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中国矿业大学(北京)副校长 教授 博士生导师 博士

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1 中国矿业大学(北京)副校长 教授 博士生导师 博士
山西焦煤集团西山煤电集团公司 屯兰矿“2.22”特别重大瓦斯爆炸事故 事故原因及主要教训 孙 继 平 国务院事故调查专家组组长 中国矿业大学(北京)副校长 教授 博士生导师 博士 2009年9月

2 一、概况 2009年2月22日2时20分,山西焦煤集团西山煤电公司屯兰矿井下发生特别重大瓦斯爆炸事故,造成78人死亡,114人受伤(其中重伤5人) 。

3 屯兰矿2002年正式投产,设计生产能力为400万吨/年,核定生产能力为500万吨/年。
该矿属高瓦斯矿井,绝对瓦斯涌出量 m3/min,相对瓦斯涌出量33.58 m3/t。 煤尘具有爆炸性。 属容易自燃煤层。 安装有安全监控系统,但爆源处没有设置甲烷传感器。 地面建有瓦斯抽采泵站,但抽采不达标(回风巷瓦斯浓度大于1%,长期超过1.5%)。

4 事故发生在南四盘区12403综采工作面1#联络巷,该工作面煤层厚度4.26米。
采用综合机械化采煤方法,一次采全高,工作面长181米,走向长2001米,已回采1330米,巷道为锚网支护。 工作面绝对瓦斯涌出量37.77 m3/min ,相对瓦斯涌出量10.15 m3/t。 该工作面采用“二进一回”(皮带巷、轨道巷进风,尾巷回风)的通风方式,轨道进风巷与回风巷之间设有多个联络巷。

5 1号联络巷安装有两部2×30kw局部通风机和4台风机开关, 在靠尾巷侧约6m处设有一料石密闭墙,密闭墙上设有一个调节风窗。(开4指宽 )

6 二、事故直接原因认定 据现场勘察等,经分析认定,事故发生的直接原因是:
 该矿南四盘区12403工作面1#联络巷处于微风或无风状态,造成瓦斯局部积聚达到爆炸浓度。  1#联络巷内的电气开关失爆,引爆瓦斯。

7 (一)爆源 据现场勘察,经分析认定:本次事故瓦斯爆炸源位于12403工作面1#联络巷。 1. 爆炸冲击波由1#联络巷向外传播 从整个矿井看,冲击波方向来自南四采区。 从南四采区看,冲击波方向来自12403工作面区域。

8 瓦斯爆炸冲击波从1号联络巷向12403轨道巷和12403 尾巷传播;由尾巷1号联络巷口分别向内、外传播。

9 冲击波方向表明爆源在12403工作面1号联络巷。 爆炸冲击波方向

10 2. 1#联络巷有明显过火 1号联络巷有明显过火痕迹,风筒烧毁仅剩金属筋条,锚网塑料烧脱露出金属线等。

11 (二)瓦斯积聚的原因 据现场勘察等,经分析认定:1#联络巷位于煤层中,巷道长约37m,无风、微风段长度约25m,具有瓦斯积聚条件。
采煤工作面1号联络巷布置在煤层中。该矿属高瓦斯矿井, 12403工作面绝对瓦斯涌出量37.77m3/min,相对瓦斯涌出量10.15m3/t ,表明1号联络巷煤壁有大量瓦斯涌出。

12 采煤工作面1号联络巷有瓦斯积聚条件。据现场勘查,12403采煤工作面1号联络巷长约37m(见下图),局部通风机安装在联络巷内,受通风机吸风影响,1号联络巷风机吸风口到调节风窗约25m长的巷道压差小、通过风量少,处于微风或无风状态,瓦斯易于积聚。 3. 1号联络巷为倾斜巷道,开关放在联络巷的背风侧,是瓦斯易积聚区。 风机 开关

13 (三)引爆瓦斯的火源 1. 12403工作面1号联络巷内的风机开关负荷接线腔接线柱有明显放电和过火痕迹。
据现场勘察,经分析认定:本次事故引爆瓦斯的火源是12403工作面1#联络巷内防爆型电气开关失爆。 工作面1号联络巷内的风机开关负荷接线腔接线柱有明显放电和过火痕迹。

14 3. 电缆外护套爆裂,内部芯线冲出,电缆外护套无其它外力作用痕迹,这表明失爆开关是第1爆点火源。
2. 隔爆面有从接线腔内爆炸生成物和高温高压气体向外喷射的痕迹。 3. 电缆外护套爆裂,内部芯线冲出,电缆外护套无其它外力作用痕迹,这表明失爆开关是第1爆点火源。

15 三 教训和建议 1. 加强通风管理 1#联络巷微风、无风是造成瓦斯积聚的主要原因。 2. 加强电气设备管理 开关失爆是引起瓦斯爆炸的火源。 3.开关等电气设备应设置在全风压进风处,若不能满足,应设置甲烷传感器 屯兰矿4台电气开关设置在12403工作面1#联络巷,既不设甲烷传感器,也不安排瓦检员检查瓦斯。

16 4.减少井下作业人员 无人就安全。屯兰矿“2.22”事故前,井下作业人员436人。事故造成78人死亡,114人受伤(其中重伤5人)。据现场勘察,本次事故煤尘没有参与爆炸,因此,死亡人数相对较少。 5.矿长、区队长等各级领导要下井排查隐患 6.除掘进、开拓和临时施工场所外,尽量减少局部通风机的使用

17 7.严禁调高瓦斯报警浓度和断电浓度 (1)空气中甲烷气体爆炸界限一般是5%~16%,当混入一氧化碳、硫化氢等其他可燃性气体和煤尘后,爆炸下限会下降至4%。 (2)回风巷瓦斯报警和断电浓度应为1.0%,符合下列条件时可提高至1.5%: ①装有煤矿安全监控系统的机械化采煤工作面; ②经抽采和增加风量已达最高允许风速,其瓦斯浓度仍不能降低至1.0%以下; ③工作面的风流控制必须可靠; ④必须保持通风巷的设计断面; ⑤必须配有专职瓦斯检查工。

18 (3)瓦斯报警浓度和断电浓度的确定考虑了时间的滞后:
  ①瓦斯运移时间;   ②传感器反应时间;   ③监控系统传输和处理时间等。 (4)瓦斯报警和断电浓度的确定考虑了瓦斯空间分布的不均匀性:传感器吊挂位置不一定是瓦斯浓度最高的位置。  屯兰矿12403工作面将回风巷作为专用排瓦斯巷管理,瓦斯报警值和断电值由1.5%调高至2.5%,实测瓦斯浓度长时间超过1.5%。

19 8.淘汰存在安全隐患的电气设备及材料  失爆的电气开关的安标证是96年的。  12403工作面8号联络巷10m多长的电缆有两处冷接头。 9.严禁带电作业 该矿带电移钻机。

20 10.严把电气设备下井关 (1)虽然本次事故调查没有发现假冒防爆电气设备,但以前多次特别重大瓦斯爆炸事故调查发现有“沈阳防爆电器厂”等假冒防爆电气设备。 (2)查安全标志证、查防爆合格证、查电气间隙、查隔爆间隙等。 11.简化通风系统,简单就可靠。 合理加大巷道截面,在设计施工时留有裕量, 12. 隐患自查、专业排查、企业互查。

21 13.减少煤矿安全监控系统中间环节 (1)事故前,瓦斯监测数据多次中断。 (2)正确做法: (3)屯兰矿做法:

22 14 高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井采用隔离式自救器
种类 名称 防护的有害气体 防护特点 过滤式 CO过滤式自救器 CO 人员呼吸时所需的O2仍是外界空气中的O2。适用于灾区内空气中氧浓度不低于18%和一氧化碳浓度不高于1.5%。 隔离式 化学氧自救器 不限 人员呼吸的O2由自救器本身供给,与外界空气成分无关。 压缩氧自救器 15 不死人不等于安全,只有安全才能不死人  事故前,屯兰矿连续数年无死亡事故。

23 通过上面分析可以看出:事故矿并没有把瓦斯治理十六字体系落到实处。 (1)“通风可靠”不落实:1#联络巷微风、无风,造成瓦斯积聚等。 (2)“抽采达标”不落实:12403工作面回风巷瓦斯浓度长期超过1.5%,大于1.0%的要求等。 (3)“监控有效”不落实:①1#联络巷设置有电气开关等,但没有设置甲烷传感器; ②将12403工作面回风巷瓦斯报警和断电浓度调高至2.5%等。 (4)“管理到位”不落实:电气开关失爆等。

24   通风、监控和瓦斯抽采(放)是瓦斯防治的有效措施。
其中通风和监控适用于低瓦斯、高瓦斯和煤与瓦斯突出各类矿井。   高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井的瓦斯防治除应采取通风和监控措施外,还要进行瓦斯抽采(放)。 1. 矿井通风: (1)稀释矿井空气中瓦斯等有毒、有害气体; (2)提供井下作业人员所需的氧气等;

25 2. 安全监控: (1)控制电气火源和摩擦撞击火源; (2)撤人; (3)通风系统监测; (4)采空区自燃发火监测; (5)瓦斯抽采(放)系统监控等。 3. 瓦斯抽采(放): (1)减少煤炭开采时的瓦斯涌出量; (2)降低煤层瓦斯含量和瓦斯压力; (3)瓦斯利用等。

26 敬请各位领导指正! 谢谢!


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