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1、煤矿火灾典型事故 案例剖析中国矿业大学（北京） 周心权简介： 教授、 博士生导师，享受国务院政府特殊津贴，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，中国煤炭工业技术委员会煤矿安全专家委 员会副主任委员，n01062331942（办）62331702(宅)n13651033545简历：n19621967 重庆大学采矿系，n1967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，n1982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，n 1989年1991年在中国矿业大学(北京 ) 从事博士后
2、研究，后留校工作至今,n1993年1995年在美国密执安理工大 学合作科研。概述 一、火灾的灾变特点： 1. 长期性、动态性和大范围致灾特征 与火灾救灾难度、危险性和技术性的关系。 2. 火灾救灾的特点和特殊危险性 风流控制的需要，次生灾害的防治。 3. 灾害的相互转换特征： 瓦斯爆炸与火灾的相互转化2009年-2011年，与火灾相关的煤矿事故有92起 。单一矿井火灾20起，死亡233人；火灾诱发瓦斯、 煤尘爆炸等继发灾害72起，死亡364人。20122013年发生重大和特别重大火灾事故以及 火灾导致的特别重大瓦斯爆炸事故。*燃烧源高温*高温有毒烟流（中毒、爆炸）*风流紊乱、逆转加剧上述危害火
3、灾的特点特性危害*高温烟流的长期、大范围影响 火灾*高温高压烟流的瞬间大范围影响 爆炸*高压气-固流的瞬间局部范围影响突出*高压液-固流瞬间局部范围影响 水灾*地压作用下固体的瞬间局部影响顶板灾 害二、火灾的特点及治理难点(p2)三、沼气的燃烧和爆炸特性n沼气的燃烧和爆炸限（着火）均为516，燃烧爆炸（可燃气体的集聚量）含沼气5以下的空气: 进入正燃烧的火源仍可以燃烧，但不会 在该类大气中蔓延。安全灯的原理含沼气16以上的气体:在与空气的接触面上燃烧第一章、煤矿自燃事故案例分析采空区、巷道高冒区自燃的特 殊危险性：救灾时相对容易转换为瓦斯爆 炸；巷道高冒区位于进风区；容易预警失误一、xxxx集
4、团xx煤矿采空区自燃转为 瓦斯爆炸事故案例分析n3:29:21:56，xx集团xx矿发生瓦斯爆炸事 故，36人死亡(12)。n4:1:10:12，xx矿再次发生瓦斯爆炸事故 ，17人死亡(8)，n两事故公司总工、副总，矿总、矿生指主 任、四副、安监处长、三中队长书记的 53人死亡，其中队员26遇难。n一次煤矿救灾史上少有的灾难。问题的提出： 1.对生命的漠视与救灾指挥领导也遇难。 2.矿难救灾的难点：采空区自燃处置的爆炸危险 性，火区救灾存在的危险与安全性矛盾。 3.采空区“响了”（爆炸）才封闭目前，不少矿 井是采空区“响了”才封闭! 4.如何办？保矿与生命为天矛盾的技术分析！ 5.如何避免采
5、空区自燃处置时发生爆炸？ 从采空区自燃防治具体理念、法规、技术方面进 行分析如何避免事故发生。1. 事故矿井概述：nxx煤矿员工3061人，年生产核定能力300万吨，是 当地首屈一指的国有大型现代化企业。目前，这家 煤矿已全部实行现代化装备，采煤、掘进机械化程 度达到100%；n高瓦斯矿井、煤有自燃倾向性，开采煤层最短自然 发火期5个月；n煤尘有爆炸性。xx矿有4个生产的水采区，分别为 ：-415采区、-416采区、-418采区、-612采区；1 个综采工作面是1304回采面（-740-700m），已 于3月11日回采结束。n事故前共计4个回采工作面，16个煤巷掘进工作面 ，7个岩石掘进工作面
6、。n长期以来，该矿现代化的硬件设施和高效、 安全的管理运营模式，一直在当地受到好评 。n 2012年底，这个企业还获得了由国家安监 总局评定的全国首批十家“煤矿安全文化示 范企业”荣誉称号。2.事故经过 4164东水采工作面的六次爆炸 1）3月28日16时10分 -315石门密闭 2）3月29日14时30分 -315、380石门密闭该区域停产，局总工、副总来矿 3）3月29日19时30分撤至井底后返回（井下367人） 4）3月29日21点56 分 35人+1死亡，4月1日8点CO增加，9点多钟-315m以里150m有 浓烟，能见度5m。 5）4月1日10点12分 17人死亡6） 4月3日8时1
7、0分5. 存在问题1）“3.29”事故存在问题：自燃防治问题n（1）预警不力：29:8:3014:30，-250石门6 13p，瞬间峰值16、28p，未引起足够重视，到 14:56:30上升至峰值56p后才警觉而处理，贻误及 时处理自燃的时机 （1300）；n（2）客观条件复杂：急倾斜煤层区段煤柱（6m） 未隔离，采空区相连，水采工艺，采空区通风，增 大了自燃爆炸隐患。n（3）主观努力不够：自燃急倾斜煤层，注浆防灭 火难度大，未能有效落实作业规程规定的注氮综合 防灭火措施和老空区密闭维护和监测，导致自燃。救灾方面的问题（1）应急处置不当。n在28-16、29-15和19:30 增大爆燃，对自燃
8、引爆极大危险性认识不足；n投入大量人力时间构筑难度大的5密闭封闭采空区时，未能提供当时力所能及的安全措施；n地面救灾指挥薄弱，对监控系统数据未能及时沟通、 反应、决策。n因此，在416采区-315石门正头（230）19:37:12 到 302，未能引起警觉而采取撤人措施，直到21：56分发生爆炸。n违反矿井密闭防灭火技术规范（Q10442007） “5.2.3 封闭火区时做到边检测、边通风、边密闭；n5.2.4 密闭过程中必须严格掌握火区气体的爆炸危险趋向，采 取正确的通风措施。”的规定；n对煤矿安全规程240条 开采容易自燃和自燃的煤层时，在采区开采设计中，必须预先选定构筑防火门的位置。当采
9、 煤工作面投产和通风系统形成后，必须按设计选定的防火门 位置构筑好防火门墙，并储备足够数量的封闭防火门的材料 ；n245条“封闭火区时，指定专人检查瓦斯、氧气、一氧化碳、煤尘及其他有害气体和风向、风量的变化，还必须采取 防止瓦斯煤尘爆炸和人员中毒的安全措施”；和528条 *采用隔绝法封闭火区救灾时，应遵循下列原则：n（五）密闭的火区中发生爆炸密闭墙被破坏时，严禁派救护 队恢复密闭墙或探险，应在较远的安全地点重新建造密闭。 的规定执行不到位。10.1.1.1.21 在建造有瓦斯爆炸危险的火区风墙时， 应做到：na）采取控风手段，尽量保持风量不变；nb）注入惰性气体；nc）检测进风、回风侧瓦斯浓度
10、，氧气浓度、温度等 ；nd）在完成密闭工作后，迅速撤到安全地点。10.1.1.1.23 * 火区风墙被爆炸破坏时，严禁立即派 救护队探险或恢复风墙，如果必须恢复破坏的风墙或 在附近构筑新风墙前必须做到：na）采取惰化措施抑制火区爆炸；nb）检查瓦斯，只有在火区风可燃气体浓度已无爆炸 危险时，方可进行火区封闭作业，否则，应在距火区 较远的安全地点建造风墙。2）“4.1”事故救灾存在问题与教训：n（1）“3.29”事故发生后，违反省政府和国家安监总 局、国家煤监局工作组的决定，擅自派人下井冒险 处理灾区，又造成17人死亡的重大事故。n（2）对防灭火技术规范“5.2.4 密闭过程中必 须严格掌握火区
11、气体的爆炸危险趋向”，规程 245 “封闭火区时，指定专人检查瓦斯、氧气、 一氧化碳、煤尘及其他有害气体和风向、风量的变 化，还必须采取防止瓦斯煤尘爆炸和人员中毒的安 全措施”等规定执行不到位。n “3.29”事故已对4.1计划增设风障附近区域人员造 成伤亡，但仍对该区域危险性认识不足，31日新设 的O2、CH4、CO传感器布置爆源点的位置，难以 反映4.1爆源点状态变化和爆炸危险性。n（3）在28、29采空区三次爆燃事故，29的同一采空 区自燃诱发特别重大爆炸事故，“4.1”发生前的一个 多小时，发现-315m以里150m浓烟，能见度5m以下 的情况下，不全部撤人，21下井风障减风，未发生
12、爆炸也实属十分冒险。n（4）深刻的教训，面对短短几天内连续发生的多起 越来越严重的隐患和事故，面对“4.1”事故发生前出 现的井下越来越严重的灾情，采空区自燃封闭引起爆 炸的小概率事件已成为大概率事件。n 立足于不顾客观可能的冒险来保护矿井的主观动 机很可能导致生命和矿井双输的客观后果。 。*煤炭自燃过程*二、存在问题的进一步分析 1. 安全救灾前提：“不能让采空区着火” ：n为什么贻误采空区及时封闭？1）未能及时了解采空区自燃发展状态：在自燃预警方面存在问题；认识自燃指标气体的标准唯一性认识自燃预警限受环境、风量稀释影响浓度差值、浓度比值法校正。2）发现了采空区自燃发展状况，但不愿及时封闭正
13、在生 产工作面，避免影响生产。侥幸心理的作用20M3/Min 2000ppm2000M3/Min 20ppm以CO浓度预警煤自燃存在的问题2. 自燃防治中安全与生产关系的三阶段分析： 安全并不一定影响生产 1）安全不影响生产，也不增加成本，观念问题：加强对容易忽视的老采空区自燃状态监测和密闭维护; 2）安全不影响生产，但增加少量成本：按“规程”要求采取预防性防灭火措施，至少在CO开始 出现或CO浓度开始增加（环境影响时）采取预防性防 灭火措施； 3）安全影响生产，注意“以人为本”上述两步未做好，就进入第三阶段，在开始出现CO浓 度迅速增加时，及时封闭火区，采空区尚未着火，封 闭较为安全，但导致
14、该工作面停产。担心影响生产而贻误封闭时间导致采空区着火才封 闭 既严重影响安全（封闭时爆炸）和全矿生产。3.安全心理学和概率分析： 1）为什么在现场往往安全会向生产让位？ 为什么采空区着火时才封闭？n着火前封闭、停产（100%概率影响生产） 着火后封闭爆炸（小概率影响生命）；n故不愿着火前（浓度开始较快增高时）封闭， 总拖到采空区着火甚至响了才封闭；n侥幸心理使人总偏向于认为，既然着火后封闭 爆炸是小概率事件，希望厄运不会降到自己身 边，过去的经验又加大了此希望；n这是目前仍有不少矿井拖到采空区着火（或小 爆炸）后才不得不封闭的原因。墨菲定律：n即使违规工作发生大事故的可能 性很小，但当重复去
15、做这件事时 ，事故总会发生。墨菲定律的中国版2） 侥幸心理安全生产的大敌煤矿安全双保护层（隐患的叠加事故）控制火源安全控制瓦斯 安全安全控制瓦斯为什么大部分违章并不会发生事故 但最终会发生事故？偶然必然的转换n100%概率影响生产 小概率影响生命；孰轻孰重！n时代进步、社会经济发展的新时期“以人为本”，安全生产的主要原则是“以防 万一”，n安全理念的提升：既然不能有效保证封闭着火采空区的安全， 不能有效避免封闭着火采空区发生爆炸，就必 须关口前移，在采空区着火前封闭火区。4. xx矿封闭火区事故比前述更为严重：生产与安全的矛盾往往是安全让位！封闭火区后生产可继续（100%的概率）？封闭火区可能
16、爆炸（小概率事件）+ 两天三次小爆炸（爆炸概率增加）+ “4.1”事故前-315回风巷浓烟（爆炸概率进一步增加成为较大概率）出现特别重大瓦斯爆炸事故自燃防治：注意采取防灭火措施时间节 点n既然担心及时封闭火区会停产影响生产，就 应该按规程规定随采随注，至少应在CO出 现时采取防灭火措施；n此时，既保证了安全，又不会影响生产，仅 会因防灭火措施，少量提高成本；n应注意自燃的及时预警和采空区状态的正确 分析。5. 采空区着火条件下如何安全封闭火区？ 1）理念：充分认识该条件下有可能发生爆炸，以安全封闭为主，到此时生产不得不让位不能急于求成！ 2）按法规办事：必须正确分析火区状态变化，及时采 取对应措施（地面或井下安全地点钻孔注材料，尽量 隔离火区，封闭前和进行时惰化火区，在了解火区已 惰化前提下，实施火区安全封闭）。火区两端灌注的封闭材料会造成启封火区的困难，但 这是该条件必须采取的不得已办法，所以，应避免着 火封闭情况发生。三、教训和建议
