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1、一般從業人員安全專業培訓-礦井自然災害篇,煤礦安全生產形勢,不同類別的事故統計,2005-2011年度瓦斯事故情況,礦井的主要自然災害,1、瓦斯的定義：礦井瓦斯是指煤礦井下從煤、巖層中涌出的以及生產過程中產生的以甲烷（CH4）為主的有毒有害氣體的總稱，有時單獨指甲烷。瓦斯是腐植型有機物在成煤過程中的伴生產物。它是一種無色、無味、無臭的氣體，比空氣輕。風速較低時，瓦斯會積聚在巷道頂部及冒頂處上部。它的生成過程一般經生物化學成氣時期和變質作用成氣時期。,一、礦井瓦斯防治,2、煤層瓦斯賦存,煤內瓦斯的存在狀態示意圖1游離瓦斯；2吸附瓦斯；3吸收瓦斯；4煤；5孔隙,一、礦井瓦斯的防治,3、礦井瓦斯的危2、害：礦井瓦斯給安全生產帶來極大的威脅，主要表現在以下幾個方面：（1）井下空氣中瓦斯濃度較高時，會相對地降低空氣中氧氣含量，使人窒息死亡。（2）瓦斯爆炸后產生高溫，即爆炸產生的熱量迅速加熱周圍空氣，一般情況下溫度在1850以上；瓦斯爆炸后產生高壓，即周圍氣體溫度急劇升高時，就必然引起氣體壓力的突然增大，一般爆炸后的壓力可以達到爆炸前的9倍；瓦斯爆炸后產生正向及反向沖擊，直接造成人員傷亡、設備損失，巷道破壞；,一、礦井瓦斯防治,一、礦井瓦斯防治,3、礦井瓦斯的危害：（3）瓦斯爆炸后產生一氧化碳等有害氣體，使人中毒而亡；瓦斯爆炸要消耗大量氧氣，使爆炸現場氧氣濃度急劇下降，使人窒息而亡。（4）某些地區3、煤（巖）體內的瓦斯量較大時，瓦斯會因采掘活動的影響而以突然的、猛烈的形式被釋放出來，同時帶出大量的煤（巖），直接造成人員傷亡，設備、設施或巷道的破壞。,一、礦井瓦斯的防治,4、瓦斯爆炸的條件,瓦斯爆炸的條件是：一定濃度的瓦斯、高溫火源的存在和充足的氧氣，三者缺一不可。（1）瓦斯濃度瓦斯爆炸有一定的濃度范圍，我們在把空氣中瓦斯遇火后能引起爆炸的濃度范圍稱為瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限為5%16%，5%為爆炸下限，16%為爆炸上限。瓦斯爆炸界限不是固定不變的，它受許多因素的影響。1）可燃氣體的混入，使瓦斯爆炸界限擴大。2）惰性氣體的混入，降低了氧濃度，使瓦斯爆炸的危險性和爆炸界限降低。3）煤塵摻入可4、降低瓦斯爆炸下限。4）瓦斯與空氣混合氣體的初始壓力越大，爆炸界限范圍越大。5）瓦斯與空氣混合氣體的初始溫度越高，爆炸界限范圍越大。,一、礦井瓦斯的防治,4、瓦斯爆炸的條件及其影響因素,（2）引火溫度瓦斯的引火溫度，即點燃瓦斯的最低溫度。一般認為瓦斯的引火溫度是650750。但因受瓦斯的濃度、火源的性質及混合氣體的壓力等因素影響而變化，當瓦斯含量在7%8%時，最易引燃；當混合氣體的壓力增高時，引火溫度降低；在引火溫度相同時，火源面積越大、點火時間越長，越易引燃瓦斯。3）氧氣濃度當氧濃度低于12%時，混合氣體中的瓦斯失去爆炸性。,一、礦井瓦斯的防治,5、預防瓦斯爆炸的措施,預防爆炸三個條件缺一不可5、，由于煤礦安全規程規定井下空氣中氧濃度不能低于20%，因此，預防瓦斯爆炸的有效措施，主要從防止瓦斯積聚和消除火源著手。（1）防止瓦斯積聚的措施所謂瓦斯積聚是指瓦斯濃度超過2%，其體積超過0.5m3的現象。防止瓦斯積聚的方法有：1）加強通風。2）嚴格檢查和監測井下瓦斯濃度。3）及時處理積聚瓦斯。4）抽放瓦斯。（2）防止瓦斯引燃的措施：1）加強明火管理。2）消除電器火花。3）防止靜電火源。4）防止摩擦火花。5）嚴格放炮制度。,2006.2.1 集團公司寺河礦，23人遇難 2009.2.22 西山煤電屯蘭煤礦，74人遇難 2009.9.8 河南平頂山，35人遇難 2009.11.22 黑龍江龍煤集團6、新興煤礦，104人遇難 2015.10.31 遼寧阜陽市清河門區，5人遇難 2015.11.16 黑龍江鶴崗市向陽煤礦，（19人）2015.11.17 山西焦煤汾西礦業賀西煤礦，5人遇難,瓦斯爆炸事故案例,2004.10.20 河南大平礦難，148人遇難 2007.5.20 集團公司寺河礦難，4人遇難 2008.9.21 河南登封新豐二礦，37人遇難 2009.5.30 重慶同華礦難，30人遇難 2011.10.4 貴州黔南州安平煤礦難17人遇難 2011.11.10 云南師宗私莊礦難20以上人員遇難 2015.11.6 貴州省金沙縣貴源煤礦，6人遇難,煤與瓦斯突出事故案例,二、礦井火災的防治7、,1、礦井火災的危害,火災是礦山的五大自然災害之一。井下發生火災，不僅會造成資源的損失、設備設施的損壞，導致生產中斷，而且更為嚴重的是會直接威脅礦工的生命安全。礦井火災的危害具體表現在以下幾個方面：（1）井下發生火災后，產生大量的有害氣體。高溫煙流產生一氧化碳、二氧化碳等氣體會使人員窒息、中毒，嚴重威脅著礦工的生命安全。（2）引起瓦斯、煤塵爆炸。在有瓦斯、煤塵爆炸危險的礦井，火災不僅會直接導致瓦斯、煤塵爆炸，就是在處理火災事故中，也極易誘發瓦斯、煤塵爆炸事故，從而擴大災情。（3）產生再生火源。熾熱的含揮發性氣體的煙流與相接巷道新鮮風流交匯燃燒，火源下風側可能出現若干再生火源，使煤炭資源大量被燒8、毀或凍結、損壞機械設備。,二、礦井火災的防治,（4）產生火風壓?；痫L壓是指火災產生的高溫煙流流經有標高差的井巷所產生的附加風壓?；痫L壓常會造成風流紊亂，使某些井巷的風流方向發生逆轉現象，導致受災范圍擴大，容易使滅火人員陷入災區。2.礦井火災的分類根據發生火災的原因不同，一般把礦井火災分為兩類：外因火災和內因火災。（1）外因火災外因火災是指由外部火源引起的火災。外因火災的特點是突然發生、火勢兇猛、可防性差，可能發生在井下任何地點，但多數發生在井口房、井筒、機電硐室、火藥庫以及安裝有機電設備的巷道或工作面內，如果不能及時處理，往往可能釀成重特大事故。,二、礦井火災的防治,（2）內因火災內因火災又稱9、自燃火災。由于煤炭或其他易燃物自身氧化積熱，發生燃燒引起的火災。內因火災的特點是發生在有限的條件下，有預兆，燃燒過程較為緩慢，伴生有害氣體，不易早期發現，且火源隱蔽，有些發火地點很難接近，滅火難度大，時間長。內因火災大多數發生在采空區、遺留的煤柱、破裂的煤壁、煤巷的冒高處以及浮煤堆積的地點。3.外因火災的防治（1）防止火源的產生；（2）采用不燃性材料支護；（3）防止電氣火災；（4）防止摩擦火花引起火災；（5）防止火災擴大。,2009.10.9 遼寧阜新市海州區中興煤礦，13人遇難 2010.7.17 韓城市新鑫礦業公司小南溝煤礦，28人遇難 2011.11.20 黑龍江龍煤集團雞西礦業公司杏花10、礦，21人遇難，1人下落不明,火災事故案例,三、礦塵的防治,1、礦塵的產生,在煤礦建設和生產過程中，如鉆眼工作、炸藥爆破、掘進機和采煤機作業、礦物的裝載及運輸等各個環節都會產生大量的礦塵。一般來說，在現有防塵技術措施條件下，各生產環節產塵量比例大致是：采煤工作面占45%80%，掘進工作面占20%30%，錨噴作業點占10%15%，運輸通風巷道占5%10%，其他作業點占2%5%。各作業點隨機械化程度的提高，礦塵的生成量增大。礦塵按其成分可分為巖塵、煤塵和水泥粉塵三類。按其存在狀態分為浮塵和落塵，浮塵是懸浮于礦內空氣中的礦塵，落塵是從礦內空氣中沉落下來的礦塵。,三、礦塵的防治,2、礦塵的危害,1）對11、人體的危害。人長期吸入礦塵后，輕者會患呼吸道炎癥，重者會患塵肺病。礦塵對人體的危害還有皮膚病、眼病和慢性中毒（如礦塵中含有鉛、汞等有毒粉塵）。2）煤塵在一定條件下可以爆炸。煤塵能夠在完全沒有瓦斯存在的情況下爆炸，對于瓦斯礦井，煤塵則有可能與瓦斯同時爆炸。3）降低工作場所能見度，容易發生工傷事故。在一些綜采工作面割煤時，工作面煤塵濃度高達40008000mg/m3，工作面能見度極低，往往會導致人員誤操作或不能及時發現事故隱患，增加了發生人身事故的可能性。4）加速機械磨損，縮短設備使用壽命。隨著煤礦機械化、電氣化、自動化程度的提高，礦塵對設備性能及其使用壽命的影響會越來越突出，應引起高度的重視。,12、三、礦塵的防治,3、煤塵爆炸及其預防,（1）煤塵爆炸的條件煤塵爆炸必須同時具備三個條件：煤塵本身具有爆炸性，并在空氣中有一定濃度；存在能引燃煤塵爆炸的熱源；有足夠氧濃度的空氣。1）具有一定濃度的能夠爆炸的煤塵云。有的煤塵具有爆炸性，有的不具有爆炸性。具有爆炸性的煤塵只有在空氣中呈浮游狀態并具有一定的濃度時才能發生爆炸。能形成爆炸的浮游煤塵濃度的范圍，叫煤塵爆炸界限。試驗表明，煤塵爆炸下限為45g/m3，上限為15002000g/m3。爆炸力最強的煤塵濃度為300400g/m3。,三、礦塵的防治,3、煤塵爆炸及其預防,2）高溫的熱源。能夠引燃煤塵爆炸的熱源溫度變化的范圍是比較大的，它與煤塵中揮發13、分含量有關。我國煤塵爆炸的引燃溫度變化大約在6101050之間，煙煤一般650900。煤礦井下能點燃煤塵的高溫火源主要為：爆破時出現的火焰、電氣火花、電弧、靜電放電、沖擊火花、摩擦高溫、井下火災和瓦斯爆炸等。3）空氣中氧濃度?？諝庵醒鹾康陀?8%時，煤塵就不會爆炸。但必須注意，空氣中氧濃度雖然減至18%以下，并不能完全防止瓦斯與煤塵在空氣中的混合物爆炸。,三、礦塵的防治,三、礦塵的防治,（2）預防煤塵爆炸的技術措施,預防煤塵爆炸的技術措施主要包括防塵措施、防止煤塵引燃的措施和各報措施三個方面。1）防塵措施煤層注水濕潤煤體。采空區灌水。濕式打眼。水封爆破和水炮泥。噴霧灑水降塵。合理的風速。消除14、落塵。2）防止煤塵引燃的措施。3）隔爆措施。被動式隔爆裝置。自動抑制裝置,四、礦井水害防治,1、礦井水害的概念,（1）礦井突水。井巷、工作面與含水層、被淹巷道、地表水體和含水的裂隙帶、溶洞、洞穴、陷落柱、頂板冒落帶、構造破碎帶等接近或溝通而導致的突然出水事故，稱為礦井突水（亦稱礦井透水）。（2）礦井水災。礦區內的大氣降水、地表水、地下水通過各種通道涌入井下，稱為礦井涌水。當礦井涌水量超過礦井正常的排水能力時，將發生水災。凡是影響礦井正常生產活動、威脅礦井安全生產、增加生產成本和使礦井局部或全部被淹沒的礦井涌水事故，稱為礦井水災（亦稱礦井水害）。,四、礦井水害防治,2、礦井常見的水源,大氣降水。15、從天空降到地面的雨和雪、冰、雹等融化的水，稱為大氣降水。地表水。地球表面江、湖、河、海、水池、水庫、沼澤、積水洼地等處的水均為地表水。潛水。埋藏在地表以下第一個融水層以上的地下水稱為潛水。潛水一般分布在地下淺部第四紀松散沉積層的空隙和出露地表的巖石裂隙中。潛水主要由大氣降水和地表水補給。承壓水。處于兩個隔水層中間的地下水，稱為承壓水（或稱自流水）。石灰巖裂隙及溶洞中的水為承壓水，它具有很大的水量和壓力，對礦山生產威脅極大。老空積水。已經采掘過的采空區和廢棄的舊巷道或溶洞，由于長期停止排水而積存的地下水，稱為老空積水。斷層水。處于斷層破碎帶中的水，稱為斷層水。斷層帶往往是許多含水層的通道，因此，16、斷層水往往水源充足，對礦井的威脅極大。,四、礦井水害防治,3、礦井水害的通道,水源進入礦井的可能通道有：井筒、斷層破碎帶、采掘形成的裂縫、陷落柱、采空區、井下巷道和封堵不嚴的鉆孔等。,4、礦井水災發生的主要原因,造成礦井水災的原因是多方面的，歸納起來主要有：1）地面防洪、防水措施不當。因對防洪設施管理不善，雨季山洪由井筒或塌陷裂隙大量灌入井下造成災害。2）水文地質情況不清。對老空積水、充水斷層、陷落柱、鉆孔、強含水層水量和水壓等情況不清楚，因而在施工中造成水害事故。3）井巷位置設計不合理。將井巷置于不良的地質條件中或距強含水層太近，導致透水。,四、礦井水害防治,4）亂采亂挖破壞了防水煤柱或巖柱17、造成透水。5）排水設備失修，水倉不按時清挖，突水時，失去排水能力而淹井。6）沒有執行“有疑必探，先探后掘”的探放水原則，或者探放水措施不嚴密，盲目施工造成突水淹井事故。7）測量工作失誤，導致巷道穿透積水區而造成透水。8）出現透水征兆未察覺、未重視，或處理方法不當而造成透水。9）施工措施不力，工程質量低劣，致使井巷嚴重坍塌冒頂，導致地下水或地表水灌入礦井。10）在水文地質條件復雜、有突水淹井危險的礦井，需要安設防水閘門而未安設，或防水閘門安設不合格以及年久失修關閉不嚴而造成淹井。11）鉆孔封閉不合格或沒有封孔，成為各水體之間的垂直聯絡通道。當采掘工作面和這些鉆孔相遇時，便發生透水事故。,四、礦井18、水害防治,5、礦井水災的危害,礦井水災的危害具體表現在以下幾方面：1）如果排水系統不完善，會造成涌水四溢，巷道到處是泥水，使作業環境惡化，給安全生產和文明生產造成不利影響。2）頂板淋水、煤壁滲水，使巷道內空氣濕度加大，影響職工的身體健康。3）礦井水量越大，排水設備和排水費用越高，不僅增加生產成本，而且增加了管理工作難度。4）礦井水對機器設備和金屬材料產生腐蝕作用，縮短其使用壽命，增加生產成本。5）礦井涌水量一旦超過排水能力或突然涌水，輕則造成井巷或采區被淹，重則造成人員傷亡和財產損失。,四、礦井水害防治,6、采掘工作面透水前，一般有如下預兆：,（1）掛紅。因地下水中含有鐵的氧化物，在水壓作用下19、，通過煤（巖）裂隙時，附著在煤巖表面，呈現暗紅色水銹。（2）掛汗。積水區的水，在水壓作用下，通過煤巖裂隙而在煤巖壁上凝結成許多水珠，稱“掛汗”。但井下空氣中水分遇到低溫煤體也會聚結水珠，這是假汗。區別真汗、假汗的方法是：仔細觀察新暴露的煤壁面上是否潮濕，若潮濕則是“真汗”即透水征兆。（3）空氣變冷。采掘工作面接近積水區時，空氣溫度會驟然下降，煤壁發涼，進入工作面有涼爽、陰冷的感覺。（4）出現霧氣。當采掘工作面氣溫較高時，從煤壁滲出的積水，就會被蒸發而形成霧氣。,四、礦井水害防治,6、采掘工作面透水前，一般有如下預兆：,（5）水叫。一種是高壓積水向煤巖裂隙強烈羈押于兩壁摩擦而發出的“嘶嘶”聲，另20、一種是空洞泄水聲，這些都是離水源很近的危險預兆。（6）頂板淋水加大。原有裂隙淋水突然增大。（7）頂板來壓、底板鼓起。在地下水壓作用下，頂底板彎曲變形，有時伴有潮濕、滲水現象。（8）水色發渾、有臭味。老空水一般發紅、味澀；斷層水一般發黃、味甜；溶洞水常帶有臭味；沖擊層水呈黃色并夾有沙子。（9）有毒有害氣體增加。工作面有硫化氫、二氧化碳等有毒有害氣體溢出。以上征兆不一定同時出現，要認真辨別。當發現工作面出現透水預兆時，說明已接近水體，此時應立即停止作業，并報告礦調度室，采取有效措施，以防止透水事故的發生。,2010.3.28 山西王家嶺煤礦，38人遇難（153人受困）2010.6.3 晉煤集團東溝21、煤業郊南煤礦，4人遇難 2015.2.13 晉煤集團東溝煤業，3人遇難2015.11.11 廣西宜州市安慶煤業，3人遇難,水災事故典型案例,五、礦井頂板事故的防治,頂板事故是煤礦生產的主要災害之一，是指在地下采煤過程中，頂板意外冒落造成人員傷亡、設備損壞、生產中止等的事故。頂板事故按冒頂范圍分局部冒頂和大型冒頂；按力學原因分為壓垮冒頂、漏冒型冒頂和推垮型冒頂。冒頂常發生在上下出口、煤壁線、放頂線、地質構造處及采煤機附近。,頂板局部冒頂的預兆：,1）發出響聲。巖層下沉斷裂，頂板壓力急劇增大時，木支架有劈裂聲；金屬支柱活柱下縮，支柱鉆底嚴重都可能發出響聲。2）掉碴。3）煤體壓酥，片幫煤增多。4）頂22、板裂隙增多，裂縫變大。5）頂板出現離層。6）漏頂。7）瓦斯涌出量突然增大。8）頂板淋水明顯增加。,五、礦井頂板事故的防治,巷道冒頂事故的防治,1）掌握地質資料與開采條件；2）嚴格頂板安全檢查制度。堅持進行敲幫問頂，發現活矸和傘檐要及時處理；3）加強支護質量管理；4）進行臨時支護。對掘進迎頭新懸露的頂板，應采用及時或超前支護的臨時支架，以保證作業安全。,五、礦井頂板事故的防治,冒頂處理的一般原則：,1）先外后里；2）先支后拆；3）先上后下；4）先近后遠；5)先頂后幫。,五、礦井頂板事故的防治,巷道冒頂事故典型案例,2011.4.27 岳城礦 1人2011.7.24 晉圣公司固隆項目部 1人2011.11.21 趙莊煤業 2人2012.6.5 趙莊煤業 1人2013.4.4 長平礦 1人2014.10.13 中煤能源新疆天山煤電 9人2015.7.5 岳城礦 1人,五、礦井頂板事故的防治,謝謝！,