4防治瓦斯讲座合肥

煤矿瓦斯灾害防治及应急处置的新观念及应用中国矿业大学（北京）周心权简介：中国矿业大学(北京)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，国家煤监局专家库“一通三防”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委员会原副主任委员，《矿山救援规程》修订稿总编审。010－62331942（o）62331702(h)13651033545简历：重庆大学采矿系，本科在江西乐平矿务局工作15年，曾任通风区长和工程师，在美国密执安理工大学从事留学，科研，工作8年，并获硕士、博士学位，在中国矿业大学(北京)从事博士后研究，后留校工作。2005200720082009201020112012201320142015201620172018死亡人数59383786321026312433197313841067931598538375333百万吨死亡率2.761.4851.1820.8920.7490.5640.3740.2930.2550.1620.1560.1060.093第一部分煤矿安全生产新形势一、显著好转但事故时有发生在2016年末两个多月的时间里，接连发生1）宁夏石嘴山林利煤矿“9.27”重大瓦斯爆炸事故，20人死亡，45W/y；2）重庆永川区金山沟煤矿“10•31”特别重大瓦斯爆炸事故，33人死亡；低瓦斯矿；3）黑龙江七台河市景有煤矿“11•29”重大瓦斯爆炸事故，22人死亡，3W/Y；4）内蒙古赤峰市宝马煤矿“12•03”特别重大瓦斯爆炸事故，低瓦斯矿，32人死亡。上述事故矿井均存在严重违法违规生产行为，均属关闭退出和落后产能的煤矿，均为被安全生产监管监察部门查处的煤矿。形成违法违规的事故致灾链：越界开采、非法盗采——违法行为心中有鬼——躲避监察、监管——肆无忌惮违规生产——无监测监控系统、无瓦斯检查、违规作业——最终造成瓦斯积聚和火源——瓦斯爆炸。内蒙古赤峰市宝马煤矿“12•03”特别重大瓦斯爆炸事故，32人死亡。该矿45w/y，低瓦斯矿井。问题：宝马煤矿借回撤越界区域内设备名义违法组织生产，6040巷采工作面因停电停风，造成瓦斯积聚；1小时后恢复供电通风，积聚的高浓度瓦斯违规排入与之串联通风的6040综放工作面，遇到正在违规焊接支架的电焊火花引起瓦斯燃烧，产生的火焰传导至6040工作面进风顺槽，引起瓦斯爆炸。2016年年3月，内蒙古煤监局发现该煤矿存在越界开采问题，责令其停产整顿，撤出设备，但该企业却长期进行非法生产。1.沼气的燃烧和爆炸特性沼气的燃烧和爆炸限（着火）均为5～16％，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2.形势严峻习总书记2019年初在省部级主要领导干部防范化解重大风险专题研讨班开班仪式上强调，提高防控能力，着力防范化解重大风险，全面做好安全生产等方面的工作。黄局长：“今年以来，全国煤矿安全生产形势十分严峻，事故死亡人数较大事故和重大事故有所反弹，（陕西神木李家沟矿“1.12-21”，内蒙银漫矿业“3.23-22”必须立刻警醒起来。。。。。要坚决摒弃习以为常的惯性思维,。。。。。。”而瓦斯事故防治及应急处置工作不到位，就容易造成惊天动地的大事故。3.近年来煤矿重特大事故发生特点：在近年来强化安全管理的前提下，重特大事故调查分析表明：1）瓦斯爆炸事故常发生在低瓦斯矿、高瓦斯矿的低瓦斯区等大家容易忽视的地方；低级错误致灾比例越来越小，高级错误比例越来越大2）突发事件应对不力导致事故发生或扩大；3）重特大事故显现火灾、突出、爆炸及顶板灾害转化特征。4.违规不一定立即发生事故而产生侥幸心理——从隐患到事故发展过程的分析：（多种隐患时空叠加）从隐患（单个必要条件）事故（复合充分条件）从事故发生的偶然性到事故发生的必然性——注意事故动态隐患的排查。前述宝马矿难：巷道采煤、违规排瓦斯、采采串联、工作面电焊等违规行为长期存在，尚未发生大事故，但最终发生事故。案例分析：贵州水城木冲沟矿瓦斯爆炸事故2000年9月27日20时38分，贵州省水城矿务局木冲沟煤矿发生瓦斯爆炸事故。事故波及除+1800水平大巷以外的所有井下地点。井下作业的224名矿工中，160人遇难，11人重伤，83人生还。水城矿务局木冲沟煤矿为高瓦斯突出矿井，相对瓦斯涌出量为19.9m3/t。木冲沟矿事故（循环风＋违规排瓦斯＋打开矿灯）局部风机停风积存大量瓦斯巷道，正排放瓦斯循环风新鲜风不够四台局部风机用，产生循环风,高浓度瓦斯回流，遇拆卸矿灯的火源引起爆炸。木冲沟矿因循环风引起瓦斯爆炸示意图5.注意不违规并不总意味无危险串联通风：采采禁止采掘、掘掘在非瓦斯突出、喷出煤层容许，但注意第150条规定：“……同一采区内1个采煤工作面与其相连接的1个掘进工作面、相邻的2个掘进工作面，布置独立通风有困难时，在制定措施后，可采用串联通风，……”6.风险管控、隐患排查治理以及质量标准化２０１５年１２月２４日，习总书记在中央政治局常委会要求，“必须坚决遏制重特大事故频发势头，对易发重特大事故的行业领域采取风险分级管控、隐患排查治理双重预防性工作机制，推动安全生产关口前移，加强应急救援工作，最大限度减少人员伤亡和财产损失”。风险管控是针对某类企业生产经营过程中，评价某类生产安全事故或健康损害事件发生可能性、发生条件、发展状况、诱发次生灾害可能性以及损害状况，提出并实施管控该类事故或事件的管理、技术和装备措施。（自上而下）隐患排查是根据风险管控的上述风险分析和质量标准化的规定，针对某一具体企业生产经营过程中，实际存在诱发上述事故或事件发生和诱发次生灾害的各种隐患及其时空叠加可能性进行排查和采取管理、技术、装备等措施进行处置。（自下而上）瓦斯爆炸风险管控与瓦斯爆炸隐患排查。刀切洋葱的风险与隐患排查。刀切洋葱风险管控：针对某类事件，由上而下风险评估：可能性：伤手、刺激眼发生条件风险管控：管理：制定质量标准化制度、作业规程，技术：切菜、泡盐水，装备：刀利、眼镜。隐患排查治理：具体检查某个人切洋葱的操作，由下而上，根据制定的上述风险管控体系、质量标准化制度、作业规程，排查分析某个人的具体切洋葱操作存在的违规隐患和隐患时空叠加达到伤手或刺激眼可能性，采取管理、技术、装备等措施进行治理。瓦斯防治瓦斯事故风险管控：针对瓦斯事故，由上而下事故风险评估：分析煤矿相关区域窒息、燃烧、爆炸可能性；发生条件；燃烧爆炸三角形事故风险管控：管理：制定质量标准化制度、作业规程，分级管控。技术：16字方针，装备：通风、监控、抽采。瓦斯事故隐患排查治理：进入煤炭企业及矿井现场，由下而上，根据制定的风险管控体系、质量标准化制度、作业规程，具体排查分析各级生产部门和个人存在的违规隐患和隐患时空叠加达到各类瓦斯事故出现可能性，采取管理、技术、装备等措施进行治理。二、今后如何办？在煤矿安全生产形势稳定好转，而形势仍然严峻情况下如何做好安全工作，实现煤矿安全生产的明显好转，最后实现根本好转：采取两个两条腿走路的方针：1.（1）防止零敲碎打的事故，确保百万吨死亡率和死亡人数的继续稳定下降；（2）严防重大和特别重大事故的反弹。2.（1）防止低级错误（2）防止高级错误1.小煤矿应首先应完善低级错误的防治技改整合非正规采煤方法问题非法违法盗采问题法律法规安全规定的执行和监管问题（低）瓦斯矿的通风瓦斯管理问题防治措施的执行和执行到位的区别“在淘汰退出上，要善于运用政策、法律、市场等综合手段，以严格的标准和严格的执法倒逼小煤矿淘汰退出”2.对于国有重点煤矿：在继续用大部分精力防治常见瓦斯爆炸火灾等重特大事故隐患发生（“低级错误”）的同时；不能忽视用一定精力防治“高级错误”的发生：低瓦斯矿井、低瓦斯区域瓦斯爆炸防治突发事件和重特大事故应急处置导致重特大次生事故的发生；火灾、煤尘爆炸灾害与瓦斯爆炸灾害的互相转换导致重特大次生事故的发生。防止“百密一疏”3.防止“百密一疏”,高瓦斯矿井低瓦斯区域引发爆炸案例分析事故总在安全技术管理最薄弱环节上发生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来决定的，往往是由安全管理最差的区域或环节来决定的。局部通风机及开关装设位置及瓦检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）NN222222F2F12401回风巷轨道巷回风巷南回风补巷南四轨道巷南四胶带巷巷风回南胶带巷轨道巷胶带巷轨道巷回风巷回风巷四四轨道巷胶带巷梁庄回风井南风巷回二北1240312405回风巷FF2山西焦煤屯兰矿“”事故区域通风示意图2.22双向风门单向风门风桥调节闭永久闭临时闭回风进风F2图例风机风筒1240212212南四采区通风系统示意图12403尾巷料石密闭117,18569,6637m12403轨道巷风机开关瓦斯爆炸事故直接原因4.煤矿安全科技发展方向：习总：“贵在精准，重在精准，成败之举在于精准”；煤炭精准开采瓦斯、火灾等灾害的精准防治及应急处置状态分析精准化。生产区域状态分析精准化亟待解决的问题、难点和重点；现各矿调度室信息平台主要显示正常生产和渐变型风险变化状况，在今后，尚需在突发性风险的侦知和应对方面以及对人员难以到达而又与生产安全密切相关的区域（如采空区、上部裂隙带、灾区、煤岩体内）的状态显示进行完善。了解生产区域状态变化有四种方式：理论分析、数值模拟、实验研究和现场检测，前三种仅能提供误差较大的状态分析结果，且今后其精准分析水平仍难以明显提高；后一种已经能对正常生产和部分异常状况提供准确的状态分析结果，但在灾变、突发事件条件下或在人员难以到达区域，尚无法提供精准的状态变化分析结果。今后，依靠后一种分析方式提高精准分析水平是具有较大可能的。煤矿安全领域精准分析状态变化的需求：1）时间（1）及时发现生产及相关区域状态变化：热导式传感器响应时间20s左右，红外传感器响应时间为8～10s，仅能侦知和响应渐变型风险状态变化而无法及时侦知和响应突变型风险变化，因此亟待传感器响应时间由10s级加速为数十ms级，及时发现突发灾害并及时响应—断电。（2）灾区环境的气体状态及时精准检测：灾区缺氧环境下，便携式检测仪检测瓦斯、一氧化碳等浓度出现很大的误差而导致状态分析失误，发生多起瓦斯爆炸事故；但取样至地面色谱分析又需数小时，不能及时了解状态变化；便携式气相色谱仪因其为满足功能要求难以解决防爆问题，不能下井。2）地点：当前，在人能到达的生产区域状态变化精准检测基本解决，因此该区域瓦斯爆炸、火灾等灾害已基本得到有效控制，但人员无法到达而又与生产安全密切相关的井下区域（如煤岩层内、采空区、采空区上部裂隙带、无法进入的灾区等）瓦斯爆炸、火灾事故难以防治，其防治基础——状态变化的精准检测、分析、预警技术和装备是当前亟待解决的难点：（1）煤岩层内部与瓦斯突出、冲击地压密切相关的参数（瓦斯含量、压力、地应力、应变、以及突出预警的相关指标如瓦斯放散初速度等）的精准测定技术和煤岩层内信息传输技术和装备；突出、冲击地压发动能量精准判定技术和装备。（2）采空区上方裂隙带内与瓦斯抽采、瓦斯治理密切相关的参数（如透气性系数、气体流场、浓度场、压力场等）的精准测定技术装备。（3）与采空区内部松散煤岩体区自燃和爆炸危险性分析密切相关参数（如采空区温度场、气体流场、浓度场、压力场的时空变化）的精准测定及采空区内煤岩松散填充区域内有效信息传输技术装备。（4）已垮塌灾区爆炸及二次爆炸危险性相关参数精准测定技术装备，本处传感器非预置，系救护队救灾时使用。上述问题的精准测定技术装备的研发必将把煤矿生产安全的科技支持水平提高到新的水平。第一部分、强化煤矿瓦斯灾害防治的薄弱环节一、低瓦斯不易自燃区域的“危险性”（一）大家认为“安全”的地方往往是安全管理的盲点1、瓦斯爆炸仍可能发生在低瓦斯矿井20