危险、有害因素识别与分析

2危险、有害因素识别与分析2.1危险、有害因素识别的方法和过程2.1.1危险、有害因素识别方法根据煤矿企业工作环境恶劣、工作地点多变、生产环节多、生产过程复杂的特点，并结合煤炭行业及类比工程生产实践中最常见的事故类别、伤害方式、事故概率统计等相关资料，本次安全预评价遵循科学性、系统性、全面性、预测性的危险有害因素辨识原则，采用煤炭行业常见事故类比推断法进行危险、有害因素的辨识。2.1.2危险、有害因素识别过程据国家及类比工程有关统计资料表明，煤炭企业存在的主要危险、有害因素有：水、火、瓦斯、冒顶、机械伤害、电伤害等21项之多，由于煤炭生产企业自身的特点，其危险、有害因素带有普遍性，故本次安全预评价认为，建设后的矿井在生产过程中也存在上述21种危险、有害因素。2.2危险、有害因素的辨识该机械化改造项目存在的危险、危害因素较多，包括冒顶、片帮危害、瓦斯危害、水灾、火灾、矿尘危害、爆破危害、电伤害、机械伤害、高处坠落、锅炉及压力容器爆炸危害、工业场地及地面建（构）筑物危害、噪声危害、粉尘危害、其它有害气体危害、冰冻危害、中毒窒息危害、物体打击危害、淹溺、高温等21项。2.3危险、有害因素可能导致灾害事故类型、可能的激发条件和作用规律、主要存在场所和危险程度分析危险因素是指能对人造成伤亡或对物造成突发性损坏的因素。危害因素是指能影响人的身体健康，导致疾病，或对物造成慢性损坏的因素。危险、危害因素分析是安全预评价的基础。现将矿井建设项目在生产过程中存在的主要危险、有害因素的产生原因、事故后果分析如下：2.3.1冒顶、片帮危害在采煤生产活动中，冒顶片帮是最常见的煤矿安全事故之一。井下矿山采掘生产作业破坏了原岩的初始平衡状态，导致岩体内局部应力集中，当重新分布的应力超过岩体或其构造的强度时，将会发生岩体失稳。如果支护不及时或支护方法不当，就会发生顶板冒落或侧帮片帮。2.3.1.1冒顶、片帮危害的后果在矿井采掘生产过程中，采场和巷道围岩会在地应力作用下发生变形或破坏，这种现象就是地压现象。由于地压造成的危害主要表现为顶板下沉和垮落、底鼓、片帮、支架变形损坏、采场冒落、冲击地压和煤与瓦斯突出等。顶板灾害事故通常包括冒顶、片帮事故和冲击地压等事故，其事故的发生主要取决于围岩性质和采取的顶板控制措施的有效性。地压灾害主要表现为采场顶板大范围垮落、陷落和冒落，采空区大范围跨落或陷落，巷道或采掘工作面的片帮、冒顶。1．采空区大范围垮落、陷落采场的采空区大范围垮落的直接后果是产生强大的冲击坡。引起岩体塌陷和将采空区大量的有害气体排放到作业场所。由此产生的危害包括：采场工作人员及采空区附近作业场所人员伤亡；破坏采场设备、设施，引起水、火、瓦斯、煤尘等其它重大事故的发生；造成垮落带上部的岩体塌陷，产生进一步的灾害等。2．采场顶板大范围垮落、陷落和冒顶破坏采场和周围的巷道，造成采场内人员的伤亡；破坏采场内的设备和设施，造成生产设备的损坏及生产秩序的紊乱；其他危害，如排水管道经过采场，可能破坏排水系统，引起水害。破坏矿井的供电系统等。3．巷道或采掘工作面的片帮、冒顶岩体的矿压活动造成巷道的片帮和冒顶，产生的直接危害是：巷道内人员的伤亡；破坏巷道内的设备、设施；破坏正常的生产系统，引起其它重大事故发生；破坏巷道等。2.3.1.2冒顶、片帮危害的原因冒顶片帮事故的发生，一般是由于地质条件、生产技术和组织管理等多方面的主观和客观因素综合作用的结果。据统计，我国冒顶片帮事故所占的比例占其他事故的60%以上，伤亡人数占40％左右（大多数为局部冒顶及浮石引起的），而大片冒落及片帮事故相对较少。因此，对局部冒落及浮石的预防，必须给予足够的重视。下面是引发片帮、冒顶事故的主要原因。1．采煤方法不合理或顶板管理不善采煤方法不合理，采掘顺序、凿岩爆破、支架放顶等作业不妥当，是导致此类事故的重要原因。例如靖远宝积山煤矿过去采用了巷柱式采煤法，由于采掘管理不当，结果形成了顶板暴露面积过大，冒顶事故经常发生，建矿以来所发生的32次顶板事故中，空顶作业造成的事故就多达15次，死亡15人。2．缺乏有效支护支护方式不当，不及时支护或缺乏支护、支架的支撑力和顶板压力不相适应等，是造成此类事故的另一重要原因。另外，一般在井巷掘进中，遇有岩石情况变坏，有断层破碎带时，如不及时加以支护，或支架数量不足，均易引起冒顶、片帮事故。据有关资料统计，1981～1995年我国发生的317起一次死亡3人以上事故中，由于支护质量差发生的顶板事故次数和死亡人数分别占顶板事故总数和死亡人数的50％和39％；由于空顶距离大，悬顶时间长发生的顶板事故占顶板事故总数的28.39％，死亡人数占死亡总人数的24％，由此可见，缺乏有效支护是造成顶板事故的主要原因。3．检查不周或疏忽大意在冒顶事故中，大部分属于局部冒落及浮石砸死或砸伤人员的事故。这些都是由于事先缺乏认真、全面的检查，疏忽大意等原因造成的。冒顶事故一般多发生于爆破后1～2h这段时间内。这是由于顶板受到爆炸波的冲击和震动而产生新的裂缝，或者使原有断层和裂缝增大，破坏了顶板的稳定性。这段时间往往又正好是工人们在顶板下作业的时间。4．浮石处理操作不当浮石处理操作不当引起冒顶事故，大多数是因处理前对顶板缺乏全面、细致的检查，没有掌握浮石情况而造成的。此外还有处理浮石时站立的位置不当，橇石工的操作技术不熟练等原因。5．地质自然条件不好如果围岩为断层、褶曲等地质构造所破坏，形成压碎带，或者由于节理、层理发育、裂缝多，再加上裂隙水的作用，破坏了顶板的稳定性，改变了工作面正常压力状况，容易发生冒顶、片帮事故。对于回采工作面的地质构造不清楚，顶板的性质不清楚（有的有伪顶，有的无伪顶，还有的无直接顶或只有老顶），容易造成冒顶事故。6．地压活动有些矿山没有随着开采深度的不断加深而对采空区及时进行处理，因而受到地压活动的危害，频繁引发冒顶事故。2.3.1.3冒顶、片帮危害的危险性分析矿井上层煤顶板为泥质胶结的砾岩，部分地段直接与F1断层的破碎带接触，稳定性甚差。但据原先锋峒实际生产情况，未发现顶板冒落现象。底板为页岩，部分为砂岩，稳定性良好；下层煤顶板岩性为黑色粉砂岩及泥质粉砂岩，厚度大，层位稳定，钙质胶结，较为牢固。实际生产中未见顶板垮落现象。岩石物理性质测定表明，抗压强度6.12Mpa～87.21Mpa，抗剪强度2.74Mpa～16.19Mpa，抗拉强度1.23～5.20，为中等坚固岩石。底板为泥质角砾岩，泥质胶结，角砾较小，较松软，遇水具膨胀性，岩石物理性质测定表明，抗压强度17.85Mpa～40.12Mpa，抗剪强度1.28Mpa～6.94Mpa，抗拉强度2.84～9.22，稳定性较差。生产实践中有底鼓现象。在生产过程中应加强采煤工作面和掘进工作面的顶底板板防护等，避免底鼓，预防冒顶事故发生，确保矿工生命安全和矿井安全生产。因此，冒顶、片帮危害是该矿的主要危险因素之一。2.3.2瓦斯危害矿井瓦斯是煤矿生产过程中，从煤、岩内涌出的各种气体的总称。矿井瓦斯具有燃烧性，爆炸性。瓦斯与空气混合达到一定浓度后，遇火能燃烧或爆炸，对矿井威胁很大。2.3.2.1瓦斯危害的后果井下一但发生瓦斯爆炸，产生的高温，高压和大量有毒有害气体，形成破坏力很强的冲击波，不仅造成严重的人员伤亡，而且会严重摧毁矿井巷道和井下设备，甚至可能引起煤尘爆炸和井下火灾；主要表现在：1．堵塞巷道，损坏设备，造成人员伤亡；2．有可能破坏通风系统，甚至造成风流逆转；3．瓦斯突出有可能引起瓦斯爆炸事故。2.3.2.2瓦斯危害的形式及致因瓦斯危害的主要形式有瓦斯窒息、瓦斯燃烧、瓦斯爆炸等。1．瓦斯窒息矿井瓦斯涌出量较大时，如果通风系统管理不完善；正在整修的巷道发生风流反向，采空区高浓度瓦斯涌入巷道；工作人员误入未及时封闭的巷道；或由于停风导致瓦斯积聚而未采取措施撤出人员等情况，都可能导致瓦斯窒息事故的发生。2．瓦斯燃烧煤层瓦斯含量高，生产过程瓦斯涌出量大，如果瓦斯抽放率不高，或通风量不能将瓦斯及时稀释带走，将在局部地点形成高浓度瓦斯积聚，一旦靠近火源可能发生瓦斯燃烧，并可能酿成火灾，或引起瓦斯煤尘爆炸等一系列灾难性事故。容易发生瓦斯燃烧的情况主要有：⑴煤层瓦斯难以抽放，又没有采取增加煤层透气性的技术措施。⑵煤巷掘进工作面，掏槽爆落的煤堆仍在释放瓦斯，其表面形成一层高浓度瓦斯区，由于电火花或放炮残药火花引起瓦斯燃烧。⑶采煤工作面因局部瓦斯积聚，如上隅角等地点，因放炮火焰、摩擦火花、电气火花等引起瓦斯燃烧。3．瓦斯爆炸瓦斯爆炸发生的条件是瓦斯浓度达到爆炸界限（5%～16%），出现引爆火源和足够的氧气（氧气浓度12%以上）。井下的明火、爆炸火焰、电气火花、静电火花、摩擦火花等都可能成为引爆火源，而在煤矿生产过程中是难以杜绝这些火花产生的。因此，在井下瓦斯超限和局部瓦斯的积聚达到爆炸界限时，接近火源都有可能发生瓦斯爆炸，甚至导致瓦斯煤尘爆炸。2.3.2.3瓦斯危害的危险性分析矿井属瓦斯矿井，该矿从现有地质资料及浅部生产矿井瓦斯涌出量情况分析，虽然瓦斯含量并不大，但瓦斯灾害仍是该矿井主要的危害因素之一。另外，近年来我国某些低瓦斯矿井也频繁发生瓦斯爆炸事故说明瓦斯灾害也是瓦斯矿井主要危害因素之一。2.3.3矿井水灾危害在矿井建设和生产过程中，各种类型的地下水（包括由地面经过岩层裂隙和透水岩层）进入采掘工作面的过程称为矿井涌水，由于井下开采，势必会破坏其地下水系统的原有平衡状态，导致煤矿井巷的涌水。当矿井涌水超过正常排水能力时，就会发生水灾。2.3.3.1矿井水灾危害的后果1．地表水体通过岩石裂隙、废弃巷道、透水层、未封孔（或封孔质量不高）钻孔等与采空区、巷道、采掘工作面联通，使大量的地表水进入采空区或直接进入采、掘工作面，致使工作面甚至矿井被淹，造成人员伤亡及财产损失。2．采掘工作面突水，可能造成人员伤亡或财产损失。3．采空区及老窑透水。由此可见，水灾的危害极大，不仅可能淹没工作面、巷道，甚至可能淹没整个矿井，造成重特大伤亡事故。2.3.3.2造成矿井水灾危害的主要原因1．采掘过程中没有探水或探水工艺不合理（如2006年3月18日山西吕梁市临县胜利煤焦有限公司樊家山井透水事故就是由于违章作业，未采取探放水措施，在掘进过程中导通该矿老空积水，从而造成特大透水事故）。2．采掘过程中突然遇到含水的地质构造。3．爆破时揭露水体。4．钻孔时揭露水体。5．地压活动揭露水体。6．排水设施、设备设计不合理。7．排水设施、设备施工不合理。8．排水设备的供电系统出现故障。9．采掘过程违章作业，揭露防水煤柱、含水断层煤柱。10．没有及时发现突水征兆。11．发现突水征兆没有及时采取探水措施或没有及时探水。12．发现突水征兆没有采取防水措施。13．发现突水征兆后采取了不合适的探水、防水措施。14．没有防水门或防水门设计不合理。15．采掘过程没有采取合理的疏水、导水措施，使采空区、废弃巷道积水。16．地面水体和采掘巷道工作面的意外连通。17．降雨量突然加大，地面防水措施不到位，发生淹井事故。以上这些危险有害因素的存在与出现，就有可能造成矿井水灾，造成人员和财产的损失。2.3.3.3矿井水灾危害的危险性分析该区属于北部温暖带湿润区气候，地形复杂，相对高差大，排泄条件好，矿区构造发育，但各含水层的涌水量不大，且水力联系较差。绝大部分的大气降水、孔隙潜水及部分裂隙水，均通过矿区良好的排泄通道排入嘉陵江。矿井的煤层底板均高出当地的侵蚀基准面（878m），且矿井经多年来开采，特别是深部开采时，上部老窑积水、断层导水、地表水渗入，都可能引起矿井突水。另外，井田断层发育，设计中在断层及采空区附近留有足够的防护煤柱，限制井下作业不可超限的范围，而且也起到防范隔离带作用。如监测到采空区或断层破碎带中积水严重，就应该首先采取探放水措施，待该区存水无压力或水量很小时，再恢复采、掘作业。故水灾危害将是该矿未来生产的主要危险因素之一。2.3.4矿井火灾危害矿山火灾按发生地点，可分为地面火灾和井下火灾。地面火灾是指矿井工业广场内的厂房、仓库、储煤场、木料场、矸石场等发生的火灾。井下