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煤礦事故救援分析

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煤礦重大事故防治與應(yīng)急救援的關(guān)聯(lián)性分析
簡(jiǎn)介： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)
  教授、 博士生導(dǎo)師，
  享受政府特殊津貼，
  第2、3、4屆國(guó)家安全生產(chǎn)專家組成員，
  國(guó)家煤監(jiān)局“一通三防”專家組組長(zhǎng)，
 人事部“653”工程煤礦安全領(lǐng)域首席專家，
  中國(guó)職業(yè)安全健康協(xié)會(huì)常務(wù)理事。
010－62331942（o）62331702(h)
簡(jiǎn)歷：
1962－1967 重慶大學(xué)采礦系，
1967年－1982 在江西樂(lè)平礦務(wù)局沿溝礦工作，曾任通風(fēng)區(qū)長(zhǎng)和工程師，
1982年－1989年在美國(guó)密執(zhí)安理工大學(xué)采礦系留學(xué)，獲碩士、博士學(xué)位，
 1989年－1991年在中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 從事博士后研究，后留校工作至今,
1993年－1995年在美國(guó)密執(zhí)安理工大學(xué)合作科研。

第一部分  特大瓦斯爆炸、火災(zāi)事故回顧及教訓(xùn)
一、鄭州煤業(yè)集團(tuán)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(tuán)有限責(zé)任公司(簡(jiǎn)稱鄭煤集團(tuán)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(jīng)濟(jì)損失3935.7萬(wàn)元。

22時(shí)09分12秒～22時(shí)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(kuò)散過(guò)程演示
22時(shí)31分31秒~22時(shí)35分15秒,
瓦斯?jié)舛葟?.17%升到4.0%.
21軌道下山巖石掘進(jìn)
工作面,突出煤巖量約
1894t,瓦斯量25萬(wàn)m3
22時(shí)32分16秒~22時(shí)39分45秒,
瓦斯?jié)舛葟?.5%升到6.3%.
大平煤礦“10.20”瓦斯爆炸傳播過(guò)程演示
應(yīng)注意：
“安全”區(qū)域的安全性的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換；
1、巖石掘進(jìn)工作面的突出威脅性；
2、礦井由非突出危險(xiǎn)過(guò)渡到突出危險(xiǎn)的過(guò)渡階段時(shí)存在的易忽視的重大隱患；
3、原發(fā)性突出災(zāi)害誘發(fā)繼發(fā)性爆炸災(zāi)害的防治；
4、監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性；
5、突發(fā)性災(zāi)害信息的發(fā)現(xiàn)、分析和決策的及時(shí)性
二、陳家山礦瓦斯爆炸事故
  2004年11月28日07時(shí)10分井下聽(tīng)到爆炸聲、巷道煙霧大，安子溝風(fēng)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(fēng)井所有區(qū)域，涉及415回采工作面系統(tǒng)、416掘進(jìn)工作面系統(tǒng)、417掘進(jìn)工作面、采區(qū)下山系統(tǒng)、安子溝回風(fēng)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(méi)有再造成人員傷亡。

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(lái)最大的煤礦事故
四、貴州水城木沖溝礦瓦斯爆炸事故
2000年9 月27日20時(shí)38分，貴州省水城礦務(wù)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(diǎn)。井下作業(yè)的224名礦工中，160人遇難，11人重傷，83人生還。
該礦為高瓦斯突出礦井，相對(duì)瓦斯涌出量為19.9m3/t。
木沖溝礦事故（循環(huán)風(fēng)＋違規(guī)排瓦斯＋打開(kāi)礦燈）

局部風(fēng)機(jī)
停風(fēng)積存大量瓦斯巷道，正 排 放 瓦 斯
 循 環(huán) 風(fēng)
新鮮風(fēng)不夠四臺(tái)局部風(fēng)機(jī)用，產(chǎn)生循環(huán)風(fēng),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(fēng)引起
瓦斯爆炸示意圖
 五、 唐山市開(kāi)平區(qū)劉官屯煤礦“12.7”瓦斯煤塵爆炸事故（死亡108人）
   該礦系低瓦斯礦井
事故發(fā)生于2005年12月7日15時(shí)14分；
其爆源位于1193（下）工作面切眼。
    回風(fēng)下山風(fēng)門打開(kāi)風(fēng)流短路，工作面瓦斯積聚，回柱火花引爆瓦斯，煤塵參與爆炸。
圖3  劉官屯煤礦遇險(xiǎn)、遇難礦工分布圖
六、寧夏白笈溝煤礦火災(zāi)、爆炸災(zāi)害事故教訓(xùn)
開(kāi)拓布置、采掘計(jì)劃不遵循“合理通風(fēng)規(guī)律”所致

七、技術(shù)層面的事故反思
為什么當(dāng)前現(xiàn)代化國(guó)有重點(diǎn)礦會(huì)發(fā)生這樣大的災(zāi)害？
集約化生產(chǎn)＋開(kāi)采強(qiáng)度增大與未實(shí)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(duì)“安全狀態(tài)”的改變
3）應(yīng)急救援能力弱，未能斬?cái)嘣l(fā)性災(zāi)害向繼發(fā)性災(zāi)害轉(zhuǎn)化的致災(zāi)鏈
      
總結(jié)瓦斯爆炸事故的致因
瓦斯源
火源
沖擊地壓
通風(fēng)不良
突出
采空區(qū)瓦斯
火災(zāi)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(cè)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(shè)備失爆
放炮  、 火災(zāi)
帶電檢修
第二部分、對(duì)煤礦重大災(zāi)害防治的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)
一、近一年多以來(lái)，是1960年以來(lái)煤礦特別重大事故的第二個(gè)高發(fā)期
1、2004.10.22      鄭州大平礦難  死亡148人（突出引起進(jìn)風(fēng)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(qiáng)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(fēng)道瓦斯爆炸）；
4、2005.7.4      梅州大興水災(zāi)   死亡123人
5、2005.11.27        七臺(tái)河?xùn)|風(fēng)礦難死亡171人     （煤倉(cāng)放炮引起煤塵爆炸）；
6、2005.12.7    唐山劉家屯礦難死亡108人。
特別關(guān)注礦井突發(fā)事件誘發(fā)重大災(zāi)害事故 
    上述特別重大事故，顯示一個(gè)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(lái)的“安全”區(qū)域轉(zhuǎn)變?yōu)榇嬖谥卮箅[患的危險(xiǎn)區(qū)域，然而這種動(dòng)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(dǎo)致特別重大事故的發(fā)生。
        結(jié)論：
1、低瓦斯礦井（區(qū)域）瓦斯超限概率低，但出現(xiàn)點(diǎn)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(jí)，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(jìn)風(fēng)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；

3、 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。
大部分煤礦重大事故未發(fā)生在高危險(xiǎn)區(qū)域，說(shuō)明多年來(lái)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(shuō)明在新生產(chǎn)形勢(shì)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(qiáng)度生產(chǎn)與高可靠性安全保障的矛盾。
現(xiàn)在，安全技術(shù)管理，重點(diǎn)放在高瓦斯區(qū)域、存在重大危險(xiǎn)源的區(qū)域，這無(wú)疑是正確的；
     但忽視了異常條件下“安全”區(qū)域會(huì)變?yōu)椤拔ｋU(xiǎn)”區(qū)域的動(dòng)態(tài)變化，而且因?yàn)槿藗兺楸?，更容易違章，容易忽視如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)和采取應(yīng)對(duì)措施，其致災(zāi)可能性更大。
因此，需要適應(yīng)煤礦高度集中化生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)，為其提供高可靠性安全保障:
(1)熟知的原發(fā)性災(zāi)害的防治，含高瓦斯區(qū)域的重點(diǎn)防治，
(2)容易忽視的“安全”區(qū)域轉(zhuǎn)化為“危險(xiǎn)”區(qū)域的動(dòng)態(tài)致災(zāi)可能性的預(yù)警和防治，
(3)原發(fā)性災(zāi)害轉(zhuǎn)變?yōu)楦蟮睦^發(fā)性災(zāi)害的預(yù)防和防治。

二、瓦斯突發(fā)事件致災(zāi)的防治是當(dāng)前煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)管理的薄弱環(huán)節(jié)
往往是瓦斯突發(fā)事件（如突出或瓦斯突然涌出，違章處理盲巷集聚瓦斯，大小礦連通集聚瓦斯涌入大礦，放頂煤采煤法頂煤塌落瓦斯大量涌出、突然停電停風(fēng)或風(fēng)門打開(kāi)瓦斯集聚等）使得原來(lái)的低瓦斯區(qū)域轉(zhuǎn)變?yōu)榇嬖谥卮箅[患的高瓦斯區(qū)域所致。
    傳統(tǒng)的煤礦安全技術(shù)管理認(rèn)為，原發(fā)性災(zāi)害誘發(fā)更大的繼發(fā)性災(zāi)害或者防治突發(fā)事件的致災(zāi)影響，因其發(fā)生概率小，為此采取安全技術(shù)管理措施，加大成本，“得不償失”；
   高可靠性安全保障的安全技術(shù)管理認(rèn)為，這是建立煤礦集中化生產(chǎn)的高可靠性安全保障機(jī)制所必須付出的生產(chǎn)成本。這往往是傳統(tǒng)安全生產(chǎn)觀與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家安全生產(chǎn)觀的重要差別。
   改變傳統(tǒng)煤礦安全生產(chǎn)觀，建立高可靠性安全保障機(jī)制是進(jìn)一步提高煤礦生產(chǎn)本質(zhì)安全度、提高煤礦安全生產(chǎn)水平的必由之路。
高可靠性安全保障安全技術(shù)管理的建設(shè)
（1）以瓦斯爆炸防治技術(shù)管理為例，
即使在安全技術(shù)管理較好的礦區(qū)，傳統(tǒng)意義上的安全防范僅注意防止高瓦斯區(qū)域的瓦斯管理工作，往往忽視低瓦斯區(qū)域受到突發(fā)事件影響致使“安全”區(qū)域的狀態(tài)發(fā)生動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換這一重大隱患的防治，。
實(shí)現(xiàn)高可靠性安全保障，就應(yīng)該考慮本礦各“安全”區(qū)域受各類突發(fā)事件（瓦斯突然涌出或突出，違章處理盲巷集聚瓦斯，大小礦連通集聚瓦斯涌入大礦，放頂煤采煤法頂塌落瓦斯大量涌出等）影響下，轉(zhuǎn)變?yōu)橹卮箅[患的可能性及其防治；

災(zāi)害預(yù)防處理計(jì)劃必須對(duì)于本礦不同易發(fā)災(zāi)害區(qū)域，制定針對(duì)性、可靠性和可操作性強(qiáng)的不同的人員撤退、風(fēng)流控制和災(zāi)害處理的優(yōu)化方案并防止或減少誘發(fā)繼發(fā)性災(zāi)害的可能；
要做到高可靠性安全保障，采區(qū)、工作面應(yīng)有有效的隔爆、抑爆設(shè)施和措施，應(yīng)設(shè)置避災(zāi)峒室。

（2）以瓦斯突出礦井安全管理為例，
即使在安全技術(shù)管理較好的礦區(qū)，傳統(tǒng)意義上的安全防范僅注意防止瓦斯突出的發(fā)生，對(duì)于突出的發(fā)生后的致災(zāi)影響，僅僅考慮安裝防突風(fēng)門；
而建立異常狀況改變“安全狀態(tài)”重大隱患的防治，斬?cái)嘣l(fā)性災(zāi)害向繼發(fā)性災(zāi)害轉(zhuǎn)化的致災(zāi)鏈等高可靠性安全保障，就應(yīng)該考慮瓦斯突出后，監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的管理及其響應(yīng)的及時(shí)性，高壓瓦斯流可能造成的瓦斯逆流入侵區(qū)域的判定及其致災(zāi)隱患的防治，
應(yīng)加強(qiáng)可能出現(xiàn)的瓦斯逆流入侵區(qū)域的信息偵知、分析和防災(zāi)能力并加強(qiáng)對(duì)可能入侵區(qū)域的電器設(shè)備的防爆管理；
應(yīng)注意設(shè)置防突風(fēng)門并不一定能擋住高壓瓦斯流，事故案例顯示，高壓瓦斯流即使不會(huì)破壞防突風(fēng)門，也可能穿過(guò)防突風(fēng)門與巷壁、水溝等間隙，逆流一段距離；還應(yīng)注意傳感器的相關(guān)參數(shù)（位置、數(shù)量、種類、響應(yīng)時(shí)間）的合理選擇如何有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并綜合分析瓦斯突出的相關(guān)信息，發(fā)出預(yù)警并及時(shí)采取防治措施。

（3）以火災(zāi)防治技術(shù)管理為例，
       即使在安全技術(shù)管理較好的礦區(qū)，傳統(tǒng)意義上的安全防范僅注意應(yīng)用CO濃度了解、預(yù)警自燃，在膠帶輸送機(jī)巷安設(shè)CO或煙霧傳感器，設(shè)置沙箱、滅火器；
       而建立異常狀況改變“安全狀態(tài)”的重大隱患的防治，斬?cái)嘣l(fā)性災(zāi)害向繼發(fā)性災(zāi)害轉(zhuǎn)化的致災(zāi)鏈等高可靠性安全保障，就應(yīng)該分析各處火災(zāi)的可能影響范圍，并針對(duì)性的采取控風(fēng)措施為救災(zāi)、人員撤退提供安全保障；甚至在采區(qū)、工作面設(shè)計(jì)時(shí)考慮風(fēng)流控制的可能性；
        就應(yīng)該了解CO濃度作為火災(zāi)預(yù)警標(biāo)志性氣體指標(biāo)所存在的問(wèn)題；傳感器的種類、數(shù)量和位置的合理選擇等。

三、礦井通風(fēng)管理的核心—以風(fēng)定產(chǎn)，
 “以風(fēng)定產(chǎn)的兩個(gè)主要內(nèi)容”：
  1、以礦井及采煤面實(shí)際風(fēng)量來(lái)核定產(chǎn)量變化。
   風(fēng)量不足的原因：
     礦井生產(chǎn)條件變化（瓦斯涌出量預(yù)測(cè)值偏低）。
     礦井產(chǎn)量發(fā)生變化
2、具備合理的通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng)。
   
四、應(yīng)急救援預(yù)案和事故預(yù)防和處理計(jì)劃
我國(guó)煤礦重大事故頻發(fā)，在事故應(yīng)急決策和救援中，面對(duì)比西方發(fā)達(dá)國(guó)家更為復(fù)雜、危險(xiǎn)和嚴(yán)重的局面。 
煤礦重大事故應(yīng)急救援具有時(shí)間緊迫性、決策依據(jù)信息模糊性、災(zāi)變狀態(tài)動(dòng)態(tài)復(fù)雜性的特點(diǎn)，因此，應(yīng)急救援決策與救災(zāi)比面對(duì)正常生產(chǎn)狀態(tài)的事故防治更為復(fù)雜而艱巨，需要更強(qiáng)的技術(shù)裝備支持。
我國(guó)絕大多數(shù)礦井雖然制定了礦井應(yīng)急救援預(yù)案和災(zāi)害預(yù)防處理計(jì)劃，但都存在針對(duì)性不強(qiáng)、內(nèi)容不具體、不具備可操作性的缺點(diǎn)。無(wú)法對(duì)重大事故應(yīng)急救援決策提供技術(shù)支持和參考。
災(zāi)害應(yīng)急救援預(yù)案未能考慮應(yīng)急救援演練，事故預(yù)防處理計(jì)劃未能考慮火災(zāi)與爆炸等重大災(zāi)害相互轉(zhuǎn)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(qiáng)的應(yīng)急救援預(yù)案，可以提前以充裕的時(shí)間分析對(duì)比各種救災(zāi)方案的可靠性和可操作性，可以通過(guò)安全教育培訓(xùn)使職工實(shí)施救災(zāi)、自救、控風(fēng)、撤人等各項(xiàng)措施，從而，有助于救災(zāi)決策的實(shí)施。否則，事故發(fā)生后，開(kāi)關(guān)風(fēng)門等救災(zāi)控風(fēng)措施將無(wú)人實(shí)施。

4。1災(zāi)害應(yīng)急救援預(yù)案和事故預(yù)防處理計(jì)劃的三大作用：
  （1）提高事故防治水平；
  （2）減少原發(fā)性災(zāi)害的損失；
  （3）減少或避免繼發(fā)性災(zāi)害的損失。
   重大事故的應(yīng)急響應(yīng)的三階段：
   （1）事故發(fā)生的第一時(shí)間 （幾十分鐘）
   （2）事故發(fā)生后的1～2天
   （3）領(lǐng)導(dǎo)和專家到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后
   大部分煤炭企業(yè)負(fù)責(zé)人和安全管理人員缺乏特別重大事故應(yīng)急救援技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，需提高應(yīng)急救援相關(guān)管理、技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)水平。
第三部分  煤礦重大災(zāi)害防治及救災(zāi)技術(shù)
一、 注氮期防治引發(fā)事故
 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?xì)怏w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(fēng)系統(tǒng)變化，推動(dòng)可燃?xì)怏w層流入火源,引起爆炸.
應(yīng)促進(jìn)惰氣與火區(qū)大氣的迅速混合
救護(hù)人員撤退
二、正負(fù)壓通風(fēng)對(duì)自燃嚴(yán)重 （或漏風(fēng)大） 礦井的影響
負(fù)壓通風(fēng)→回風(fēng)道CO濃度高、易發(fā)現(xiàn)
正壓通風(fēng)→不易發(fā)現(xiàn)、易造成突發(fā)性火災(zāi)

均壓通風(fēng)、進(jìn)風(fēng)區(qū)安全性、上隅角瓦斯，回風(fēng)巷co濃度、取樣位置
謝謝大家！

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04-18