火災(zāi)防治講座

關(guān)于火災(zāi)防治講座第一頁，共九十八頁，2022年，8月28日第一部分特大瓦斯爆炸、火災(zāi)事故回顧及教訓(xùn)第二頁，共九十八頁，2022年，8月28日一、鄭州煤業(yè)集團(tuán)大平煤礦

“10.20”特大型煤與瓦斯突出引發(fā)

特別重大瓦斯爆炸事故2004年10月20日，河南省鄭州煤炭工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司(簡稱鄭煤集團(tuán)公司)大平煤礦發(fā)生一起特大型煤與瓦斯突出引發(fā)的特別重大瓦斯爆炸事故，造成148人死亡，32人受傷（其中重傷5人），直接經(jīng)濟(jì)損失3935.7萬元。第三頁，共九十八頁，2022年，8月28日2、事故調(diào)查情況煤與瓦斯突出事故簡況

2004年10月20日22時09分，

21軌道下山巖石掘進(jìn)工作面（距地表垂深612m）發(fā)生特大型延期性煤與瓦斯突出。

第四頁，共九十八頁，2022年，8月28日第五頁，共九十八頁，2022年，8月28日22時09分12秒～22時12分26秒瓦斯?jié)舛葟?.12%升到40%以上.大平煤礦“10.20”事故瓦斯突出及擴(kuò)散過程演示22時31分31秒~22時35分15秒,瓦斯?jié)舛葟?.17%升到4.0%.21軌道下山巖石掘進(jìn)工作面,突出煤巖量約1894t,瓦斯量25萬m322時32分16秒~22時39分45秒,瓦斯?jié)舛葟?.5%升到6.3%.第六頁，共九十八頁，2022年，8月28日第七頁，共九十八頁，2022年，8月28日第八頁，共九十八頁，2022年，8月28日

瓦斯爆炸事故簡況：

2004年10月20日22時40分，

在西大巷與11軌道石門交匯點(diǎn)附近的西大巷內(nèi)，架線電機(jī)車取電弓與架線的電火花引發(fā)瓦斯爆炸。

瓦斯爆炸波及范圍礦井西翼進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)，13、15、11、21四個采區(qū)和礦井西翼回風(fēng)系統(tǒng)。第九頁，共九十八頁，2022年，8月28日大平煤礦“10.20”瓦斯爆炸傳播過程演示第十頁，共九十八頁，2022年，8月28日第十一頁，共九十八頁，2022年，8月28日二、陳家山礦瓦斯爆炸事故

2004年11月28日07時10分井下四泵房安檢員韓朝云匯報聽到爆炸聲、巷道煙霧大，隨之安子溝抽放泵站電話匯報，安子溝風(fēng)井防爆門被摧毀，有黑煙冒出。四采區(qū)發(fā)生爆炸事故，波及四采區(qū)下山至回風(fēng)井所有區(qū)域，涉及415回采工作面系統(tǒng)、416掘進(jìn)工作面系統(tǒng)、417掘進(jìn)工作面、采區(qū)下山系統(tǒng)、安子溝回風(fēng)系統(tǒng)等，死亡166人，受傷45人。

2004年12月2日3:25、6:15、7:45、10:53又發(fā)生4次爆炸，沒有再造成人員傷亡。

第十二頁，共九十八頁，2022年，8月28日2事故發(fā)生經(jīng)過

2004年11月23日10:20～10:30

415上隅角起爆松動頂煤，上隅角采空區(qū)發(fā)生瓦斯爆燃，83#～89#架后溜槽處發(fā)現(xiàn)明火，并有大量青煙。

2004年11月24日415上隅角再次發(fā)生瓦斯爆燃，53#支架出現(xiàn)明火；采取注氮、注漿、注凝膠，只割煤不放頂煤，加快推進(jìn)速度。2004年11月28日07時10分井下四泵房安檢員韓朝云匯報聽到爆炸聲、巷道煙霧大，安子溝抽放泵站電話匯報，安子溝風(fēng)井防爆門被摧毀，有黑煙冒出；事故死亡166人，受傷45人。2004年12月2日3:25、6:15、7:45、10:53相繼發(fā)生4次爆炸，沒有造成人員傷亡。

第十三頁，共九十八頁，2022年，8月28日415面爆源點(diǎn)415運(yùn)順415回風(fēng)巷415高位巷1號聯(lián)絡(luò)巷四總回四皮下四軌下415灌漿巷415工作面注水、注漿、注凝膠

24日16時起加快工作面的推進(jìn)度,事故發(fā)生前推進(jìn)27m。28日7時06分,下隅角尾梁后部強(qiáng)制放頂放炮引起瓦斯爆炸.24日12時10

分,上隅角再次爆燃。23日10時40分,上隅角放炮引起爆燃23日10時50分,85架附近發(fā)現(xiàn)明火。

24日12時14分53號尾梁著火,經(jīng)灑水火滅。

工作面推進(jìn)第十四頁，共九十八頁，2022年，8月28日煤礦重大災(zāi)害虛擬現(xiàn)實(shí)重現(xiàn)系統(tǒng)

基于VC++和Vega平臺，建立顯示各種災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展和救災(zāi)過程的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，為防治措施的合理性檢驗，救災(zāi)決策、事故場景重現(xiàn)，事故原因和性質(zhì)分析匯報以及安全培訓(xùn)提供有力的顯示工具。巷道火災(zāi)(視點(diǎn)在巷道內(nèi))巷道火災(zāi)(視點(diǎn)在巷道外)第十五頁，共九十八頁，2022年，8月28日陳家山煤礦特別重大瓦斯爆炸事故經(jīng)過上隅角放炮引起瓦斯爆燃上隅角瓦斯爆燃引起明火人員救災(zāi)下隅角瓦斯爆炸第十六頁，共九十八頁，2022年，8月28日虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)需借助專用軟件顯示三維動態(tài)災(zāi)變過程，因展示條件所限，本圖僅以二維靜態(tài)圖形顯示虛擬現(xiàn)實(shí)場景，雖然顯示效果差，但也較清楚地顯示出下隅角瓦斯爆炸的原因。所開發(fā)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)能真實(shí)顯示三維動態(tài)災(zāi)變過程，為事故調(diào)查和分析提供了有力的分析工具。

爆炸性氣體混合帶采空區(qū)冒落帶1號聯(lián)絡(luò)巷交叉口瓦斯流煤層炮眼新鮮風(fēng)下工隅作角面陳家山煤礦特別重大瓦斯爆炸事故原因分析圖第十七頁，共九十八頁，2022年，8月28日5.教訓(xùn)及建議

1.在工作面上、下隅角爆破落頂極易引燃、引爆采空區(qū)瓦斯，建議嚴(yán)禁在上、下隅角爆破落頂。2.實(shí)現(xiàn)一礦一面集約化生產(chǎn)的礦井，生產(chǎn)、人員非常集中，發(fā)生事故造成重大傷亡。建議礦井實(shí)行安全合理集中生產(chǎn)。3.專用排瓦斯巷是在通風(fēng)、瓦斯抽放等措施全力實(shí)施前提下所采取的避免回風(fēng)巷瓦斯超限的輔助措施，且易自燃煤層不得采用專用排瓦斯巷。專用排瓦斯巷分段摻入新風(fēng)，降低瓦斯?jié)舛戎?.5%以內(nèi)，但專用排瓦斯巷與采空區(qū)相聯(lián)，未摻新風(fēng)段瓦斯仍可能處于爆炸限內(nèi)，致使專用排瓦斯巷成為重要危險源，巷道內(nèi)盡管要求瓦斯?jié)舛瓤刂圃?.5%以內(nèi)，但實(shí)際上出現(xiàn)瓦斯?jié)舛瘸蕃F(xiàn)象時有發(fā)生，控制難度較大，且一旦發(fā)生事故，2.5%以內(nèi)的瓦斯在強(qiáng)點(diǎn)火能量條件下也可能引起爆炸，尤其在有油氣和高濃度煤塵混入的條件下。應(yīng)予以禁止。

第十八頁，共九十八頁，2022年，8月28日4．高瓦斯礦井放頂煤集約化生產(chǎn)的高可靠性安全保障技術(shù)不配套，不能滿足高效集約化生產(chǎn)的要求。建議政府和企業(yè)加大科研投入研究新技術(shù)，建議高瓦斯突出礦井應(yīng)根據(jù)自身條件選擇合理的開拓布局和產(chǎn)能，切忌無條件追求高產(chǎn)高效和集約化開采。5．玻璃鋼抽放管抗沖擊能力不能抵抗爆炸波的沖擊，致使爆炸時抽放管炸碎，管內(nèi)大量高濃度瓦斯涌出，加劇了爆炸威力。建議盡可能不采用玻璃鋼抽放管。6、采用預(yù)裂爆破措施有利于頂煤和頂板及時垮落，但作為煤、氣、油共生的高瓦斯礦井應(yīng)特別注意防治預(yù)裂爆破、特別是采空區(qū)附近預(yù)裂爆破誘發(fā)瓦斯與煤塵爆炸。建議進(jìn)一步完善爆破設(shè)計并健全安全施工的監(jiān)督體制。

第十九頁，共九十八頁，2022年，8月28日7、采煤工作面中部布置聯(lián)絡(luò)巷不利于通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定和瓦斯管理，建議予以禁止。8、礦井應(yīng)實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控與生產(chǎn)調(diào)度的聯(lián)合開發(fā)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。9、建議研究開發(fā)礦井應(yīng)急救援系統(tǒng)的可視化、數(shù)字化平臺。10、建議企業(yè)加強(qiáng)提高礦井抽放瓦斯?jié)舛鹊募夹g(shù)研究。11、建議企業(yè)加強(qiáng)高瓦斯易自燃厚煤層開采及相關(guān)安全技術(shù)的研究。

第二十頁，共九十八頁，2022年，8月28日三、孫家灣煤礦瓦斯爆炸事故2005年2月14日孫家灣煤礦海州立井發(fā)生特別重大瓦斯爆炸事故，死亡214人,受傷30人，其中重傷8人。該事故為40年來最大的煤礦事故第二十一頁，共九十八頁，2022年，8月28日孫家灣煤礦瓦斯異常涌出與瓦斯爆炸時間序列示意圖14時55分盲斜下山瓦斯?jié)舛冗_(dá)4%。2%的積聚瓦斯于14時49分排出。配電點(diǎn)處14時53分瓦斯?jié)舛冗_(dá)8%。15時01分發(fā)生瓦斯爆炸。爆炸前,瓦斯?jié)舛?.2%。爆炸前，瓦斯?jié)舛?.2%。瓦斯?jié)舛冗_(dá)2.7%。14時49分38秒沖擊地壓發(fā)生；14時50分至14時52分瓦斯?jié)舛扔?.29%升至4%以上。第二十二頁，共九十八頁，2022年，8月28日(十)、結(jié)論事故類別：瓦斯爆炸事故時間：2005年2月14日15時01分爆源點(diǎn)：-500m水平3316架子道內(nèi)，距專用回風(fēng) 道8m的配電點(diǎn)處；瓦斯來源：3316外風(fēng)道因沖擊地壓造成的異常涌出 的大量高濃度瓦斯與3316風(fēng)道停工掘 進(jìn)工作面積聚的瓦斯排出混合；引爆火源：3316架子道內(nèi)，距專用回風(fēng)道8m的配電 點(diǎn)處，帶電檢修ZBZ-4.0M127V型照明 信號綜合裝置，接線腔內(nèi)產(chǎn)生電火花。

第二十三頁，共九十八頁，2022年，8月28日四、貴州水城木沖溝礦瓦斯爆炸事故2000年9月27日20時38分，貴州省水城礦務(wù)局木沖溝煤礦發(fā)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點(diǎn)。井下作業(yè)的224名礦工中，160人遇難，11人重傷，83人生還。水城礦務(wù)局木沖溝煤礦位于貴州省六盤水市境內(nèi)。井田走向長8km，傾斜寬為0.9-1.9km，面積約12.65km2。礦井可采儲量9946萬噸，設(shè)計年生產(chǎn)能力90萬噸，服務(wù)年限為79年。1974年投入生產(chǎn)。該礦為高瓦斯突出礦井，相對瓦斯涌出量為19.9m3/t。木沖溝礦事故（循環(huán)風(fēng)＋違規(guī)排瓦斯＋打開礦燈）第二十四頁，共九十八頁，2022年，8月28日局部風(fēng)機(jī)停風(fēng)積存大量瓦斯巷道，正排放瓦斯

循環(huán)風(fēng)新鮮風(fēng)不夠四臺局部風(fēng)機(jī)用，產(chǎn)生循環(huán)風(fēng),高濃度瓦斯回流，遇拆卸礦燈的火源引起爆炸。木沖溝礦因循環(huán)風(fēng)引起瓦斯爆炸示意圖第二十五頁，共九十八頁，2022年，8月28日五、寧夏白笈溝煤礦火災(zāi)、爆炸災(zāi)害事故教訓(xùn)開拓布置、采掘計劃不遵循“合理通風(fēng)規(guī)律”所致第二十六頁，共九十八頁，2022年，8月28日第二十七頁，共九十八頁，2022年，8月28日救災(zāi)工作的體會（1）災(zāi)害發(fā)生初期冒險比災(zāi)害發(fā)展期冒險小，易控制，但救災(zāi)指揮和救災(zāi)人員初期更謹(jǐn)慎。（2）救災(zāi)往往要冒險，為避免大災(zāi)害應(yīng)擔(dān)小風(fēng)險，兩害相遇取其輕。救災(zāi)決策注意措施的利弊比較。由于多種條件未知，只能在已知分析后，選擇相對最優(yōu)的方案，注意任何方案均有不利影響。（3）通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜，封閉困難，防爆密閉多，地面漏風(fēng)大，不能形成窒息性環(huán)境，救災(zāi)危險、困難。（4）火災(zāi)氣體和沼氣引起爆炸，無瓦斯火區(qū)也可能爆炸。第二十八頁，共九十八頁，2022年，8月28日5）現(xiàn)場救災(zāi)指揮決策十分重要，應(yīng)考慮細(xì)致A、瓦斯抽放管絡(luò)處理B、風(fēng)向變化，瓦斯降低的危險性C、井下救災(zāi)基地設(shè)置的重要性D、防爆密閉備料的困難E、相關(guān)火區(qū)影響區(qū)域密閉的加固（二橫川爆炸）F、井下向指揮部匯報的真實(shí)性,保障制度、措施G、救護(hù)隊工程質(zhì)量的監(jiān)督H、工程質(zhì)量的保障，防爆密閉頂部，緩沖和加固，砌碹拆掏槽I、沙包一定用麻袋，不用編織袋第二十九頁，共九十八頁，2022年，8月28日六、技術(shù)層面的事故反思為什么當(dāng)前現(xiàn)代化國有重點(diǎn)礦會發(fā)生這樣大的災(zāi)害？集約化生產(chǎn)＋開采強(qiáng)度增大與未實(shí)現(xiàn)高可靠性安全保障的矛盾高可靠性安全保障1）傳統(tǒng)意義上的安全防范（正常狀態(tài)的重大隱患）2）異常狀況對“安全狀態(tài)”的改變3）應(yīng)急救援能力弱，未能斬斷原發(fā)性災(zāi)害向繼發(fā)性災(zāi)害轉(zhuǎn)化的致災(zāi)鏈沖擊地壓特大瓦斯爆炸，與大平礦事故類似。

第三十頁，共九十八頁，2022年，8月28日1、瓦斯源：沖擊地壓治理、瓦斯異常涌出源控制措施失效：（延伸到突出、爆炸及其破壞影響、采空區(qū)、盲巷違規(guī)排放、與小煤礦相通的瓦斯異常涌出源控制）；反思各礦出現(xiàn)瓦斯異常涌出能否避免成災(zāi)。第三十一頁，共九十八頁，2022年，8月28日2、瓦斯異常涌出信息的及時獲取、診斷和快速響應(yīng)失效高濃度瓦斯充滿千米巷道達(dá)近十分鐘未能發(fā)現(xiàn)和采取措施；監(jiān)測監(jiān)控失效——不僅是否設(shè)置系統(tǒng)，必須注意系統(tǒng)功能的發(fā)揮及應(yīng)用可靠性；（1）瓦斯異常信息的獲?。ň卤銛y式儀器的重要作用、監(jiān)測點(diǎn)的布置、井上異常信息的處理）；（2）瓦斯異常信息的快速響應(yīng)（報警、斷電、異地斷電)；（3）監(jiān)測信息的及時診斷（懷疑誤報、井下、井上信息的處理程序)。（4）調(diào)度室的及時反應(yīng)（落實(shí)或決策）第三十二頁，共九十八頁，2022年，8月28日3、火源：帶電檢修（多次引起特大瓦斯爆炸事故的違規(guī)行為）－－2004年4月1日后，與外包工隊沒有續(xù)簽合同，非法使用外包工隊，且以包代管。4、災(zāi)害擴(kuò)大化（1）通風(fēng)系統(tǒng)的合理性－－“以風(fēng)定產(chǎn)”（開采與掘進(jìn)接替緊張、為節(jié)省巷道所致）。①下山剃頭工作面；②331采區(qū)無專用回風(fēng)巷道；③由上階段工作面運(yùn)輸巷道中部開下階段回 風(fēng)巷。（2）人員密集，勞動組織混亂。第三十三頁，共九十八頁，2022年，8月28日5設(shè)備采購

（1）“ZBZ-4.0M127V型照明信號綜合裝置”樣機(jī)正在進(jìn)行電氣性能檢驗，防爆性能尚未檢驗，不可能取得該產(chǎn)品的安全標(biāo)志許可證。（2）該事故開關(guān)名牌標(biāo)注的防爆合格證號在CMExC后無編號；安全標(biāo)志“MA”號（20034172）經(jīng)網(wǎng)上查詢?yōu)榉窃撻_關(guān)型號。第三十四頁，共九十八頁，2022年，8月28日總結(jié)瓦斯爆炸事故的致因瓦斯源火源沖擊地壓通風(fēng)不良突出采空區(qū)瓦斯火災(zāi)生成氣體排出盲巷瓦斯與瓦斯積聚小窯相通高濃度瓦斯的發(fā)現(xiàn)和控制監(jiān)測系統(tǒng)瓦檢員井下八種人

斷電（傳感器位置）摩擦撞擊、電氣設(shè)備失爆放炮、火災(zāi)帶電檢修第三十五頁，共九十八頁，2022年，8月28日第二部分、對煤礦重大災(zāi)害防治的幾點(diǎn)認(rèn)識第三十六頁，共九十八頁，2022年，8月28日一、近一年多以來，是1960年以來煤礦特別重大事故的第二個高發(fā)期1、2004.10.22鄭州大平礦難死亡148人（突出引起進(jìn)風(fēng)區(qū)瓦斯爆炸）；2、2004.11.27銅川陳家山礦難死亡166人（下隅角強(qiáng)制放頂瓦斯爆炸）；3、2005.2.14阜新孫家灣礦難死亡214人（沖擊地壓引起原低瓦斯風(fēng)道瓦斯爆炸）；4、2005.7.4梅州大興水災(zāi)死亡123人5、2005.11.27七臺河?xùn)|風(fēng)礦難死亡171人（煤倉放炮引起煤塵爆炸）；6、2005.12.7唐山劉家屯礦難死亡108人。第三十七頁，共九十八頁，2022年，8月28日特別關(guān)注礦井突發(fā)事件誘發(fā)重大災(zāi)害事故

上述特別重大事故，顯示一個共同規(guī)律：大部分事故并非發(fā)生在傳統(tǒng)意義上的高瓦斯區(qū)域，而往往發(fā)生在正常狀況下是“安全的”，但是由于突發(fā)事件的出現(xiàn)，如瓦斯異常涌出，使得原來的“安全”區(qū)域轉(zhuǎn)變?yōu)榇嬖谥卮箅[患的危險區(qū)域，然而這種動態(tài)變化未能為職工所發(fā)現(xiàn)，基于僥幸心理，違章作業(yè)，導(dǎo)致特別重大事故的發(fā)生。第三十八頁，共九十八頁，2022年，8月28日第三十九頁，共九十八頁，2022年，8月28日

結(jié)論：1、低瓦斯礦井（區(qū)域）瓦斯超限概率低，但出現(xiàn)點(diǎn)燃源的概率比高瓦斯礦井高。所以，低瓦斯礦井（區(qū)域）與高瓦斯礦井發(fā)生瓦斯爆炸的概率在同一數(shù)量級，即概率相近；2、由于高瓦斯礦井發(fā)生瓦斯突發(fā)事件，影響其進(jìn)風(fēng)區(qū)（低瓦斯區(qū)域）的概率要比低瓦斯礦井發(fā)生瓦斯異常高，而兩者在火花控制措施相近，所以，因瓦斯異常，高瓦斯礦井的低瓦斯區(qū)域發(fā)生瓦斯爆炸的概率比低瓦斯礦井高；第四十頁，共九十八頁，2022年，8月28日3、發(fā)生瓦斯突發(fā)事件后，其瓦斯超限的概率基本上都接近于100%，但是由于低瓦斯礦井在火花控制方面要遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如高瓦斯礦井，所以低瓦斯礦井（區(qū)域）發(fā)生瓦斯爆炸事故的概率要遠(yuǎn)高于高瓦斯礦井（區(qū)域）；4、突發(fā)事件使高瓦斯礦井發(fā)生瓦斯爆炸事故的概率提高許多，使低瓦斯礦井發(fā)生瓦斯爆炸事故的概率提高更多。從上面的例子中，可以看到，發(fā)生突發(fā)事件，使高瓦斯礦井（區(qū)域）發(fā)生瓦斯爆炸事故的概率提高，使低瓦斯礦井（區(qū)域）發(fā)生瓦斯爆炸的概率提高更大。第四十一頁，共九十八頁，2022年，8月28日大部分煤礦重大事故未發(fā)生在高危險區(qū)域，說明多年來的煤礦安全工作發(fā)揮了重要的效果。但特別重大事故的多次發(fā)生，說明在新生產(chǎn)形勢下出現(xiàn)了亟待解決的出現(xiàn)新的矛盾，即高度集中化、高強(qiáng)度生產(chǎn)與高可靠性安全保障的矛盾?，F(xiàn)在，安全技術(shù)管理，重點(diǎn)放在高瓦斯區(qū)域、存在重大危險源的區(qū)域，這無疑是正確的；但忽視了異常條件下“安全”區(qū)域會變?yōu)椤拔ｋU”區(qū)域的動態(tài)變化，而且因為人們往往麻痹，更容易違章，容易忽視如何及時發(fā)現(xiàn)和采取應(yīng)對措施，其致災(zāi)可能性更大。第四十二頁，共九十八頁，2022年，8月28日因此，需要適應(yīng)煤礦高度集中化生產(chǎn)的發(fā)展趨勢，為其提供高可靠性安全保障，高可靠性安全保障不僅包括人們熟知的原發(fā)性災(zāi)害的防治，含高瓦斯區(qū)域的重點(diǎn)防治，而且包括人們?nèi)菀缀鲆暤摹鞍踩眳^(qū)域轉(zhuǎn)化為“危險”區(qū)域的動態(tài)致災(zāi)可能性的預(yù)警和防治，以及原發(fā)性災(zāi)害轉(zhuǎn)變?yōu)楦蟮睦^發(fā)性災(zāi)害的預(yù)防和防治。第四十三頁，共九十八頁，2022年，8月28日二、通風(fēng)—火災(zāi)－瓦斯爆炸的關(guān)聯(lián)性漏風(fēng)＋煤氧化－自燃＋供氧－爆炸供風(fēng)＋火源－外因火災(zāi)＋瓦斯－爆炸瓦斯災(zāi)害防治的12字方針先抽后采、以風(fēng)定產(chǎn)、監(jiān)測監(jiān)控第四十四頁，共九十八頁，2022年，8月28日礦井通風(fēng)管理的核心—以風(fēng)定產(chǎn)，（一）“以風(fēng)定產(chǎn)的兩個主要內(nèi)容”：

1、以礦井及采煤面實(shí)際風(fēng)量來核定產(chǎn)量變化。風(fēng)量不足的原因：礦井生產(chǎn)條件變化（瓦斯涌出量預(yù)測值偏低）。礦井產(chǎn)量發(fā)生變化。

2、具備合理的通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng)。

“以風(fēng)定產(chǎn)”的三個層次采掘工作面按需配備足夠風(fēng)量采區(qū)具備合理的通風(fēng)系統(tǒng)礦井具備合理的通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng)第四十五頁，共九十八頁，2022年，8月28日（二）“以風(fēng)定產(chǎn)”

—處理好生產(chǎn)與通風(fēng)的關(guān)系遵循兩原則

“通風(fēng)為生產(chǎn)服務(wù)”的原則。

“生產(chǎn)（含開拓、采掘設(shè)計、布置）必須服從合理通風(fēng)規(guī)律”的原則。不遵循“合理通風(fēng)”的規(guī)律為瓦斯爆炸、火災(zāi)災(zāi)害的發(fā)生和救災(zāi)帶來很大的隱患。第四十六頁，共九十八頁，2022年，8月28日三、應(yīng)急救援預(yù)案和事故預(yù)防和處理計劃我國煤礦重大事故頻發(fā)，在事故應(yīng)急決策和救援中，面對比西方發(fā)達(dá)國家更為復(fù)雜、危險和嚴(yán)重的局面。

煤礦重大事故應(yīng)急救援具有時間緊迫性、決策依據(jù)信息模糊性、災(zāi)變狀態(tài)動態(tài)復(fù)雜性的特點(diǎn)，因此，應(yīng)急救援決策與救災(zāi)比面對正常生產(chǎn)狀態(tài)的事故防治更為復(fù)雜而艱巨，需要更強(qiáng)的技術(shù)裝備支持。應(yīng)急救援預(yù)案與事故預(yù)防和處理計劃的關(guān)系第四十七頁，共九十八頁，2022年，8月28日3.1應(yīng)急救援預(yù)案和災(zāi)害預(yù)防處理計劃的編制我國絕大多數(shù)礦井雖然制定了礦井應(yīng)急救援預(yù)案和災(zāi)害預(yù)防處理計劃，但都存在針對性不強(qiáng)、內(nèi)容不具體、不具備可操作性的缺點(diǎn)。無法對重大事故應(yīng)急救援決策提供技術(shù)支持和參考。災(zāi)害應(yīng)急救援預(yù)案未能考慮應(yīng)急救援演練，事故預(yù)防處理計劃未能考慮火災(zāi)與爆炸等重大災(zāi)害相互轉(zhuǎn)化以及瓦斯異常涌出等突發(fā)事件的防治。制定具體、可操作性強(qiáng)的應(yīng)急救援預(yù)案，可以提前以充裕的時間分析對比各種救災(zāi)方案的可靠性和可操作性，可以通過安全教育培訓(xùn)使職工實(shí)施救災(zāi)、自救、控風(fēng)、撤人等各項措施，從而，有助于救災(zāi)決策的實(shí)施。否則，事故發(fā)生后，開關(guān)風(fēng)門等救災(zāi)控風(fēng)措施將無人實(shí)施。第四十八頁，共九十八頁，2022年，8月28日3.2重大災(zāi)害破壞效應(yīng)及其影響的動態(tài)模擬距100號節(jié)點(diǎn)800米發(fā)生火災(zāi)5分鐘到達(dá)抽排泵站11分鐘到達(dá)

潘三西二運(yùn)輸巷火災(zāi)控風(fēng)前煙流迅速威脅到抽排泵站、1782（1）工作面、采區(qū)下部變電所和1481（3）工作面等工作地點(diǎn)。打開風(fēng)門潘三西二運(yùn)輸巷火災(zāi)控風(fēng)后

煙流直接進(jìn)入回風(fēng)巷道，不再威脅工作地點(diǎn)，為人員的撤退及繼發(fā)性災(zāi)害控制提供支持。

用MFIRE軟件對火災(zāi)、爆炸、突出等事故進(jìn)行動態(tài)模擬，定量分析災(zāi)害威脅范圍及可能的繼發(fā)性災(zāi)害，為災(zāi)害預(yù)防與處理計劃及救災(zāi)決策提供技術(shù)支持，發(fā)揮控制原發(fā)性災(zāi)害、避免繼發(fā)性災(zāi)害的作用。第四十九頁，共九十八頁，2022年，8月28日3.3災(zāi)害應(yīng)急救援預(yù)案和事故預(yù)防處理計劃的三大作用：（1）提高事故防治水平；（2）減少原發(fā)性災(zāi)害的損失；（3）減少或避免繼發(fā)性災(zāi)害的損失。重大事故的應(yīng)急響應(yīng)的三階段：（1）事故發(fā)生的第一時間（幾十分鐘）（2）事故發(fā)生后的1～2天（3）領(lǐng)導(dǎo)和專家到達(dá)現(xiàn)場后大部分煤炭企業(yè)負(fù)責(zé)人和安全管理人員缺乏特別重大事故應(yīng)急救援技術(shù)和經(jīng)驗，需提高應(yīng)急救援相關(guān)管理、技術(shù)和經(jīng)驗水平。第五十頁，共九十八頁，2022年，8月28日四、礦井突發(fā)災(zāi)害的快速響應(yīng)

1.礦井突發(fā)災(zāi)害的性質(zhì)的快速診斷大平礦事故、孫家灣礦事故

1)監(jiān)測監(jiān)控信息分析

2)井下災(zāi)情的了解和匯報

3)應(yīng)急處理計劃的合理性、可操作性

4)安全培訓(xùn)的配合

2.礦井突發(fā)災(zāi)害的快速、正確決策和實(shí)施

1)災(zāi)害的轉(zhuǎn)換規(guī)律和技術(shù)支持

2)繼發(fā)性災(zāi)害的防治

3)調(diào)度室人員素質(zhì)的提高第五十一頁，共九十八頁，2022年，8月28日五、事故發(fā)生的小概率事件特征百次違章可能不發(fā)生一次大事故人的本性－以最少的付出獲得最大的收益違章→直接經(jīng)濟(jì)效益＋省能心理→產(chǎn)生僥幸心理、繼續(xù)違章→產(chǎn)生大事故嚴(yán)肅處理事故還不夠必須嚴(yán)肅處理違章－關(guān)口前移、預(yù)防為主越是“安全”的地方越需小心第五十二頁，共九十八頁，2022年，8月28日煤礦安全雙保護(hù)層（隱患的疊加—事故）控制火源僥幸心理－－安全生產(chǎn)的大敵安全控制瓦斯安全安全控制瓦斯第五十三頁，共九十八頁，2022年，8月28日六、實(shí)現(xiàn)礦井本質(zhì)安全的可行性分析

防止人為失誤出現(xiàn)事故

1）多重防護(hù)（雙保險）雙風(fēng)機(jī)雙電源，采區(qū)專用回風(fēng)巷瓦檢員＋傳感器＋八種人＋三人連鎖

2）有限安全系統(tǒng)每一環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)礦井本質(zhì)安全成本大

3）重點(diǎn)控制控制重大隱患，注意自認(rèn)為“安全”的重大隱患

4）把握本質(zhì)安全與投資成本間的平衡通過教育培訓(xùn)減少人為失誤，矛盾:初期（人為失誤多，本質(zhì)安全投資大，但資金不足）；后期（人為失誤少，致使本質(zhì)安全投資可減少或提高安全性，資金足）。第五十四頁，共九十八頁，2022年，8月28日第三部分煤礦重大災(zāi)害救災(zāi)技術(shù)第五十五頁，共九十八頁，2022年，8月28日序：領(lǐng)導(dǎo)干部的知識結(jié)構(gòu)要求專業(yè)戰(zhàn)略文化制度人際低職級

高第五十六頁，共九十八頁，2022年，8月28日陳家山煤礦瓦斯爆炸事故救災(zāi)

瓦斯爆炸事故發(fā)生后，災(zāi)區(qū)氧氣濃度5%，準(zhǔn)備火區(qū)封閉、灌漿；為便于救護(hù)隊工作，恢復(fù)通風(fēng)系統(tǒng)，封閉后注惰氣發(fā)生4次瓦斯爆炸。需考慮兩點(diǎn)：

1.窒息性環(huán)境與爆炸性環(huán)境的矛盾；

2.注惰等救災(zāi)行為的危險性分析。第五十七頁，共九十八頁，2022年，8月28日一、注氮期防治引發(fā)事故1.1、注氮引起瓦斯爆炸銅川陳家山煤礦事故,注氮發(fā)生瓦斯爆炸.火區(qū)封閉后,可燃?xì)怏w層可能成層分布,呈層流狀態(tài).惰氣注入的活塞作用,致使火區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)變化，推動可燃?xì)怏w層流入火源,引起爆炸.應(yīng)促進(jìn)惰氣與火區(qū)大氣的迅速混合救護(hù)人員撤退第五十八頁，共九十八頁，2022年，8月28日1.2、注氮的其他危險(A)惰氣的窒息作用和毒性CO2微毒,7~10%失去知覺O2濃度下降活塞作用可能促使熱分解產(chǎn)物涌向取樣點(diǎn),濃度暫時增加,有礦工生還可能,不應(yīng)注惰.(B)注惰對通風(fēng)的干擾惰氣注入,引起風(fēng)量減少,風(fēng)流停滯,風(fēng)流反向,增加流入火源的可能.(C)惰氣泄漏CO2從火區(qū)的泄漏的窒息作用,發(fā)生爐煤氣.第五十九頁，共九十八頁，2022年，8月28日1.3、火區(qū)環(huán)境條件與爆炸可能性的關(guān)系(1)火區(qū)火勢大有利因素:耗氧量大,上風(fēng)側(cè)及火源燃料消耗迅速,O2下降迅速,O2危險期縮短.不利因素:燃料充足時,下風(fēng)側(cè)溫度高,可燃?xì)怏w多,火風(fēng)壓大,易造成風(fēng)流紊亂,逆流進(jìn)入火源可能性大.(2)火區(qū)范圍大有利因素:封閉滅火作業(yè)較安全,爆炸易緩沖.不利因素:O2下降慢,O2危險期長,不易熄滅,易風(fēng)流紊亂.(3)火區(qū)漏風(fēng)大(4)火區(qū)瓦斯涌出率第六十頁，共九十八頁，2022年，8月28日二、正負(fù)壓通風(fēng)對自燃嚴(yán)重（或漏風(fēng)大）礦井的影響負(fù)壓通風(fēng)→回風(fēng)道CO濃度高、易發(fā)現(xiàn)正壓通風(fēng)→不易發(fā)現(xiàn)、易造成突發(fā)性火災(zāi)均壓通風(fēng)的應(yīng)用第六十一頁，共九十八頁，2022年，8月28日三、火災(zāi)的預(yù)警和火區(qū)狀態(tài)的分析

－－－火災(zāi)指標(biāo)氣體3.1煤類火災(zāi)氣體產(chǎn)生順序：（1）烯烴和炔烴類氣體tCO→H2→C2H4(乙烯)→C3H6(丙烯)→C2H2(乙炔)

60.00050000120.0265.001000

190.65.012.004.00302501.95.008.01.0040第六十二頁，共九十八頁，2022年，8月28日

(2)不同溫度烷烴類氣體濃度和相對比例的關(guān)系第六十三頁，共九十八頁，2022年，8月28日3.2煤自燃熄滅程度的標(biāo)志性氣體：（1）、一氧化碳、乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6）、乙炔(C2H2)濃度下降；（2）、煤溫較高（150以上）乙炔趨于消失；煤溫下降（90以上）乙烯、丙烯趨于消失；上述氣體濃度下降呈線性變化性質(zhì)，變化速率較高（3）、CO濃度下降呈指數(shù)變化性質(zhì)，將保持較長時間才絕跡

第六十四頁，共九十八頁，2022年，8月28日3.3減少單一co濃度值判斷火區(qū)狀態(tài)的誤差濃度差值法—排除環(huán)境因素影響

CO200ppm↑220ppm220-200=20 ↓ ↓ 150+50150+7070-50=20濃度比值法—減少風(fēng)量因素影響。CO200ppm↑風(fēng)量增10倍20ppmΔO210%風(fēng)量增10倍1% 第六十五頁，共九十八頁，2022年，8月28日四、氣體濃度的影響1.氧氣濃度低對氣體濃度測定準(zhǔn)確性的影響：氧氣濃度太低，便攜式電子(光學(xué)）檢測儀表誤差大，氧氣濃度需大于17％。第六十六頁，共九十八頁，2022年，8月28日2.CO的毒性

1).特性：CO＋血紅蛋白－－－碳氧血紅蛋白結(jié)合易－－比與o2容易240倍分解慢－－在大氣中減少50%需4h

在高壓氧倉減少50%需30~40Min

2).危害：引起肺部感染－－嘔吐物進(jìn)入支氣管、肺部注意：co中毒宜側(cè)放，引起嚴(yán)重腦缺氧－－腦水腫（2~4h）第六十七頁，共九十八頁，2022年，8月28日3.CO對滅火人員身體狀況的影響第六十八頁，共九十八頁，2022年，8月28日五、礦井外因火災(zāi)燃燒特性1、*富燃料燃燒和富氧燃燒(p14)第六十九頁，共九十八頁，2022年，8月28日第七十頁，共九十八頁，2022年，8月28日*高溫(1000℃)、大量高溫氣體流向下風(fēng)側(cè)*形成再生火源（跳蛙現(xiàn)象）*產(chǎn)生爆炸隱患*引起風(fēng)流紊亂(逆轉(zhuǎn)、形成爆炸預(yù)混氣體)2、富燃料火災(zāi)的危險、燃燒條件及控制控制富燃料火災(zāi)條件危險液體燃料、量大、供氧不足（停、減風(fēng)，巷塌）、空氣預(yù)熱溫度高、斷面小*減少火勢：及時滅火、下風(fēng)側(cè)灑水*一般不能停風(fēng)、減風(fēng)，特別是忽然停、減風(fēng)*條件許可時注惰氣第七十一頁，共九十八頁，2022年，8月28日3、為什么富燃料燃燒引起再生火源和爆炸?第七十二頁，共九十八頁，2022年，8月28日*火風(fēng)壓--節(jié)流作用和上浮作用（定義）*低、微風(fēng)的火源--煙流逆向蔓延*火源的順風(fēng)蔓延：井下風(fēng)速下，火源蔓延速度與風(fēng)速成正比4.1煤吸附氧氣的能力—啟封火區(qū)復(fù)燃*煤→常溫吸附氧*封閉火區(qū)→大氣和煤堆內(nèi)氧濃度→陰燃現(xiàn)象4.2礦井火災(zāi)燃燒蔓延特征第七十三頁，共九十八頁，2022年，8月28日1500100IDLH（立即威脅生命）40025STEL（短期）505TLV（8小時無危害）COppmHClppm4.3*輸送機(jī)膠帶燃燒特性及產(chǎn)物-特殊危險性(p57)傳感器選擇（p60）燃燒三階段煤升溫出現(xiàn)冒煙燃燒煤與膠帶混合燃燒階段煤明火燃燒初期階段必須及時報警*危險性大燃燒初期，HCl比CO更早出現(xiàn)HCl比CO的毒性大10倍以上膠帶火災(zāi)常發(fā)生在進(jìn)風(fēng)區(qū)第七十四頁，共九十八頁，2022年，8月28日5.火災(zāi)風(fēng)流紊亂現(xiàn)象(p30)

不可壓縮風(fēng)流與穩(wěn)定風(fēng)流（p29）風(fēng)流逆轉(zhuǎn)浮力＋節(jié)流>機(jī)械風(fēng)壓，巷道全斷面風(fēng)流反向風(fēng)流逆退浮力＋節(jié)流→巷道縱橫斷面溫度和壓力差。新風(fēng)順風(fēng)向從巷底流入，熱煙流沿巷頂流出。風(fēng)流滾退由節(jié)流、溫度和壓力差引起第七十五頁，共九十八頁，2022年，8月28日浮力作用方向朝上；節(jié)流作用與風(fēng)流流向相反，一般情況下，節(jié)流作用比浮力作用小得多。浮力作用節(jié)流作用機(jī)械風(fēng)壓上山浮力作用節(jié)流作用機(jī)械風(fēng)壓下山（1）風(fēng)向浮力作用節(jié)流作用機(jī)械風(fēng)壓下山（2）風(fēng)向六、上、下山火災(zāi)風(fēng)流逆轉(zhuǎn)情況不同第七十六頁，共九十八頁，2022年，8月28日上山火災(zāi)—風(fēng)流逆轉(zhuǎn)后風(fēng)向一般不變第七十七頁，共九十八頁，2022年，8月28日下山中小火災(zāi)—風(fēng)流逆轉(zhuǎn)后風(fēng)向變化頻繁第七十八頁，共九十八頁，2022年，8月28日火勢大的下山火災(zāi)—風(fēng)流逆轉(zhuǎn)后風(fēng)向較穩(wěn)定火源位置對下山風(fēng)流方向影響第七十九頁，共九十八頁，2022年，8月28日七、礦井反風(fēng)

為防止災(zāi)害擴(kuò)大和搶救人員的需要而采取的迅速倒轉(zhuǎn)風(fēng)流方向的措施礦井反風(fēng)注意事項遵守《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定。反風(fēng)演習(xí)應(yīng)注意井下各區(qū)域的供風(fēng)量變化、瓦斯?jié)舛纫约皩饏^(qū)和采空區(qū)氣體的影響。注意反風(fēng)后影響區(qū)域人員的通訊聯(lián)系和撤退。平常對井下人員進(jìn)行反風(fēng)知識的教育。反風(fēng)-撤人-偵察-直接滅火的正確順序第八十頁，共九十八頁，2022年，8月28日八、傳感器預(yù)警的有效性分析傳感器響應(yīng)時間：（擴(kuò)散＋無焰燃燒）熱感式傳感器系統(tǒng)報警：30s＋（1－30s）＋（1－2s）傳感器直接報警：30s紅外式傳感器《10s有效性取決于異常事件發(fā)生前的預(yù)兆第八十一頁，共九十八頁，2022年，8月28日九、礦井火災(zāi)風(fēng)流模擬與控制技術(shù)經(jīng)驗和定性分析的救災(zāi)技術(shù)為何難以發(fā)展？9.1概述控制風(fēng)流流向，撤人救災(zāi)礦井火災(zāi)救災(zāi)決策的難點(diǎn)了解火災(zāi)時期風(fēng)流狀態(tài)變化風(fēng)流動態(tài)模擬技術(shù)風(fēng)流動態(tài)控制技術(shù)無法準(zhǔn)確了解火災(zāi)狀態(tài)—人的能力有限(人機(jī)工程學(xué)）計算機(jī)技術(shù)與定性分析技術(shù)的比較定性分析技術(shù)較簡單,但現(xiàn)場人員須全面了解才能應(yīng)用,實(shí)際應(yīng)用難度大計算機(jī)模擬技術(shù)盡管復(fù)雜,但現(xiàn)場人員僅需知道如何編制輸入文件和分析輸出文件,反而容易掌握第八十二頁，共九十八頁，2022年，8月28日9.2風(fēng)流動態(tài)模擬技術(shù)風(fēng)流穩(wěn)態(tài)模擬→日常通風(fēng)管理風(fēng)流動態(tài)模擬→災(zāi)變通風(fēng)管理計算機(jī)模擬→各巷道風(fēng)流動態(tài)變化→了解礦井火災(zāi)時期井下狀況作用實(shí)時救災(zāi)決策了解火災(zāi)對風(fēng)流的影響預(yù)先分析某特定火災(zāi)下風(fēng)流狀態(tài)、制定火災(zāi)防治措施校驗控風(fēng)措施的有效性幫助確定火源位置有助于事故分析第八十三頁，共九十八頁，2022年，8月28日9.3風(fēng)流動態(tài)控制技術(shù)作用：控制風(fēng)流流向，保護(hù)人員撤退和救災(zāi)路線定量與定性綜合分析方法風(fēng)流動態(tài)模擬技術(shù)→了解設(shè)定火災(zāi)風(fēng)流變化經(jīng)驗及定性分析技術(shù)→確定各風(fēng)流控制方案再次應(yīng)用風(fēng)流動態(tài)模擬技術(shù)→檢驗各控風(fēng)方案有效性確定優(yōu)選方案，與設(shè)定火災(zāi)組合，輸入計算機(jī)重復(fù)前面四項，分析井下各易發(fā)火區(qū)，輸入計算機(jī)礦井火災(zāi)時期，選擇相近已模擬火災(zāi)作為決策參考第八十四頁，共九十八頁，2022年，8月28日十、高溫、高壓對瓦斯爆炸限的影響美國礦業(yè)局兩高溫高壓瓦斯對爆炸影響計算式近似，（1）式中：P為煤層氣壓力，atm；L上為1個大氣壓（0.1Mpa）時的爆炸上限。（2）式中：P為煤層氣壓力，MPa。以上兩式計算結(jié)果與其他計算結(jié)果或表列數(shù)據(jù)比較，屬于確定值較高一類，即安全系數(shù)較大一類。基于美國礦業(yè)局大量實(shí)驗驗證，并從安全性考慮，以美國礦業(yè)局計算公式為依據(jù)。取進(jìn)氣壓力為1MPa，代入式（1）溫度影響校正：設(shè)進(jìn)氣溫度200℃1+0.000721×（200-25）=1.126.因此第八十五頁，共九十八頁，2022年，8月28日十一、瓦斯爆炸的重要參數(shù)11.1瓦斯爆炸的能量

來源于瓦斯與氧的燃燒反應(yīng)，瓦斯爆炸的化學(xué)反應(yīng)過程

CH4+2O2=CO2+2H20+882.6KJ/mol

在氧氣不足的情況下：

CH4+O2=CO+H2+H20瓦斯完全燃燒放出的熱是882.6/16=55MJ/kg，普通炸藥的爆炸熱為5MJ/kg;第八十六頁，共九十八頁，2022年，8月28日但是，瓦斯和炸藥的能量密度卻差別很大。典型梯恩梯炸藥的密度為1600kg/m3，能量密度為1600*5=8000(MJ/m3)。濃度為9.51%的瓦斯空氣混合氣體，瓦斯密度為0.68kg/m3，能量密度為0.68*55=37.4(MJ/m3)，只有炸藥的0.5%;1M3瓦斯爆炸相當(dāng)于7.5kg炸藥爆炸放出的熱量。對于井下巷道半封閉系統(tǒng)，能量釋放率一般可達(dá)50％－70%。第八十七頁，共九十八頁，2022年，8月28日

11.2

爆炸源能量釋放速率燃燒速度是可燃?xì)怏w燃燒鋒面向未燃區(qū)域擴(kuò)展的速度，可以衡量爆炸能量釋放的速率。瓦斯空氣混合氣體的層流燃燒速度約為0.5m/s，發(fā)生在井下的爆炸絕大多數(shù)屬于爆燃，據(jù)已有的實(shí)驗測定結(jié)果燃燒速度不超過150m/s。爆炸火焰?zhèn)鞑サ乃俣仁窍鄬τ谀彻潭ㄎ恢没鹧驿h面的速度，實(shí)驗中比較容易測量，也常用來表征爆炸反應(yīng)的快慢。典型梯恩梯炸藥的爆轟速度為6900m/s，而實(shí)驗獲得的井下瓦斯爆炸最大火焰?zhèn)鞑ニ俣葹?500m/s，通常的值都在100m/s－400m/s之間。由此可見，瓦斯爆炸能量的釋放速率比炸藥爆炸要小的多。第八十八頁，共九十八頁，2022年，8月28日

11.3爆炸產(chǎn)生沖擊波的壓力靜壓和沖擊動壓。靜壓在所有方向上的作用力相等，由高溫氣體膨脹和沿巷道流動產(chǎn)生，并推動沖擊波面的前進(jìn)。動壓是沖擊波作用使波面經(jīng)過的局部區(qū)域空氣高速流動產(chǎn)生的，具有方向性。靜壓主要會破壞聯(lián)絡(luò)巷道的密閉或風(fēng)門，動壓摧毀巷道的障礙物并在巷道轉(zhuǎn)彎造成強(qiáng)烈的破壞。爆炸產(chǎn)生的最大靜壓就是實(shí)驗室中使用封閉球體測定的定容爆炸壓力，10.1%的瓦斯空氣混合氣體測定得到的定容爆炸壓力大約為7－8atm。第八十九頁，共九十八頁，2022年，8月28日1952年在美國一