1、煤矿煤矿“一通三防一通三防”事故事故 及防治及防治 第一章第一章 煤矿瓦斯爆炸事故防治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
2、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
3、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、一、2004-2007年，死亡百人以上的煤年，死亡百人以上的煤矿特别
4、重大事故情况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
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：其中：瓦斯爆炸事故瓦斯爆炸事故5起，死亡人数起，死亡人数744人。人。煤尘爆炸事故煤尘爆炸事故1起，死亡人数起，死亡人数171人。人。水害事故水害事故1起，死亡人数起，死亡人数123人。人。自然灾害自然灾害1起，死亡人数起，死亡人数181人。人。百人以上事故中瓦斯事故占百人以上事故中瓦斯事故占62.5%死亡人数占死亡人数占61%。二、孙家湾煤矿瓦斯爆炸事故剖析二、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
6、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。瓦斯爆炸造成的瓦斯爆炸造成的遇难遇难人员分布图人员分布图1232
7、9563626139435（一）瓦斯来源分析（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ML 2.7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 2）冲击地压引起瓦斯异常涌出，冲击地）冲击地压引起瓦斯异常涌出，冲击地压发生时间和压发生时间和33163316风道
8、的风道的3636#监测点，监测点，33163316外风道外风道5353#监测点瓦斯浓度值的变化，监测点瓦斯浓度值的变化，在时间和空间有对应关系：在时间和空间有对应关系：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；3316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。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
9、点前后。（3）事故后，）事故后，3316外风道仍有大量瓦斯外风道仍有大量瓦斯涌出。涌出。（4）从）从3316外风道处地质构造状况进行外风道处地质构造状况进行分析分析 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。2.2.33163316风道有积聚瓦斯排出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
10、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。瓦斯来源结论瓦斯来源结论 3316 3316外风道因冲击地压涌出瓦斯和外风道因冲击地压涌出瓦斯和33163316风道工作面排出的积聚瓦斯。风道工作面排出的积聚瓦斯。（二）引爆火源分析（二）引爆火源分析1.引爆瓦斯的火源：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
11、可产生电火花（2）接线腔内两个接线端子有剩余长约22.5cm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（三）爆炸强度分析1.参与爆炸的瓦斯源所在巷道参与爆炸的瓦斯源所在巷道 3316外风道中水仓口至
12、外风道掘进头；外风道中水仓口至外风道掘进头；3316架子道；架子道；3316盲斜下山；盲斜下山；331轨道下山中自盲斜下山巷口至轨道下山中自盲斜下山巷口至3315风道口一段。风道口一段。2.瓦斯源所在巷道的瓦斯浓度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、架子道自专用回风道巷口以外一段巷道、331轨道轨道下山中自盲斜下山巷口至下山中自盲斜下山巷口至3315风道口一段中：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：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参与爆炸的总瓦斯量：246.1m3 4.爆炸前异常涌出的总瓦斯量爆
13、炸前异常涌出的总瓦斯量：623.5m3 5.爆炸强度爆炸强度相当于相当于1846kg TNT炸药爆炸炸药爆炸放热量，属中等偏强放热量，属中等偏强 （四）结论（四）结论事故类别：瓦斯爆炸事故事故类别：瓦斯爆炸事故时时 间：间：2005年年2月月14日日15时时01分分爆爆 源源 点：点：-500 m水平水平 3316架子道内，距专用回风架子道内，距专用回风 道道8m的配电点处；的配电点处；瓦斯来源：瓦斯来源：3316外风道因冲击地压造成的异常涌出的大外风道因冲击地压造成的异常涌出的大 量高浓度瓦斯与量高浓度瓦斯与3316风道停工掘进工作面积聚风道停工掘进工作面积聚 的瓦斯排出混合；的瓦斯排出混合
14、；引爆火源：引爆火源：3316架子道内，距专用回风道架子道内，距专用回风道8m的配电的配电 点处，带电检修点处，带电检修ZBZ-4.0M127V型照明信号型照明信号 综合装置，接线腔内产生电火花综合装置，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、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n 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
15、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爆炸点点-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
16、法库县柏家沟煤矿8 18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
17、爆瓦斯。（三）间接原因（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
18、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、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。（
19、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、二、瓦斯爆炸事故矿井分类（一）2000-20072000-2007发生重大和特别重大瓦斯爆炸事发生重大和特别重大瓦斯爆炸事故矿井瓦斯类别（按故矿井瓦斯类别（按事故矿井瓦斯等级分类）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
20、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重大和特别重大瓦斯爆炸事故 (按矿井瓦斯等级按矿井瓦斯等级)重大瓦斯爆炸事故重大瓦斯爆炸事故 特别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（二）（二）2000-2007发生重大和特别重大瓦斯爆发生重大和特别重大瓦斯爆炸事故矿井（炸事故矿井（按事故原因分类）按事故原因分类）1.重大瓦斯爆炸事故：正常生产条件下存在重大事故隐患矿井占51%。打破正常生产秩序矿井占35%。瓦斯异常涌出矿井占14%
21、。2.特别重大瓦斯爆炸事故：特别重大瓦斯爆炸事故：正常生产条件下存在重大事故隐患矿井占正常生产条件下存在重大事故隐患矿井占26%。打破正常生产秩序矿井占打破正常生产秩序矿井占51%。瓦斯异常涌出矿井占瓦斯异常涌出矿井占23%。2000-2007重大和特别重大瓦斯爆炸事故重大和特别重大瓦斯爆炸事故(按事故原因按事故原因)重大瓦斯爆炸事故重大瓦斯爆炸事故 特别重大瓦斯爆炸事故特别重大瓦斯爆炸事故 （一）（一）通过数据统计分析通过数据统计分析 重大和特别重大瓦斯事故发生在低瓦斯区域的分别为66.766.7和和92.392.3，这些地点往往在正常状况下是正常状况下是“最安全的最安全的”，但是由于突发事
22、件的出现，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，管理人员疏忽大意，作业人员习惯性违章作业，导致特别重大事故的发生。四、瓦斯爆炸事故发生原因分析四、瓦斯爆炸事故发生原因分析（二）高度集中化、高强度生产与高可（二）高度集中化、高强度生产与高可靠性安全保障的矛盾靠性安全保障的矛盾 矿井的生产高度集中化、高强度导致作业人员集中，特别是打破正常生产秩序情况下，打破正常生产秩序情况下，人员更加集中（如孙家湾事故），管理环节增多，安全保障可靠性降低，在突发情况下，极易发生重大和特别重大事故。（三）瓦斯异常涌出的不确定性（三）瓦斯异常涌出的不确定性 冲击地
23、压发生区域、地质构造、煤与瓦斯突出、爆炸及其破坏影响、采空区、盲巷违规排放、与小煤矿相通的瓦斯异常涌出源无法有效控制。（四）管理人员、工人的整体安全意（四）管理人员、工人的整体安全意识和素质不高。识和素质不高。带电检修、违章放炮、拆卸矿灯、电器失爆是多次引起重大、特大瓦斯爆炸事故的违法、违规行为，安全管理不到位、管理人员违章指挥、工人违章作业的情形几乎出现在煤矿的每起事故中。第四节 瓦斯爆炸事故防治一、瓦斯治理方针和工作体系二、瓦斯治理工作体系详解三、需注意的问题一、瓦斯治理方针和工作体系瓦斯治理瓦斯治理12字方针：字方针：“先抽后采、以风定产、监测监控先抽后采、以风定产、监测监控”。瓦斯治理
24、工作体系：瓦斯治理工作体系：“通风可靠、抽采达标、管理到位、监通风可靠、抽采达标、管理到位、监控有效控有效”。二、瓦斯治理工作体系详解（一）通风可靠1.“1.“通风可靠通风可靠”是实现本质安全的重要基础。是实现本质安全的重要基础。从近几年来煤矿各次重大灾害事故发生及扩大的原因和影响因素来看，都与矿井通风系统有着密切的关系。因此，建立一个系统合理、设施完好、风量充足、风系统合理、设施完好、风量充足、风流稳定的通风系统流稳定的通风系统，并且灾害时期又能保持通风动力设备运行可靠、稳定、减少系统破坏、并能快速实现风流控制的通风系统是至关重要的。2.2.通风系统可靠性包含的内容通风系统可靠性包含的内容（
25、1）在生产时期利用通风动力，以最经济的方式，向井下各用风地点供给保质保量的新鲜风流；（2）保证作业空间有良好的气候条件；（3）突发事件对系统影响小；（4）在发生灾变时，能有效、及时地控制风向及风量，并与其它措施结合，防止灾害的扩大，进而消灭事故。3.通风可靠的基本要求（1）矿井有完整的独立通风系统。采掘部署合理。（2）矿井生产水平和采区实行分区通风。通风系统中没有不符合规程规定的串联通风、扩散通风、采空区通风和采煤工作面利用局部通风机通风现象。（3）矿井、采区通风能力满足生产要求。（4）应设置专用回风巷的采区按规程规定设置了专用回风巷；采区进、回风巷贯穿整个采区，没有一段为进风巷、一段为回风巷
26、的现象。（5）矿井内各地点风速符合规程规定。矿井有效风量率不低于87。回风巷道失修率不高于7；严重失修率不高于3；主要进风巷道实际断面不小于设计断面的2/3。（6）局部通风机安装、“三专两闭锁”和“双风机、双电源”、最低风速等符合规程规定，并实现运行风机和备用风机自动切换，双风机能力必须匹配。（7）按规定设置和管理风门、风筒、密闭等通风设施及构筑物。设备保持完好，并及时淘汰落后的设备。4.设施完好要求（1）矿井主要通风机和局部通风机要按规定检测、检修和维护；（2）进行反风演习，保证通风设施完好、正常运行；（3）加强对风门、风筒、密闭等通风设施及构筑物的管理，明确通风设施标准和验收程序；（4）要
27、建立通风设施检查和维护制度，定期检查其完好情况，保持通风设施完好可靠；（5）总回风巷、主要回风巷不应设置风流控制设施；（6）采区应尽量减少通风构筑物，减少漏风，提高有效风量率。5.风量充足要求(1)矿井总风量、采掘工作面和各供风场所的配风量，必须满足安全生产的要求，风速、有害气体浓度等必须符合煤矿安全规程规定。不能满足用风需要时，应当进行系统改造，否则必须按实际供风量核定矿井和采区产量，严禁超通风能力组织生产；(2)矿井主要通风机应当双机同能力配备，实现双回路供电；(3)矿井开拓、准备采区以及采掘作业前，要准确预测瓦斯涌出量，制定通风风量计算和配风标准，编制通风设计，保证采掘面配风充足；硐室配
28、风量要满足设备降温、空气质量符合规定、有害气体不超限的要求；矿井有效风量率应达到87以上。(4)矿井风量应当在满足井下各工作地点、通风巷道和硐室等用风的前提下，加强通风能力配备，具备充足、合理的富余系数，提高矿井抗灾能力。(5)开采自燃、容易自燃煤层的矿井和采区，风量配备要在满足防治瓦斯的前提下进行有效控制，满足防范自然发火的要求6.风流稳定要求 （1）严格建立和执行测风制度，对井下用风地点和通风巷道定期测定风量，并根据生产变化及时对通风系统和供风量进行调整，保证采掘工作面及其他供风地点风流稳定可靠。废弃巷道、盲巷和与采空区联通的巷道要及时进行封闭。（2）要尽量减少角联通风，对无法避免的角联通
29、风巷道要进行有效控制，确保风向、风速稳定，严禁在角联通风网络内布置采掘工作面；要根据采掘进度及时施工永久通风设施，杜绝通风工程亏欠，并确保风流稳定，控制可靠。（二）抽采达标1.坚持先抽后采、不抽不采，抽采不达标不进行采掘活动。矿井、采区和采煤工作面生产能力与计划开采煤层的瓦斯抽采能力、达标煤量等相匹配。2.突出矿井开采突出煤层时，必须采取综合防治突出措施；在突出矿井开采煤层群时，优先选择开采保护层防治突出措施。3.钻场、钻孔、管路、瓦斯巷等瓦斯抽放工程按设计和计划进行施工。4.瓦斯抽采效果达到煤矿瓦斯抽采基本指标的要求。（三）管理到位1.建立健全以矿井主要负责人为安全生产第一责任人的瓦斯治理责
30、任体系、以总工程师（技术负责人）为核心的瓦斯治理技术管理体系和防突安全生产责任制。2.健全瓦斯治理和防突工作机构。配足专业技术人员和工作人员。3.建立健全瓦斯治理管理制度。如通风、瓦斯、防突、监测监控系统、安全培训、安全投入、安全仪器仪表、设备管理、隐患排查整改、安全会议和瓦斯治理目标考核责任制等管理制度。4.矿井各种图纸报表准确，数据齐全，上报及时。5.强化安全培训工作，提高瓦斯治理水平。（四）监控有效1.按照煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范(AQ1029-2007)的要求布置、安装煤矿安全监控系统。2.监控设备传感器的种类、数量、安装位置、信号电缆和电源电缆的敷设等符合规定。3.监测
31、设备的报警点、断电点、断电范围、复电点和信号传输符合规定。4.下井人员按规程规定佩戴便携式瓦斯监测仪器。5.安全监控设备必须定期进行调试、校正，必须定期对甲烷超限断电功能进行测试。6.矿井安全监控系统设备性能完好，工作正常。中心站必须实时监控全部采掘工作面瓦斯浓度变化及被控设备的通、断电状态。7.具有相应的安全监测监控系统技术管理能力。（五）瓦斯综合治理工作体系目标 矿井要建立：系统合理、设施完好、风量充足、风流稳定的通风系统，确保通风可靠；强化多措并举、应抽尽抽、可保尽保、抽采平衡的技术措施，确保抽采达标；建立装备齐全、数据准确、断电可靠、处置迅速的监控系统，确保监控有效；构建责任明确、制度
32、完善、执行有力、监督严格的管理机制，确保管理到位。三、防止瓦斯事故的外部条件（一）优化生产布局。矿井、采区和工作面设计要依据瓦斯地质资料详细分析和预测矿井瓦斯灾害情况，充分考虑瓦斯治理的需要，优化巷道布置，简化生产系统，明确开采顺序，合理确定工作面参数，实现安全高效、合理集中生产。（二）合理组织生产。按照矿井的核定能力编制生产计划和组织生产，高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井各采区的同一煤层只能有1个采煤工作面进行生产，严禁超能力、超定员组织生产，坚持正规循环作业，工作面进度要与支护、通风等工序相协调，保证各辅助环节及时跟进到位。（三）矿井要加强生产准备，保持水平、采区和采掘工作面的正常接替与衔接。（四
33、）应该考虑本矿各“安全”区域受各类突发事件（瓦斯突然涌出或突出，违章处理盲巷集聚瓦斯，大小矿连通集聚瓦斯涌入大矿，放顶煤采煤法顶塌落瓦斯大量涌出等）影响下，转变为重大隐患的可能性及其防治；（五）灾害预防处理计划必须对于本矿不同易发灾害区域，制定针对性、可靠性和可操作性强的不同的人员撤退、风流控制和灾害处理的优化方案并防止或减少诱发继发性灾害的可能。第二章 矿井粉尘防治第一节 矿尘及其性质第二节 矿山尘肺病第三节 煤尘爆炸及预防第四节 矿井综合防尘第五节 煤尘爆炸事故案例第一节 矿尘及其性质一、矿尘的产生及分类二、矿尘的危害三、含尘量的计量指标四、矿尘的性质一、矿尘的产生及分类1概念：矿尘一般指
34、矿物开采或加工过程中产生的微细固体集合体。2矿尘的分类：现我国尚无统一的分类方法。现常用有下面几种分类方法。（1）按产生过程：矿尘、烟尘。（烟尘：由燃烧、氧化等伴随着物理化学变化过程所产生的固体微粒。）（2）按成分：岩尘、煤尘等多种无机粉尘；（3）按粒径：粗尘、细尘、微尘、超微尘；（4）按存在状态：浮游矿尘（矿井防尘的主要研究对象）、沉积矿尘；（5）按粒径组成范围：全尘、呼吸性粉尘。（6）按有无毒性：有毒、无毒、放射性粉尘。（7）按爆炸性：易燃、易爆和非燃、非爆炸性粉尘。二、矿尘的危害1污染工作场所，危害人体健康，引起职业病。（据原某矿务局统计尘肺病的死亡人数为工伤事故的死亡人数的6倍，德国煤
35、矿死于尘肺病的人数曾比工伤死亡人数高10倍）2有些矿尘，如煤尘、硫化尘等在一定条件下可爆炸。（1906年3月10日法国柯尔煤矿发生煤尘爆炸事故死亡1099人，我国1942年本溪煤矿发生的煤尘爆炸事故死亡1549人，残246人。1960年5月9日山西大同矿务局老白洞矿发生煤尘爆炸684人，其中：110人未出井）。3加速机械磨损，缩短精密仪器的使用寿命。4降低工作场所能见度，增加工伤事故的发生。三、含尘量的计量指标矿尘浓度：单位体积矿内空气中所含浮尘的数量称为矿尘浓度，有质量法（mg/m3）和计数法(粒/cm3)两种表示方法。还有用产尘强度、相对产尘强度及矿尘沉积量等做为含尘量的计量指标。四、矿尘
36、的性质矿物由各种机械破碎所产生的粉尘，一般都不伴有化学或物理变化，飘浮于空气中的粉尘的化学成份与被处理的矿物基本相同。1矿尘中游离SiO2的含量：SiO2是地壳上最常见的氧化物，是许多种岩石和矿物的重要组成部分，粉尘中游离SiO2的含量是引起并促进尘肺病及病程发展的主要因素，含量越高其危害越大。2矿尘的粒度矿尘粒度：指矿尘颗粒的平均直径，单位m。3矿尘的分散度：指粉尘整体组成中各种粒度的尘粒所占的百分比，分散度又叫粒度分布。4矿尘的湿润性：指矿尘与液体亲和能力。5矿尘的荷电性及矿尘的光学特性。第二节 矿山尘肺病一、尘肺病及发病机理三、预防尘肺病的措施二、尘肺病的发病症状及影响因素一、尘肺病及发
37、病机理尘肺病：是工人在生产中长期吸入大量微细粉尘而引起的以纤维组织增生不主要特征的肺部疾病。据原某矿务局统计尘肺病的死亡人数为工伤事故的死亡人数的6倍，德国煤矿死于尘肺病的人数曾比工伤死亡人数高10倍，高于种类工伤事故的总和。尘肺病的种类：硅肺病（矽肺病）、煤硅肺病（煤矽病）、煤肺病。在我国煤矿中，因从事单一工作的很少，所以煤硅肺病比重较大，约占80%左右。一、尘肺病及发病机理 尘肺病发病机理：尘肺病的发病机理至今尚未完全研究清楚，论点和学说有多种。发病有以下四个过程：（1）在上呼吸道的咽喉、气管内，含尘气流由于沿程的惯性碰撞作用使大于10m的尘粒首先沉降在其内，经鼻腔和气管粘膜分泌物粘结后形
38、成痰看出体外。（2）在上呼吸道的较大支气管内，通过惯性碰撞及少量的重力沉降作用，使5-10m的尘粒积下来，经气管、支气管上皮的纤毛运动形成痰看出体外。（3）在下呼吸道的细小支气管内，由于支气管内分支增多，气流速度减慢，使部分2-5m的尘粒依靠重力沉降作用沉积下来，通过纤毛运动逐级看出体外。（4）粒度为2m左右的粉尘进入呼吸性支气管内和肺内后，一部分可随呼气排出体外；另一部分沉沉积在肺泡壁或进入肺内，残留在肺内的粉尘仅占总吸入量的1%-2%以下。残留在肺内的尘粒可杀死肺泡，使肺泡组织形成纤维病变出现网眼，逐步失失去弹性而硬化，无法担负呼吸作用。二、尘肺病的发病症状及影响因素1尘肺病症状：尘肺病的
39、发病有一定的过程，这一过程是不可逆转的，从症状上可将其分为三期。一期：重体力劳动时，呼吸困难、胸痛、轻度干咳。二期：中等体力劳动时，感觉呼吸困难、胸痛、轻度干咳或带痰咳。三期：做一般工作甚至休息时，也感到呼吸困难、胸痛、连续带痰咳甚至咯血和行动困难。2影响尘肺病的发病因素：矿尘的成分、矿尘的粒度及分散度、矿尘的浓度及人体方面的因素。三、预防尘肺病的措施1组织措施：健全机构、制定计划、贯彻措施，定期对工人进行体检等。2技术措施：大力推广综合防尘措施，提高防尘效果。3卫生保健措施：定期检查、建立健康卡片、对患者进行治疗等。第三节 煤尘爆炸及预防一、煤尘爆炸的机理及特征 二、煤尘爆炸的条件 三、影响
40、煤尘爆炸的因素 四、煤尘爆炸性鉴定 五、预防煤尘爆炸的措施六、煤尘爆炸区别于瓦斯爆炸的特有标志 煤尘爆炸同瓦斯爆炸一样都属于矿井中的重大灾害事故。我国历史上最严重的一次煤尘爆炸发生在1942年日本侵略者统治下的本溪煤矿，死亡1549人，残246人，死亡的人员中大多为CO中毒，事故发生前，巷道内沉积了大量煤尘，是由于电火花点燃局部聚积的瓦斯而引起的重大煤尘爆炸事故。一、煤尘爆炸的机理及特征 1煤尘爆炸的机理 2煤尘爆炸的特征 1煤尘爆炸的机理 煤尘爆炸是在高温或一定点火能的热源作用下，空气中氧气与煤尘急剧氧气的反应过程，是一种非常复杂的链式反应，一般认为其爆炸机理及过程如下：（1）煤本身是可燃物
41、质，当它以粉末状态存在时，总表面积显著增加，吸氧和被氧人化的能力大大增可，一旦遇见火源，氧化过程迅速展开；（2）当温度达到300-400时，煤的干馏现象急剧增强，放出大量的可燃性气体，主要成分为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氢和1%左右的其他碳氢化合物；（3）形成的可燃气体与空气混合的高温作用下吸收能量，在尘粒周围形成气体外壳，即活化中心，当活化中心的能量达到一定程度后，链反应过程开始，游离基迅速增加，发生了尘粒的闪燃；（4）闪燃所形成的热量的传递给周围的尘粒，并使之参与链反应，导致燃过程急剧地循环进生，当燃烧不断加剧使火焰速度达到每秒数百米后，煤尘的燃烧便在一定临界条件下跳跃式地转变为爆炸。2煤尘
42、爆炸的特征（1）形成高温、高压、冲击波 煤尘爆炸火焰温度为1600-1900，爆源的温度达到2000以上，这是煤尘爆炸得以自动传播的条件之一。在矿井条件下煤尘爆炸的平均理论压力为736KPa，但爆炸压力随着离开爆源距离的延长而跳跃式增大。爆炸过程中如遇障碍物，压力将进一步增加，尤其是连续爆炸时，后一次爆炸的理论压力将是前一次的5-7倍。煤尘爆炸产生的火焰速度可达1120m/s，冲击波速度为2340m/s。（2）煤尘爆炸具有连续性 由于煤尘爆炸具有很高的冲击波速，能将巷道中落尘扬起，甚至使煤体破碎形成新的煤尘，导致新的爆炸，有时可如此反复多次，形成连续爆炸，这是煤尘爆炸的重要特征2煤尘爆炸的特征
43、（3）煤尘爆炸的感应期 煤尘爆炸也有一个感应期，即煤尘受热分解产生足够数量的可燃气体形成爆炸所需的时间。根据试验，煤尘爆炸的感应期主要决定于煤的挥发分含量，一般为40-280ms，挥发分越高，感应期越短。（4）挥发分减少或形成“粘焦”煤尘爆炸时，参与反应的挥发分约占煤尘挥分含量的40%-70%，致使煤尘挥发分减少，根据这一特征，可以判断煤尘是否参与了井下的爆炸。对于气煤、肥煤、焦煤等粘结性煤的煤尘，一旦发生爆炸，一部分煤尘会被焦化，粘结在一起，沉积于支架的巷道壁上，形成煤尘爆炸所特有的产物焦炭皮渣或粘块，统称“粘焦”，“粘焦”也是判断井下发生爆炸事故时是否有煤尘参与的重要标志。（5）产生大量的
44、CO 煤尘爆炸时产生的CO，在灾区气体中浓度可达2%-3%，甚至高达到8%左右，爆炸事故中受害者的大多数（70%-80%）是由于CO中毒造成的。二、煤尘爆炸的条件 煤尘爆炸必须同时具备三个条件，煤尘本身具有爆炸性；煤尘必须悬浮于空气中，并达到一下的浓度；存在能引燃煤法爆炸的高温热源。1煤尘的爆炸性 2悬浮煤尘的浓度 3引燃煤尘爆炸的高温热源 1煤尘的爆炸性 煤尘具有爆炸性是煤尘爆炸的必要条件。煤尘爆炸的危险性必须经过试验确定。2悬浮煤尘的浓度 井下空气中只有悬浮的煤尘达到一定浓度时，才可能引起爆炸，单位体积中能够发生煤尘爆炸的最低或最高煤尘量称为下限和上限浓度。低于下限浓度或高于上限浓度的煤尘
45、都不会发生爆炸。煤尘爆炸的浓度范围与煤的成分、粒度、引火源的种类和温度及度试验条件等有关。一般说来，煤尘爆炸的下限浓度为30-50g/m3，上限浓度为1000-2000g/m3。其中爆炸力最强的浓度范围为300-500g/m3。一般情况下，浮游煤尘达到爆炸下限浓度的情况是不常有的，但是爆破、爆炸和其他震动冲击都能使大量落尘飞扬，在短时间内使浮尘量增加，达到爆炸浓度。因此，确定煤尘爆炸浓度时，必须考虑落尘这一因素。3引燃煤尘爆炸的高温热源 煤尘的引燃温度变化范围较大，它随着煤尘性持、浓度及试验条件的不同而变化。我国煤尘爆炸的引燃温度在610-1050之间，一般为700-800。煤尘爆炸的最小点火
46、能为4.5-40mJ。这样的温度条件，几乎一切火源均可达到，如爆破火焰、电气火花、机械摩擦火花、瓦斯燃烧或爆炸、井下火灾等。根据20世纪80年代的统计资料，由于放炮和机电火花引起的煤尘爆炸事故分别占总数的45%和35%。三、影响煤尘爆炸的因素1煤的挥发分 2煤的灰分和水分 3煤尘粒度 4空气中的瓦斯浓度 5空气中氧的含量 6引爆热源 三、影响煤尘爆炸的因素 1煤的挥发分 煤尘爆炸的主要是在尘粒分解的可燃气体（挥发分）中进行的，因此煤的挥发分数量的和质量是影响尘爆炸的最重要因素。一般说来，煤尘的可燃挥发分含量越高，爆炸性越强，即煤化作用程度低的煤，其煤尘爆炸性强，随煤化作用程度的增高而爆炸性减弱
47、。三、影响煤尘爆炸的因素 2煤的灰分和水分 煤内有灰分是不燃性物质，能吸收能量，阻挡热辐射，破坏链反应，降低煤尘的爆炸性。煤的灰分对爆炸性的影响还与挥分含量的多少有关，挥发分小于15%的煤尘，灰分的影响比较显著，大于15%时，天然灰分对为尘的爆炸几乎没有影响。水分能降低煤尘的爆炸性，因为水的吸热能力大，能促使细微尘粒聚结为较大的颗粒，减少尘粒的总表面积，同时还能降低落尘的飞扬能力。煤的天然灰分和水分都很低，降低煤尘爆炸性的作用不显著，只有人为地掺入灰分（撒岩粉）或水分（洒水）才能防止煤尘的爆炸。三、影响煤尘爆炸的因素 3煤尘粒度 粒度对爆炸性的影响极大。粒径1mm以下的煤尘粒子都可能参与爆炸，
48、而且爆炸的危险性随粒度的减小而迅速增加，75m以下的煤尘特别是30-75m的煤尘爆炸性最强，因为单位质量煤尘位质量煤尘的粒度越小，总表面积及表面能越大，粒径小于10m后，煤尘爆炸性增强的趋势变得平缓。煤尘粒度对爆炸压力也有明显的影响。煤炭科学研究院重庆分院的试验。结果表明：在同一煤种不同粒度条件下，爆炸压力随粒度的减小而增高，爆炸范围也随之扩大，即爆炸性增强，粒度不同的煤尘引燃温度煤尘燃温度也不相同。煤尘粒度越小，所需引燃温度越低，且火焰传播速度也越快。三、影响煤尘爆炸的因素 4空气中的瓦斯浓度 瓦斯参与使煤尘爆炸下限降低。随着瓦斯浓度的增高，煤尘爆炸浓度下限急剧下降，这一点在有瓦斯煤尘爆炸危
49、险的矿井应引起高度重视。一方面，煤尘爆炸往往是由瓦斯爆炸引起的；另一方面，有煤尘参与时，小规模的瓦斯爆炸可能演变为大规模的爆尘瓦斯爆炸事故，造成严重的后果。三、影响煤尘爆炸的因素 5空气中氧的含量 空气中氧的含量高时，点燃煤尘的温度可以降低；氧的含量低时，点燃煤尘云困难，当氧含量低于17%时，煤尘就不再爆炸。煤尘的爆炸压力也随空气中含氧的多少而不同。含氧高，爆炸压力高；含氧低，爆炸压力低。三、影响煤尘爆炸的因素 6引爆热源 点燃煤尘云造成煤尘爆炸，就必须有一个达到或超过最低点燃温度和能量的引爆热源。引爆热源的温度越高，能量越大，越容易点燃尘云。而且爆尘初爆的强度也越大；反之温度越低，能量越小，
50、越难以点燃煤尘云，且即使引起爆炸，初始爆炸的强度也越小。四、煤尘爆炸性鉴定 规程规定：新矿井的地质精查报告中，必须有所有煤层的煤尘爆炸性鉴定材料。生产矿井每延深一个新水平，应进行1次由国家授权单位进行的煤尘爆炸性试验工作。煤尘爆炸性的鉴定方法有两种：一种是在大型煤尘爆炸试验巷道中进行，这种方法比较准确可靠，但工作繁重复杂，所以一般作为标准鉴定用；另一种是在实验室内使用大管状煤尘爆炸性鉴定仪进行，方法简便，目前多采用这种方法。五、预防煤尘爆炸的措施（一）减、降措施（二）防止煤尘引燃的措施（三）隔绝煤尘爆炸的措施（一）减、降措施 1煤层注水2清除落尘1煤层注水 煤层注水是减尘的一项最积极、有效的限
