术
一、 注氮期防治引发事故
 注氮引起瓦斯爆炸
铜川陈家山煤矿事故, 注氮发生瓦斯爆炸.
火区封闭后,可燃气体层可能成层分布,呈层流状态.
惰气注入的活塞作用, 致使火区通风系统变化，推动可燃气体层流入火源,引起爆炸.
应促进惰气与火区大气的迅速混合
救护人员撤退
二、正负压通风对自燃严重 （或漏风大） 矿井的影响
负压通风→回风道CO浓度高、易发现
正压通风→不易发现、易造成突发性火灾

均压通风、进风区安全性、上隅角瓦斯，回风巷co浓度、取样位置
谢谢大家！

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