1、一般从业人员安全专业培训-矿井自然灾害篇,煤矿安全生产形势,不同类别的事故统计,2005-2011年度瓦斯事故情况,矿井的主要自然灾害,1、瓦斯的定义：矿井瓦斯是指煤矿井下从煤、岩层中涌出的以及生产过程中产生的以甲烷（CH4）为主的有毒有害气体的总称，有时单独指甲烷。瓦斯是腐植型有机物在成煤过程中的伴生产物。它是一种无色、无味、无臭的气体，比空气轻。风速较低时，瓦斯会积聚在巷道顶部及冒顶处上部。它的生成过程一般经生物化学成气时期和变质作用成气时期。,一、矿井瓦斯防治,2、煤层瓦斯赋存,煤内瓦斯的存在状态示意图1游离瓦斯；2吸附瓦斯；3吸收瓦斯；4煤；5孔隙,一、矿井瓦斯的防治,3、矿井瓦斯的危2、害：矿井瓦斯给安全生产带来极大的威胁，主要表现在以下几个方面：（1）井下空气中瓦斯浓度较高时，会相对地降低空气中氧气含量，使人窒息死亡。（2）瓦斯爆炸后产生高温，即爆炸产生的热量迅速加热周围空气，一般情况下温度在1850以上；瓦斯爆炸后产生高压，即周围气体温度急剧升高时，就必然引起气体压力的突然增大，一般爆炸后的压力可以达到爆炸前的9倍；瓦斯爆炸后产生正向及反向冲击，直接造成人员伤亡、设备损失，巷道破坏；,一、矿井瓦斯防治,一、矿井瓦斯防治,3、矿井瓦斯的危害：（3）瓦斯爆炸后产生一氧化碳等有害气体，使人中毒而亡；瓦斯爆炸要消耗大量氧气，使爆炸现场氧气浓度急剧下降，使人窒息而亡。（4）某些地区3、煤（岩）体内的瓦斯量较大时，瓦斯会因采掘活动的影响而以突然的、猛烈的形式被释放出来，同时带出大量的煤（岩），直接造成人员伤亡，设备、设施或巷道的破坏。,一、矿井瓦斯的防治,4、瓦斯爆炸的条件,瓦斯爆炸的条件是：一定浓度的瓦斯、高温火源的存在和充足的氧气，三者缺一不可。（1）瓦斯浓度瓦斯爆炸有一定的浓度范围，我们在把空气中瓦斯遇火后能引起爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限为5%16%，5%为爆炸下限，16%为爆炸上限。瓦斯爆炸界限不是固定不变的，它受许多因素的影响。1）可燃气体的混入，使瓦斯爆炸界限扩大。2）惰性气体的混入，降低了氧浓度，使瓦斯爆炸的危险性和爆炸界限降低。3）煤尘掺入可4、降低瓦斯爆炸下限。4）瓦斯与空气混合气体的初始压力越大，爆炸界限范围越大。5）瓦斯与空气混合气体的初始温度越高，爆炸界限范围越大。,一、矿井瓦斯的防治,4、瓦斯爆炸的条件及其影响因素,（2）引火温度瓦斯的引火温度，即点燃瓦斯的最低温度。一般认为瓦斯的引火温度是650750。但因受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素影响而变化，当瓦斯含量在7%8%时，最易引燃；当混合气体的压力增高时，引火温度降低；在引火温度相同时，火源面积越大、点火时间越长，越易引燃瓦斯。3）氧气浓度当氧浓度低于12%时，混合气体中的瓦斯失去爆炸性。,一、矿井瓦斯的防治,5、预防瓦斯爆炸的措施,预防爆炸三个条件缺一不可5、，由于煤矿安全规程规定井下空气中氧浓度不能低于20%，因此，预防瓦斯爆炸的有效措施，主要从防止瓦斯积聚和消除火源着手。（1）防止瓦斯积聚的措施所谓瓦斯积聚是指瓦斯浓度超过2%，其体积超过0.5m3的现象。防止瓦斯积聚的方法有：1）加强通风。2）严格检查和监测井下瓦斯浓度。3）及时处理积聚瓦斯。4）抽放瓦斯。（2）防止瓦斯引燃的措施：1）加强明火管理。2）消除电器火花。3）防止静电火源。4）防止摩擦火花。5）严格放炮制度。,2006.2.1 集团公司寺河矿，23人遇难 2009.2.22 西山煤电屯兰煤矿，74人遇难 2009.9.8 河南平顶山，35人遇难 2009.11.22 黑龙江龙煤集团6、新兴煤矿，104人遇难 2015.10.31 辽宁阜阳市清河门区，5人遇难 2015.11.16 黑龙江鹤岗市向阳煤矿，（19人）2015.11.17 山西焦煤汾西矿业贺西煤矿，5人遇难,瓦斯爆炸事故案例,2004.10.20 河南大平矿难，148人遇难 2007.5.20 集团公司寺河矿难，4人遇难 2008.9.21 河南登封新丰二矿，37人遇难 2009.5.30 重庆同华矿难，30人遇难 2011.10.4 贵州黔南州安平煤矿难17人遇难 2011.11.10 云南师宗私庄矿难20以上人员遇难 2015.11.6 贵州省金沙县贵源煤矿，6人遇难,煤与瓦斯突出事故案例,二、矿井火灾的防治7、,1、矿井火灾的危害,火灾是矿山的五大自然灾害之一。井下发生火灾，不仅会造成资源的损失、设备设施的损坏，导致生产中断，而且更为严重的是会直接威胁矿工的生命安全。矿井火灾的危害具体表现在以下几个方面：（1）井下发生火灾后，产生大量的有害气体。高温烟流产生一氧化碳、二氧化碳等气体会使人员窒息、中毒，严重威胁着矿工的生命安全。（2）引起瓦斯、煤尘爆炸。在有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井，火灾不仅会直接导致瓦斯、煤尘爆炸，就是在处理火灾事故中，也极易诱发瓦斯、煤尘爆炸事故，从而扩大灾情。（3）产生再生火源。炽热的含挥发性气体的烟流与相接巷道新鲜风流交汇燃烧，火源下风侧可能出现若干再生火源，使煤炭资源大量被烧8、毁或冻结、损坏机械设备。,二、矿井火灾的防治,（4）产生火风压。火风压是指火灾产生的高温烟流流经有标高差的井巷所产生的附加风压。火风压常会造成风流紊乱，使某些井巷的风流方向发生逆转现象，导致受灾范围扩大，容易使灭火人员陷入灾区。2.矿井火灾的分类根据发生火灾的原因不同，一般把矿井火灾分为两类：外因火灾和内因火灾。（1）外因火灾外因火灾是指由外部火源引起的火灾。外因火灾的特点是突然发生、火势凶猛、可防性差，可能发生在井下任何地点，但多数发生在井口房、井筒、机电硐室、火药库以及安装有机电设备的巷道或工作面内，如果不能及时处理，往往可能酿成重特大事故。,二、矿井火灾的防治,（2）内因火灾内因火灾又称9、自燃火灾。由于煤炭或其他易燃物自身氧化积热，发生燃烧引起的火灾。内因火灾的特点是发生在有限的条件下，有预兆，燃烧过程较为缓慢，伴生有害气体，不易早期发现，且火源隐蔽，有些发火地点很难接近，灭火难度大，时间长。内因火灾大多数发生在采空区、遗留的煤柱、破裂的煤壁、煤巷的冒高处以及浮煤堆积的地点。3.外因火灾的防治（1）防止火源的产生；（2）采用不燃性材料支护；（3）防止电气火灾；（4）防止摩擦火花引起火灾；（5）防止火灾扩大。,2009.10.9 辽宁阜新市海州区中兴煤矿，13人遇难 2010.7.17 韩城市新鑫矿业公司小南沟煤矿，28人遇难 2011.11.20 黑龙江龙煤集团鸡西矿业公司杏花10、矿，21人遇难，1人下落不明,火灾事故案例,三、矿尘的防治,1、矿尘的产生,在煤矿建设和生产过程中，如钻眼工作、炸药爆破、掘进机和采煤机作业、矿物的装载及运输等各个环节都会产生大量的矿尘。一般来说，在现有防尘技术措施条件下，各生产环节产尘量比例大致是：采煤工作面占45%80%，掘进工作面占20%30%，锚喷作业点占10%15%，运输通风巷道占5%10%，其他作业点占2%5%。各作业点随机械化程度的提高，矿尘的生成量增大。矿尘按其成分可分为岩尘、煤尘和水泥粉尘三类。按其存在状态分为浮尘和落尘，浮尘是悬浮于矿内空气中的矿尘，落尘是从矿内空气中沉落下来的矿尘。,三、矿尘的防治,2、矿尘的危害,1）对11、人体的危害。人长期吸入矿尘后，轻者会患呼吸道炎症，重者会患尘肺病。矿尘对人体的危害还有皮肤病、眼病和慢性中毒（如矿尘中含有铅、汞等有毒粉尘）。2）煤尘在一定条件下可以爆炸。煤尘能够在完全没有瓦斯存在的情况下爆炸，对于瓦斯矿井，煤尘则有可能与瓦斯同时爆炸。3）降低工作场所能见度，容易发生工伤事故。在一些综采工作面割煤时，工作面煤尘浓度高达40008000mg/m3，工作面能见度极低，往往会导致人员误操作或不能及时发现事故隐患，增加了发生人身事故的可能性。4）加速机械磨损，缩短设备使用寿命。随着煤矿机械化、电气化、自动化程度的提高，矿尘对设备性能及其使用寿命的影响会越来越突出，应引起高度的重视。,12、三、矿尘的防治,3、煤尘爆炸及其预防,（1）煤尘爆炸的条件煤尘爆炸必须同时具备三个条件：煤尘本身具有爆炸性，并在空气中有一定浓度；存在能引燃煤尘爆炸的热源；有足够氧浓度的空气。1）具有一定浓度的能够爆炸的煤尘云。有的煤尘具有爆炸性，有的不具有爆炸性。具有爆炸性的煤尘只有在空气中呈浮游状态并具有一定的浓度时才能发生爆炸。能形成爆炸的浮游煤尘浓度的范围，叫煤尘爆炸界限。试验表明，煤尘爆炸下限为45g/m3，上限为15002000g/m3。爆炸力最强的煤尘浓度为300400g/m3。,三、矿尘的防治,3、煤尘爆炸及其预防,2）高温的热源。能够引燃煤尘爆炸的热源温度变化的范围是比较大的，它与煤尘中挥发13、分含量有关。我国煤尘爆炸的引燃温度变化大约在6101050之间，烟煤一般650900。煤矿井下能点燃煤尘的高温火源主要为：爆破时出现的火焰、电气火花、电弧、静电放电、冲击火花、摩擦高温、井下火灾和瓦斯爆炸等。3）空气中氧浓度。空气中氧含量低于18%时，煤尘就不会爆炸。但必须注意，空气中氧浓度虽然减至18%以下，并不能完全防止瓦斯与煤尘在空气中的混合物爆炸。,三、矿尘的防治,三、矿尘的防治,（2）预防煤尘爆炸的技术措施,预防煤尘爆炸的技术措施主要包括防尘措施、防止煤尘引燃的措施和各报措施三个方面。1）防尘措施煤层注水湿润煤体。采空区灌水。湿式打眼。水封爆破和水炮泥。喷雾洒水降尘。合理的风速。消除14、落尘。2）防止煤尘引燃的措施。3）隔爆措施。被动式隔爆装置。自动抑制装置,四、矿井水害防治,1、矿井水害的概念,（1）矿井突水。井巷、工作面与含水层、被淹巷道、地表水体和含水的裂隙带、溶洞、洞穴、陷落柱、顶板冒落带、构造破碎带等接近或沟通而导致的突然出水事故，称为矿井突水（亦称矿井透水）。（2）矿井水灾。矿区内的大气降水、地表水、地下水通过各种通道涌入井下，称为矿井涌水。当矿井涌水量超过矿井正常的排水能力时，将发生水灾。凡是影响矿井正常生产活动、威胁矿井安全生产、增加生产成本和使矿井局部或全部被淹没的矿井涌水事故，称为矿井水灾（亦称矿井水害）。,四、矿井水害防治,2、矿井常见的水源,大气降水。15、从天空降到地面的雨和雪、冰、雹等融化的水，称为大气降水。地表水。地球表面江、湖、河、海、水池、水库、沼泽、积水洼地等处的水均为地表水。潜水。埋藏在地表以下第一个融水层以上的地下水称为潜水。潜水一般分布在地下浅部第四纪松散沉积层的空隙和出露地表的岩石裂隙中。潜水主要由大气降水和地表水补给。承压水。处于两个隔水层中间的地下水，称为承压水（或称自流水）。石灰岩裂隙及溶洞中的水为承压水，它具有很大的水量和压力，对矿山生产威胁极大。老空积水。已经采掘过的采空区和废弃的旧巷道或溶洞，由于长期停止排水而积存的地下水，称为老空积水。断层水。处于断层破碎带中的水，称为断层水。断层带往往是许多含水层的通道，因此，16、断层水往往水源充足，对矿井的威胁极大。,四、矿井水害防治,3、矿井水害的通道,水源进入矿井的可能通道有：井筒、断层破碎带、采掘形成的裂缝、陷落柱、采空区、井下巷道和封堵不严的钻孔等。,4、矿井水灾发生的主要原因,造成矿井水灾的原因是多方面的，归纳起来主要有：1）地面防洪、防水措施不当。因对防洪设施管理不善，雨季山洪由井筒或塌陷裂隙大量灌入井下造成灾害。2）水文地质情况不清。对老空积水、充水断层、陷落柱、钻孔、强含水层水量和水压等情况不清楚，因而在施工中造成水害事故。3）井巷位置设计不合理。将井巷置于不良的地质条件中或距强含水层太近，导致透水。,四、矿井水害防治,4）乱采乱挖破坏了防水煤柱或岩柱17、造成透水。5）排水设备失修，水仓不按时清挖，突水时，失去排水能力而淹井。6）没有执行“有疑必探，先探后掘”的探放水原则，或者探放水措施不严密，盲目施工造成突水淹井事故。7）测量工作失误，导致巷道穿透积水区而造成透水。8）出现透水征兆未察觉、未重视，或处理方法不当而造成透水。9）施工措施不力，工程质量低劣，致使井巷严重坍塌冒顶，导致地下水或地表水灌入矿井。10）在水文地质条件复杂、有突水淹井危险的矿井，需要安设防水闸门而未安设，或防水闸门安设不合格以及年久失修关闭不严而造成淹井。11）钻孔封闭不合格或没有封孔，成为各水体之间的垂直联络通道。当采掘工作面和这些钻孔相遇时，便发生透水事故。,四、矿井18、水害防治,5、矿井水灾的危害,矿井水灾的危害具体表现在以下几方面：1）如果排水系统不完善，会造成涌水四溢，巷道到处是泥水，使作业环境恶化，给安全生产和文明生产造成不利影响。2）顶板淋水、煤壁渗水，使巷道内空气湿度加大，影响职工的身体健康。3）矿井水量越大，排水设备和排水费用越高，不仅增加生产成本，而且增加了管理工作难度。4）矿井水对机器设备和金属材料产生腐蚀作用，缩短其使用寿命，增加生产成本。5）矿井涌水量一旦超过排水能力或突然涌水，轻则造成井巷或采区被淹，重则造成人员伤亡和财产损失。,四、矿井水害防治,6、采掘工作面透水前，一般有如下预兆：,（1）挂红。因地下水中含有铁的氧化物，在水压作用下19、，通过煤（岩）裂隙时，附着在煤岩表面，呈现暗红色水锈。（2）挂汗。积水区的水，在水压作用下，通过煤岩裂隙而在煤岩壁上凝结成许多水珠，称“挂汗”。但井下空气中水分遇到低温煤体也会聚结水珠，这是假汗。区别真汗、假汗的方法是：仔细观察新暴露的煤壁面上是否潮湿，若潮湿则是“真汗”即透水征兆。（3）空气变冷。采掘工作面接近积水区时，空气温度会骤然下降，煤壁发凉，进入工作面有凉爽、阴冷的感觉。（4）出现雾气。当采掘工作面气温较高时，从煤壁渗出的积水，就会被蒸发而形成雾气。,四、矿井水害防治,6、采掘工作面透水前，一般有如下预兆：,（5）水叫。一种是高压积水向煤岩裂隙强烈羁押于两壁摩擦而发出的“嘶嘶”声，另20、一种是空洞泄水声，这些都是离水源很近的危险预兆。（6）顶板淋水加大。原有裂隙淋水突然增大。（7）顶板来压、底板鼓起。在地下水压作用下，顶底板弯曲变形，有时伴有潮湿、渗水现象。（8）水色发浑、有臭味。老空水一般发红、味涩；断层水一般发黄、味甜；溶洞水常带有臭味；冲击层水呈黄色并夹有沙子。（9）有毒有害气体增加。工作面有硫化氢、二氧化碳等有毒有害气体溢出。以上征兆不一定同时出现，要认真辨别。当发现工作面出现透水预兆时，说明已接近水体，此时应立即停止作业，并报告矿调度室，采取有效措施，以防止透水事故的发生。,2010.3.28 山西王家岭煤矿，38人遇难（153人受困）2010.6.3 晋煤集团东沟21、煤业郊南煤矿，4人遇难 2015.2.13 晋煤集团东沟煤业，3人遇难2015.11.11 广西宜州市安庆煤业，3人遇难,水灾事故典型案例,五、矿井顶板事故的防治,顶板事故是煤矿生产的主要灾害之一，是指在地下采煤过程中，顶板意外冒落造成人员伤亡、设备损坏、生产中止等的事故。顶板事故按冒顶范围分局部冒顶和大型冒顶；按力学原因分为压垮冒顶、漏冒型冒顶和推垮型冒顶。冒顶常发生在上下出口、煤壁线、放顶线、地质构造处及采煤机附近。,顶板局部冒顶的预兆：,1）发出响声。岩层下沉断裂，顶板压力急剧增大时，木支架有劈裂声；金属支柱活柱下缩，支柱钻底严重都可能发出响声。2）掉碴。3）煤体压酥，片帮煤增多。4）顶22、板裂隙增多，裂缝变大。5）顶板出现离层。6）漏顶。7）瓦斯涌出量突然增大。8）顶板淋水明显增加。,五、矿井顶板事故的防治,巷道冒顶事故的防治,1）掌握地质资料与开采条件；2）严格顶板安全检查制度。坚持进行敲帮问顶，发现活矸和伞檐要及时处理；3）加强支护质量管理；4）进行临时支护。对掘进迎头新悬露的顶板，应采用及时或超前支护的临时支架，以保证作业安全。,五、矿井顶板事故的防治,冒顶处理的一般原则：,1）先外后里；2）先支后拆；3）先上后下；4）先近后远；5)先顶后帮。,五、矿井顶板事故的防治,巷道冒顶事故典型案例,2011.4.27 岳城矿 1人2011.7.24 晋圣公司固隆项目部 1人2011.11.21 赵庄煤业 2人2012.6.5 赵庄煤业 1人2013.4.4 长平矿 1人2014.10.13 中煤能源新疆天山煤电 9人2015.7.5 岳城矿 1人,五、矿井顶板事故的防治,谢谢！,