煤矿重特大灾害事故动态隐患治理

煤矿重特大灾害事故动态隐患治理中国矿业大学（北京）周心权简介：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，中国煤炭工业协会技术委员会煤矿安全委员会副主任委员，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。20032004200520062007死亡人数64346027593847463786百万吨死亡率3.7243.0172.762.041.4852007年不同煤炭企业百万吨死亡率煤矿安全状况逐年好转全国国有重点国有地方乡镇煤矿百万吨死亡率1.4850.3831.2693.024近年来，国有重点煤矿安全生产形势有较大的好转，今年是“隐患治理年”，今后，煤矿安全生产应如何进一步提高安全技术管理水平？事故总在安全技术管理最薄弱环节上发生国有重点煤矿安全技术管理一般较好，但仍有可能存在安全生产的薄弱环节或盲区。根据反映安全生产状况的“木桶”理论，一个矿井的安全状况不是由安全管理最好的区域或环节来决定的，往往是由安全管理最差的区域或环节来决定的。近年来煤矿重大事故的新特点：在社会经济发展水平提高，安全技术装备水平提高，政府、人们、企业各级领导更重视安全，法律法规的约束、监察监管力度加强的情况下，然而，从1980年到2005年，煤矿死亡百人以上的重大事故发生频率却加快，从10年（1起）－5年（1起）－4年（1起）－2年（1起）－1年（2起）－1年（4起）。2000-2007重大和特别重大瓦斯爆炸事故(按矿井瓦斯等级)2000-2007年重大瓦斯爆炸事故矿井瓦斯等级低瓦斯矿井41%高瓦斯矿井48%高突矿井11%2000-2007年特别重大瓦斯爆炸事故矿井瓦斯等级低瓦斯矿井38%高瓦斯矿井45%高突矿井17%重大瓦斯爆炸事故特别重大瓦斯爆炸事故低瓦斯区域占到了66.7％低瓦斯区域占到了92.3％2000-2007年特别重大瓦斯爆炸事故原因打破正常生产秩序51%瓦斯异常涌出23%正常生产条件下重大隐患26%2000-2007重大和特别重大瓦斯爆炸事故(按事故原因)重大瓦斯爆炸事故特别重大瓦斯爆炸事故2000-2007年重大瓦斯爆炸事故原因打破正常生产秩序35%瓦斯异常涌出14%正常生产条件下重大隐患51%“祸兮福之所伏，福兮祸之所依”摘自《老子.第五十八章》形象的描述了安全与危险的辨证转换关系2004－2007，是1960年以来我国死亡百人煤矿特别重大事故的高发期1、2004.10.226郑州大平矿难死亡148人（突出引起进风区瓦斯爆炸）；2、2004.11.274铜川陈家山矿难死亡166人（下隅角强制放顶瓦斯爆炸）；3、2005.2.141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、2005.11.273七台河东风矿瓦斯爆炸死亡171人（煤仓放炮引起煤尘爆炸）；6、2005.12.7唐山刘官屯矿瓦斯爆炸死亡108人。（低瓦斯乡镇矿井）；7、2007.8.17山东新汶华源矿水灾2死亡181人(定性为自然灾害)。8、2007.12.5山西洪洞瑞之源煤矿瓦斯爆炸瓦斯爆炸死亡108人。（低瓦斯乡镇矿井）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，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m322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分井下汇报听到爆炸声、巷道烟雾大，随之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。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。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工作面注水、注浆、注凝胶24日16时起加快工作面的推进度,事故发生前推进27m。28日7时06分,下隅角尾梁后部强制放顶放炮引起瓦斯爆炸.24日12时10分,上隅角再次爆燃。23日10时40分,上隅角放炮引起爆燃23日10时50分,85架附近发现明火。24日12时14分53号尾梁着火,经洒水火灭。工作面推进虚拟现实系统需借助专用软件显示三维动态灾变过程，因展示条件所限，本图仅以二维静态图形显示虚拟现实场景，虽然显示效果差，但也较清楚地显示出下隅角瓦斯爆炸的原因。所开发的虚拟现实系统能真实显示三维动态灾变过程，为事故调查和分析提供了有力的分析工具。爆炸性气体混合带采空区冒落带1号联络巷交叉口煤层炮眼新鲜风下工隅作角面陈家山煤矿特别重大瓦斯爆炸事故原因分析图三、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孙家湾煤矿瓦斯异常涌出与瓦斯爆炸时间序列示意图风门回风风流进风风流图例533316外风道盲斜下山专用回风巷3316架子道3315进风巷3315回采工作面3315回风巷7号传感器36373316风道14时55分盲斜下山瓦斯浓度达4%。2%的积聚瓦斯于14时49分排出。配电点处14时53分瓦斯浓度达8%。15时01分发生瓦斯爆炸。爆炸前,瓦斯浓度0.2%。爆炸前，瓦斯浓度0.2%。瓦斯浓度达2.7%。14时49分38秒冲击地压发生；14时50分至14时52分瓦斯浓度由1.29%升至4%以上。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。水城矿务局木冲沟煤矿位于贵州省六盘水市境内。井田走向长8km，倾斜宽为0.9-1.9km，面积约12.65km2。矿井可采储量9946万吨，设计年生产能力90万吨，服务年限为79年。1974年投入生产。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、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冲击地压特大瓦斯爆炸，与大平矿事故类似。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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。二、高低瓦斯区发生瓦斯爆炸概率分析思考：1、高、低瓦斯矿井（区域），谁最容易发生瓦斯爆炸？2、为什么瓦斯突发事件最容易引起瓦斯爆炸？3、高、低瓦斯矿井（区域），谁最容易发生瓦斯突发事件？4、一旦瓦斯突发事件发生，对高、低瓦斯矿井（区域）中那一个致灾影响最大？预警失察相差不多（3P=c1P，c1）保护措施不变保护措施a1,b1保护措施a,b高瓦斯矿井(区域)P1，P2点燃源出现概率bP2瓦斯爆炸概率aP1*bP2低瓦斯矿井（区域）3P瓦斯达爆炸限概率a1cP1点燃源出现概率b1P2瓦斯爆炸概率a1cP1*b1P2瓦斯达爆炸限概率aP1瓦斯突发事件情况4P1点燃源出现概率b1P2瓦斯达爆炸限概率P4瓦斯爆炸概率P4*b1P21a1a1b1b点燃源出现概率0瓦斯爆炸概率0瓦斯突发情况下瓦斯爆炸事故可能性分析图结论：1、高、低瓦斯区域发生瓦斯爆炸概率相近；而且，由于人们在安全条件下更容易违章，实际低瓦斯区域发生瓦斯爆炸概率更高；2、突发事件（正常生产程序打断）一旦发生，致灾概率远大于正常状况；3、高瓦斯矿井比低瓦斯矿井更容易发生转变其“安全”区域安全性的瓦斯突发事件；4、发生瓦斯突发事件后，低瓦斯区域致灾概率更大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，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。三、低瓦斯不易自燃矿井安全性：（一）大家认为“安全”的地方往往是安全管理的盲点1、瓦斯爆炸仍可能发生在低瓦斯矿井大雁、唐山矿瓦斯爆炸低瓦斯矿井仍存在瓦斯积聚隐患，低瓦斯矿井存在高瓦斯区、或瓦斯异常涌出隐患低瓦斯矿井存在与瓦斯积聚的小窑相通的隐患低瓦斯火区存在瓦斯爆炸危险（自燃，煤干馏生成的可燃气体引爆；富燃料类外因火灾，富余挥发性气体引爆）2、低瓦斯矿井不易自燃矿井存在相同的外因火灾威胁；3、不易自燃煤层仍存在自燃的可能；4、低瓦斯矿井易应用非正规采煤方法；5、低瓦斯矿井通风管理力度较高瓦斯矿小。往往因安全管理较高瓦斯矿差，大家容易产生麻痹侥幸心理而易发生事故。3、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