畢業(yè)論文原因分析及預(yù)防對策

1、畢業(yè)論文論文題目：煤礦瓦斯事故原因分析及預(yù)防對策摘要煤礦瓦斯是煤礦釆掘空間及圍巖內(nèi)有害氣體的總稱，其主要成分為甲烷。長 期以來，煤礦瓦斯是煤礦井下事故的主要隱患，至今也不能達到完全杜絕瓦斯事 故的目的。煤礦瓦斯事故主要有三種表現(xiàn)形式：瓦斯燃燒、瓦斯爆炸、瓦斯噴出、 瓦斯窒息及瓦斯突出。瓦斯局部積聚是瓦斯窒息和瓦斯爆炸的主要條件，煤巖層 內(nèi)賦存有大量高壓瓦斯是發(fā)生瓦斯噴出和煤與瓦斯突出事故主要條件。礦井瓦斯事故頻繁發(fā)生是我國煤礦生產(chǎn)中常見的災(zāi)害事故，造成大量人員傷 亡，而且嚴重摧毀井巷設(shè)施，中斷生產(chǎn)，其至引起煤塵爆炸、礦井火災(zāi)、井巷垮 塌等，二次事故。據(jù)統(tǒng)計每年的事故統(tǒng)計中來看，煤礦發(fā)生一次死亡

2、10人以上 的特大事故中，絕大多數(shù)是由于瓦斯爆炸，約占特大事故總數(shù)的71%左右，為此, 瓦斯事故稱為煤礦災(zāi)害頭號殺手。為了探求煤礦瓦斯事故的發(fā)生機理，分析煤礦 瓦斯事故發(fā)生的原因，提出預(yù)防對策，以指導我國煤礦安全生產(chǎn)工作，預(yù)防煤礦 瓦斯事故的發(fā)生，從而改善我國煤礦安全生產(chǎn)狀況，保障廣大煤礦職工的人身安 全。關(guān)鍵詞：煤礦瓦斯事故，原因，預(yù)防對策，安全監(jiān)管1緒論1.1研究背景安全是人類最重要和最根本的需求，是人民生命健康和國家財產(chǎn)的基本保 障，可以說，安全就是生命，安全就是效益，安全更是人類社會文明的標志。做 好煤礦生產(chǎn)安全管理工作，預(yù)防和控制煤礦瓦斯事故的發(fā)生，在確保煤礦礦工人 的生命安全的基礎(chǔ)

3、上尋求煤炭工業(yè)的發(fā)展，是煤炭工業(yè)發(fā)展的不可逆轉(zhuǎn)的必然趨 勢。目前，我國絕大部分煤炭是靠井下開釆的。按照聯(lián)合國有關(guān)機構(gòu)幫助中國國 土資源部按照聯(lián)合國資源分類方案制訂“資源及固體燃料和礦產(chǎn)分類方案”，我 國的煤炭儲量約為1100億噸左右，居世界第三位。我國在能源生產(chǎn)和消費中， 煤炭能源約占70%以上，因此，煤炭作為主要能源的地位將會在相當長的歷史時 期中不會改變。煤礦生產(chǎn)與其他行業(yè)相比其工作場所處于井下深處有限的空間， 環(huán)境條件惡劣、多變，隨著開采過程不斷移動，釆煤環(huán)境不斷改變和惡化，礦井 環(huán)境條件惡劣、多變的固有屬性是引起煤礦瓦斯事故多發(fā)的潛在危險因素。僅就 國有重點煤礦來看，具有煤塵爆炸危險的

4、礦井占89.5%,高瓦斯與瓦斯突出礦井 占49.2%,給改善安全環(huán)境帶來更大的困難，從而導致安全工作的惡性循環(huán)。同 時，企業(yè)內(nèi)部管理失誤、國家監(jiān)管力度不足和國家政策扶持不足也是導致煤礦瓦 斯事故的原因。世界上一些主要的煤炭生產(chǎn)國家，如美國、澳大利亞、南非等國家己經(jīng)在煤 礦生產(chǎn)安全工作中取得了巨大的成功，實現(xiàn)了對煤礦瓦斯事故的有效控制，煤炭 工業(yè)成為這些國家中最安全的行業(yè)之一。相比之下，我國的煤礦生產(chǎn)安全工作成 效不共理想，煤礦安全生產(chǎn)狀況十分嚴峻，煤礦瓦斯事故頻繁發(fā)生，雖然我國政 府相繼釆取了一系列措施，如加強了煤礦安全生產(chǎn)的科技攻關(guān)力度，提高了煤礦 機械化開釆水平，制定了相關(guān)的法律、法規(guī)、規(guī)

5、章及其他規(guī)范性文件，規(guī)定了大 量的煤礦生產(chǎn)安全管理制度和措施，建立健全了煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)督管理機構(gòu)，以 及加大對煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)的監(jiān)督管理力度等等，然而成效并不明顯，煤礦瓦斯 事故并未得到有效的控制，煤礦瓦斯事故依然不斷發(fā)生。因此，煤礦瓦斯事故問題現(xiàn)己成為我國煤炭工業(yè)發(fā)展的“瓶頸”問題。切實 做好煤礦生產(chǎn)安全工作，有效預(yù)防煤礦瓦斯事故的發(fā)生，對于保障廣大煤礦職工 的人身安全，保證煤炭工業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，促進國民經(jīng)濟的持續(xù)健康發(fā)展以及 維護社會安定團結(jié)具有十分重大的意義。1.2研究問題的提出我國煤礦瓦斯事故之所以頻繁發(fā)生，究其原因在于人們對煤礦瓦斯事故發(fā)生 的原因缺乏清晰和明確的認識，缺乏全面的、

6、系統(tǒng)的、整體宏觀的分析，因而不 能找出導致煤礦瓦斯事故的根本原因，從而不能采取行之有效的措施和對策來預(yù) 防和控制煤礦瓦斯事故的發(fā)生。我國的礦山安全生產(chǎn)出現(xiàn)如此嚴峻的現(xiàn)狀的原因主要有以下兩個方面：1.2.1技術(shù)原因一些煤礦企業(yè)由于采煤方法落后，引起礦井采掘布置不合理，通風系統(tǒng)不完善, 通風系統(tǒng)紊亂，采用落后的采煤生產(chǎn)工藝此外，作業(yè)規(guī)程編制不符合實際，針對 性不強，給安全生產(chǎn)帶來了嚴重隱患。礦山是采礦工業(yè)的主體，是直接從事有益 礦物開采的工作地，是釆掘工業(yè)企業(yè)。礦山直接面對大自然，向地球挑戰(zhàn)，索取 人類財富，所以，采礦工業(yè)和其他工業(yè)相比，有其固有的艱巨性和特殊性。在煤 炭開采過程中，瓦斯煤塵爆炸、

7、火災(zāi)、煤與瓦斯突出、中毒、窒息等多種災(zāi)害事 故時有發(fā)生，絕大多數(shù)是由于瓦斯事故造成的。礦山的安全生產(chǎn)工作較其他工業(yè)部門就更為艱巨和復雜，并且隨著采礦工業(yè) 向深度和廣度的開展，瓦斯治理工作的技術(shù)難度也將越來越大。企業(yè)為降低成本, 在瓦斯治理方面，不投入新的檢測設(shè)備，不采用技術(shù)、瓦斯治理資金缺陷，管理 不到位加上科技水平和技術(shù)裝備條件限制，因此，要搞好礦山的安全工作，首先 從上述瓦斯治理災(zāi)害上搞好技術(shù)防范措施。1.2.2管理原因煤礦企業(yè)對瓦斯管理出現(xiàn)嘛屁思想，引不起重視不重視，尤其是一些小煤礦 低瓦斯礦井，瓦斯治理不能產(chǎn)生經(jīng)濟效益，還投入大量資金，安全管理方式滯后, “三違”現(xiàn)象時有發(fā)生。瓦斯爆炸

8、事故的發(fā)生與安全管理方式有一定的直接關(guān)系, 對瓦斯的管理很多情況下往往是靠人的主觀和經(jīng)驗。隨著煤礦開采深度的不斷增 加，瓦斯地質(zhì)條件越來越復雜多變，再加上這種傳統(tǒng)的安全管理方式受到人的經(jīng) 驗、知識和責任心的限制，所以管理因素也是瓦斯事故多發(fā)的原因之。企業(yè)是以追求最大的經(jīng)濟利益為目標的，煤礦職工的生活都很難維持的情況 下，許多煤礦企業(yè)降低了安全投入，安全欠賬較多。許多礦存在不同程度的通風 系統(tǒng)及配套設(shè)施不完善、“一通三防”監(jiān)測系統(tǒng)不完善和設(shè)備設(shè)施老化等問題。這就決定了企業(yè)不可能很自覺的做到各個方面的安全技術(shù)保障及管理措施，許多 事故分析發(fā)現(xiàn)，違章操作或管理不當而造成了一些本可避免的事故，但未引起

9、重 視，最終釀成特大瓦斯爆炸事故。因此，管理水平和職工的安全意識對于煤礦的 長期安全生產(chǎn)非常重要。目前我國煤礦瓦斯事故總量居呈下降趨勢，但重特大災(zāi)害事故頻頻發(fā)生。其 原因是多方面的，既有客觀方面的原因、技術(shù)上的原因，也有管理和政策上的原 因；既存在與災(zāi)害事故發(fā)生的直接相關(guān)的因素，深入分析煤礦瓦斯事故頻發(fā)的深 層次原因及問題。提出煤礦瓦斯防治的國家保障性措施和政策建議。2煤礦瓦斯事故原因分析與防治對策2.1瓦斯爆炸原因分析2.1.1瓦斯爆炸的條件瓦斯爆炸的發(fā)生必須具備三個基本條件，一是瓦斯?jié)舛仍诒ń缦迌?nèi)，一般 為5%16%；二是有足夠能量的點火源；三是混合氣體中的氧氣濃度不低于 12%。三個條

10、件缺少其中任何一個均不能發(fā)生瓦斯爆炸。2.1.2瓦斯爆炸事故特點根據(jù)多年對煤礦瓦斯爆炸事故統(tǒng)計分析，可以發(fā)現(xiàn)有如下一些特點：瓦斯 爆炸多為大事故；事故地點多發(fā)生在采煤與掘進工作面；瓦斯爆炸造成的破 壞波及范圍大；多為火花引爆；高瓦斯礦井、低瓦斯礦井均有發(fā)生；瓦斯 爆炸多發(fā)生在鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦；基建、技改礦井和轉(zhuǎn)制礦井瓦斯爆炸事故多發(fā)。2.1.3事故原因煤礦發(fā)生瓦斯爆炸事故與許多因素有關(guān)，但總的來說，主要與自然因素、安 全技術(shù)手段、安全裝備水平、安全意識和管理水平等有關(guān)，發(fā)生瓦斯爆炸事故往 往是以上因素相互作用所導致的。(1) 煤礦開釆條件差我國煤礦井下開釆條件普遍較差。(2) 瓦斯積聚的存在瓦斯?jié)舛瘸?/p>

11、積聚形成瓦斯爆炸事故的根源?？刂仆咚狗e聚主要是加強瓦斯管 理，加強瓦斯監(jiān)測監(jiān)控、堅持瓦斯巡檢制度，發(fā)現(xiàn)瓦斯超限及時匯報處理，引起 瓦斯爆炸的瓦斯?jié)舛仁怯蟹秶?，凡是濃度低于爆炸下限或高于爆炸上限的瓦?混合物與點火源接觸時都不會引起火焰白行傳播。為促使煤炭工業(yè)的科學發(fā)展、 安全發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展，國家應(yīng)制定相關(guān)標準和政策，提高煤礦有安全保障的生 產(chǎn)能力，限制、淘汰落后的生產(chǎn)力。但主要有通風系統(tǒng)不合理和局部通風管理不 完善是瓦斯積聚的主要原因.（3）引爆火源的存在火源是引起礦井瓦斯爆炸事故的必備條件之一?；鹪纯梢苑譃楸苹鸹ā㈦?氣火花、摩擦撞擊火花、靜電火花、煤炭自燃等。但放炮和電器設(shè)備產(chǎn)生的火

12、花 是瓦斯爆炸事故的主要火源，因此嚴格放炮管理、杜絕電氣失爆、杜絕明火、摩 擦撞擊火花及煤炭自燃產(chǎn)生，井下作業(yè)必須穿純棉工作服嚴禁穿化纖衣服以免產(chǎn) 生靜電。發(fā)生瓦斯爆炸其火源必須要達到足夠的能量，即溫度一般不低于650C、 能量一般大于0.28mJ和持續(xù)時間大于爆炸感應(yīng)期。這個條件通常很容易滿足的。 在煤礦開釆中，對一些不可避免的火源要采取措施，使其成為不能滿足點燃瓦斯 的點火源。（4）氧氣的濃度氧氣的濃度必須達到12%以上,否則井下瓦斯爆炸反應(yīng)不能夠持續(xù)進行。 在井下的封閉區(qū)域、釆空區(qū)內(nèi)及其它裂隙處由于有氧氣消耗或沒有供氧，可能會 出現(xiàn)氧濃度低于12%的可能性外，其它巷道和工作面等一般氧氣濃

13、度都會高于 12%。（5）裝備不足、管理不落實礦井安全裝備配置不足，“先抽后采，監(jiān)測監(jiān)控，以風定產(chǎn)”方針未得到完 全落實。有的礦井沒有安裝瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)或運行不正常，如2005年發(fā)生的41 起特大瓦斯事故中，有的礦井雖安裝有監(jiān)控系統(tǒng)，但因傳感器數(shù)量不足、安裝位 置不對、線路存在故障、顯示器不顯示數(shù)據(jù)等問題。此外鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦發(fā)生的特大瓦 斯事故都沒有裝備瓦斯抽放系統(tǒng)或抽放系統(tǒng)不能有效運行，監(jiān)控系統(tǒng)也不能有效 發(fā)揮作用，不能有效發(fā)揮其應(yīng)有的作用。（6）企業(yè)技術(shù)管理薄弱安全投入對搞好煤礦安全來說是至關(guān)重要的。在前兒年，由于煤礦的經(jīng)濟效 益不好，煤礦企業(yè)降低了安全投入，安全欠賬較多等問。一些煤礦企業(yè)由于釆

14、煤方法落后，引起礦井釆掘布置不合理，通風系統(tǒng)不完善，此外，作業(yè)規(guī)程編制不符合實際，針對性不強，給安全生產(chǎn)帶來了嚴重隱患。2.2控制瓦斯爆炸事故的技術(shù)措施從瓦斯爆炸條件看，氧氣的濃度是引起瓦斯爆炸的因素之一，但在煤礦井下一 般不存在氧氣濃度低于12%的情況。因此，搞好瓦斯爆炸的防治措施體現(xiàn)在兩個 方面：嚴格控制礦井各區(qū)域的瓦斯?jié)舛?、杜絕火源和演習預(yù)案。瓦斯爆炸事故的防治可分為預(yù)防爆炸和抑制爆炸。預(yù)防爆炸主要有：優(yōu)化通風 網(wǎng)絡(luò)及通風系統(tǒng)，防治瓦斯積聚，進行瓦斯抽放，加強瓦斯?jié)舛群突鹪幢O(jiān)測，防 止點火源的出現(xiàn)等；抑制爆炸主要釆用隔爆抑爆裝置將瓦斯爆炸限制在一定范圍 內(nèi)，從而減少人員傷亡和災(zāi)害事故所造

15、成的損失。通風是排放瓦斯最主要的手段。做好通風安全技術(shù)管理是防治煤礦主要事故的 先決條件和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，所有礦井都必須要建立安全可靠的、獨立的礦井通 風系統(tǒng)。建立合理的通風系統(tǒng)，能夠保證井下所有工作地點有足夠多的風量將井 下涌出的瓦斯及時沖淡并排放出井外，避免瓦斯集聚，所以建立合理的通風系統(tǒng) 是防止瓦斯爆炸最有效、最基本的措施。2.2.1煤礦瓦斯抽放技術(shù)（1）我國國有煤礦高瓦斯和瓦斯突出礦井占總礦井數(shù)的46%。瓦斯抽放是 減少礦井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施，同時也是開發(fā)利用瓦斯 能源、保護大氣環(huán)境的重要手段。（2）為提高瓦斯抽放率，目前主要需解決長鉆孔定向鉆進技術(shù)，包括測斜、

16、糾偏技術(shù)；提高單一低透氣性煤層的抽放率；研制鉆進能力更強的鉆機具；完善 和提高擴孔技術(shù)、排渣技術(shù)、造穴技術(shù)和封孔技術(shù)；開發(fā)新的瓦斯抽放技術(shù)及設(shè) 備。（3）瓦斯抽放方法有本煤層抽放、鄰近層抽放和釆空區(qū)抽放等；抽放工藝 有順層長鉆孔、大直徑鉆孔、地面鉆孔、頂板巖石和巷道鉆孔等。并研制出與之 相配套的強力鉆機及配套機具，如MK型長鉆孔鉆機和ZSM順層強力鉆機等I 此外己研制出多種抽放泵及配套的監(jiān)控系統(tǒng)和儀表等，大大提高了瓦斯抽放量和 抽放率，使安全環(huán)境得到進一步改善。（4）利用多分支羽狀適用技術(shù)，解決低滲煤層瓦斯治理問題，提高抽采率。（5）煤礦瓦斯治理也應(yīng)該與煤層氣產(chǎn)業(yè)化緊密結(jié)合起來。2.2.2礦井

17、瓦斯?jié)舛燃盎鹪幢O(jiān)測技術(shù)礦井瓦斯?jié)舛燃盎鹪吹膶崟r自動監(jiān)測對于防止瓦斯爆炸非常重要，當發(fā)現(xiàn)瓦 斯異?；蛴谢鹪串a(chǎn)生，立即釆取措施可防止爆炸事故的發(fā)生。我國目前開發(fā)了 KJ90、KJ92、KJ94、KJ95、KJ73、KJ66等型號的礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)，以及各類 檢測傳感器、報警儀和斷電儀。己有多個礦井安裝了礦井安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)，并 具有如下功能：礦井環(huán)境和工況參數(shù)實時監(jiān)控；主要通風機在線監(jiān)測；巷 道火災(zāi)實時監(jiān)測；礦井瓦斯抽放實時監(jiān)測；沖擊地壓實時監(jiān)測；煤與瓦斯 突出實時監(jiān)測；煤層自然發(fā)火實時監(jiān)測；瓦斯爆炸或燃燒實時監(jiān)測；礦井 電網(wǎng)監(jiān)測等多種功能。監(jiān)控系統(tǒng)的安裝極大地提高了煤礦的安全管理自動化水 平，防

18、止了許多事故的發(fā)生。2.2.3優(yōu)化通風網(wǎng)絡(luò)及通風系統(tǒng)合理可靠的通風系統(tǒng)是防止瓦斯事故和控制災(zāi)害擴大的重要措施，為此，瓦 斯防治工程與釆掘工程，必須同時設(shè)計，超前施工，同時投入使用。2.2.4隔爆措施礦井隔爆抑爆裝置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障，當瓦斯爆炸發(fā)生后，依 靠預(yù)先設(shè)置的裝置可以阻止爆炸的傳播，限制火焰的傳播范圍，主要有被動式隔 爆棚和自動抑爆裝置。2.3煤（巖）與瓦斯突出及其預(yù)防2.3.1突出概述煤礦地下釆掘過程中，在極短的時間內(nèi)（從幾秒到幾分鐘），從煤、巖層內(nèi) 以極快的速度向釆掘空間內(nèi)噴出煤（巖）和瓦斯的現(xiàn)象，稱為煤與瓦斯突出A】。 它是另一類型的瓦斯特殊涌出，也是煤礦地下開釆過程中

19、的一種動力現(xiàn)象。它所 產(chǎn)生的高速瓦斯流能夠摧毀巷道設(shè)施，破壞通風系統(tǒng)，英至造成風流逆轉(zhuǎn)；噴出 的瓦斯由幾百到幾萬立方米，能使巷道充滿瓦斯，造成人員窒息，引起瓦斯燃燒 或爆炸；噴出的煤、巖由幾千噸到萬噸以上，能夠造成煤流埋人；猛烈的動力效 應(yīng)可能導致冒頂和火災(zāi)事故的發(fā)生。2.3.2突出的外部特征突出的外部特征是：（1）突出的煤、巖在高壓氣流搬運過程中，呈現(xiàn)分選性 堆積，即近處塊度大，遠處粒度小，堆積坡度小于煤的自然安息角；（2）突出過 程中煤巖進一步粉碎，產(chǎn)生極細的粉塵，有時突出的堆積物好似風力填充一樣密 實；（3）突出空洞口小肚大，其軸線往往沿著煤層傾斜向上延伸，或與傾向線成 不大的夾角；（4

20、）突出的相對瓦斯涌出量可以大于煤層的瓦斯含量。2.3.3突出的機理突出的機理是關(guān)于解釋突出的原因和過程的理論。突出是十分復雜的自然現(xiàn) 象，它的機理還沒有統(tǒng)一的見解，假說很多，目前多數(shù)人認為，突出是地壓、瓦 斯、煤的力學性質(zhì)和重力綜合作用的結(jié)果。2.3.4突出的一般規(guī)律（1）突出多發(fā)生在一定的釆深以后；（2）突出多發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造帶、應(yīng)力集中區(qū)；（3）突出的強度和次數(shù)，與煤層厚度、傾角、硬度、透氣性等有關(guān)；（4）突出與瓦斯關(guān)系，瓦斯壓力小含量低，可能發(fā)生突出；（5）突出大多發(fā)生在落煤、放炮工序；（6）突出前有預(yù)兆。2.3.5預(yù)防煤與瓦斯突出的主要技術(shù)措施防突措施分為區(qū)域性防突措施和局部防突措施。（

21、1）區(qū)域性防突措施區(qū)域性防突措施主要有開釆保護層和預(yù)抽瓦斯兩種。開釆保護層是預(yù)防突出 最有效、最經(jīng)濟的措施。1）開釆保護層在突出礦井中，預(yù)先開釆的、并能使其他相鄰的有突出危險的煤層受到釆動 影響而減少或喪失突出危險的煤層稱為保護層，后開采的煤層稱為被保護層。保 護層開釆后，由于釆空區(qū)的頂?shù)装鍘r石冒落，移動，引起的開釆煤層周圍應(yīng)力的 重新分布，采空區(qū)上、下形成應(yīng)力降低區(qū)，在這個區(qū)域內(nèi)的開采煤層地壓減少， 彈性潛能緩慢釋放；煤層膨脹變形，形成裂隙與孔道，透氣性增加；煤層瓦斯涌 出后，煤的強度增加。2）預(yù)抽煤層瓦斯對于無保護層或單一突出危險煤層的礦井，可以釆用預(yù)抽煤層瓦斯作為區(qū)域 性防突措施。這種措

22、施的實質(zhì)是，通過一定時間的預(yù)先抽放瓦斯，降低突出危險 煤層的瓦斯壓力和瓦斯含量，并由此引起煤層收縮變形、地應(yīng)力下降、煤層透氣 系數(shù)增加和煤的強度提高等效應(yīng)，使被抽放瓦斯的煤體喪失或減弱突出危險性。(2) 局部防突措施大型突出往往發(fā)生于石門揭開突出危險煤層時。所以石門揭開突出危險煤 層，以及有突出傾向的建設(shè)礦井或突出礦井開拓新水平時，井巷揭開所有這類煤 層都必須釆取防止突出的措施，并制定專門設(shè)計。局部防突措施主要有以下8種：松動爆破；鉆孔排放瓦斯；水力沖孔; 超前鉆孔；金屬骨架；超前支架；卸壓槽；震動放炮。(3) 瓦斯賦存、煤與瓦斯突出、沖擊地壓等災(zāi)害受地質(zhì)條件控制，80%以 上的動力災(zāi)害發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造破壞帶，但多數(shù)構(gòu)造帶并不