煤矿瓦斯爆炸事故防治与案例分析培训.ppt

煤矿瓦斯爆炸事故防治及案例分析,俞启香(教授、博导、国家安全生产专家）中国矿业大学国家煤矿瓦斯治理工程研究中心,主 要 内 容,第一部分 煤矿瓦斯爆炸防治基本知识第二部分瓦斯爆炸事故案例分析 案例阜新孙家湾煤矿海州立井2005年“2.14”特别重大瓦斯爆炸事故,第一部分 主 要 内 容煤矿瓦斯爆炸防治基本知识一、基本概念 二、瓦斯爆炸预防,煤矿瓦斯防治基本知识,一、基本概念瓦斯：矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体，有时单独指甲烷瓦斯的来源：煤层、岩层（采落的煤炭、煤壁、采空区、顶底板、邻近的煤层、开采过程中产生）瓦斯的性质：比重0.554、无色、无味、窒息性、燃烧性、爆炸性,煤矿瓦斯防治基本知识,一、基本概念煤层瓦斯分布的主要特点：具有区域性；因煤层而异；近地表为瓦斯风化带：N2与CO2为主，CH4分布无规律；远离地表为瓦斯带：主要为CH4,而且分布有规律，一般深度越深，瓦斯压力越高、瓦斯含量越大；在地质构造带瓦斯含量分布异常；在地应力异常区瓦斯含量分布异常。,煤矿瓦斯防治基本知识,一、基本概念几个术语：煤层瓦斯含量：m3/t煤 相对瓦斯涌出量：m3/t煤 绝对瓦斯涌出量：m3/min,煤矿瓦斯防治基本知识,一、基本概念瓦斯矿井：矿井生产过程中有瓦斯涌出的矿井（我国所有煤矿全是瓦斯矿井）瓦斯矿井的分类（参见煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法）：煤与瓦斯突出矿井 高瓦斯矿井（q矿相对10m3/t；Q矿绝对40m3/min；Q掘进面3m3/min；Q采煤面5m3/min；发生过瓦斯喷出）瓦斯矿井划分瓦斯等级的目的 加强煤矿瓦斯管理，预防瓦斯事故，保障职工生命安全：编制瓦斯治理规划、措施、管理制度与作业规程等；选择机电设备；合理进行矿井设计、通风设计、瓦斯抽采与利用设计以及生产“抽、掘、采”接替计划。,一、基本概念 瓦斯爆炸的实质CH4+2O2 CO2+2H2O+热量 CH4+2（O2+79N2/21)=CO2+2H2O+7.52N2+882.6kj/mol 瓦斯爆炸的条件（同时具备，缺一不可）1.瓦斯达到爆炸浓度（烷空混合气体515CH4）2.火源（温度在595oC以上，存在时间超过感应期）3.有足够的氧（氧浓度在12%以上）,煤矿瓦斯防治基本知识,瓦斯爆炸实验管道系统,中国矿业大学瓦斯煤尘爆炸试验管道,中国矿业大学爆炸试验实验系统特色,瓦斯爆炸实验研究系统特色：实验系统为复杂管网、测试和分析手段先进，利用这些手段可研究瓦斯爆炸过程中的特征参数变化规律及其抑爆、隔爆技术等。,煤矿瓦斯防治基本知识,一、基本概念 瓦斯爆炸浓度三角形规律：在标准空气中充入瓦斯时，烷空气体的爆炸范围=515%，爆炸下限5%CH4、19.88 O2；爆炸上限15%CH4、17.79 O2。爆力最强浓度=9.5，化学反应完全,爆温最高与爆压最大。最优爆炸浓度=78，最容易点火爆炸。,15%,15%,火焰表面遇氧可燃、不爆,7-8%,最易,8.5%,煤矿瓦斯防治基本知识,一、基本概念 当瓦斯浓度低于5%时，由于参加化学反应的瓦斯量较少，不能形成热量积聚，因此，只能在火焰表面燃烧，不能爆炸；当瓦斯浓度高于15%时，由于氧气浓度不足，满足不了氧化反应的需要，即便是在点火点有瓦斯与不足的氧气发生反应，但所生成的热量少不能使周围介质升温至燃点，即不能传播爆炸；但当有新鲜空气供入时，可以在混合气体与新鲜空气的接触面上发生燃烧（根据这一性质，瓦斯可以用作燃料）。,煤矿瓦斯防治基本知识,一、基本概念 瓦斯爆炸威力最强的瓦斯浓度在瓦斯混入新鲜空气中，爆炸最强烈的瓦斯浓度是9.5%。因为这时混合气体中的全部氧气和瓦斯都能参与化学反应，既无多余的瓦斯，也无多余的氧气，化学反应最完全、最充分，生成的热也最多，因而这时的爆炸力最强、威力最大。对煤矿井下空气，瓦斯爆炸威力最强的瓦斯浓度为8.5%左右，这是因为井下空气氧浓度减小、湿度较大，氧化反应不可能进行得十分充分的缘故。,煤矿瓦斯防治基本知识,一、基本概念 瓦斯爆炸浓度三角形规律：爆炸下限B(5%CH4、19.88 O2)；爆炸上限C(15%CH4、17.79 O2)。1-爆炸危险区；2-不可能存在的烷空气体区；3-甲烷浓度不足不爆区；4-甲烷浓度过高不爆区；5-贫氧窒息不爆区。BE-爆炸下限界线;CE-爆炸上限界线;EC02-在烷空气体中掺入 CO2爆炸临界点（5.96%CH4、12.32%O2）EN2-在烷空气体中掺入N2爆炸临界点（5.18%CH4、9.47%O2）。,在烷空气体中加入卤代烃，爆炸三角形更小，例 E七氟丙烷临界点（9%CH4、17.4%O2）（CF3CHFCF3)不导电，无残留，对臭氧层无破坏性，是新型环保抑爆灭火剂。,一、基本概念 瓦斯爆炸强度(严重程度)的主要影响因素：1、瓦斯积存量瓦斯积存量越大，瓦斯爆炸释放的能量(热能与机械能)越大，即瓦斯爆炸强度越高，甲烷等碳氢化合物与空气混合的爆炸效应：1kg碳氢化合物相当于4kgTNT炸药2、煤尘是否参与爆炸以及参与爆炸的煤尘量瓦斯爆炸风暴扬起可爆煤尘越多，瓦斯煤尘爆炸释放的能量越大，即不仅瓦斯煤尘爆炸强度越高。而且煤尘参与爆炸时，会产生大量的毒气CO,CO毒害作用越强。,煤矿瓦斯防治基本知识,一、基本概念 瓦斯爆炸的主要危害1.产生高温（18502650）2.产生高压（0.7MPa以上)3.产生冲击波4.产生大量的有毒有害气体，氧浓度极低(O2=610%，N28288%，CO248%，CO24）,煤矿瓦斯防治基本知识,瓦斯爆炸过程中火焰的发展变化特征,0.s,34/2000.s,33/2000.s,32/2000.s,6/2000.s,14/2000.s,19/2000.s,24/2000.s,29/2000.s,31/2000.s,36/2000.s,35/2000.s,一、基本概念 瓦斯煤尘爆炸火焰压力传播规律,煤矿瓦斯防治基本知识,t(s),注：图中数字为爆炸压力最大值（MPa）;起爆瓦斯浓度10.5%CH4，200m3；煤尘带3686m,浓度500g/m3实验地点：重庆煤科院爆炸试验大型巷道。,一、基本概念 瓦斯煤尘爆炸火焰压力传播规律,煤矿瓦斯防治基本知识,t(s),由图可见：在爆炸初期，火焰传播速度大于爆炸压力波传播速度，即火焰在前爆炸压力波峰在后；随着爆炸的发展，爆炸压力波传播速度快速增大，超过火焰速度，在距爆源约40m时，爆炸波赶上并超过火焰面；,随着传播距离的增大，爆炸波超前火焰面越来越远。,一、基本概念 爆炸过程中障碍物对火焰速度与超压的影响曲线,煤矿瓦斯防治基本知识,障碍物数对火焰传播速度的影响,（a）没有障碍物,(b)两个障碍物,(c)六个障碍物,障碍物数对温度场分布规律的影响,（a）没有障碍物,(b)两个障碍物,(c)四个障碍物,管道结构异常对瓦斯爆炸过程中火焰传播规律的影响,分叉管路对瓦斯爆炸火焰传播速度影响关系曲线（无加速环）,解释了分叉巷道破坏严重的问题？,分叉管路对瓦斯爆炸火焰传播速度影响关系曲线（有加速环）,L/D,V(m/s),结论：湍流对瓦斯爆炸传播过程具有重要影响启示：消除湍流对阻爆具有重要的作用,火焰速度m/s,解释了分叉巷道破坏严重的问题？,一、基本概念 瓦斯爆炸的主要危害 瓦斯煤尘爆炸最终产物组成表,煤矿瓦斯防治基本知识,爆炸超压对人员的损伤程度表,煤矿瓦斯防治基本知识,一、基本概念 瓦斯爆炸的主要危害,二、瓦斯爆炸预防预防瓦斯积聚 常见瓦斯积聚原因如下：1.风量不足、风量短路、停风,末节风筒过远；2.采空区处理不及时，管理不善,积聚瓦斯涌出;3.瓦斯异常涌出；4.瓦斯抽采未达标进行采掘；5.瓦斯超限继续生产；6.积聚瓦斯处理不当；7.瓦斯检查、监测失误。总之瓦斯“零超限”目标管理制度未建立或不完善或未落实：是否建立瓦斯超限立即停产撤人，并按瓦斯超限就是事故，并比照事故处理查明超限原因，落实防范措施相关制度；1个月内发生2次瓦斯超限的矿井是否停产整顿；矿井安全监测监控系统是否正常运转；传感器安装位置、数量是否符合相关标准要求，是否有空白死角；是否按规定对系统和传感器进行定期维护。,煤矿瓦斯防治基本知识,二、瓦斯爆炸预防预防火源 瓦斯爆炸的主要引爆火源如下：1.明火、火灾；2.电气火花；3.爆破火源；4.静电火花；5.摩擦火花。,煤矿瓦斯防治基本知识,二、瓦斯爆炸预防 瓦斯爆炸发生地点规律：采煤工作面：采煤机附近 工作面上隅角 放炮作业点掘进工作面：迎头 放炮作业过程其它情况：排放瓦斯、处理大块矸石、处理煤仓溜煤眼堵塞,煤矿瓦斯防治基本知识,19491995年46年间，国有重点煤矿一次死亡3人以上瓦斯事故361起，死亡6931人。按发生地点及火源原因统计如下：,发生地点：掘进面 156次，占43.2%采煤面 131次，占36.24%巷道、硐室 74次，占20.5%引爆火源：电气火花 41.44%放炮火焰 29.92%摩擦撞击 8.59%吸烟 1.94%其它（静电、煤自燃、高温热源等）18.00%,各种火花引发瓦斯爆炸典型案例,炮火：1993年10月11日，黑龙江省鸡东县保合煤矿局部通风机停风，掘进工作面瓦斯积聚，不仅不停止作业，而且不检查瓦斯就在迎头放炮，炮火引发特大瓦斯爆炸事故，死亡70人。1997年4月9日，山西省临汾桥上村矿用煤块封堵炮眼，放炮炮火引起瓦斯爆炸，死亡26人。1999年3月27日，山东省枣庄柴里矿放炮崩转载机处大块矸石炮火引爆瓦斯，死亡17人。1996年5月1日，河南省平顶山十矿为了使瓦斯超限时不断电，矿安全办公会议做出了上调瓦斯监测报警点的错误决定，致使瓦斯超限，放炮时发生瓦斯爆炸，造成84人死亡。,各种火花引发瓦斯爆炸典型案例,明电明火：1997年5月2日，贵州省贵阳市花溪坪大坡煤矿，采煤工作面采用明电照明，电火花引发瓦斯爆炸，死亡13人。1999年1月28日，四川省凉山甘洛斯觉矿使用手电照明，电火花引起瓦斯爆炸，死亡14人。1994年1月24日，黑龙江省鸡西二道河子矿多经井使用煤电钻插销明电放炮，引起瓦斯爆炸，死亡99人。1999年5月10日，陕西省铜川玉华煤矿一名工人在井下吸烟，烟头明火（吸烟时温度为650800oC，香烟点燃未吸时温度为450500oC）引起瓦斯爆炸，不仅自身死亡，还夺去另外42位矿工的生命。1999年7月17日，黑龙江省农牧渔厅供应站矿，一工人在井下吸烟，明火引起瓦斯爆炸，死亡23人。,各种火花引发瓦斯爆炸典型案例,电气设备失爆火花：1995年5月6日，山西省临汾古城煤矿，煤电钻喇叭口电缆破损漏电火花引发瓦斯爆炸，死亡35人。1997年7月12日，江西省乐平桥头矿，输送机控制系统失爆，漏电火花引起瓦斯爆炸，死亡40人。1999年1月25日，黑龙江七台河市新富煤矿，工人拽电钻电缆时，明接头短路电火花引起瓦斯爆炸，死亡11人。1996年11月27日，山西大同市郭家窑乡东村煤矿，巷道通风不良引起瓦斯积聚，电工带电检修开关，产生电火花，引起瓦斯煤尘爆炸，死亡110人，另下落不明4人。1993年10月27日，山西大同晋华宫矿南山井，工人带电检修绞车磁力起动器，电火花引发瓦斯爆炸，死亡28人。1998年11月29日，云南省来宾煤矿一工人，在井下拆卸矿灯时灯线短路，产生火花将瓦斯引爆，造成42人死亡。1996年10月19日，陕西桃花洞煤矿，矿灯失爆火花引起瓦斯爆炸，死亡50人。,各种火花引发瓦斯爆炸典型案例,摩擦火花：1994年9月17日，黑龙江省鹤岗南山煤矿，采煤工用手锤敲打铰接顶梁连结销子时产生火花，引起瓦斯爆炸，死亡56人。2000年9月5日，山西省大同永定庄矿工人检修设备时，金属间撞击产生火花引起瓦斯爆炸，死亡29人，另下落不明2人。静电火花：1981年，日本新大夕张煤矿发生煤与瓦斯突出，救护队下井抢救时，一名队员身穿化纤衣服，剧烈摩擦产生的静电火花引发瓦斯爆炸，90多人死亡。1997年1 1月27日，安徽省淮南谢二矿，采煤工作面上隅角排放瓦斯风筒的抗静电性能失效，产生静电火花，引起瓦斯爆炸，死亡45人。,19491995年46年间，国有重点煤矿一次死亡3人以上瓦斯事故361起，按瓦斯积聚原因统计如下：,局部通风机停风 15.51%风量不足（超通风能力生产）15.51%通风系统（串联、角联、不完整等）14.68%采空区积存瓦斯 10.08%放炮后积聚瓦斯 7.48%巷道局部无风 7.20%盲巷积聚瓦斯 6.65%局部通风机循环风 1.94%其它（瓦斯异常涌出、突出孔洞积存瓦斯等）14.96%,19491995年46年间，全国煤矿共发生一次死亡3人以上瓦斯事故 3343起，死亡 28140人，其中乡镇煤矿 2102起，占62.49%，死亡 13555人，占47.64%,瓦斯爆炸事故原因分析：,1违背技术政策和法律法规 有的矿井主通风机能力小，通风系统阻力大，漏风多，风量不足，超通风能力生产，有的小煤矿甚至是自然通风无机械通风；有的矿井通风系统违规；采空区和盲巷未及时处理和封闭，形成瓦斯库，留下事故隐患，有的小煤矿甚至是独眼井，无全负压通风系统。2通风管理不善 矿井各用风地点未按需配足风量或超通风能力生产；通风巷道与设施维修不到位，冒落堵塞，风流不畅、短路；局部通风机随意停开；有的风筒脱节、漏风、被压，未及时处理，有的风筒口距掘进工作面太远，使风量过小、风速低，导致掘进工作面微风作业，致使瓦斯积聚；通风系统不完整不独立不可靠，串联风、扩散风、循环风。,瓦斯爆炸事故原因分析：,3瓦斯检查制度执行不严 有的矿瓦斯检查工数量不足，经常空班漏检；有的瓦斯检查工思想与业务素质不高，责任心不强，甚至做假记录；有的矿井瓦斯监测遥控系统安装不合理或检修不及时，不能发挥其作用。4瓦斯抽排不达标 有的矿井虽然建有瓦斯抽采系统，但抽采不达标，抽采钻孔密度、长度、时间不够，以致掘进回采时瓦斯超限。煤与瓦斯突出矿井，没有采取区域预抽或预抽未达标、开采解放层未同时抽采卸压瓦斯或抽采未达标，导致煤与瓦斯突出事故的发生。,瓦斯爆炸事故原因分析：,5违章爆破火源 炮眼不装或少装炮泥，甚至用煤粉等可燃物替代；最小抵抗线不够和用多母线爆破；进行裸露爆破或放连珠炮。有的工作面虽然分上、下段爆破，但两段爆破间隔时间很短，以致酿成事故。6机电设备火源 电气管理不严及机械设备摩擦火源。井下照明和机械设备的电源、电气装置不符合规定；有的疏于管理，电气设备失爆或带电作业产生火花，以及机械设备摩擦热源、胶带摩擦着火引发瓦斯爆炸。,瓦斯爆炸事故原因分析：,7.煤炭自燃火源 采空区和旧巷未及时封闭，残煤自然发火；密闭不严管理不善，漏风致火区复燃。8.职工安全意识薄弱 瓦斯超限作业；井下违章火焊、电焊；电钳工带电检修作业；放炮未“一炮三检”；在井下抽烟等。,第二部分瓦斯爆炸事故案例分析案例阜新孙家湾煤矿海州立井2005年“2.14”特别重大瓦斯爆炸事故,瓦斯爆炸事故案例分析 2005年2月14日阜新孙家湾煤矿海州立井发生特别重大瓦斯爆炸事故，死亡214人,受伤30人，其中重伤8人。,主要内容 一、事故矿井基本情况 二、事故发生时间认定 三、爆源点的认定 四、事故类别认定 五、瓦斯来源分析 六、引爆火源分析 七、灾害波及范围分析 八、爆炸强度分析 九、事故结论 十、事故的技术层面的反思 十一、事故间接原因分析 十二、事故原因小结,孙家湾煤矿隶属于阜新矿业（集团）公司，系原孙家湾斜井和海州立井合并而成。生产能力2004年6月通过技术改造：海州立井年设计能力150万t（未经核定，改扩建工程尚未竣工）。2004年：生产148.8万t，其中海州立井产95.1万t，孙家湾斜井产53.7万t（04年8月后不产煤）。2005年：海州立井计划150万t，1月已产15.5万t。回采工艺：综合机械化放顶煤和炮采放顶煤开采生产采区：331采区和242采区海州立井通风系统：中央并列两翼对角混合抽出式通风，现有两个立井和三个斜井。总排风量4957m3min。,一、事故矿井基本情况,通风系统示意图,242采区,331采区,安全基本状况绝对瓦斯涌出量：23.01m3/min相对瓦斯涌出量：13.7m3/t331采区相对涌出量：7.27m3/t矿井瓦斯等级：高瓦斯矿井煤尘爆炸指数：40.88%瓦斯抽放系统：3台移动抽放泵抽放能力：140m3/minKJ75型矿井瓦斯监测监控系统,二、事故发生时间认定,事故发生时间：2005年2月14日15时01分主 要 依 据：-矿井安全监控系统监测信号中断时间为：2005年2月14日15时01分。-阜新地震台监测到的瓦斯爆炸震动波出现：时间为2005年2月14日15时01分,三、爆源点的认定,爆源点：-500m水平3316架子道内，距专用回风道8m处的配电点1.从冲击波造成的物体位移方向分析 井下3316架子道配电点爆炸，其冲击波传播方向呈放射状,照明信号综合装置,照明信号综合装置,3316架子道,冲击波方向,冲击波方向,2.从3316架子道配电点处的火源迹象分析有引爆火源的迹象（具体见火源分析）,四、事故类别认定,事故类别：瓦斯爆炸事故（1）高瓦斯矿井。（2）造成的冲击波破坏现象十分明显。（3）有爆炸声及浓烟产生（4）有大量有毒有害气体产生（5）爆炸前有高浓度的瓦斯异常涌出，爆炸后有残存瓦斯（6）灾区内未发现煤尘结焦现象，可排除煤尘参与爆炸的可能。（7）事故前爆源点附近未储存、使用炸药等其它爆炸物品。,1.冲击地压引起3316外风道局部区域异常瓦斯涌出并达到爆炸界限（1）从冲击地压监测报表及矿井安全监控系统监测数据方面分析据阜新市地震局提供的资料，2005年2月14日14时49分38.6秒阜新市孙家湾矿区发生了震级为ML 2.7级冲击地压；冲击地压后11分发生瓦斯爆炸，根据监测记录：异常瓦斯涌出区域瓦斯扩散至爆源点并达到爆炸界限的时间，以及在该时间段内电工带电检修电器打火等认定，冲击地压与瓦斯爆炸两者在时间上存在因果关系。,五、瓦斯来源分析,瓦斯爆炸造成的遇难人员分布,爆点,局部停风积聚瓦斯,冲击地压底鼓顶冒帮片大量涌瓦斯,4%,高瓦斯矿井采区无专用回风下山；采区进回风下山皆未贯穿整个采区（剃头开采）；3316风巷掘进从3315皮带巷开口（致采面和3316掘进通风皆不独立；单翼开采同时采掘；回风中设配电点无瓦斯点闭锁。,参与爆炸巷道,（2）冲击地压引起瓦斯异常涌出，冲击地压发生时间和3316风道的36#监测点，3316外风道53#监测点瓦斯浓度值的变化，在时间和空间有对应关系：事故前，3316风道回风的36#监测点在14时49分瓦斯浓度为2%，已严重超限；3316外风道进风系其回风渗入新风（53#监测点)，若无其他瓦斯，瓦斯浓度应低于36#监测点瓦斯浓度；3316外风道进风53#监测点从14时50分20秒已超限的瓦斯浓度1.29%，到14时52分29秒急剧增加至4%以上，表明36#监测点与53#监测点之间因冲击地压有大量新瓦斯源补充。据现场勘察，冲击地压导致的巷道底臌、冒顶、巷帮变形发生3316外风道53#监测点前后。,（3）爆炸事故后，3316外风道仍继续有大量瓦斯涌出。（4）从3316外风道处地质构造状况进行分析：3316风道外侧正处于一背斜转向斜的构造地带，且3316架子道斜交于向斜轴部。,冲击地压致使3316外风道刮板运输机支起,插图 冲击地压致使3316外风道底臌,3316风道有瓦斯涌出并积聚超限（1）3316风道掘进面（37#甲烷传感器）：14时40分监测信号恢复时，瓦斯浓度为2.09%左右；14时47分开始下降，于14时52分下降至0.3%。（2）在3316风道掘进面瓦斯下降的同时，3316风道回风（36#甲烷传感器）于14时49分瓦斯浓度达2.04%峰值，表明3316风道掘进面有积聚瓦斯排出。（3）瓦斯排放时间与回风侧3316外风道冲击地压发生时间（14时49分38秒）对应；,结论：3316外风道因冲击地压异常涌出瓦斯与3316风道掘进面排出的积聚瓦斯混合参与瓦斯爆炸。冲击地压前爆源点瓦斯已超限，与冲击地压过程喷出瓦斯叠加达到爆炸浓度。,六、引爆火源分析,引爆瓦斯的火源：-500m水平3316架子道内，距专用回风道8m处的配电点ZBZ-4.0M127V型照明信号综合装置接线腔内电火花。,（1）3316架子道配电点ZBZ-4.0M127V型照明信号综合装置上方顶板，两排钢筋、锚杆托盘呈红锈色，有明显过火痕迹；相邻钢筋没有相似痕迹。,(2)3316架子道照明信号综合装置接线腔内有两个接线端子的压紧螺帽松动，一个是接线腔内接地端子，另一个是一相动力电源线接线端子，开关在带电作业下电缆扰动可产生电火花。接线腔没有盖板。,接线腔内两个接线端子有剩余长约22.5cm的二根铜芯丝，其端头圆滑有熔化迹象,爆源点附近钻机控制手把煤尘附着状况,（3）3316架子道配电点靠煤帮一侧附近发现该照明信号综合装置接线腔盖板和一只附着其上的螺丝，该螺丝中部弯曲120内角、有扭丝和丝扣拉伤痕迹；接线腔盖板防爆结合面侧固定该螺丝的螺孔有明显压伤痕迹；接线腔防爆结合面处，固定该螺丝的螺孔也有明显向外拉伤凸起痕迹；表明接线腔内爆炸压力大于配电点处环境压力。（4）3316架子道配电点附近有10人遇难，并发现两串钥匙和一个扳手，表明事故现场有人作业。,因冲击波和高温火焰的破坏范围：331采区：3315综采工作面及其进、回风巷；3316风道掘进；3316皮带道掘进、331区轨道下山、331区运煤下山、331区回风斜下、扫泥道、太上一皮运煤道、四皮运煤道、-340 盲斜下山，水平大巷；242采区：部分巷道。事故造成伤亡人员及破坏情况如下片之图所示：,七、灾害波及范围分析,瓦斯爆炸造成的遇难人员分布,爆点,局部停风积聚瓦斯,冲击地压底鼓顶冒帮片大量涌瓦斯,4%,高瓦斯矿井采区无专用回风下山；采区进回风下山皆未贯穿整个采区；3316风巷掘进从3315皮带巷开口，致3315采面和3316风巷掘进都不是独立通风。,参与爆炸巷道,爆炸对盲斜下山支护的破坏状况,八、爆炸强度分析,1.参与爆炸的瓦斯源所在巷道 3316外风道中水仓口至外风道掘进头；3316架子道；3316盲斜下山；331轨道下山中自盲斜下山巷口至3315风道口一段。2.瓦斯源所在巷道的瓦斯浓度3316架子道自专用回风道巷口以外一段巷道、331轨道下山中自盲斜下山巷口至3315风道口一段中：3.98%3316架子道自专用回风道巷口以里一段巷道：8.06%,3.参与爆炸的总瓦斯量：246m3 4.爆炸前异常涌出的总瓦斯量：624m3 5.爆炸强度相当于705kg TNT炸药爆炸效应，(1kg碳氢化合物与空气混合的爆炸效应相当于4kg TNT炸药，甲烷的密度0.716kg/Nm3,即1m3甲烷与空气混合的爆炸效应相当于2.86kg TNT炸药),九、结论,事故类别：瓦斯爆炸事故时 间：2005年2月14日15时01分爆 源 点：-500 m水平 3316架子道内，距专用回风 道8m的配电点处；瓦斯来源：3316外风道因冲击地压造成的异常涌出 的大量高浓度瓦斯与3316风道停工掘 进工作面积聚的瓦斯排出混合；引爆火源：3316架子道内，距专用回风道8m的配 电点处，带电检修ZBZ-4.0M127V型照 明信号综合装置，接线腔内产生电火花。,为什么现代化国有重点矿会发生这样大的灾害？冲击地压 异常瓦斯涌出+带电检修火花 特大瓦斯爆炸。应急救援能力弱，未能斩断原发性灾害向继发性灾害转化的致灾链1、瓦斯源：冲击地压无防治；异常瓦斯涌出源未预抽；瓦斯浓度超限继续生产而且不处理；带电检修横行无限制；反思各矿异常瓦斯涌出防治以及能否避免成灾。,十、技术层面的反思,2、瓦斯异常涌出信息的及时获取、诊断和快速响应失效 爆炸浓度瓦斯充满千米巷道达近十分钟未能发现和采取应急措施；监测监控失效不仅必须设置瓦斯监控系统，而且必须注意系统功能的有效性及应用可靠性；（1）瓦斯异常信息的获取（井下便携式仪器的重要作用、监测点的正确布置、井上异常信息的处理）；（2）瓦斯异常信息的快速响应（报警、断电、异地断电)；（3）监测信息的及时正确诊断（怀疑误报、井下、井上信息的处理程序)。,3、火源：带电检修（多次引起特大瓦斯爆炸事故的违规行为）。职工培训，企业文化。良好职工素质形成与防带电检修性能的设备。4、灾害扩大化（1）通风系统的合理性可靠性（开采与掘进接替紧张、为节省巷道破坏了通风系统的独立、合理、可靠性）。下山通风系统的完整可靠性要求；331采区无专用回风巷道；由上阶段工作面运输巷道中部开下阶段回 风巷且同时生产，两重大隐患叠加。（2）人员密集，劳动组织混乱。,5 设备采购（1）“ZBZ-4.0M127V型照明信号综合装置”样机正在进行电气性能检验，防爆性能尚未检验，不可能取得该产品的安全标志许可证。（2）该事故开关名牌标注的防爆合格证号在CMExC后无编号；安全标志“MA”号（20034172）经网上查询为非该开关型号。,十一、间接原因分析,1、超能力生产 核定生产能力90万t/a，2005年1月实际生产15.5万t，加剧了采掘关系失调；风量不足，瓦斯浓度超限2、巷道布置不合理 1）采区无专用回风巷；2）采区进、回风巷未贯通整个采区，边生产边延伸；3）3316风道掘进工作面是从3315皮带道与3316风道之间联络巷开口掘进的，致使3315综放面和3316风道掘进面都没有独立的通风系统。,十一、间接原因分析,3、机电管理混乱 1）爆源处工人带电检修综保装置，严重违章；2）使用电气产品不符合规定：（1）综保装置无有效安全标志许可证，无有效防爆合格证，”MA”标志系伪造；（2）安设在回风系统中的电气设备没有实现瓦斯电闭锁，瓦斯超限时不能及时断电，致使工人无证违章带电作业引发瓦斯爆炸。4、劳动组织不合理，管理混乱 1）事故当班入井574人，在事故区多工种、人员密集、同时交叉作业，构成群死群伤隐患；2）有3支外包工程队在井下进行采掘 作业，以包代管，特殊工种无证上岗。,十一、间接原因分析,5、未采取综合防治冲击地压措施 矿井虽然有防治冲击地压办公室和防治冲击地压队，也制订了3316顺槽防治冲击地压安全技术措施，但未按煤矿安全规程第84条规定，“应根据预测预报等实际考察资料和积累的数据划分冲击地压危险程度等级并制订相应的综合防治措施。”6、安全监控管理违规，应急处置不当 1）当3316风道瓦斯传感器发生通讯中断，无监测数据现象时，没有执行煤矿安全规程第162条规定“安全监控设备发生故障时，必须及时处理，在故障期间必须有安全措施。”2）从冲击地压发生，（瓦斯异常涌出，瓦斯超限）到瓦斯爆炸11分钟时间内，高浓度瓦斯充满千余m巷道，回风 系统的电气设备未能断电，井下现场有关人员未采取有效措施，监测中心值班人员失掉时机，处置不当。,十一、间接原因分析,7、安全管理制度不健全，落实不到位 矿井虽然配有便携瓦斯检测仪和自救器，但由于安全管理制度不健全、落实不到位，致使有关人员下井不带便携瓦斯检测仪，未执行煤矿安全规程第10条“入井人员随身携戴自救器”的规定。8、职工队伍素质低，不符合安全生产的要求 职工队伍文化基础低，专业知识弱，满足不了现代化复杂矿井安全生产的要求。矿长系小学文化水平，难以承担起现代化复杂矿井管理职责；工程技术人员流失严重，技术管理人才短缺；2000年以来，阜新矿业集团公司分配来的大专毕业生只有15人。,十二、事故原因小结,事故责任处理结果：国务院2005年月11日召开常务会议，同意事故调查领导小组和事故责任处理小组的建议。对这起事故负有主要责任的孙家湾煤矿矿长等4人移送司法机关处理；对阜新矿业（集团）有限责任公司董事长、总经理给予撤销党内外职务处分，并按照程序免去其董事长职务，其余27人分别给予党纪行政处分；对负有领导责任的辽宁省人民政府副省长作出书面检查。,十二、事故原因小结,事故直接原因：1.冲击地压造成3316风巷外段大量瓦斯异常涌出，3316风巷里段掘进工作面局部停风造成瓦斯积聚、二者瓦斯浓度均处于瓦斯爆炸范围；2.工人违章带电检修临时配电点的照明信号综合保护装置，产生电火花引起瓦斯爆炸。,十二、事故原因小结,事故暴露出的主要间接原因：一是改扩建工程及矿井生产技术管理混乱:海州立井改扩建未经验收就组织生产；超能力生产，2005年1月产煤15.5万t（设计150万t/a）331采区在无采区设计的情况下进行作业，采区没有专用回风巷，采区下山未贯穿整个采区，边生产边延伸；该矿擅自修改设计，增加在3315皮带道与3316风道之间的联络巷开口掘进3316风道，使3315综放工作面与3316风道掘进面没有形成独立的通风系统，违反煤矿安全规程的规定,这是造成灾害扩大的主要原因之一。,十二、事故原因小结,事故暴露出的主要间接原因：二是煤矿“一通三防”、机电管理混乱。外包工队井下特殊工种长期违规无证上岗;违章带电检修电气设备。瓦斯监控系统维护、检修制度不落实，井下瓦斯传感器存在故障，地面瓦斯监控系统声音报警功能出现故障长达4个月不进行维修，致使事故当天不能发出声音报警。该起事故中产生火源的照明综合保护装置入井前未进行检验，致使假冒MA标志的机电设备下井运行。,十二、事故原因小结,事故暴露出的主要间接原因：三是劳动组织管理混乱，缺乏统一、有效的安全管理制度。该矿在2003年7月1日至2004年3月31日期间，在没有审查外包工队有关手续的情况下，两次与外包工队签订了劳务合同。2004年4月1日后，该矿在与外包工队没有续签合同的情况下，非法使用外包工队，且以包代管，对特殊工种工人不组织培训；井下多工种交叉作业现象严重，事故当班入井人数达到574人。,十二、事故原因小结,事故暴露出的主要间接原因：四是煤矿安全管理混乱，有章不循。该矿配有自救器和便携瓦斯监测仪，但基本无人佩带；事发当天担任矿生产值班任务的安监科长擅离职守，直至发生事故才回到岗位；瓦斯监控值班室值班人员及有关负责人，在瓦斯监控系统报警后11分钟内，没有按规定实施停电撤人措施；防治冲击地压部门没有严格执行冲击地压危险性预测次数的规定，未能做好预测预报工作；矿安监部门对矿井存在的重大安全隐患监督检查不力。,十二、事故原因小结,事故暴露出的主要间接原因：五是重生产、轻安全，忽视安全生产管理。阜新矿业（集团）公司在孙家湾煤矿改扩建工程尚未竣工的情况下，2005年为该矿下达超能力生产计划，在该矿没有采区设计的情况下，对该采区的采煤工作面设计进行了审批，对有关部门下达的限期整改等指令不及时进行组织落实集团公司购买的照明信号综合保护装置因进货管理不严，未能发现是假冒伪劣产品。,十二、事故原因小结,事故暴露出的主要间接原因：六是政府有关部门未能严格履行职责，监管监察不到位。辽宁省煤炭工业局对孙家湾煤矿海州立井改扩建工程疏于管理；对超能力组织生产监管不力；没有认真落实2003年5月辽宁省政府领导针对辽宁煤矿安全监察局提交的关于阜新矿业集团公司安全情况的报告作出批示；对阜新矿业(集团)公司存在重大安全隐患，未有效组织检查整改。辽宁煤矿安全监察局辽西分局对海州立井331采区无设计、没有采区专用回风巷、采区未形成完整的通风系统和该矿擅自修改设计增加3315皮带道与3316风道之间的联络巷、使之未形成独立的通风系统等事故隐患，督促整改不到位。,感谢各位领导、专家,