火災防治講座

關于火災防治講座第1頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三第一部分特大瓦斯爆炸、火災事故回顧及教訓第2頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三一、鄭州煤業(yè)集團大平煤礦

“10.20”特大型煤與瓦斯突出引發(fā)

特別重大瓦斯爆炸事故2004年10月20日，河南省鄭州煤炭工業(yè)集團有限責任公司(簡稱鄭煤集團公司)大平煤礦發(fā)生一起特大型煤與瓦斯突出引發(fā)的特別重大瓦斯爆炸事故，造成148人死亡，32人受傷（其中重傷5人），直接經濟損失3935.7萬元。第3頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三2、事故調查情況煤與瓦斯突出事故簡況

2004年10月20日22時09分，

21軌道下山巖石掘進工作面（距地表垂深612m）發(fā)生特大型延期性煤與瓦斯突出。

第4頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三第5頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三22時09分12秒～22時12分26秒瓦斯?jié)舛葟?.12%升到40%以上.大平煤礦“10.20”事故瓦斯突出及擴散過程演示22時31分31秒~22時35分15秒,瓦斯?jié)舛葟?.17%升到4.0%.21軌道下山巖石掘進工作面,突出煤巖量約1894t,瓦斯量25萬m322時32分16秒~22時39分45秒,瓦斯?jié)舛葟?.5%升到6.3%.第6頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三第7頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三第8頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三

瓦斯爆炸事故簡況：

2004年10月20日22時40分，

在西大巷與11軌道石門交匯點附近的西大巷內，架線電機車取電弓與架線的電火花引發(fā)瓦斯爆炸。

瓦斯爆炸波及范圍礦井西翼進風系統(tǒng)，13、15、11、21四個采區(qū)和礦井西翼回風系統(tǒng)。第9頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三大平煤礦“10.20”瓦斯爆炸傳播過程演示第10頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三第11頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三二、陳家山礦瓦斯爆炸事故

2004年11月28日07時10分井下四泵房安檢員韓朝云匯報聽到爆炸聲、巷道煙霧大，隨之安子溝抽放泵站電話匯報，安子溝風井防爆門被摧毀，有黑煙冒出。四采區(qū)發(fā)生爆炸事故，波及四采區(qū)下山至回風井所有區(qū)域，涉及415回采工作面系統(tǒng)、416掘進工作面系統(tǒng)、417掘進工作面、采區(qū)下山系統(tǒng)、安子溝回風系統(tǒng)等，死亡166人，受傷45人。

2004年12月2日3:25、6:15、7:45、10:53又發(fā)生4次爆炸，沒有再造成人員傷亡。

第12頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三2事故發(fā)生經過

2004年11月23日10:20～10:30

415上隅角起爆松動頂煤，上隅角采空區(qū)發(fā)生瓦斯爆燃，83#～89#架后溜槽處發(fā)現(xiàn)明火，并有大量青煙。

2004年11月24日415上隅角再次發(fā)生瓦斯爆燃，53#支架出現(xiàn)明火；采取注氮、注漿、注凝膠，只割煤不放頂煤，加快推進速度。2004年11月28日07時10分井下四泵房安檢員韓朝云匯報聽到爆炸聲、巷道煙霧大，安子溝抽放泵站電話匯報，安子溝風井防爆門被摧毀，有黑煙冒出；事故死亡166人，受傷45人。2004年12月2日3:25、6:15、7:45、10:53相繼發(fā)生4次爆炸，沒有造成人員傷亡。

第13頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三415面爆源點415運順415回風巷415高位巷1號聯(lián)絡巷四總回四皮下四軌下415灌漿巷415工作面注水、注漿、注凝膠

24日16時起加快工作面的推進度,事故發(fā)生前推進27m。28日7時06分,下隅角尾梁后部強制放頂放炮引起瓦斯爆炸.24日12時10

分,上隅角再次爆燃。23日10時40分,上隅角放炮引起爆燃23日10時50分,85架附近發(fā)現(xiàn)明火。

24日12時14分53號尾梁著火,經灑水火滅。

工作面推進第14頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三煤礦重大災害虛擬現(xiàn)實重現(xiàn)系統(tǒng)

基于VC++和Vega平臺，建立顯示各種災害的發(fā)生、發(fā)展和救災過程的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，為防治措施的合理性檢驗，救災決策、事故場景重現(xiàn)，事故原因和性質分析匯報以及安全培訓提供有力的顯示工具。巷道火災(視點在巷道內)巷道火災(視點在巷道外)第15頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三陳家山煤礦特別重大瓦斯爆炸事故經過上隅角放炮引起瓦斯爆燃上隅角瓦斯爆燃引起明火人員救災下隅角瓦斯爆炸第16頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)需借助專用軟件顯示三維動態(tài)災變過程，因展示條件所限，本圖僅以二維靜態(tài)圖形顯示虛擬現(xiàn)實場景，雖然顯示效果差，但也較清楚地顯示出下隅角瓦斯爆炸的原因。所開發(fā)的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)能真實顯示三維動態(tài)災變過程，為事故調查和分析提供了有力的分析工具。

爆炸性氣體混合帶采空區(qū)冒落帶1號聯(lián)絡巷交叉口瓦斯流煤層炮眼新鮮風下工隅作角面陳家山煤礦特別重大瓦斯爆炸事故原因分析圖第17頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三5.教訓及建議

1.在工作面上、下隅角爆破落頂極易引燃、引爆采空區(qū)瓦斯，建議嚴禁在上、下隅角爆破落頂。2.實現(xiàn)一礦一面集約化生產的礦井，生產、人員非常集中，發(fā)生事故造成重大傷亡。建議礦井實行安全合理集中生產。3.專用排瓦斯巷是在通風、瓦斯抽放等措施全力實施前提下所采取的避免回風巷瓦斯超限的輔助措施，且易自燃煤層不得采用專用排瓦斯巷。專用排瓦斯巷分段摻入新風，降低瓦斯?jié)舛戎?.5%以內，但專用排瓦斯巷與采空區(qū)相聯(lián)，未摻新風段瓦斯仍可能處于爆炸限內，致使專用排瓦斯巷成為重要危險源，巷道內盡管要求瓦斯?jié)舛瓤刂圃?.5%以內，但實際上出現(xiàn)瓦斯?jié)舛瘸蕃F(xiàn)象時有發(fā)生，控制難度較大，且一旦發(fā)生事故，2.5%以內的瓦斯在強點火能量條件下也可能引起爆炸，尤其在有油氣和高濃度煤塵混入的條件下。應予以禁止。

第18頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三4．高瓦斯礦井放頂煤集約化生產的高可靠性安全保障技術不配套，不能滿足高效集約化生產的要求。建議政府和企業(yè)加大科研投入研究新技術，建議高瓦斯突出礦井應根據自身條件選擇合理的開拓布局和產能，切忌無條件追求高產高效和集約化開采。5．玻璃鋼抽放管抗沖擊能力不能抵抗爆炸波的沖擊，致使爆炸時抽放管炸碎，管內大量高濃度瓦斯涌出，加劇了爆炸威力。建議盡可能不采用玻璃鋼抽放管。6、采用預裂爆破措施有利于頂煤和頂板及時垮落，但作為煤、氣、油共生的高瓦斯礦井應特別注意防治預裂爆破、特別是采空區(qū)附近預裂爆破誘發(fā)瓦斯與煤塵爆炸。建議進一步完善爆破設計并健全安全施工的監(jiān)督體制。

第19頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三7、采煤工作面中部布置聯(lián)絡巷不利于通風系統(tǒng)穩(wěn)定和瓦斯管理，建議予以禁止。8、礦井應實現(xiàn)安全監(jiān)控與生產調度的聯(lián)合開發(fā)，實現(xiàn)聯(lián)網。9、建議研究開發(fā)礦井應急救援系統(tǒng)的可視化、數(shù)字化平臺。10、建議企業(yè)加強提高礦井抽放瓦斯?jié)舛鹊募夹g研究。11、建議企業(yè)加強高瓦斯易自燃厚煤層開采及相關安全技術的研究。

第20頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三三、孫家灣煤礦瓦斯爆炸事故2005年2月14日孫家灣煤礦海州立井發(fā)生特別重大瓦斯爆炸事故，死亡214人,受傷30人，其中重傷8人。該事故為40年來最大的煤礦事故第21頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三孫家灣煤礦瓦斯異常涌出與瓦斯爆炸時間序列示意圖14時55分盲斜下山瓦斯?jié)舛冗_4%。2%的積聚瓦斯于14時49分排出。配電點處14時53分瓦斯?jié)舛冗_8%。15時01分發(fā)生瓦斯爆炸。爆炸前,瓦斯?jié)舛?.2%。爆炸前，瓦斯?jié)舛?.2%。瓦斯?jié)舛冗_2.7%。14時49分38秒沖擊地壓發(fā)生；14時50分至14時52分瓦斯?jié)舛扔?.29%升至4%以上。第22頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三(十)、結論事故類別：瓦斯爆炸事故時間：2005年2月14日15時01分爆源點：-500m水平3316架子道內，距專用回風 道8m的配電點處；瓦斯來源：3316外風道因沖擊地壓造成的異常涌出 的大量高濃度瓦斯與3316風道停工掘 進工作面積聚的瓦斯排出混合；引爆火源：3316架子道內，距專用回風道8m的配電 點處，帶電檢修ZBZ-4.0M127V型照明 信號綜合裝置，接線腔內產生電火花。

第23頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三四、貴州水城木沖溝礦瓦斯爆炸事故2000年9月27日20時38分，貴州省水城礦務局木沖溝煤礦發(fā)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點。井下作業(yè)的224名礦工中，160人遇難，11人重傷，83人生還。水城礦務局木沖溝煤礦位于貴州省六盤水市境內。井田走向長8km，傾斜寬為0.9-1.9km，面積約12.65km2。礦井可采儲量9946萬噸，設計年生產能力90萬噸，服務年限為79年。1974年投入生產。該礦為高瓦斯突出礦井，相對瓦斯涌出量為19.9m3/t。木沖溝礦事故（循環(huán)風＋違規(guī)排瓦斯＋打開礦燈）第24頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三局部風機停風積存大量瓦斯巷道，正排放瓦斯

循環(huán)風新鮮風不夠四臺局部風機用，產生循環(huán)風,高濃度瓦斯回流，遇拆卸礦燈的火源引起爆炸。木沖溝礦因循環(huán)風引起瓦斯爆炸示意圖第25頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三五、寧夏白笈溝煤礦火災、爆炸災害事故教訓開拓布置、采掘計劃不遵循“合理通風規(guī)律”所致第26頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三第27頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三救災工作的體會（1）災害發(fā)生初期冒險比災害發(fā)展期冒險小，易控制，但救災指揮和救災人員初期更謹慎。（2）救災往往要冒險，為避免大災害應擔小風險，兩害相遇取其輕。救災決策注意措施的利弊比較。由于多種條件未知，只能在已知分析后，選擇相對最優(yōu)的方案，注意任何方案均有不利影響。（3）通風系統(tǒng)復雜，封閉困難，防爆密閉多，地面漏風大，不能形成窒息性環(huán)境，救災危險、困難。（4）火災氣體和沼氣引起爆炸，無瓦斯火區(qū)也可能爆炸。第28頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三5）現(xiàn)場救災指揮決策十分重要，應考慮細致A、瓦斯抽放管絡處理B、風向變化，瓦斯降低的危險性C、井下救災基地設置的重要性D、防爆密閉備料的困難E、相關火區(qū)影響區(qū)域密閉的加固（二橫川爆炸）F、井下向指揮部匯報的真實性,保障制度、措施G、救護隊工程質量的監(jiān)督H、工程質量的保障，防爆密閉頂部，緩沖和加固，砌碹拆掏槽I、沙包一定用麻袋，不用編織袋第29頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三六、技術層面的事故反思為什么當前現(xiàn)代化國有重點礦會發(fā)生這樣大的災害？集約化生產＋開采強度增大與未實現(xiàn)高可靠性安全保障的矛盾高可靠性安全保障1）傳統(tǒng)意義上的安全防范（正常狀態(tài)的重大隱患）2）異常狀況對“安全狀態(tài)”的改變3）應急救援能力弱，未能斬斷原發(fā)性災害向繼發(fā)性災害轉化的致災鏈沖擊地壓特大瓦斯爆炸，與大平礦事故類似。

第30頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三1、瓦斯源：沖擊地壓治理、瓦斯異常涌出源控制措施失效：（延伸到突出、爆炸及其破壞影響、采空區(qū)、盲巷違規(guī)排放、與小煤礦相通的瓦斯異常涌出源控制）；反思各礦出現(xiàn)瓦斯異常涌出能否避免成災。第31頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三2、瓦斯異常涌出信息的及時獲取、診斷和快速響應失效高濃度瓦斯充滿千米巷道達近十分鐘未能發(fā)現(xiàn)和采取措施；監(jiān)測監(jiān)控失效——不僅是否設置系統(tǒng)，必須注意系統(tǒng)功能的發(fā)揮及應用可靠性；（1）瓦斯異常信息的獲?。ň卤銛y式儀器的重要作用、監(jiān)測點的布置、井上異常信息的處理）；（2）瓦斯異常信息的快速響應（報警、斷電、異地斷電)；（3）監(jiān)測信息的及時診斷（懷疑誤報、井下、井上信息的處理程序)。（4）調度室的及時反應（落實或決策）第32頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三3、火源：帶電檢修（多次引起特大瓦斯爆炸事故的違規(guī)行為）－－2004年4月1日后，與外包工隊沒有續(xù)簽合同，非法使用外包工隊，且以包代管。4、災害擴大化（1）通風系統(tǒng)的合理性－－“以風定產”（開采與掘進接替緊張、為節(jié)省巷道所致）。①下山剃頭工作面；②331采區(qū)無專用回風巷道；③由上階段工作面運輸巷道中部開下階段回 風巷。（2）人員密集，勞動組織混亂。第33頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三5設備采購

（1）“ZBZ-4.0M127V型照明信號綜合裝置”樣機正在進行電氣性能檢驗，防爆性能尚未檢驗，不可能取得該產品的安全標志許可證。（2）該事故開關名牌標注的防爆合格證號在CMExC后無編號；安全標志“MA”號（20034172）經網上查詢?yōu)榉窃撻_關型號。第34頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三總結瓦斯爆炸事故的致因瓦斯源火源沖擊地壓通風不良突出采空區(qū)瓦斯火災生成氣體排出盲巷瓦斯與瓦斯積聚小窯相通高濃度瓦斯的發(fā)現(xiàn)和控制監(jiān)測系統(tǒng)瓦檢員井下八種人

斷電（傳感器位置）摩擦撞擊、電氣設備失爆放炮、火災帶電檢修第35頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三第二部分、對煤礦重大災害防治的幾點認識第36頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三一、近一年多以來，是1960年以來煤礦特別重大事故的第二個高發(fā)期1、2004.10.22鄭州大平礦難死亡148人（突出引起進風區(qū)瓦斯爆炸）；2、2004.11.27銅川陳家山礦難死亡166人（下隅角強制放頂瓦斯爆炸）；3、2005.2.14阜新孫家灣礦難死亡214人（沖擊地壓引起原低瓦斯風道瓦斯爆炸）；4、2005.7.4梅州大興水災死亡123人5、2005.11.27七臺河東風礦難死亡171人（煤倉放炮引起煤塵爆炸）；6、2005.12.7唐山劉家屯礦難死亡108人。第37頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三特別關注礦井突發(fā)事件誘發(fā)重大災害事故

上述特別重大事故，顯示一個共同規(guī)律：大部分事故并非發(fā)生在傳統(tǒng)意義上的高瓦斯區(qū)域，而往往發(fā)生在正常狀況下是“安全的”，但是由于突發(fā)事件的出現(xiàn)，如瓦斯異常涌出，使得原來的“安全”區(qū)域轉變?yōu)榇嬖谥卮箅[患的危險區(qū)域，然而這種動態(tài)變化未能為職工所發(fā)現(xiàn)，基于僥幸心理，違章作業(yè)，導致特別重大事故的發(fā)生。第38頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三第39頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三

結論：1、低瓦斯礦井（區(qū)域）瓦斯超限概率低，但出現(xiàn)點燃源的概率比高瓦斯礦井高。所以，低瓦斯礦井（區(qū)域）與高瓦斯礦井發(fā)生瓦斯爆炸的概率在同一數(shù)量級，即概率相近；2、由于高瓦斯礦井發(fā)生瓦斯突發(fā)事件，影響其進風區(qū)（低瓦斯區(qū)域）的概率要比低瓦斯礦井發(fā)生瓦斯異常高，而兩者在火花控制措施相近，所以，因瓦斯異常，高瓦斯礦井的低瓦斯區(qū)域發(fā)生瓦斯爆炸的概率比低瓦斯礦井高；第40頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三3、發(fā)生瓦斯突發(fā)事件后，其瓦斯超限的概率基本上都接近于100%，但是由于低瓦斯礦井在火花控制方面要遠遠不如高瓦斯礦井，所以低瓦斯礦井（區(qū)域）發(fā)生瓦斯爆炸事故的概率要遠高于高瓦斯礦井（區(qū)域）；4、突發(fā)事件使高瓦斯礦井發(fā)生瓦斯爆炸事故的概率提高許多，使低瓦斯礦井發(fā)生瓦斯爆炸事故的概率提高更多。從上面的例子中，可以看到，發(fā)生突發(fā)事件，使高瓦斯礦井（區(qū)域）發(fā)生瓦斯爆炸事故的概率提高，使低瓦斯礦井（區(qū)域）發(fā)生瓦斯爆炸的概率提高更大。第41頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三大部分煤礦重大事故未發(fā)生在高危險區(qū)域，說明多年來的煤礦安全工作發(fā)揮了重要的效果。但特別重大事故的多次發(fā)生，說明在新生產形勢下出現(xiàn)了亟待解決的出現(xiàn)新的矛盾，即高度集中化、高強度生產與高可靠性安全保障的矛盾?，F(xiàn)在，安全技術管理，重點放在高瓦斯區(qū)域、存在重大危險源的區(qū)域，這無疑是正確的；但忽視了異常條件下“安全”區(qū)域會變?yōu)椤拔ｋU”區(qū)域的動態(tài)變化，而且因為人們往往麻痹，更容易違章，容易忽視如何及時發(fā)現(xiàn)和采取應對措施，其致災可能性更大。第42頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三因此，需要適應煤礦高度集中化生產的發(fā)展趨勢，為其提供高可靠性安全保障，高可靠性安全保障不僅包括人們熟知的原發(fā)性災害的防治，含高瓦斯區(qū)域的重點防治，而且包括人們容易忽視的“安全”區(qū)域轉化為“危險”區(qū)域的動態(tài)致災可能性的預警和防治，以及原發(fā)性災害轉變?yōu)楦蟮睦^發(fā)性災害的預防和防治。第43頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三二、通風—火災－瓦斯爆炸的關聯(lián)性漏風＋煤氧化－自燃＋供氧－爆炸供風＋火源－外因火災＋瓦斯－爆炸瓦斯災害防治的12字方針先抽后采、以風定產、監(jiān)測監(jiān)控第44頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三礦井通風管理的核心—以風定產，（一）“以風定產的兩個主要內容”：

1、以礦井及采煤面實際風量來核定產量變化。風量不足的原因：礦井生產條件變化（瓦斯涌出量預測值偏低）。礦井產量發(fā)生變化。

2、具備合理的通風方式和通風系統(tǒng)。

“以風定產”的三個層次采掘工作面按需配備足夠風量采區(qū)具備合理的通風系統(tǒng)礦井具備合理的通風方式和通風系統(tǒng)第45頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三（二）“以風定產”

—處理好生產與通風的關系遵循兩原則

“通風為生產服務”的原則。

“生產（含開拓、采掘設計、布置）必須服從合理通風規(guī)律”的原則。不遵循“合理通風”的規(guī)律為瓦斯爆炸、火災災害的發(fā)生和救災帶來很大的隱患。第46頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三三、應急救援預案和事故預防和處理計劃我國煤礦重大事故頻發(fā)，在事故應急決策和救援中，面對比西方發(fā)達國家更為復雜、危險和嚴重的局面。

煤礦重大事故應急救援具有時間緊迫性、決策依據信息模糊性、災變狀態(tài)動態(tài)復雜性的特點，因此，應急救援決策與救災比面對正常生產狀態(tài)的事故防治更為復雜而艱巨，需要更強的技術裝備支持。應急救援預案與事故預防和處理計劃的關系第47頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三3.1應急救援預案和災害預防處理計劃的編制我國絕大多數(shù)礦井雖然制定了礦井應急救援預案和災害預防處理計劃，但都存在針對性不強、內容不具體、不具備可操作性的缺點。無法對重大事故應急救援決策提供技術支持和參考。災害應急救援預案未能考慮應急救援演練，事故預防處理計劃未能考慮火災與爆炸等重大災害相互轉化以及瓦斯異常涌出等突發(fā)事件的防治。制定具體、可操作性強的應急救援預案，可以提前以充裕的時間分析對比各種救災方案的可靠性和可操作性，可以通過安全教育培訓使職工實施救災、自救、控風、撤人等各項措施，從而，有助于救災決策的實施。否則，事故發(fā)生后，開關風門等救災控風措施將無人實施。第48頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三3.2重大災害破壞效應及其影響的動態(tài)模擬距100號節(jié)點800米發(fā)生火災5分鐘到達抽排泵站11分鐘到達

潘三西二運輸巷火災控風前煙流迅速威脅到抽排泵站、1782（1）工作面、采區(qū)下部變電所和1481（3）工作面等工作地點。打開風門潘三西二運輸巷火災控風后

煙流直接進入回風巷道，不再威脅工作地點，為人員的撤退及繼發(fā)性災害控制提供支持。

用MFIRE軟件對火災、爆炸、突出等事故進行動態(tài)模擬，定量分析災害威脅范圍及可能的繼發(fā)性災害，為災害預防與處理計劃及救災決策提供技術支持，發(fā)揮控制原發(fā)性災害、避免繼發(fā)性災害的作用。第49頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三3.3災害應急救援預案和事故預防處理計劃的三大作用：（1）提高事故防治水平；（2）減少原發(fā)性災害的損失；（3）減少或避免繼發(fā)性災害的損失。重大事故的應急響應的三階段：（1）事故發(fā)生的第一時間（幾十分鐘）（2）事故發(fā)生后的1～2天（3）領導和專家到達現(xiàn)場后大部分煤炭企業(yè)負責人和安全管理人員缺乏特別重大事故應急救援技術和經驗，需提高應急救援相關管理、技術和經驗水平。第50頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三四、礦井突發(fā)災害的快速響應

1.礦井突發(fā)災害的性質的快速診斷大平礦事故、孫家灣礦事故

1)監(jiān)測監(jiān)控信息分析

2)井下災情的了解和匯報

3)應急處理計劃的合理性、可操作性

4)安全培訓的配合

2.礦井突發(fā)災害的快速、正確決策和實施

1)災害的轉換規(guī)律和技術支持

2)繼發(fā)性災害的防治

3)調度室人員素質的提高第51頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三五、事故發(fā)生的小概率事件特征百次違章可能不發(fā)生一次大事故人的本性－以最少的付出獲得最大的收益違章→直接經濟效益＋省能心理→產生僥幸心理、繼續(xù)違章→產生大事故嚴肅處理事故還不夠必須嚴肅處理違章－關口前移、預防為主越是“安全”的地方越需小心第52頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三煤礦安全雙保護層（隱患的疊加—事故）控制火源僥幸心理－－安全生產的大敵安全控制瓦斯安全安全控制瓦斯第53頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三六、實現(xiàn)礦井本質安全的可行性分析

防止人為失誤出現(xiàn)事故

1）多重防護（雙保險）雙風機雙電源，采區(qū)專用回風巷瓦檢員＋傳感器＋八種人＋三人連鎖

2）有限安全系統(tǒng)每一環(huán)節(jié)實現(xiàn)礦井本質安全成本大

3）重點控制控制重大隱患，注意自認為“安全”的重大隱患

4）把握本質安全與投資成本間的平衡通過教育培訓減少人為失誤，矛盾:初期（人為失誤多，本質安全投資大，但資金不足）；后期（人為失誤少，致使本質安全投資可減少或提高安全性，資金足）。第54頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三第三部分煤礦重大災害救災技術第55頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三序：領導干部的知識結構要求專業(yè)戰(zhàn)略文化制度人際低職級

高第56頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三陳家山煤礦瓦斯爆炸事故救災

瓦斯爆炸事故發(fā)生后，災區(qū)氧氣濃度5%，準備火區(qū)封閉、灌漿；為便于救護隊工作，恢復通風系統(tǒng)，封閉后注惰氣發(fā)生4次瓦斯爆炸。需考慮兩點：

1.窒息性環(huán)境與爆炸性環(huán)境的矛盾；

2.注惰等救災行為的危險性分析。第57頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三一、注氮期防治引發(fā)事故1.1、注氮引起瓦斯爆炸銅川陳家山煤礦事故,注氮發(fā)生瓦斯爆炸.火區(qū)封閉后,可燃氣體層可能成層分布,呈層流狀態(tài).惰氣注入的活塞作用,致使火區(qū)通風系統(tǒng)變化，推動可燃氣體層流入火源,引起爆炸.應促進惰氣與火區(qū)大氣的迅速混合救護人員撤退第58頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三1.2、注氮的其他危險(A)惰氣的窒息作用和毒性CO2微毒,7~10%失去知覺O2濃度下降活塞作用可能促使熱分解產物涌向取樣點,濃度暫時增加,有礦工生還可能,不應注惰.(B)注惰對通風的干擾惰氣注入,引起風量減少,風流停滯,風流反向,增加流入火源的可能.(C)惰氣泄漏CO2從火區(qū)的泄漏的窒息作用,發(fā)生爐煤氣.第59頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三1.3、火區(qū)環(huán)境條件與爆炸可能性的關系(1)火區(qū)火勢大有利因素:耗氧量大,上風側及火源燃料消耗迅速,O2下降迅速,O2危險期縮短.不利因素:燃料充足時,下風側溫度高,可燃氣體多,火風壓大,易造成風流紊亂,逆流進入火源可能性大.(2)火區(qū)范圍大有利因素:封閉滅火作業(yè)較安全,爆炸易緩沖.不利因素:O2下降慢,O2危險期長,不易熄滅,易風流紊亂.(3)火區(qū)漏風大(4)火區(qū)瓦斯涌出率第60頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三二、正負壓通風對自燃嚴重（或漏風大）礦井的影響負壓通風→回風道CO濃度高、易發(fā)現(xiàn)正壓通風→不易發(fā)現(xiàn)、易造成突發(fā)性火災均壓通風的應用第61頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三三、火災的預警和火區(qū)狀態(tài)的分析

－－－火災指標氣體3.1煤類火災氣體產生順序：（1）烯烴和炔烴類氣體tCO→H2→C2H4(乙烯)→C3H6(丙烯)→C2H2(乙炔)

60.00050000120.0265.001000

190.65.012.004.00302501.95.008.01.0040第62頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三

(2)不同溫度烷烴類氣體濃度和相對比例的關系第63頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三3.2煤自燃熄滅程度的標志性氣體：（1）、一氧化碳、乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6）、乙炔(C2H2)濃度下降；（2）、煤溫較高（150以上）乙炔趨于消失；煤溫下降（90以上）乙烯、丙烯趨于消失；上述氣體濃度下降呈線性變化性質，變化速率較高（3）、CO濃度下降呈指數(shù)變化性質，將保持較長時間才絕跡

第64頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三3.3減少單一co濃度值判斷火區(qū)狀態(tài)的誤差濃度差值法—排除環(huán)境因素影響

CO200ppm↑220ppm220-200=20 ↓ ↓ 150+50150+7070-50=20濃度比值法—減少風量因素影響。CO200ppm↑風量增10倍20ppmΔO210%風量增10倍1% 第65頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三四、氣體濃度的影響1.氧氣濃度低對氣體濃度測定準確性的影響：氧氣濃度太低，便攜式電子(光學）檢測儀表誤差大，氧氣濃度需大于17％。第66頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三2.CO的毒性

1).特性：CO＋血紅蛋白－－－碳氧血紅蛋白結合易－－比與o2容易240倍分解慢－－在大氣中減少50%需4h

在高壓氧倉減少50%需30~40Min

2).危害：引起肺部感染－－嘔吐物進入支氣管、肺部注意：co中毒宜側放，引起嚴重腦缺氧－－腦水腫（2~4h）第67頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三3.CO對滅火人員身體狀況的影響第68頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三五、礦井外因火災燃燒特性1、*富燃料燃燒和富氧燃燒(p14)第69頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三第70頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三*高溫(1000℃)、大量高溫氣體流向下風側*形成再生火源（跳蛙現(xiàn)象）*產生爆炸隱患*引起風流紊亂(逆轉、形成爆炸預混氣體)2、富燃料火災的危險、燃燒條件及控制控制富燃料火災條件危險液體燃料、量大、供氧不足（停、減風，巷塌）、空氣預熱溫度高、斷面小*減少火勢：及時滅火、下風側灑水*一般不能停風、減風，特別是忽然停、減風*條件許可時注惰氣第71頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三3、為什么富燃料燃燒引起再生火源和爆炸?第72頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三*火風壓--節(jié)流作用和上浮作用（定義）*低、微風的火源--煙流逆向蔓延*火源的順風蔓延：井下風速下，火源蔓延速度與風速成正比4.1煤吸附氧氣的能力—啟封火區(qū)復燃*煤→常溫吸附氧*封閉火區(qū)→大氣和煤堆內氧濃度→陰燃現(xiàn)象4.2礦井火災燃燒蔓延特征第73頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三1500100IDLH（立即威脅生命）40025STEL（短期）505TLV（8小時無危害）COppmHClppm4.3*輸送機膠帶燃燒特性及產物-特殊危險性(p57)傳感器選擇（p60）燃燒三階段煤升溫出現(xiàn)冒煙燃燒煤與膠帶混合燃燒階段煤明火燃燒初期階段必須及時報警*危險性大燃燒初期，HCl比CO更早出現(xiàn)HCl比CO的毒性大10倍以上膠帶火災常發(fā)生在進風區(qū)第74頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三5.火災風流紊亂現(xiàn)象(p30)

不可壓縮風流與穩(wěn)定風流（p29）風流逆轉浮力＋節(jié)流>機械風壓，巷道全斷面風流反向風流逆退浮力＋節(jié)流→巷道縱橫斷面溫度和壓力差。新風順風向從巷底流入，熱煙流沿巷頂流出。風流滾退由節(jié)流、溫度和壓力差引起第75頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三浮力作用方向朝上；節(jié)流作用與風流流向相反，一般情況下，節(jié)流作用比浮力作用小得多。浮力作用節(jié)流作用機械風壓上山浮力作用節(jié)流作用機械風壓下山（1）風向浮力作用節(jié)流作用機械風壓下山（2）風向六、上、下山火災風流逆轉情況不同第76頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三上山火災—風流逆轉后風向一般不變第77頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三下山中小火災—風流逆轉后風向變化頻繁第78頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三火勢大的下山火災—風流逆轉后風向較穩(wěn)定火源位置對下山風流方向影響第79頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三七、礦井反風

為防止災害擴大和搶救人員的需要而采取的迅速倒轉風流方向的措施礦井反風注意事項遵守《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定。反風演習應注意井下各區(qū)域的供風量變化、瓦斯?jié)舛纫约皩饏^(qū)和采空區(qū)氣體的影響。注意反風后影響區(qū)域人員的通訊聯(lián)系和撤退。平常對井下人員進行反風知識的教育。反風-撤人-偵察-直接滅火的正確順序第80頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三八、傳感器預警的有效性分析傳感器響應時間：（擴散＋無焰燃燒）熱感式傳感器系統(tǒng)報警：30s＋（1－30s）＋（1－2s）傳感器直接報警：30s紅外式傳感器《10s有效性取決于異常事件發(fā)生前的預兆第81頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三九、礦井火災風流模擬與控制技術經驗和定性分析的救災技術為何難以發(fā)展？9.1概述控制風流流向，撤人救災礦井火災救災決策的難點了解火災時期風流狀態(tài)變化風流動態(tài)模擬技術風流動態(tài)控制技術無法準確了解火災狀態(tài)—人的能力有限(人機工程學）計算機技術與定性分析技術的比較定性分析技術較簡單,但現(xiàn)場人員須全面了解才能應用,實際應用難度大計算機模擬技術盡管復雜,但現(xiàn)場人員僅需知道如何編制輸入文件和分析輸出文件,反而容易掌握第82頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三9.2風流動態(tài)模擬技術風流穩(wěn)態(tài)模擬→日常通風管理風流動態(tài)模擬→災變通風管理計算機模擬→各巷道風流動態(tài)變化→了解礦井火災時期井下狀況作用實時救災決策了解火災對風流的影響預先分析某特定火災下風流狀態(tài)、制定火災防治措施校驗控風措施的有效性幫助確定火源位置有助于事故分析第83頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三9.3風流動態(tài)控制技術作用：控制風流流向，保護人員撤退和救災路線定量與定性綜合分析方法風流動態(tài)模擬技術→了解設定火災風流變化經驗及定性分析技術→確定各風流控制方案再次應用風流動態(tài)模擬技術→檢驗各控風方案有效性確定優(yōu)選方案，與設定火災組合，輸入計算機重復前面四項，分析井下各易發(fā)火區(qū)，輸入計算機礦井火災時期，選擇相近已模擬火災作為決策參考第84頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三十、高溫、高壓對瓦斯爆炸限的影響美國礦業(yè)局兩高溫高壓瓦斯對爆炸影響計算式近似，（1）式中：P為煤層氣壓力，atm；L上為1個大氣壓（0.1Mpa）時的爆炸上限。（2）式中：P為煤層氣壓力，MPa。以上兩式計算結果與其他計算結果或表列數(shù)據比較，屬于確定值較高一類，即安全系數(shù)較大一類。基于美國礦業(yè)局大量實驗驗證，并從安全性考慮，以美國礦業(yè)局計算公式為依據。取進氣壓力為1MPa，代入式（1）溫度影響校正：設進氣溫度200℃1+0.000721×（200-25）=1.126.因此第85頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三十一、瓦斯爆炸的重要參數(shù)11.1瓦斯爆炸的能量

來源于瓦斯與氧的燃燒反應，瓦斯爆炸的化學反應過程

CH4+2O2=CO2+2H20+882.6KJ/mol

在氧氣不足的情況下：

CH4+O2=CO+H2+H20瓦斯完全燃燒放出的熱是882.6/16=55MJ/kg，普通炸藥的爆炸熱為5MJ/kg;第86頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三但是，瓦斯和炸藥的能量密度卻差別很大。典型梯恩梯炸藥的密度為1600kg/m3，能量密度為1600*5=8000(MJ/m3)。濃度為9.51%的瓦斯空氣混合氣體，瓦斯密度為0.68kg/m3，能量密度為0.68*55=37.4(MJ/m3)，只有炸藥的0.5%;1M3瓦斯爆炸相當于7.5kg炸藥爆炸放出的熱量。對于井下巷道半封閉系統(tǒng)，能量釋放率一般可達50％－70%。第87頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三

11.2

爆炸源能量釋放速率燃燒速度是可燃氣體燃燒鋒面向未燃區(qū)域擴展的速度，可以衡量爆炸能量釋放的速率。瓦斯空氣混合氣體的層流燃燒速度約為0.5m/s，發(fā)生在井下的爆炸絕大多數(shù)屬于爆燃，據已有的實驗測定結果燃燒速度不超過150m/s。爆炸火焰?zhèn)鞑サ乃俣仁窍鄬τ谀彻潭ㄎ恢没鹧驿h面的速度，實驗中比較容易測量，也常用來表征爆炸反應的快慢。典型梯恩梯炸藥的爆轟速度為6900m/s，而實驗獲得的井下瓦斯爆炸最大火焰?zhèn)鞑ニ俣葹?500m/s，通常的值都在100m/s－400m/s之間。由此可見，瓦斯爆炸能量的釋放速率比炸藥爆炸要小的多。第88頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三

11.3爆炸產生沖擊波的壓力靜壓和沖擊動壓。靜壓在所有方向上的作用力相等，由高溫氣體膨脹和沿巷道流動產生，并推動沖擊波面的前進。動壓是沖擊波作用使波面經過的局部區(qū)域空氣高速流動產生的，具有方向性。靜壓主要會破壞聯(lián)絡巷道的密閉或風門，動壓摧毀巷道的障礙物并在巷道轉彎造成強烈的破壞。爆炸產生的最大靜壓就是實驗室中使用封閉球體測定的定容爆炸壓力，10.1%的瓦斯空氣混合氣體測定得到的定容爆炸壓力大約為7－8atm。第89頁，講稿共98頁，2023年5月2日，星期三1952年在