礦山中毒窒息

金屬非金屬地下礦山中毒窒息,李懷宇北京科技大學(xué)教授2010年4月,講座內(nèi)容,一金屬非金屬地下礦山中毒窒息事故形勢嚴峻二中毒窒息事故的預(yù)防1礦井中有毒有害氣體2炮煙中毒預(yù)防3礦井火災(zāi)預(yù)防三火災(zāi)風(fēng)流控制與應(yīng)急預(yù)案,一金屬非金屬地下礦山中毒窒息事故形勢嚴峻2009年，全國金屬非金屬礦山共發(fā)生生產(chǎn)安全事故1230起，死亡1542人，同比分別減少186起、525人，下降13.1%和25.4%。其中較大事故45起，死亡176人：中毒窒息事故12起，占26.7%，居第2位；死亡46人，占26.6%，居第1位。重大事故4起、死亡70人：中毒窒息和火災(zāi)事故各1起，死亡28人。例如：,2009年9月8日，河南省靈寶市金源礦業(yè)公司第五分公司王家峪礦井下發(fā)生火災(zāi)事故，死亡13人。施工單位在對該礦區(qū)1532坑口進行支護時，巷道發(fā)生坍塌，造成井下電纜短路，引起木支護著火。事故發(fā)生后，施工單位當(dāng)班12名井下作業(yè)人員中有6人安全升井、6人被困。施工單位隨即自行組織6人下井施救，王家峪礦副主任接報后又帶1人下井，致使14人被困井下，后專業(yè)礦山救護隊搶救出1人。,今年1-3月份，全國金屬非金屬礦山共發(fā)生生產(chǎn)安全事故153起，死亡209人，同比減少52起、54人，分別下降25.4%和20.5%。其中較大事故11起，死亡50人。11起較大事故中，中毒窒息4起，死亡20人，均占第1位。這4起事故是：,今年發(fā)生的中毒窒息事故2010年3月25日23時，云南省紅河哈尼族彝族自治州個舊市睿達錫礦發(fā)生一起中毒窒息事故，造成5人死亡。（4人作業(yè)3人出坑，5人進坑尋找，廢坑永久封閉的鐵門、石墻破壞，進入4人熏倒，1人出坑報告生還）。2010年3月10日湖南有色控股集團瑤崗仙礦業(yè)有限責(zé)任公司瑤崗仙鎢礦發(fā)生的炮煙窒息事故，8名礦工中毒死亡。(留礦法采場早班放炮晚班4人到采場作業(yè)未出4名放礦工盲目施救）2010年03月08日云南紅河建水縣官廳鎮(zhèn)牛滾塘礦區(qū)14號坑中毒窒息事故4人死亡（4人入坑巷道維護在廢棄巷道的斜下山，發(fā)生中毒窒息）。2010年1月11日四川甘洛縣甘洛鴻利達礦業(yè)有限責(zé)任公司樂日溝區(qū)塊48號井通風(fēng)不暢中毒窒息死亡3人。（井下停電沒有雙回路供電或有備用電源，風(fēng)機停轉(zhuǎn)）,二中毒窒息事故的預(yù)防1、礦井中的有毒有害氣體井下空氣正常組成（按體積計算的組成成分）氧20.90%69%時，失去知覺，呼吸停止，不及時搶救死亡。二氧化碳0.03%窒息性氣體，但由于它的存在對氧的排斥，造成機體缺氧窒息。1011時，五分鐘之內(nèi)就能使人窒息、致死。氮78.13%其他稀有氣體0.94%,金屬非金屬礦井有毒氣體主要有：一氧化碳氮氧化物硫化氫二氧化硫金屬非金屬礦安全規(guī)程對其接觸限值有明確規(guī)定：,6.4.1.3井下作業(yè)地點的空氣中，有害物質(zhì)的接觸限值應(yīng)不超過GBZ2的規(guī)定。一氧化碳：30mg/m3，0.0024%（24ppm）0.97濃度達到0.4%（4000ppm），致人短時死亡氮氧化物（轉(zhuǎn)算為二氧化氮）：1.575mg/m3，0.00025%（2.5ppm）濃度達到0.025%（250ppm），致人短時死亡硫化氫：10mg/m3，0.00066%（6.6ppm）1.19濃度達到0.1%（1000ppm），致人短時死亡二氧化硫：15mg/m3，0.0005%（5ppm）2.2,金屬非金屬礦山有毒氣體來源爆破產(chǎn)生火災(zāi)產(chǎn)生老空區(qū)釋放柴油設(shè)備釋放爆破產(chǎn)生的有毒氣體一般發(fā)生在采掘工作面，主要是獨頭巷道掘進、通風(fēng)不良采場爆破產(chǎn)生有毒有害氣體，主要是CO和氮氧化物。一般1kg炸藥產(chǎn)生的CO和氮氧化物為80120升（按其毒性把氮氧化物折合成CO，大致是6：1的比例）。如果一次爆破20kg炸藥在2000m3（10m2斷面200m長的范圍）的空間，NO2和CO的濃度可以達到（20*0.1/2000=1%）10000ppm，遠遠高于24ppm的允許濃度。,火災(zāi)生成大量CO；燃燒過程中CO2大量增多；橡膠、塑料燃燒還生成大量含鹵有毒氣體；（柴油等）燃燒還生成苯等有毒物質(zhì)。一架棚子的坑木燃燒，產(chǎn)生CO約97m3，足以使10m2的巷道在1km的范圍內(nèi)空氣中CO含量達到致命的數(shù)量。（97/100001%=10000ppm）對非煤礦山來說，井下火災(zāi)更大的危害是含有有毒氣體的煙氣。井下風(fēng)流將火焰和煙氣帶向下風(fēng)方向。煙流和溫度傳遞如下兩圖所示：,火災(zāi)產(chǎn)生的有毒有害氣體,尖林山硐室火災(zāi)時的煙氣流動模擬,龍洞鐵門坎火災(zāi)溫度分布模擬,李生文鐵礦火災(zāi)所致中毒窒息事故：2004年11月20日上午李生文鐵礦在盲井電焊，濺落的高溫殘留物金屬碎屑在護幫的荊笆上使其陰燃，然后引燃木支護而著火。由于該礦與周圍4個鐵礦(嶺南鐵礦、李生文聯(lián)辦礦、白塔鎮(zhèn)二鐵礦、西郝莊鐵礦)井下巷道相通，均無風(fēng)機的自然通風(fēng)，煙氣迅速擴散、蔓延,致使70名人員遇難,2、炮煙中毒預(yù)防,獨頭巷道掘進爆破后，容易發(fā)生炮煙熏人中毒窒息事故，客觀原因是通風(fēng)難度大，通風(fēng)管理原因是局扇、風(fēng)筒布置不規(guī)范，風(fēng)筒未能隨井巷及時跟進，工作面通風(fēng)不力等。1）建立有效的局扇通風(fēng)系統(tǒng)合理布置局扇通風(fēng)系統(tǒng)（壓入式通風(fēng)；抽出式通風(fēng)；混合式通風(fēng)3種方式）管好風(fēng)筒足夠的通風(fēng)時間,6.4.4.1掘進工作面和通風(fēng)不良的采場，應(yīng)安裝局部通風(fēng)設(shè)備。局扇應(yīng)有完善的保護裝置。6.4.4.2局部通風(fēng)的風(fēng)筒口與工作面的距離：壓入式通風(fēng)應(yīng)不超過10m；抽出式通風(fēng)應(yīng)不超過5m；混合式通風(fēng)，壓入風(fēng)筒的出口應(yīng)不超過10m，抽出風(fēng)筒的入風(fēng)口應(yīng)滯后壓人風(fēng)筒的出口5m以上。6.4.4.3人員進入獨頭工作面之前，應(yīng)開動局部通風(fēng)設(shè)備通風(fēng)，確?？諝赓|(zhì)量滿足作業(yè)要求。獨頭工作面有人作業(yè)時，局扇應(yīng)連續(xù)運轉(zhuǎn)。,（1）壓入式局部通風(fēng)風(fēng)筒口與工作面的距應(yīng)10m；局扇從貫穿風(fēng)流巷道中吸取的風(fēng)流不得超過該巷道風(fēng)量的70%,壓入式通風(fēng)局扇布置,（2）抽出式局部通風(fēng)風(fēng)筒口與工作面的距應(yīng)10m；局扇從貫穿風(fēng)流巷道中吸取的風(fēng)流不得超過該巷道風(fēng)量的70%,5m,（3）混合式局部通風(fēng)壓入風(fēng)筒口與工作面的距離應(yīng)10m；抽出風(fēng)筒入風(fēng)口與壓入進風(fēng)口距離應(yīng)10m，且與壓入風(fēng)筒出風(fēng)口距離應(yīng)5m局扇從貫穿風(fēng)流巷道中吸取的風(fēng)流不得超過該巷道風(fēng)量的70%,局扇通風(fēng)一定要配有風(fēng)筒對風(fēng)筒的要求6.4.4.5風(fēng)筒應(yīng)吊掛平直、牢固，接頭嚴密，避免車碰和炮崩，并應(yīng)經(jīng)常維護，以減少漏風(fēng)，降低阻力。獨頭巷道（最少）通風(fēng)時間2030分鐘,局部通風(fēng)其他方法局部通風(fēng)不用礦井總風(fēng)壓，但必需使用通風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)流。（1）用全礦通風(fēng)的風(fēng)壓作為動力進行局部通風(fēng)，如下圖利用縱向風(fēng)障導(dǎo)風(fēng)的局部通風(fēng)可靠、但需一定的總風(fēng)壓還要考慮工程上可行,風(fēng)窗,（2）擴散通風(fēng)只適用1015m短距離的獨頭工作面（3）引射器通風(fēng)以高壓水或者壓縮空氣為動力經(jīng)噴頭高速射出，在噴出射流周圍造成負壓區(qū)而吸入空氣，使風(fēng)筒中空氣流出而通風(fēng)掘進工作面（用引射器代替局扇），與文丘里管同理）運轉(zhuǎn)費用高、通常少采用。這不同于用壓氣吹獨頭工作面。,2）加強工作面有毒氣體的檢測進入掘進工作面、采場進行下一步作業(yè)時，尤其是通風(fēng)不良的情況下最好用儀器進行檢測檢知（定、測）管和吸氣筒（作為一氧化碳的快速測定方法，比色、比長2種）CO、CO2、H2S、O2、SO2、NH3等檢測管的基本測定原理為線性比色法，即被測氣體通過檢定管與指示膠發(fā)生有色反應(yīng)，形成變色層（變色柱），變色層的長度（或顏色）與被測氣體的濃度成正比。便攜式CO檢測儀,3）炮煙中毒搶救1.迅速報告礦調(diào)度室；2.搶救人員在進入危險區(qū)域前必須戴上防毒面具、自救器等防護用品；3.危險區(qū)域的局扇保持開啟；4.必要時也應(yīng)給中毒者戴上防毒面具、自救器，迅速把中毒者移到具有新鮮風(fēng)流的地方，靜臥保暖；5.中毒者還沒有停止呼吸或呼吸雖已停止但心臟還在跳動，先清除中毒者口腔、鼻腔內(nèi)的雜物，使呼吸道保持暢通以后，立即進行人工呼吸；6.心臟跳動已停止，應(yīng)迅速進行心臟胸外擠壓，同時進行人工呼吸。,4）預(yù)防炮煙中毒的監(jiān)管（1）安全預(yù)評價、安全專篇審查掘進、無貫穿風(fēng)流的回采工作面有沒有局部通風(fēng)設(shè)計；局扇設(shè)計的局扇規(guī)格型號；有沒有提到制定炮煙中毒窒息事故的應(yīng)急預(yù)案。（2）安全驗收評價、工程驗收、生產(chǎn)中檢查掘進、無貫穿風(fēng)流的回采工作面有沒有安設(shè)局扇；局扇規(guī)格型號是否與設(shè)計符合；局扇系統(tǒng)的布置（壓入、抽出、混合式）形式！以及是否滿足規(guī)程要求（10m、5m、10m等）；風(fēng)筒吊掛是否平直、牢固，接頭嚴密氣足；風(fēng)筒靠近工作面端的防爆破巖擊措施；作業(yè)時局扇是否開動；是否配備檢測儀器、檢測要求、查看檢測記錄。,3礦井火災(zāi)預(yù)防,引起礦井火災(zāi)燃燒的3要素：燃料（可燃物）、熱源、供氧可燃物包括：固態(tài)：木材、橡膠等液態(tài)：燃油、潤滑油等氣態(tài)：熱解產(chǎn)生的各種揮發(fā)性氣體、一氧化碳等,礦井火災(zāi)火源分帶示意圖,外因火災(zāi)起火原因：明火：吸煙、烤火、電焊、氧焊油料：在運輸、保管、使用時不按規(guī)程要求操作引起火災(zāi)，如：潤滑油、變壓器油、液壓設(shè)備用油、柴油、設(shè)備用油炸藥：在運輸、加工、使用過程中不按爆破規(guī)程操作引起火災(zāi)機械作用引起火災(zāi)，如：摩擦、振動、沖擊電器設(shè)備的絕緣損壞和性能不良引起火災(zāi)，如：動力線、照明線、變壓器、電動設(shè)備,巷道火災(zāi)處斷面溫度分布模擬,火災(zāi)預(yù)防措施1）必須有完善的通風(fēng)系統(tǒng)礦井（機械）通風(fēng)系統(tǒng)主要包括3部分：通風(fēng)動力設(shè)備（扇風(fēng)機、通風(fēng)機）礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)礦井通風(fēng)構(gòu)筑物,（1）實現(xiàn)機械通風(fēng)，主力扇風(fēng)機能使礦井風(fēng)流反轉(zhuǎn)，所安裝的扇風(fēng)機符合設(shè)計要求礦用扇風(fēng)機分類按其構(gòu)造原理可以分為軸流式與離心式兩大類。金屬非金屬礦山大多使用大風(fēng)量低風(fēng)壓葉片式軸流扇風(fēng)機作主輔扇，一般軸流式扇風(fēng)機具有反轉(zhuǎn)使風(fēng)流反向的功能。少數(shù)礦井使用離心式扇風(fēng)機。按礦用扇風(fēng)機的井下使用的功能分為：主扇、輔扇和局扇為全礦井或者礦井某一翼通風(fēng)的風(fēng)機簡稱主扇，主扇外配擴散器，廠家經(jīng)常有配套的擴散器供選用；為礦井通風(fēng)網(wǎng)路進行風(fēng)量調(diào)節(jié)的風(fēng)機簡稱輔扇；借助風(fēng)筒為礦井局部地點通風(fēng)的扇風(fēng)機簡稱為局扇。,主扇1輔扇23局扇,金屬非金屬礦井常用的主、輔扇型號,（1）K系列扇風(fēng)機：軸流K-40、K-45、（K-54）（對旋的有：DK-40、DK-45）葉輪直徑：0.7m4m反轉(zhuǎn)反風(fēng)防爆的前面加B，如：BK、BDK系列（2）2K56、2K60扇風(fēng)機葉輪直徑：1.8、2.4、2.8m反轉(zhuǎn)反風(fēng)（3）BDK、FBDCZ（防爆對旋軸流式扇風(fēng)機）葉輪直徑：1.22.8；反轉(zhuǎn)反風(fēng)（4）TAF扇風(fēng)機葉輪直徑：2.8m；調(diào)節(jié)葉片反風(fēng),扇風(fēng)機銘牌符號,（2）具備有效的通風(fēng)網(wǎng)路（絡(luò)），要求新鮮風(fēng)流不受污染送到各中段工作面，并將污鳳有序的排至地面，各工作面的風(fēng)流互不串聯(lián)進風(fēng)井巷、回風(fēng)井巷、中段巷道、貫穿風(fēng)流的采場、漏風(fēng)等通道組成的通道網(wǎng)稱之為礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。非煤礦山通常是多中段同時作業(yè)，如果對各中段的入、回風(fēng)流不適當(dāng)敢安排，勢必造成新鮮風(fēng)流污染。為使各中段作業(yè)面都能從入風(fēng)井得到新鮮風(fēng)流，并將所排出的污鳳送入回風(fēng)井，各作業(yè)面的風(fēng)流互不串聯(lián)，就必須對各中段的入排風(fēng)巷道統(tǒng)一安排，構(gòu)成一定形式的中段通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。,非煤礦山中段通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形式：,階梯式：當(dāng)?shù)V體由邊界回風(fēng)井向入風(fēng)井方向后退式回采時，可以利用上中段已結(jié)束作業(yè)的運輸?shù)雷鱿轮卸蔚幕仫L(fēng)道，如下圖。,風(fēng)門,風(fēng)窗,1,2,3,結(jié)構(gòu)簡單、工程量小、風(fēng)流穩(wěn)定；要求嚴格的后退式回采,平行雙巷通風(fēng)網(wǎng)：一條靠近礦體底盤，另一條靠近頂盤；一條做進風(fēng)道，另一條做回風(fēng)道。采場由本中段得到新鮮風(fēng)流，污風(fēng)經(jīng)上中段或本中段的回風(fēng)道排出。,1,2,3,結(jié)構(gòu)簡單，解決風(fēng)流串聯(lián)很有效；工程量較大，適于厚大、開采強度大的富礦體,棋盤式：由各階段進風(fēng)道、集中回風(fēng)天井和總回風(fēng)道構(gòu)成。一般每隔一定距離（60120m）保留一條貫通各階段上下各中段的回風(fēng)天井，并與總回風(fēng)道連通。,總回風(fēng)道,集中回風(fēng)天井,適于多中段作業(yè)，通風(fēng)構(gòu)筑（風(fēng)門、橋、窗）物多,上、下行間隔式：每隔一個階段建立一條脈外集中回風(fēng)平巷做回風(fēng)用。有利于解決多階段作業(yè)的工作面風(fēng)流串聯(lián)問題，開鑿工程量較平行雙巷少；回風(fēng)平巷必須專用，還須加強主扇對他的風(fēng)量控制,（3）合理的設(shè)置嚴密的風(fēng)墻，可靠的風(fēng)門，可調(diào)的風(fēng)窗，有效的風(fēng)橋,2）綜合預(yù)防措施1、按消防要求設(shè)置滅火器材，有足夠的可靠的消防用水；2、使用阻燃電器設(shè)備，經(jīng)常檢查，及時更新，防止短路；3、加強職工教育，熟悉進下通道，了解逃生路線；4、禁止使用明火（抽煙、烤火、熱飯）；5、焊接作業(yè)有審批和安全措施；6、井、巷禁止采用木支護；7、制定井下火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案。,3）發(fā)生火災(zāi)情況下的應(yīng)對措施1、工人就地滅火；2、從逃生路線逃離；3、組織救護人員從新風(fēng)道進入，佩帶救護器；4、用滅火器和水滅火；5、挖埋已燃燒的物質(zhì)殘余物；6、礦長按應(yīng)急預(yù)案和現(xiàn)場實際情況制定控制風(fēng)流方案；,4）預(yù)防礦井火災(zāi)的監(jiān)管（1）安全預(yù)評價、安全專篇審查規(guī)程要求的防滅火器材設(shè)置；有通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計和完整的通風(fēng)系統(tǒng)圖；萬噸供風(fēng)量粗評；通風(fēng)容易期和困難期的工作風(fēng)量和風(fēng)壓；選擇的風(fēng)機規(guī)格型號；主扇（多級機站的主力風(fēng)機站）反風(fēng)形式；井下火藥庫獨立回風(fēng)可靠性；（2）安全驗收評價、工程驗收、生產(chǎn)中檢查主扇：規(guī)格型號與設(shè)計是否相符；是否連續(xù)運轉(zhuǎn)；風(fēng)機房有沒有主扇工值班和操作規(guī)程張貼；,主扇：風(fēng)機房是否有風(fēng)量、風(fēng)壓、電流、電壓、軸溫檢測裝置，及其值班記錄；通風(fēng)網(wǎng)路：網(wǎng)路結(jié)構(gòu)形式；新、污風(fēng)風(fēng)流是否有序流動；有無污風(fēng)串聯(lián)；設(shè)置的通風(fēng)構(gòu)筑物種類；風(fēng)門、風(fēng)窗、風(fēng)橋的可靠性；風(fēng)墻的嚴密性；重點部位的通風(fēng)效果：井下破碎硐室，井下火藥庫；通風(fēng)系統(tǒng)測定：周期一月一次；完成單位；工作面風(fēng)量；有效風(fēng)量率；風(fēng)質(zhì)合格率；主扇反風(fēng)方式；10分鐘反風(fēng)能力；主扇反風(fēng)量；主扇反風(fēng)試驗；（一年一度）檢查火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案；火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案的實用性;有完整的通風(fēng)系統(tǒng)圖。,火災(zāi)風(fēng)流控制與應(yīng)急預(yù)案,1）規(guī)程要求金屬非金屬礦山安全規(guī)程對于礦井火災(zāi)的預(yù)防有明確的要求6.4.3.3主扇應(yīng)有使礦井風(fēng)流在10min內(nèi)反向的措施。當(dāng)利用軸流式風(fēng)機反轉(zhuǎn)反風(fēng)時，其反風(fēng)量應(yīng)達到正常運轉(zhuǎn)時風(fēng)量的60以上。每年至少進行1次反風(fēng)試驗，并測定主要風(fēng)路反風(fēng)后的風(fēng)量。采用多級機站通風(fēng)系統(tǒng)的礦山，主要通風(fēng)系統(tǒng)的每一臺通風(fēng)機度應(yīng)滿足通風(fēng)要求，以保證整個系統(tǒng)可以反風(fēng)。主扇或通風(fēng)系統(tǒng)反風(fēng)，應(yīng)按照事故應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行。,6、7、1、11礦井發(fā)生火災(zāi)時，主扇是否繼續(xù)運轉(zhuǎn)或反風(fēng)，應(yīng)根據(jù)礦井火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案和當(dāng)時的具體情況，由主管礦長決定。6、7、3、3主管礦長接到火災(zāi)報告后，應(yīng)立即組織有關(guān)人員，查明火源及發(fā)火地點的情況，根據(jù)礦井火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案，擬定具體的滅火和搶救行動計劃。同時，應(yīng)有防止風(fēng)流自然反向和有害氣體蔓延的措施。*防（火）災(zāi)、救（火）災(zāi)中應(yīng)急預(yù)案的作用在于決策如何控制風(fēng)流，制定應(yīng)急預(yù)案極為重要*應(yīng)對火災(zāi)的應(yīng)急預(yù)案，必須有針對性,2）火災(zāi)（煙氣）時的礦井風(fēng)流控制大體上說有以下幾種情況：加強、減小、維持通風(fēng)（原風(fēng)流方向）；停止供風(fēng)；風(fēng)流反向(反風(fēng))例如：火災(zāi)在礦井進風(fēng)段反風(fēng)；在回風(fēng)段保持原風(fēng)方向,火災(zāi)在2分支的風(fēng)流應(yīng)對,為了撤退人員到進風(fēng)水平，迫使3、6分支風(fēng)流反向：加大2分支風(fēng)阻，加大7分支風(fēng)阻；人員撤退到4、7分支，然后從進風(fēng)段撤離礦井,火災(zāi)在3分支的風(fēng)流應(yīng)對,為了