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1、煤矿爆炸火灾防治与应急处置,中国矿业大学（北京） 周心权,简介： 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， 中国煤炭工业协会煤矿安全委员会副主任委员， 01062331942（办）62331702(宅) 13651033545,简历： 19621967 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
2、校工作至今, 1993年1995年在美国密执安理工大学合作科研。,前言 一、安全状况改善与社会关注、法律法规、技术装备的关系 每一次美国煤矿安全状况的迅速好转（即上图的曲线斜率变陡的阶段）都是社会对煤矿安全的关注、法律法规和监察监管力度加强以及生产机械化、通风安全技术装备水平的提高所造成的。,美国煤矿工业19102000年死亡数量曲线图,2010年不同煤炭企业百万吨死亡率,煤矿安全状况逐年好转,二、当前煤矿安全生产形势,第一部分 煤矿重大灾害防治与应急处置的新理念,一、现场安全技术及管理的辩证分析的理念及应用： 1、“安全”区域与危险区域的辨证转换关系 2、正常生产安全技术管理与突发事件应对的
3、关系 3、正常生产时期与过渡时期安全技术管理的关系 (基、整、低高、高突、枯) 4、火灾突出爆炸等重大灾害相互转换特征 5、安全技术管理措施的正负面影响 6、“两害相权取其轻”的辩证救灾决策观 7、防一万与防万一 8、防治及救灾知识的正确理解和应用,(理念1、“安全”区域与危险区域的辨证转换关系, 2、正常生产安全技术管理与突发事件应对的关系, 3、正常生产与过渡时期安全技术管理的关系,) “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,二、2000-2009重大和特别重大瓦斯爆炸事故,重大瓦斯爆炸事故,特别重大瓦斯爆炸事故,低瓦斯区域占到了66
4、.7 低瓦斯区域占到了92.3,20042009，是1960年以来我国死亡百人煤矿特别重大事故的高发期 1、2004.10.22 6 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 4 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 1 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 3 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）
5、； 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105人。（低瓦斯乡镇矿井） 9、2009.11.21 黑龙江鹤岗新兴煤矿瓦斯爆炸（突出逆流引起卸煤仓进风区域瓦斯爆炸）死亡108人。,近年来，煤矿安全生产形势有较大的好转，今后，煤矿安全生产应如何进一步提高安全技术管理水平？ 注意“百密一疏” 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（仅）是由安全管理最好的区域或环节
6、来决定的，往往是由安全管理最差的区域或环节来决定的。,三 矿井通风系统的可靠性 可靠性：在正常生产条件下，矿井通风系统能保证矿井、采区、采掘工作面和各用风地点有足够风量供给的能力； 在正常生产条件打破的情况下，安全地恢复通风的能力； 在发生灾变情况下，控制风流流向、流量和抗灾减灾的能力。,通风可靠的应用 1、 矿井通风系统的合理性 回风巷与尾巷合并的合法性 尾巷应用的合法性 尾巷管理的安全性 风桥、风门的可靠性和数量 反风供电及防爆门的可靠性,南四采区通风系统示意图,2、局部通风的合理性 1）局部通风机及开关装设位置的合理性 局部通风机穿过风门密闭安设状态可能存在的隐患（风速、瓦斯规定）,2）
7、瓦斯爆炸事故直接原因,四、陈家山矿瓦斯爆炸事故 2004年11月23日10时、 24日12时 415工作面两次发生爆燃 2004年11月28日07时10分井下汇报听到爆炸声、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，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,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
8、，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,瓦斯流,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,五、瓦斯爆炸事故案例说明 1. 理念4、煤矿重大灾害相互转换特点 火灾突出爆炸的相互转换（4/5 事故） 2. 理念5、安全技术管理措施的正负面 影响 3. 理念6、两害相权取其轻的救灾观念 4. 人为瓦斯库存在的重大隐患,六、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
9、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,总结瓦斯爆炸事故的致因,瓦斯源,火源,冲击地压,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,一、低瓦斯矿井瓦斯爆炸事故案例 1、 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）
10、工作面切眼。 回风下山风门打开风流短路，工作面瓦斯积聚，回柱火花引爆瓦斯，煤尘参与爆炸。,1193（下）工作面切眼示意图,2、山西省临汾市洪洞瑞之源煤矿 “12.5”特别重大瓦斯爆炸事故 该矿系低瓦斯矿井 2007年12月5日23时07分，山西洪洞瑞之源煤业有限公司(系低瓦斯矿井)，井下发生特别重大瓦斯爆炸事故，造成105人死亡。 瓦斯爆炸爆源位于9#煤40m掘采面。 事故发生的直接原因是：40m掘采面无风作业，造成瓦斯积聚，达到爆炸浓度界限；40m掘采面放炮产生火焰，引爆瓦斯，煤尘参与爆炸。,“安全”区域安全性的动态转换新特点； 1、灾害发生在突发事件影响下的“安全”区域； 2、矿井由非突出
11、、低瓦斯过渡到突出、高瓦斯的过渡阶段时存在的易忽视的重大隐患； 3、岩石掘进工作面的突出威胁性； 4、原发性灾害（突出、火灾、冲击地压）诱发继发性瓦斯爆炸灾害的防治； 5、监测监控系统的可靠性(不相信监测系统）； 6、突发性灾害信息的发现、分析和决策的及时性；（大平矿30分钟、孙家湾矿10分钟未能发现爆炸性瓦斯充满千米巷道的危险，井下八种人未带瓦检仪）。,特别关注矿井突发事件诱发重大灾害事故 （3/5 + 1/5),煤矿低瓦斯 “安全“区域,存在重大隐患 的危险区域,特别重大事故,突发事件,原发性灾害,安全区域人们 更容易违章,应对煤矿突发事件存在 薄弱环节 （未能及时发现、正确分析及 及时应
12、对）,（状态动态变化）,二、瓦斯突发事件致灾的防治是当前煤矿安全生产技术管理的薄弱环节,(理念4、预防为主与应急处置) 往往是瓦斯突发事件（如突出或瓦斯突然涌出，违章处理盲巷集聚瓦斯，大小矿连通集聚瓦斯涌入大矿，放顶煤采煤法顶煤塌落瓦斯大量涌出、突然停电停风或风门打开瓦斯集聚等）使得原来的低瓦斯区域转变为存在重大隐患的高瓦斯区域所致。,传统的煤矿安全技术管理认为，原发性灾害诱发更大的继发性灾害或者防治突发事件的致灾影响，因其发生概率小，为此采取安全技术管理措施，加大成本，“得不偿失”； 高可靠性安全保障的安全技术管理认为，这是建立煤矿集中化生产的高可靠性安全保障机制所必须付出的生产成本。这往往
13、是传统安全生产观与国外发达国家安全生产观的重要差别。 改变传统煤矿安全生产观，建立高可靠性安全保障机制是进一步提高煤矿生产本质安全度、提高煤矿安全生产水平的必由之路。,传统的煤矿安全技术管理认为，原发性灾害诱发更大的继发性灾害或者防治突发事件的致灾影响，因其发生概率小，为此采取安全技术管理措施，加大成本，“得不偿失”； 高可靠性安全保障的安全技术管理认为，这是建立煤矿集中化生产的高可靠性安全保障机制所必须付出的生产成本。这往往是传统安全生产观与国外发达国家安全生产观的重要差别。 改变传统煤矿安全生产观，建立高可靠性安全保障机制是进一步提高煤矿生产本质安全度、提高煤矿安全生产水平的必由之路。,高
14、可靠性安全保障安全技术管理的建设,（1）以瓦斯爆炸防治技术管理为例， 即使在安全技术管理较好的矿区，传统意义上的安全防范仅注意防止高瓦斯区域的瓦斯管理工作，往往忽视低瓦斯区域受到突发事件影响致使“安全”区域的状态发生动态转换这一重大隐患的防治，。 实现高可靠性安全保障，就应该考虑本矿各“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；,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
15、发性灾害的可能； 要做到高可靠性安全保障，采区、工作面应有有效的隔爆、抑爆设施和措施，应设置避灾峒室。,（2）以瓦斯突出矿井安全管理为例， 即使在安全技术管理较好的矿区，传统意义上的安全防范仅注意防止瓦斯突出的发生，对于突出的发生后的致灾影响，仅仅考虑安装防突风门； 而建立异常状况改变“安全状态”重大隐患的防治，斩断原发性灾害向继发性灾害转化的致灾链等高可靠性安全保障，就应该考虑瓦斯突出后，监测监控系统的管理及其响应的及时性，高压瓦斯流可能造成的瓦斯逆流入侵区域的判定及其致灾隐患的防治，,应加强可能出现的瓦斯逆流入侵区域的信息侦知、分析和防灾能力并加强对可能入侵区域的电器设备的防爆管理； 应注
16、意设置防突风门并不一定能挡住高压瓦斯流，事故案例显示，高压瓦斯流即使不会破坏防突风门，也可能穿过防突风门与巷壁、水沟等间隙，逆流一段距离；还应注意传感器的相关参数（位置、数量、种类、响应时间）的合理选择如何有助于及时发现并综合分析瓦斯突出的相关信息，发出预警并及时采取防治措施。,（3）以火灾防治技术管理为例， 即使在安全技术管理较好的矿区，传统意义上的安全防范仅注意应用CO浓度了解、预警自燃，在胶带输送机巷安设CO或烟雾传感器，设置沙箱、灭火器； 而建立异常状况改变“安全状态”的重大隐患的防治，斩断原发性灾害向继发性灾害转化的致灾链等高可靠性安全保障，就应该分析各处火灾的可能影响范围，并针对性的采取控风措施为救灾、人员撤退提供安全保障；甚至在采区、工作面设计时考虑风流控制的可能性； 就应该了解CO浓度作为火灾预警标志性气体指标所存在的问题；传感器的种类、数量和位置的
