畢業(yè)論文原因分析及預(yù)防對策

1、畢業(yè)論文論文題目：煤礦瓦斯事故原因分析及預(yù)防對策摘要煤礦瓦斯是煤礦采掘空間及圍巖內(nèi)有害氣體的總稱,其主要成分為甲烷.長期以來,煤礦瓦斯是煤礦井下事故的主要隱患,至今也不能到達完全杜絕瓦斯事故的目的.煤礦瓦斯事故主要有三種表現(xiàn)形式：瓦斯燃燒、瓦斯爆炸、瓦斯噴出、瓦斯窒息及瓦斯突出.瓦斯局部積聚是瓦斯窒息和瓦斯爆炸的主要條件,煤巖層內(nèi)賦存有大量高壓瓦斯是發(fā)生瓦斯噴出和煤與瓦斯突出事故主要條件.礦井瓦斯事故頻繁發(fā)生是我國煤礦生產(chǎn)中常見的災(zāi)害事故,造成大量人員傷亡,而且嚴重摧毀井巷設(shè)施,中斷生產(chǎn),甚至引起煤塵爆炸、礦井火災(zāi)、井巷垮塌等,二次事故.據(jù)統(tǒng)計每年的事故統(tǒng)計中來看,煤礦發(fā)生一次死亡10人以上的

2、特大事故中,絕大多數(shù)是由于瓦斯爆炸,約占特大事故總數(shù)的71%左右,為此,瓦斯事故稱為煤礦災(zāi)害頭號殺手.為了探求煤礦瓦斯事故的發(fā)生機理,分析煤礦瓦斯事故發(fā)生的原因,提出預(yù)防對策,以指導我國煤礦平安生產(chǎn)工作,預(yù)防煤礦瓦斯事故的發(fā)生,從而改善我國煤礦平安生產(chǎn)狀況,保證廣闊煤礦職工的人身安全.關(guān)鍵詞：煤礦瓦斯事故,原因,預(yù)防對策,平安監(jiān)管1緒論1.1 研究背景平安是人類最重要和最根本的需求,是人民生命健康和國家財產(chǎn)的根本保障,可以說,平安就是生命,平安就是效益,平安更是人類社會文明的標志.做好煤礦生產(chǎn)平安治理工作,預(yù)防和限制煤礦瓦斯事故的發(fā)生,在保證煤礦礦工人的生命平安的根底上尋求煤炭工業(yè)的開展,是煤

3、炭工業(yè)開展的不可逆轉(zhuǎn)的必然趨勢.目前,我國絕大局部煤炭是靠井下開采的.根據(jù)聯(lián)合國有關(guān)機構(gòu)幫助中國國土資源部根據(jù)聯(lián)合國資源分類方案制訂“資源及固體燃料和礦產(chǎn)分類方案,我國的煤炭儲量約為1100億噸左右,居世界第三位.我國在能源生產(chǎn)和消費中,煤炭能源約占70%以上,因此,煤炭作為主要能源的地位將會在相當長的歷史時期中不會改變.煤礦生產(chǎn)與其他行業(yè)相比其工作場所處于井下深處有限的空間,環(huán)境條件惡劣、多變,隨著開采過程不斷移動,采煤環(huán)境不斷改變和惡化,礦井環(huán)境條件惡劣、多變的固有屬性是引起煤礦瓦斯事故多發(fā)的潛在危險因素.僅就國有重點煤礦來看,具有煤塵爆炸危險的礦井占89.5%,高瓦斯與瓦斯突出礦井占49

4、.2%,給改善平安環(huán)境帶來更大的困難,從而導致平安工作的惡性循環(huán).同時,企業(yè)內(nèi)部治理失誤、國家監(jiān)管力度缺乏和國家政策扶持缺乏也是導致煤礦瓦斯事故的原因.世界上一些主要的煤炭生產(chǎn)國家,如美國、澳大利亞、南非等國家己經(jīng)在煤礦生產(chǎn)平安工作中取得了巨大的成功,實現(xiàn)了對煤礦瓦斯事故的有效限制,煤炭工業(yè)成為這些國家中最平安的行業(yè)之一.相比之下,我國的煤礦生產(chǎn)平安工作成效不甚理想,煤礦平安生產(chǎn)狀況十分嚴峻,煤礦瓦斯事故頻繁發(fā)生,雖然我國政府相繼采取了一系列舉措,如增強了煤礦平安生產(chǎn)的科技攻關(guān)力度,提升了煤礦機械化開采水平,制定了相關(guān)的法律、法規(guī)、規(guī)章及其他標準性文件,規(guī)定了大量的煤礦生產(chǎn)平安治理制度和舉措,

5、建立健全了煤礦平安生產(chǎn)監(jiān)督治理機構(gòu),以及加大對煤礦企業(yè)平安生產(chǎn)的監(jiān)督治理力度等等,然而成效并不明顯,煤礦瓦斯事故并未得到有效的限制,煤礦瓦斯事故依然不斷發(fā)生.因此,煤礦瓦斯事故問題現(xiàn)己成為我國煤炭工業(yè)開展的“瓶頸問題.切實做好煤礦生產(chǎn)平安工作,有效預(yù)防煤礦瓦斯事故的發(fā)生,對于保證廣闊煤礦職工的人身平安,保證煤炭工業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定開展,促進國民經(jīng)濟的持續(xù)健康開展以及維護社會安定團結(jié)具有十分重大的意義.1.2 研究問題的提出我國煤礦瓦斯事故之所以頻繁發(fā)生,究其原因在于人們對煤礦瓦斯事故發(fā)生的原因缺乏清楚和明確的熟悉,缺乏全面的、系統(tǒng)的、整體宏觀的分析,因而不能找出導致煤礦瓦斯事故的根本原因,從而不能采

6、取行之有效的舉措和對策來預(yù)防和限制煤礦瓦斯事故的發(fā)生.我國的礦山平安生產(chǎn)出現(xiàn)如此嚴峻的現(xiàn)狀的原因主要有以下兩個方面：1.2.1 技術(shù)原因一些煤礦企業(yè)由于采煤方法落后,引起礦井采掘布置不合理,通風系統(tǒng)不完善,通風系統(tǒng)紊亂,采用落后的采煤生產(chǎn)工藝此外,作業(yè)規(guī)程編制不符合實際,針對性不強,給平安生產(chǎn)帶來了嚴重隱患.礦山是采礦工業(yè)的主體,是直接從事有益礦物開采的工作地,是采掘工業(yè)企業(yè).礦山直接面對大自然,向地球挑戰(zhàn),索取人類財富,所以,采礦工業(yè)和其他工業(yè)相比,有其固有的艱巨性和特殊性.在煤炭開采過程中,瓦斯煤塵爆炸、火災(zāi)、煤與瓦斯突出、中毒、窒息等多種災(zāi)害事故時有發(fā)生,絕大多數(shù)是由于瓦斯事故造成的.礦

7、山的平安生產(chǎn)工作較其他工業(yè)部門就更為艱巨和復雜,并且隨著采礦工業(yè)向深度和廣度的開展,瓦斯治理工作的技術(shù)難度也將越來越大.企業(yè)為降低本錢,在瓦斯治理方面,不投入新的檢測設(shè)備,不采用技術(shù)、瓦斯治理資金缺陷,治理不到位加上科技水平和技術(shù)裝備條件限制,因此,要搞好礦山的平安工作,首先從上述瓦斯治理災(zāi)害上搞好技術(shù)防范舉措.1.2.2 治理原因煤礦企業(yè)對瓦斯治理出現(xiàn)嘛屁思想,引不起重視不重視,尤其是一些小煤礦低瓦斯礦井,瓦斯治理不能產(chǎn)生經(jīng)濟效益,還投入大量資金,平安治理方式滯后,“三違現(xiàn)象時有發(fā)生.瓦斯爆炸事故的發(fā)生與平安治理方式有一定的直接關(guān)系,對瓦斯的治理很多情況下往往是靠人的主觀和經(jīng)驗.隨著煤礦開采

8、深度的不斷增加,瓦斯地質(zhì)條件越來越復雜多變,再加上這種傳統(tǒng)的平安治理方式受到人的經(jīng)驗、知識和責任心的限制,所以治理因素也是瓦斯事故多發(fā)的原因之.企業(yè)是以追求最大的經(jīng)濟利益為目標的,煤礦職工的生活都很難維持的情況下,許多煤礦企業(yè)降低了平安投入,平安欠賬較多.許多礦存在不同程度的通風系統(tǒng)及配套設(shè)施不完善、“一通三防監(jiān)測系統(tǒng)不完善和設(shè)備設(shè)施老化等問題.這就決定了企業(yè)不可能很自覺的做到各個方面的平安技術(shù)保證及治理舉措,許多事故分析發(fā)現(xiàn),違章操作或治理不當而造成了一些本可預(yù)防的事故,但未引起重視,最終釀成特大瓦斯爆炸事故.因此,治理水平和職工的平安意識對于煤礦的長期平安生產(chǎn)非常重要.目前我國煤礦瓦斯事故

9、總量居呈下降趨勢,但重特大災(zāi)害事故頻頻發(fā)生.其原因是多方面的,既有客觀方面的原因、技術(shù)上的原因,也有治理和政策上的原因；既存在與災(zāi)害事故發(fā)生的直接相關(guān)的因素,深入分析煤礦瓦斯事故頻發(fā)的深層次原因及問題.提出煤礦瓦斯防治的國家保證性舉措和政策建議.2煤礦瓦斯事故原因分析與防治對策2.1 瓦斯爆炸原因分析2.1.1瓦斯爆炸的條件瓦斯爆炸的發(fā)生必須具備三個根本條件,一是瓦斯?jié)舛仍诒ń缦迌?nèi),一般為5%16%;二是有足夠能量的點火源；三是混合氣體中的氧氣濃度不低于12%.三個條件缺少其中任何一個均不能發(fā)生瓦斯爆炸.2.1.2瓦斯爆炸事故特點根據(jù)多年對煤礦瓦斯爆炸事故統(tǒng)計分析,可以發(fā)現(xiàn)有如下一些特點：瓦

10、斯爆炸多為大事故；事故地點多發(fā)生在采煤與掘進工作面；瓦斯爆炸造成的破壞涉及范圍大；多為火花引爆；高瓦斯礦井、低瓦斯礦井均有發(fā)生；瓦斯爆炸多發(fā)生在鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦；基建、技改礦井和轉(zhuǎn)制礦井瓦斯爆炸事故多發(fā).2.1.3事故原因煤礦發(fā)生瓦斯爆炸事故與許多因素有關(guān),但總的來說,主要與自然因素、安全技術(shù)手段、平安裝備水平、平安意識和治理水平等有關(guān),發(fā)生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所導致的.(1)煤礦開采條件差我國煤礦井下開采條件普遍較差.(2)瓦斯積聚的存在瓦斯?jié)舛瘸e聚形成瓦斯爆炸事故的根源.限制瓦斯積聚主要是增強瓦斯管理,增強瓦斯監(jiān)測監(jiān)控、堅持瓦斯巡檢制度,發(fā)現(xiàn)瓦斯超限及時匯報處理,引起瓦斯爆炸的瓦斯

11、濃度是有范圍的,但凡濃度低于爆炸下限或高于爆炸上限的瓦斯混合物與點火源接觸時都不會引起火焰自行傳播.為促使煤炭工業(yè)的科學開展、平安開展和可持續(xù)開展,國家應(yīng)制定相關(guān)標準和政策,提升煤礦有平安保證的生產(chǎn)水平,限制、淘汰落后的生產(chǎn)力.但主要有通風系統(tǒng)不合理和局部通風治理不完善是瓦斯積聚的主要原因.(3)引爆火源的存在火源是引起礦井瓦斯爆炸事故的必備條件之一.火源可以分為爆破火花、電氣火花、摩擦撞擊火花、靜電火花、煤炭自燃等.但放炮和電器設(shè)備產(chǎn)生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源,因此嚴格放炮治理、杜絕電氣失爆、杜絕明火、摩擦撞擊火花及煤炭自燃產(chǎn)生,井下作業(yè)必須穿純棉工作服嚴禁穿化纖衣服以免產(chǎn)生靜電.發(fā)生

12、瓦斯爆炸其火源必須要到達足夠的能量,即溫度一般不低于650C、能量一般大于0.28mJ和持續(xù)時間大于爆炸感應(yīng)期.這個條件通常很容易滿足的.在煤礦開采中,對一些不可預(yù)防的火源要采取舉措,使其成為不能滿足點燃瓦斯的點火源.(4)氧氣的濃度氧氣的濃度必須到達12%以上,否那么井下瓦斯爆炸反響不能夠持續(xù)進行.在井下的封閉區(qū)域、采空區(qū)內(nèi)及其它裂隙處由于有氧氣消耗或沒有供氧,可能會出現(xiàn)氧濃度低于12%的可能性外,其它巷道和工作面等一般氧氣濃度都會高于12%.(5)裝備缺乏、治理不落實礦井平安裝備配置缺乏,“先抽后采,監(jiān)測監(jiān)控,以風定產(chǎn)方針未得到完全落實.有的礦井沒有安裝瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)或運行不正常,如2005

13、年發(fā)生的41起特大瓦斯事故中,有的礦井雖安裝有監(jiān)控系統(tǒng),但因傳感器數(shù)量缺乏、安裝位置不對、線路存在故障、顯示器不顯示數(shù)據(jù)等問題.此外鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦發(fā)生的特大瓦斯事故都沒有裝備瓦斯抽放系統(tǒng)或抽放系統(tǒng)不能有效運行,監(jiān)控系統(tǒng)也不能有效發(fā)揮作用,不能有效發(fā)揮其應(yīng)有的作用.(6)企業(yè)技術(shù)治理薄弱平安投入對搞好煤礦平安來說是至關(guān)重要的.在前幾年,由于煤礦的經(jīng)濟效益不好,煤礦企業(yè)降低了平安投入,平安欠賬較多等問.一些煤礦企業(yè)由于采煤方法落后,引起礦井采掘布置不合理,通風系統(tǒng)不完善,止匕外,作業(yè)規(guī)程編制不符合實際,針對性不強,給平安生產(chǎn)帶來了嚴重隱患.2.2 限制瓦斯爆炸事故的技術(shù)舉措從瓦斯爆炸條件看,氧氣的濃度是

14、引起瓦斯爆炸的因素之一,但在煤礦井下一般不存在氧氣濃度低于12%的情況.因此,搞好瓦斯爆炸的防治舉措表達在兩個方面：嚴格限制礦井各區(qū)域的瓦斯?jié)舛?、杜絕火源和演習預(yù)案.瓦斯爆炸事故的防治可分為預(yù)防爆炸和抑制爆炸.預(yù)防爆炸主要有：優(yōu)化通風網(wǎng)絡(luò)及通風系統(tǒng),防治瓦斯積聚,進行瓦斯抽放,增強瓦斯?jié)舛群突鹪幢O(jiān)測,防止點火源的出現(xiàn)等；抑制爆炸主要采用隔爆抑爆裝置將瓦斯爆炸限制在一定范圍內(nèi),從而減少人員傷亡和災(zāi)害事故所造成的損失.通風是排放瓦斯最主要的手段.做好通風平安技術(shù)治理是防治煤礦主要事故的先決條件和關(guān)鍵環(huán)節(jié).因此,所有礦井都必須要建立平安可靠的、獨立的礦井通風系統(tǒng).建立合理的通風系統(tǒng),能夠保證井下所有

15、工作地點有足夠多的風量將井下涌出的瓦斯及時沖淡并排放出井外,預(yù)防瓦斯集聚,所以建立合理的通風系統(tǒng)是預(yù)防瓦斯爆炸最有效、最根本的舉措.2.2.1 煤礦瓦斯抽放技術(shù)(1)我國國有煤礦高瓦斯和瓦斯突出礦井占總礦井數(shù)的46%.瓦斯抽放是減少礦井瓦斯涌出量、預(yù)防瓦斯爆炸和突出的治本舉措,同時也是開發(fā)利用瓦斯能源、保護大氣環(huán)境的重要手段.(2)為提升瓦斯抽放率,目前主要需解決長鉆孔定向鉆進技術(shù),包括測斜、糾偏技術(shù)；提升單一低透氣性煤層的抽放率；研制鉆進水平更強的鉆機具；完善和提升擴孔技術(shù)、排渣技術(shù)、造穴技術(shù)和封孔技術(shù)；開發(fā)新的瓦斯抽放技術(shù)及設(shè)備.(3)瓦斯抽放方法有本煤層抽放、鄰近層抽放和采空區(qū)抽放等；抽

16、放工藝有順層長鉆孔、大直徑鉆孔、地面鉆孔、頂板巖石和巷道鉆孔等.并研制出與之相配套的強力鉆機及配套機具,如MK型長鉆孔鉆機和ZSM順層強力鉆機等7.此外已研制出多種抽放泵及配套的監(jiān)控系統(tǒng)和儀表等,大大提升了瓦斯抽放量和抽放率,使平安環(huán)境得到進一步改善.(4)利用多分支羽狀適用技術(shù),解決低滲煤層瓦斯治理問題,提升抽采率.(5)煤礦瓦斯治理也應(yīng)該與煤層氣產(chǎn)業(yè)化緊密結(jié)合起來.2.2.2 礦井瓦斯?jié)舛燃盎鹪幢O(jiān)測技術(shù)礦井瓦斯?jié)舛燃盎鹪吹膶崟r自動監(jiān)測對于預(yù)防瓦斯爆炸非常重要,當發(fā)現(xiàn)瓦斯異?；蛴谢鹪串a(chǎn)生,立即采取舉措可預(yù)防爆炸事故的發(fā)生.我國目前開發(fā)了KJ90、KJ92、KJ94、KJ95、KJ73、KJ6

17、6等型號的礦井平安監(jiān)控系統(tǒng),以及各類檢測傳感器、報警儀和斷電儀.已有多個礦井安裝了礦井平安綜合監(jiān)控系統(tǒng),并具有如下功能：礦井環(huán)境和工況參數(shù)實時監(jiān)控；主要通風機在線監(jiān)測；巷道火災(zāi)實時監(jiān)測；礦井瓦斯抽放實時監(jiān)測；沖擊地壓實時監(jiān)測；煤與瓦斯突出實時監(jiān)測；煤層自然發(fā)火實時監(jiān)測；瓦斯爆炸或燃燒實時監(jiān)測；礦井電網(wǎng)監(jiān)測等多種功能.監(jiān)控系統(tǒng)的安裝極大地提升了煤礦的平安治理自動化水平,預(yù)防了許多事故的發(fā)生.2.2.3 優(yōu)化通風網(wǎng)絡(luò)及通風系統(tǒng)合理可靠的通風系統(tǒng)是預(yù)防瓦斯事故和限制災(zāi)害擴大的重要舉措,為此,瓦斯防治工程與采掘工程,必須同時設(shè)計,超前施工,同時投入使用.2.2.4 隔爆舉措礦井隔爆抑爆裝置是限制瓦斯爆

18、炸的最后一道屏障,當瓦斯爆炸發(fā)生后,依靠預(yù)先設(shè)置的裝置可以阻止爆炸的傳播,限制火焰的傳播范圍,主要有被動式隔爆棚和自動抑爆裝置.2.3 煤巖與瓦斯突出及其預(yù)防2.3.1 突出概述煤礦地下采掘過程中,在極短的時間內(nèi)從幾秒到幾分鐘,從煤、巖層內(nèi)以極快的速度向采掘空間內(nèi)噴出煤巖和瓦斯的現(xiàn)象,稱為煤與瓦斯突出90它是另一類型的瓦斯特殊涌出,也是煤礦地下開采過程中的一種動力現(xiàn)象.它所產(chǎn)生的高速瓦斯流能夠摧毀巷道設(shè)施,破壞通風系統(tǒng),甚至造成風流逆轉(zhuǎn)；噴出的瓦斯由幾百到幾萬立方米,能使巷道充滿瓦斯,造成人員窒息,引起瓦斯燃燒或爆炸；噴出的煤、巖由幾千噸到萬噸以上,能夠造成煤流埋人；猛烈的動力效應(yīng)可能導致冒頂

19、和火災(zāi)事故的發(fā)生.2.3.2 突出的外部特征突出的外部特征是：1突出的煤、巖在高壓氣流搬運過程中,呈現(xiàn)分選性堆積,即近處塊度大,遠處粒度小,堆積坡度小于煤的自然安息角；2突出過程中煤巖進一步粉碎,產(chǎn)生極細的粉塵,有時突出的堆積物好似風力填充一樣密實；(3)突出空洞口小肚大,其軸線往往沿著煤層傾斜向上延伸,或與傾向線成不大的夾角；(4)突出的相對瓦斯涌出量可以大于煤層的瓦斯含量.2.3.3 突出的機理突出的機理是關(guān)于解釋突出的原因和過程的理論.突出是十分復雜的自然現(xiàn)象,它的機理還沒有統(tǒng)一的見解,假說很多,目前多數(shù)人認為,突出是地壓、瓦斯、煤的力學性質(zhì)和重力綜合作用的結(jié)果.2.3.4 突出的一般規(guī)

20、律(1)突出多發(fā)生在一定的采深以后；(2)突出多發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造帶、應(yīng)力集中區(qū)；(3)突出的強度和次數(shù),與煤層厚度、傾角、硬度、透氣性等有關(guān)；(4)突出與瓦斯關(guān)系,瓦斯壓力小含量低,可能發(fā)生突出；(5)突出大多發(fā)生在落煤、放炮工序；(6)突出前有預(yù)兆.2.3.5預(yù)防煤與瓦斯突出的主要技術(shù)舉措防突舉措分為區(qū)域性防突舉措和局部防突舉措.(1)區(qū)域性防突舉措?yún)^(qū)域性防突舉措主要有開采保護層和預(yù)抽瓦斯兩種.開采保護層是預(yù)防突出最有效、最經(jīng)濟的舉措.1)開采保護層在突出礦井中,預(yù)先開采的、并能使其他相鄰的有突出危險的煤層受到采動影響而減少或喪失突出危險的煤層稱為保護層,后開采的煤層稱為被保護層.保護層開采后

21、,由于采空區(qū)的頂?shù)装鍘r石冒落,移動,引起的開采煤層周圍應(yīng)力的重新分布,采空區(qū)上、下形成應(yīng)力降低區(qū),在這個區(qū)域內(nèi)的開采煤層地壓減少,彈性潛能緩慢釋放；煤層膨脹變形,形成裂隙與孔道,透氣性增加；煤層瓦斯涌出后,煤的強度增加.2)預(yù)抽煤層瓦斯對于無保護層或單一突出危險煤層的礦井,可以采用預(yù)抽煤層瓦斯作為區(qū)域性防突舉措.這種舉措的實質(zhì)是,通過一定時間的預(yù)先抽放瓦斯,降低突出危險煤層的瓦斯壓力和瓦斯含量,并由此引起煤層收縮變形、地應(yīng)力下降、煤層透氣系數(shù)增加和煤的強度提升等效應(yīng),使被抽放瓦斯的煤體喪失或減弱突出危險性.(2)局部防突舉措大型突出往往發(fā)生于石門揭開突出危險煤層時.所以石門揭開突出危險煤層,以及有突出傾向的建設(shè)礦井或突出礦井開拓新水平時,井巷揭開所有這類煤層都必須采取預(yù)防突出的舉措,并制定專門設(shè)計.局部防突舉措主要有以下8種：松動爆破；鉆孔排放瓦斯；水力沖孔；超前鉆孔；金屬骨架；超前支架；卸壓槽；震動放炮.(3)瓦斯賦存、煤與瓦斯突出、沖擊地壓等災(zāi)害受地質(zhì)條件限制,80%以上的動力災(zāi)害發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造破壞帶,但多