煤矿瓦斯(煤尘)事故重大案例.ppt

一、郑州煤业集团大平煤矿 “10.20”特大型煤与瓦斯突出引发 特别重大瓦斯爆炸事故,2004年10月20日，河南省郑州煤炭工业集团有限责任公司(简称郑煤集团公司)大平煤矿发生一起特大型煤与瓦斯突出引发的特别重大瓦斯爆炸事故，造成148人死亡，32人受伤（其中重伤5人），直接经济损失3935.7万元大平煤矿“10.20”事故瓦斯突出及扩散过程演示,,,,21轨道下山岩石掘进 工作面,突出煤岩量约 1894t,瓦斯量25万m3,,,延期性特大型突出： 当班在上部车场的付忠义在突出的高浓度瓦斯到来之前先闻到了严重的刺鼻气味（炮烟味） 距中部车场421m处死亡的3人中，一人身上挎有一台放炮器，身下压着一盘放炮母线这说明放炮员已经完成了放炮、躲炮烟、收放炮母线等工序后，突出尚未开始，而是在人员外撤的过程中发生了突出，即从放炮到突出的发生之间存在一定的时间间隔 突出的上一班是喷浆班，但据现场勘察，巷道壁上锚喷的末端（即图中的锚杆处）到突出孔洞的距离尚有1～1.5 m未锚喷新岩壁，表明这是当班放炮的进尺大平煤矿“10.20”瓦斯爆炸传播过程演示,应注意： “安全”区域的安全性的动态转换； 1、岩石掘进工作面的突出威胁性； 2、矿井由非突出危险过渡到突出危险的过渡阶段时存在的易忽视的重大隐患； 3、原发性突出灾害诱发继发性爆炸灾害的防治； 4、监测监控系统的可靠性； 5、突发性灾害信息的发现、分析和决策的及时性,二、陈家山矿瓦斯爆炸事故 事故摘要,1．事故时间：2004年11月28日7时6分。

2．事故类别：瓦斯爆炸 3．事故性质：责任事故 4．爆源点 ：陈家山煤矿415综放工作面下隅角支架尾梁后侧区域 5. 伤亡人数：造成166人死亡，45人受伤，直接经济损失4165.91万元 6. 发生多次爆炸：在抢险救灾过程中于12月2日凌晨3时25分、6时15分、7时45分和10时53分，又相继发生了4次爆炸 ，但未伤人5．直接原因： （1）瓦斯积聚原因： 位于415工作面顶部的1#联络巷与高位巷连接处12月24日8点班封闭，造成1#联络巷靠工作面运顺侧为盲巷，形成瓦斯积聚并通过与运顺连接的交叉口及周围裂隙不断涌入工作面下隅角支架尾梁后侧区域，由于1#支架处28日6时冒顶增大裂隙，进一步增加了瓦斯涌出，使该区域瓦斯积聚并达到爆炸界限； （2）点火源： 在下隅角靠采空区侧进行强制放顶放炮时引爆瓦斯2 事故发生经过,2004年11月23日10:20～10:30 415上隅角起爆松动顶煤，上隅角采空区发生瓦斯爆燃，83#～89#架后溜槽处发现明火，并有大量青烟 2004年11月24日 12:10上隅角再次发生瓦斯爆燃，工作面烟雾很大12:14发现53#架的尾梁下部着火，采用洒水灭火，12:36明火扑灭 ；决定只割煤不放顶煤，加快推进速度 。

2004年11月28日07时10分 井下四泵房安检员韩朝云汇报听到爆炸声、巷道烟雾大，安子沟抽放泵站汇报，其风井防爆门被摧毁，有黑烟冒出；事故死亡166人，受伤45人（见图，遇难人员分布图和爆炸传播图） 2004年12月2日 3:25、6:15、7:45、10:53相继发生4次爆炸，没有造成人员伤亡415 面 爆 源 点,415运顺,415回风巷,415高位巷,,1号联络巷,,四总回,四皮下,四轨下,415灌浆巷,,,,,,,,,,,,,,,,,,,415工作面,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,现场勘查主要证据图,图1 13、14架间发现放炮器,图5 1至3架有明显过火痕迹,图4 3架发现有过火痕迹的编织袋,图3 8架间发现雷管、炮泥,图2 10架间发现雷管等,图6 下隅角后部溜子有大煤块,图7 1#架至3#架间有雷管脚线,图8 4#架处有放炮母线等,,下页,图4 3架处发现有明显过火痕迹的编织袋、乳化炸药,,返回,图7 1#架至3#架之间有雷管脚线,,返回,图8 4#架处有放炮母线与雷管脚线连接的残余段,,返回,爆源点的认定 爆源位于415综放工作面下隅角 （1）415工作面灌浆巷、415工作面回顺、416工作面、417工作面、407工作面以及四采区各巷道的冲击波方向均来自415工作面方向。

（2）对415工作面现场勘察，工作面液压支架立柱迎向运输机机头方向（下隅角方向）附着煤尘粘焦，显示爆炸波由机头方向向机尾传播支架和乳化液管路基本完好，设在工作面90#架处的2kw的局部通风机（事故前未开）向上隅角方向略有位移，风筒基本完好，工作面没有明显的破坏痕迹物体位移及煤尘附着方向表明，爆炸冲击波来自工作面下隅角方向3）2004年11月28日第一次爆炸发生后，澄合矿务局救护队2004年11月29日17时20分至19时30分，侦察415运顺情况：从四轨下延伸巷进入运顺150m范围内皮带基本完好，向外略有倾斜，管路基本完好；约150m以后皮带架全部向外倾倒，玻璃钢抽放管破碎，其他管路落在地上，巷道中皮带架等杂物堆积，人员行走困难，转载机横在巷道中，人员无法通过，巷道锚杆支护明显向外弯曲从物体位移及倒向表明，冲击波由里向外来自415工作面下隅角方向4）据现场勘察：415工作面紧邻下隅角的3#架处发现有明显过火痕迹的编织袋、乳化炸药（图6），1#至3#架立柱、油缸、液压管有明显高温过火痕迹（图7），而415工作面其它地点未发现过火痕迹 （5）因415高位巷及1#联络巷无人工作，无任何机电设备，无引爆火源，故排除415高位巷及1#联络巷为爆源点的可能。

以上现场勘察和分析表明，以415工作面下隅角为中心有冲击波向四周传播的明显迹象专家组一致认定415综放工作面下隅角支架尾梁后侧区域是爆源点煤矿重大灾害虚拟现实重现系统,基于VC++和Vega平台，建立显示各种灾害的发生、发展和救灾过程的虚拟现实系统，为防治措施的合理性检验，救灾决策、事故场景重现，事故原因和性质分析汇报以及安全培训提供有力的显示工具 巷道火灾(视点在巷道内),巷道火灾(视点在巷道外),陈家山煤矿特别重大瓦斯爆炸事故经过,,上隅角放炮引起瓦斯爆燃,上隅角瓦斯爆燃引起明火,人员救灾,下隅角瓦斯爆炸,虚拟现实系统需借助专用软件显示三维动态灾变过程，因展示条件所限，本图仅以二维静态图形显示虚拟现实场景，虽然显示效果差，但也较清楚地显示出下隅角瓦斯爆炸的原因所开发的虚拟现实系统能真实显示三维动态灾变过程，为事故调查和分析提供了有力的分析工具爆炸性气体混合带,采空区冒落带,1号联络巷交叉口,,瓦斯流,,新鲜风,下工 隅作 角面,陈家山煤矿特别重大瓦斯爆炸事故原因分析图,6 瓦斯积聚原因分析认定,经分析认定，爆源点处瓦斯来源于415工作面下隅角靠采空区顶部及1#联络巷主要依据如下： （1）1#联络巷在通高位巷口已于2004年11月24日8点班密闭，1#联络巷与运顺的交叉口离尾梁6m，联络巷中积存的高浓度瓦斯通过与该交叉口和顶煤裂隙向下隅角支架尾梁附近区域的涌出；6：50分前工作面1#支架处冒顶加剧了瓦斯涌出，增大了下隅角强制放顶引爆积聚瓦斯的危险性。

415下隅角局部剖面图,,,,415运巷,,,1号联巷与415运巷的交叉口,,,,转载机头,,顶 煤,工作面采面煤壁位置,,工作面后梁位置,,,,1号联络巷,,,炮眼位置,,炮眼,,瓦斯通过裂隙流动,,工作面位置,,,,,,（2）据调查，1#联络巷在密闭前的正常通风量是120 m3/min，瓦斯浓度0.68%，其入口风流的瓦斯浓度0.2%由24日16时封闭至28日7时共87小时，联络巷煤壁累计涌出瓦斯量约3007m3，密闭后巷道空间1560m3，积聚的高浓度瓦斯通过交叉口及周围裂隙不断涌入下隅角及附近采空区，造成该处瓦斯浓度达到爆炸界限7 火源分析,据调查，爆源点可能引爆瓦斯的火源有：煤自燃、放炮、摩擦火花、电气火花 经现场勘察和分析认定，放炮是引爆瓦斯火源 主要依据如下：,1）据现场勘查，后部溜子电机上方发现有断续的雷管脚线，在第1-2#、3-4#液压支架底部浮煤3～5cm深处有两段连续的长约1.5m雷管脚线（图8）,在5-6#液压支架间发现有长约2m的放炮母线,且与雷管脚线相扭接的母线头在5#液压支架处（图9）4架处前立柱间发现煤电钻，8架及10架前后立柱间发现雷管、炮泥、雷管脚线，10到16架前后立柱间发现连续放炮母线，13架与14架之间发现一放炮器（见图10、图11、图12），17架前立柱间发现炮泥。

2）据现场勘察，415工作面转载机头至煤壁共26.3m，其中前7m未挑顶，中间6.1m已挑完一次顶，后13.2m已挑完两次顶，转载机已向前移到位；下隅角与后部溜子平行处，有煤垮落现象，可见大煤块（见图13），未见炮孔和装药孔，表明已进行过强制放顶放炮 3）在现场勘察基础上，结合证人证言分析，即：28日凌晨证人离开415工作面前，放炮班人员已到下隅角施工好放顶爆破孔，并已装好药，待转载机拉过后放炮另外，结合分析抢险救灾报告：放炮员遗体位于16架处，正位于炮线接头和放炮器附近表明爆炸时415工作面下隅角尾梁后部正在实施顶煤爆破作业4）据调查，在415工作面上下隅角强制放顶放炮钻孔向采空区倾斜，这种炮眼容易减少爆破的最小抵抗线，极易引起放炮时向采空区串火；且11月23日415工作面正是因为上隅角强制放顶放炮引起支架后部采空区瓦斯爆燃，并引燃工作面53～56架之间及83～86架处的煤燃烧，出现明火 综合以上各方面情况的分析，可认定引爆火源为415工作面下隅角强制放顶放炮,另外，415下隅角工作面附近其它可能火源有：摩擦火花、采空区自燃、残煤燃烧火源、电气火花，排除如下： 1. 排除摩擦火花引爆瓦斯的可能 （1）415面在24日后采用不放顶煤、加快推采；据现场勘察和证言，28日早上爆炸前采煤机位于距运顺约20m～33m处，往回顺方向前进，离运顺20m范围支架全部没有移架，且由于挑顶，顶部无金属网，可排除因摩擦产生的摩擦火花引爆瓦斯的可能。

（2）爆炸前415工作面没有进行放顶煤，后部溜子没有开动，可排除后部溜子摩擦起火花引起瓦斯爆炸的可能2.排除采空区自燃引爆瓦斯的可能 23日415工作面上隅角爆燃系该处强制放炮放顶引起，直接灭火后，24日上隅角附近再次发生爆燃24日及以前与采空区相连的高位巷取气样化验一氧化碳浓度接近于0，表明23日爆燃非自燃引起24日后随工作面推进度加快并采取注水、注浆、注凝胶等措施，采空区气密性增加，且24日～27日工作面未出现自燃迹象，说明28日的爆炸事故非自燃所致 3 .排除采空区残煤燃烧火源引爆瓦斯的可能 1）直接灭火成功后，采取灌浆、注水、注凝胶、加快工作面推进度等措施系我国许多煤矿处理采空区自燃的常用措施，未违背煤矿安全规程相关条款，且上述措施的应用实践表明，已有效遏制了采空区内残煤燃烧1）415面于23日10：30左右，因上隅角放炮落顶引起瓦斯爆燃，引燃遗煤，后采用直接灭火措施，消除明火；并采取放透顶煤，注浆，注水降温，用袋装碎煤在下隅角和上隅角堵漏等措施 （2）11月24日，415面相继出现烟雾、爆燃、着火，采用洒水直接灭火扑灭明火，在认为工作面没有明火后不放顶煤快速推采，机头抬高使工作面中部形成低洼积水，架间喷洒气雾阻化，长钻孔注水降温，上、下隅角袋装碎煤堵漏，打钻孔灌浆，注凝胶等防灭火措施； （3）27日，通过灌浆巷钻孔注20%浓度水玻璃凝胶260m3，据救护队员证言，在415面89#、90#架后见胶体； （4）采取加快工作面推进度的措施，提高采空区的封闭性从24日16：00开始推采至28日7:06，工作面共推进了27m，一直未发现自燃迹象。

上述措施的应用效果表明，直至发生瓦斯爆炸事故前，采空区封闭性加强，采空区火源燃烧得到有效遏制2）根据高位巷取样CO浓度的变化趋势可推断采空区不具备引爆瓦斯的火源 （A）CO浓度是分析采空区火源燃烧状态的重要指标气体，但容易受漏风稀释、火源熄灭后CO残有量以及煤缓慢。