搜索
煤矿“一通三防”事故及防治第一章煤矿瓦斯爆炸事故防治第一节瓦斯爆炸机理第二节瓦斯爆炸事故案例剖析第三节瓦斯爆炸事故原因分析第四节瓦斯爆炸事故防治第一节瓦斯爆炸机理一、瓦斯爆炸条件二、瓦斯爆炸三角形一、瓦斯爆炸条件瓦斯爆炸的发生必须具备三个基本条件（一）瓦斯浓度在爆炸界限内，一般为5%～16%。（二）混合气体中氧的浓度不低于12%。（三）有足够能量的点火源。一、瓦斯爆炸条件(一)空气混合气体中瓦斯的浓度瓦斯爆炸发生的浓度界限指的是瓦斯与空气的混合气体中瓦斯的体积浓度，当瓦斯浓度达到9.5%时，理论上瓦斯可以同空气中的氧气完全反应，从而放出最多的热量，因此，爆炸的强度最大。在实际测量中，最大瓦斯爆炸强度往往比该浓度高一点，达到10%左右。一、瓦斯爆炸条件(二）氧气的浓度瓦斯空气混合气体中氧气的浓度必须大于12%，否则爆炸反应不能持续。煤矿井下的封闭区域、采空区内及其它裂隙等处由于氧气消耗或没有供氧条件，可能会出现氧气浓度小于12%的情况，其它巷道、工作场所等一般不存在氧气浓度低于12%的条件。一、瓦斯爆炸条件（三）足够能量的点火源能够引起瓦斯爆炸的点火源有三个条件，即：温度不低于650℃，能量大于0.28mJ和持续时间大于爆炸感应期。引起瓦斯爆炸的火源主要是煤层自燃、带电设备产生的火花、放炮火焰等。二、瓦斯爆炸三角形爆炸三角形原理甲烷与空气混合时，混合气体中甲烷的爆炸下限为5%，上限为16%。如有惰性气体加入，则随着惰性气体组分的增加，甲烷的爆炸上限将明显下降，爆炸下限略有增大；当惰性气体增加到一定量时，爆炸上下限将汇合于一点。在氧气于甲烷组分的坐标图上，甲烷上、下限浓度变化的轨迹为一三角形，称为爆炸三角形。分为爆炸区（1）、不存在的混合区（2）、不爆炸区（3、4）。第二节瓦斯爆炸事故案例剖析一、2004-2007年，死亡百人以上的煤矿特别重大事故及事故类别统计二、孙家湾煤矿瓦斯爆炸事故剖析三、法库县柏家沟煤矿瓦斯爆炸事故剖析一、2004-2007年，死亡百人以上的煤矿特别重大事故情况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）其中：瓦斯爆炸事故5起，死亡人数744人。煤尘爆炸事故1起，死亡人数171人。水害事故1起，死亡人数123人。自然灾害1起，死亡人数181人。百人以上事故中瓦斯事故占62.5%死亡人数占61%。二、孙家湾煤矿瓦斯爆炸事故剖析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。应急及时系统合理风量充足瓦斯爆炸造成的遇难人员分布图12329563626139435（一）瓦斯来源分析1.冲击地压（矿震）造成3316外风道局部区域瓦斯异常涌出并达到爆炸界限（1）从冲击地压波监测报表及矿井安全监控系统监测数据方面进行分析。据阜新市地震局提供的资料，2005年2月14日14时49分38.6秒阜新市孙家湾矿区发生了震级为ML2.7级冲击地压；冲击地压发生后11分发生瓦斯爆炸，考虑到瓦斯从涌出点扩散至爆源点、达到爆炸界限的时间，以及在该时间段内带电检修，则冲击地压与瓦斯爆炸两者在时间上有因果关系。（2）冲击地压引起瓦斯异常涌出，冲击地压发生时间和3316风道的36#监测点，3316外风道53#监测点瓦斯浓度值的变化，在时间和空间有对应关系：①事故前，3316风道回风的36#监测点在14时49分瓦斯浓度为2%；3316外风道进风系其回风渗入新风（53#监测点)，若无其他瓦斯，瓦斯浓度应低于36#监测点瓦斯浓度；②3316外风道进风53#监测点瓦斯浓度从14时50分20秒的1.29%，急剧增加到14时52分29秒的4%以上，表明36#监测点与53#监测点之间有额外瓦斯源补充，且补充速度极为迅速。③据现场勘察，冲击地压导致的巷道底臌、冒顶、巷帮变形发生3316外风道53#监测点前后。（3）事故后，3316外风道仍有大量瓦斯涌出。（4）从3316外风道处地质构造状况进行分析3316风道外侧正处于一背斜转向斜的构造地带，且3316架子道斜交于向斜轴部。2.3316风道有积聚瓦斯排出（1）3316风道工作面（37#甲烷传感器）：14时40分监测信号恢复时，瓦斯浓度为2.09%左右；14时47分开始下降，于14时52分下降至0.3%。（2）在3316风道工作面瓦斯下降的同时，3316风道回风（36#甲烷传感器）于14时49分瓦斯浓度达2.04%峰值，说明3316风道工作面集聚瓦斯排出。（3）瓦斯排放时间与回风侧3316外风道冲击地压发生时间（14时49分38秒）对应。瓦斯来源结论3316外风道因冲击地压涌出瓦斯和3316风道工作面排出的积聚瓦斯。（二）引爆火源分析1.引爆瓦斯的火源：-500m水平3316架子道内，距专用回风道8m处的配电点ZBZ-4.0M127V型照明信号综合装置接线腔内电火花。（1）3316架子道照明信号综合装置接线腔内有两个接线端子的压紧螺帽松动，一个是接线腔内接地端子，另一个是一相动力电源线接线端子，开关在带电作业下电缆扰动可产生电火花（2）接线腔内两个接线端子有剩余长约2～2.5cm的二根铜芯丝，其端头圆滑有熔化迹象（3）3316架子道配电点靠煤帮一侧附近发现该照明信号综合装置接线腔盖板和一只附着其上的螺丝，该螺丝中部弯曲120°内角、有扭丝和丝扣拉伤痕迹；接线腔盖板防爆结合面侧固定该螺丝的螺孔有明显压伤痕迹；接线腔防爆结合面处，固定该螺丝的螺孔也有明显向外拉伤凸起痕迹；表明接线腔内爆炸压力大于配电点处环境压力。（4）3316架子道配电点附近有10人遇难，并发现两串钥匙和一个扳手，表明事故现场有人作业。（三）爆炸强度分析1.参与爆炸的瓦斯源所在巷道3316外风道中水仓口至外风道掘进头；3316架子道；3316盲斜下山；331轨道下山中自盲斜下山巷口至3315风道口一段。2.瓦斯源所在巷道的瓦斯浓度3316架子道自专用回风道巷口以外一段巷道、331轨道下山中自盲斜下山巷口至3315风道口一段中：3.98%3316架子道自专用回风道巷口以里一段巷道：8.06%3.参与爆炸的总瓦斯量：246.1m34.爆炸前异常涌出的总瓦斯量：623.5m35.爆炸强度相当于1846kgTNT炸药爆炸放热量，属中等偏强（四）结论事故类别：瓦斯爆炸事故时间：2005年2月14日15时01分爆源点：-500m水平3316架子道内，距专用回风道8m的配电点处；瓦斯来源：3316外风道因冲击地压造成的异常涌出的大量高浓度瓦斯与3316风道停工掘进工作面积聚的瓦斯排出混合；引爆火源：3316架子道内，距专用回风道8m的配电点处，带电检修ZBZ-4.0M127V型照明信号综合装置，接线腔内产生电火花三、法库县柏家沟煤矿瓦斯爆炸事故剖析2008年8月18日8时50分，沈阳市法库县柏家沟煤矿301采煤工作面左面发生一起重大瓦斯爆炸事故，造成26人死亡、2人重伤、9人轻伤，直接经济损失967万元。（一）矿井概况柏家沟煤矿位于法库县柏家沟镇。矿井设计生产能力为10万吨/年，为低瓦斯矿井，矿井绝对瓦斯涌出量1.49m3/min，相对瓦斯涌出量6.13m3/t。装备KJ123型矿井安全监控系统。矿井采用斜井多水平开拓方式，串车提升，中央分列式通风，走向长壁后退式采煤方法，全部垮落法管理顶板，放炮落煤，事故发生时1个采煤工作面，2个掘进工作面。柏家沟煤矿“8.18”瓦斯爆炸事故示意图爆炸点-129.510-129.466-128.489-128.816-199.697-171.211-177.706301工作面-180.631-181.491-181.706-180.797-179.071-160.660301工作面入风道回风道左切右切604m3/min230m3/min370m3/min300m3/min40米30米沈阳市法库县柏家沟煤矿818重大瓦斯爆炸事故遇难人员分布示意图300行人下山三水平运输道东翼运输道301联络道302运顺掘进工作面140m3/min300回风道FTCTD35m10m40m22m32mTDTCTC冒顶区冒顶区12008年8月18日2008年8月18日2008年6月25日2008年7月25日23456781819212223冒顶区冒顶区事故发生时风门被摧毁123458181921672223运顺输槽（二）直接原因事故区域通风系统不稳定，301采煤工作面风量分配不合理，导致左工作面风量明显不足，遇有地质构造及周期来压，大量瓦斯涌出，达到爆炸界限，工人违章放“糊炮”崩大块岩石产生火焰引爆瓦斯。（三）间接原因1.事故煤矿违反《煤矿安全规程》规定，工作面采用串联通风。302煤巷掘进工作面回风串入301采煤工作面；301采煤工作面中顺未设置调节风门，造成301采煤工作面左面风量不足。2.事故煤矿井下爆破作业和火工品管理混乱。井下放炮作业，不严格执行“一炮三检”和“三人连锁”放炮制度，爆破作业不使用水泡泥，放炮母线仅有12米。3.事故煤矿生产组织不合理，安排左右工作面同时作业。301采煤工作面未实现统一管理，左右面放炮、回柱等工种同时进行作业。4.事故煤矿瓦斯检查制度执行不严格。管理人员及瓦斯检查员不按规定携带便携式甲烷检测仪；瓦检员不进行岗位交接班；-140m掘进工作面没有安设甲烷传感器。5.事故煤矿生产技术管理不到位。对采煤工作面预防周期性来压没有实施有效的防范措施,遇到地质构造变化、顶板煤层增厚等情况没有及时跟踪观察、制定和采取加强顶板管理的安全措施。6.事故煤矿重生产,轻安全,矿井安全管理制度不落实。矿井未按规定配备专职安全检查员；不认真落实矿级领导干部入井带班制度。第三节瓦斯爆炸事故原因分析一、按瓦斯爆炸条件分析二、瓦斯爆炸事故矿井分类三、瓦斯爆炸事故原因分析一、按瓦斯爆炸条件分析（一）对于矿井，引发瓦斯爆炸的火源众多自然发火、外因火灾、放炮火焰、电火花、摩擦火花、冲击碰撞火花、矿灯火花、电火焊、明火以及静电火花等火源。（二）瓦斯积聚情形众多1.掘进工作面（揭煤、开掘）、采煤工作面（回采）冲击地压、煤与瓦斯突出、采空区、密闭及盲巷、其它风流不畅的地方、2.随着开采深度的增加，地质条件复杂化，瓦斯涌出的突变性增加。瓦斯积聚地点一般氧气浓度都大于12%，一旦火源条件具备，即发生瓦斯爆炸。二、瓦斯爆炸事故矿井分类（一）2000-2007发生重大和特别重大瓦斯爆炸事故矿井瓦斯类别（按事故矿井瓦斯等级分类）1.重大瓦斯爆炸事故：高突矿井占11%。高瓦斯矿井占48%。低瓦斯矿井占41%。重大瓦斯事故，低瓦斯区域占66.7%。2.特别重大瓦斯爆炸事故：高突矿井占17%。高瓦斯矿井占45%。低瓦斯矿井占38%。特别重大瓦斯事故，低瓦斯区域占92.3%。2000-2007重大和特别重大瓦斯爆炸事故(按矿井瓦斯等级)2