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通风可靠,防范重大事故中国矿业一.受限空间灾变特性二.井下可燃物及点火源特性三.致灾环境(通风失效)四.事故扩大特性(通风系统不可靠)五.重大事故防治主要内容一、受限空间灾变特性煤矿安全形势依然严峻。近年煤矿安全总形势有很大好转,但重特大事故仍时常发生,煤矿安全仍是我国安全生产的重中之重。国发〔2010〕23号文件要求“全面加强企业安全生产工作,坚决遏制重特大事故”,国发〔2011〕40号文件要求“加快建设‘通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位’的瓦斯综合治理工作体系”。1、引言危险源多瓦斯煤尘火水顶板与冲击矿压受限空间逃生、救援困难灾害严重2、煤矿井下特点煤矿主要重特大事故类型:瓦斯与煤尘爆炸火灾煤与瓦斯突出突水特点:破坏通风系统,造成重特大事故。煤矿重特大事故类型热动力灾害建国以来,全国煤矿共发生百人以上死亡事故24起,其中热动力灾害事故22起,占总事故的91.7%。我国建国以来煤矿百人以上事故我国建国以来煤矿一次死亡30人以上特大事故二、热动力灾害类型及特性1、井下热动力灾害类型(1)瓦斯扩散燃烧(2)瓦斯预混燃烧(爆炸)(3)煤尘爆炸(4)外因火灾(胶带、坑木、电缆、电器等)(5)煤炭自燃煤矿井下的瓦斯燃烧指高浓度的瓦斯从煤层或岩体中涌出在与空气接触的表面发生的燃烧,即扩散燃烧。(1)瓦斯燃烧(2)瓦斯爆炸(预混燃烧)瓦斯爆炸条件:瓦斯浓度:5%-16%;供氧条件:氧气浓度12%以上;点火源:500℃以上.预混可燃气火焰前沿燃烧产物u预混可燃气u燃烧产物火焰前沿瓦斯预混燃烧瓦斯爆炸是指瓦斯与空气混合后达到爆炸浓度的燃烧,即预混燃烧。瓦斯来源煤中的瓦斯解析、流动,涌出到井下的工作地点。火低瓦斯层0—10%高瓦斯层10%—30%超高瓦斯层30%—90%回风顺槽运输顺槽运输顺槽回风顺槽上隅角瓦斯积聚采煤面瓦斯来源示意图瓦斯浓度示意图瓦斯来源瓦斯涌出异常造成的死亡百人以上的事故:郑州大平(突出)、阜新孙家湾(冲击矿压)、鹤岗新兴(突出)等煤矿15煤尘爆炸条件:煤尘具有爆炸性;煤尘浓度:35g/m3以上;点火源:610℃以上.(3)煤尘爆炸(4)矿井火灾外因火灾(外源火灾)内因火灾我国开采自然发火的煤矿超过50%,每年发生煤自燃>4000次,封闭工作面>100个,煤自燃常导致重大事故发生。2、我国煤矿井下燃烧与爆炸事故的点火源2000年以来重特大事故点火源类型3、井下燃烧与爆炸的致灾因素爆炸冲击波高温环境有害气体(1)爆炸冲击波煤矿井下瓦斯爆炸试验冲击波是燃烧速度传播形成的压力突变。冲击波会破坏通风系统,造成灾害区域的扩大。(2)高温环境煤矿井下受限空间发生瓦斯燃烧与爆炸会造成高温环境,温度可高达1000℃以上。(3)有害气体火灾与爆炸使井下空气成分发生变化在氧化反应中消耗了空气中的氧气,造成氧浓度下降;燃烧产生CO2、CO等有害气体。一氧化碳危害性:与血红蛋白的结合力比氧与血红蛋白的结合力大200~300倍,是造成人员窒息死亡的主要原因。三、致灾环境(通风失效)瓦斯与空气混合采空区瓦斯涌出+漏风风流低风量区(盲巷或停风机或风流短路)+瓦斯涌入1、通风失效--瓦斯爆炸的必要条件通风失效瓦斯聚集瓦斯爆炸通风任务提供新鲜空气;稀释和排除有害气体漏风风流短路盲巷局部通风管理不当2、通风管理失效类型八宝煤矿为高瓦斯矿井。阶段煤柱6m,回采后垮落,造成采空区漏风,产生瓦斯预混条件。2013年3月29日和4月1日,吉林八宝煤矿在封闭过程中发生瓦斯爆炸,共造成53人死亡。例1:八宝煤矿因漏风达到瓦斯预混条件例2:木冲沟矿因风量不足造成瓦斯积聚2000年9月27日,贵州水城木冲沟矿发生瓦斯煤尘爆炸事故,造成162人死亡,37人受伤。通风问题:通风设施管理不善,+1813水平石门的三道风门漏风,风流短路;供风不足,循环风;系统不完善(剃头下山开采)。河北唐山刘官屯煤矿“12.7”瓦斯煤尘爆炸事故2005年12月7日15时14分,死亡108人;其爆源位于1193(下)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。例3、刘官屯矿因风流短路造成瓦斯聚集2009年2月22日,山西西山屯兰煤矿发生的死亡78人的特大瓦斯爆炸事故,局部通风机安设在一个处于微风或无风的联络巷中,此外将排瓦斯巷代替采煤工作面通风系统应有的回风巷。例4:屯兰矿因局部通风管理不当造成瓦斯聚集四、事故扩大特性(不可靠通风系统)1、事故扩大原因通风系统不可靠:通风系统抗灾能力弱,易受灾变影响,导致灾变区域扩大。2、不可靠通风系统类型(1)下行通风:主干风流易逆转(2)不独立通风:灾区范围扩大(3)一巷多用:通风系统不可靠(4)回风阻力大:抗灾能力弱22613936492335561通风缺陷:采用剃头下山开采;回采面、掘进面共用一条进风巷,没有实现独立通风2005年2月14日,孙家湾煤矿发生瓦斯爆炸,死亡214人。例1、孙家湾:剃头下山通风及采掘通风不独立33例2、陕西铜川陈家山煤矿:一巷多用34例2、陕西铜川陈家山煤矿:一巷多用大平煤矿21回风上山处的现场照片例3、大平煤矿:回风阻力大五、重大事故防治1、瓦斯抽采:消除可燃物“先抽后采、监测监控、以风定产”瓦斯治理方针:通风阻力小1500-2000Pa为理想通风阻力,不应超过3000Pa。通风阻力分布合理矿井最大阻力路线上的回风段阻力占全矿井总阻力的百分比30-50%。系统均衡各采区供风量和通风阻力应尽量均衡。(1)矿井通风阻力分布合理2、通风可靠“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”瓦斯治理工作体系:39采、掘工作面应实行独立通风,杜绝串联通风、扩散通风、利用局部通风机通风等现象。严禁突出煤层突出危险区域采掘工作面回风直接切断其他工作面唯一安全出口现象。按《规程》规定设置专用回风巷。采区进、回风巷应贯穿整个采区,严禁一段为进风、一段为回风。采区两进一回通风方式采区专用回风上山2、通风可靠(2)通风独立3、消除火源注三相泡沫及阻化泡沫发生装置及工艺液氮、液态二氧化碳三相泡沫及阻化泡沫细水雾系统控制原理4、风流智能远控技术5、风流智能远控技术煤矿燃烧与爆炸灾害可防、可控。通风可靠是防治燃烧与爆炸重大灾害的治本之策。结束语谢谢!
本文标题:煤矿井下燃烧与爆炸重大灾害特性
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