通风是基础 抽采是手段 监控是保障 管理是关键

1. 全国煤矿瓦斯治理现场会 通风是基础 抽采是手段 监控是保障 管理是关键 程远平 教授 中国矿业大学 煤矿瓦斯治理国家工程研究中心

2. 报告提纲 1 2007年煤矿事故简要分析 2 通风是基础 3 抽采是手段 4 监控是保障 5 管理是关键 6 案例分析

3. 1 2007年煤矿事故 简要分析

4. 1 2007年煤矿事故简要分析 1.2 2007年事故分类统计 2007年全国煤矿事故共死亡3786人 重大以上事故中，瓦斯事故起数和 死亡人数占78.6%和80.3%

5. 1 2007年煤矿事故简要分析 1.2 2007年事故分类统计 2007年煤矿死亡人数分类统计

6. 1 2007年煤矿事故简要分析 1.2 2007年事故分类统计 2007年煤矿重大瓦斯事故分类统计

7. 1 2007年煤矿事故简要分析 1.2 2007年事故分类统计 2007年煤矿重大瓦斯事故原因统计

8. 1 2007年煤矿事故简要分析 1.2 2007年事故分类统计 2007年煤矿重大煤与瓦斯突出事故

9. 1 2007年煤矿事故简要分析 1.2 2007年事故分类统计 2007年重大瓦斯爆炸事故瓦斯积聚原因分析

10. 1 2007年煤矿事故简要分析 1.2 2007年事故分类统计 2007年重大瓦斯爆炸事故火源原因分析

11. 1 2007年煤矿事故简要分析 1.3 煤矿瓦斯治理存在的不足 • 煤矿重特大事故中，瓦斯事故仍然为主要事故，瓦斯仍是煤矿第一杀手，乡镇煤矿是瓦斯事故的重灾区； • 通风系统不合理，通风系统管理混乱是造成瓦斯积聚的主要原因，特别是乡镇煤矿； • 电气火花和违章放炮是煤矿瓦斯爆炸事故的主要引火源，暴露出在煤矿安全管理方面还存在漏洞； • 煤与瓦斯突出灾害日趋严重，国有重点煤矿突出灾害加剧，乡镇煤矿突出事故增多。

12. 2 通风是基础

13. 2 通风是基础 2.1 矿井通风的目的 （1）为井下工作人员提供必要的新鲜空气； ——采掘工作面进风流中，氧气浓度不低于20%，二氧化碳浓度不低于0.5%等。 （2）及时排出采掘空间内的有毒有害气体； （3）及时排出采掘空间的热量，降低温度； （4）防治灾害事故扩大，并为井下人员的安全疏散提供有利条件。

14. 2 通风是基础 2.1 通风系统应具备的条件 • 通风系统稳定和可靠 • 通风系统具有抗灾能力

15. 2 通风是基础 2.2 通风系统稳定 • 通风系统稳定和可靠 ——采用正规通风系统 ——采用分区通风 ——降低矿井负压 ——通风阻力分布合理 ——控制通风构筑物的数量 ——保证通风设施的完好

16. 2 通风是基础 2.2 通风系统稳定 • 采用正规通风系统 非正规通风主要由非正规采煤方法所造成的，如 ——以掘代采，大量使用局扇通风 ——没有专用回风巷，一段进风，一段回风 ——“剃头”下山开采

17. 2 通风是基础 2.2 通风系统稳定 • 通风阻力分布合理性的建议 • ——通风系统中：进风段阻力占总阻力25%、用风段阻力占总阻力45%、回风段阻力占总阻力30%为宜。 • ——许多矿井回风巷通风阻力过大，原因是：通风断面小，巷道失修严重。回风段通风阻力过大，不利于灾变气体的排放，会因出现“阻塞效应”，使事故扩大。 • ——每个风井的负压一般不应超过2940Pa，否则应采取降阻措施。

18. 2 通风是基础 2.3 通风系统可靠 • 提高通风系统可靠性的建议 • ——矿井一翼回风巷、主要回风巷、采区回风巷道内不得设置调节风门。要合理安排生产布局和采掘接替，最大限度地减少通风设施数量，每个采区的风门总数一般不得超过15组。 • ——尽量减少内部漏风，矿井有效风量率要达到87％以上。 • ——矿井改变通风系统时，必须制定专门措施。

19. 2 通风是基础 2.4 通风系统抗灾能力 • 提高通风系统抗灾能力的建议 • ——严格实行分区通风； • ——尽可能减少减少通风构筑物的数量； • ——通风构筑物必须具备抵抗一定规模灾害，而不发生破坏的能力； • ——矿用主要通风机必须有反风设施，灾变时期能够根据灾害情况及时进行反风； • ——矿井风机防爆盖应安全可靠。

20. 3 抽采是手段

21. 3 抽采是手段 3.1 瓦斯抽采的必要性 影响我国煤矿瓦斯灾害的主要技术因素 • 煤层瓦斯压力大、瓦斯含量高、煤质松软、透气性低，不易在采前抽采；开采过程过程中放散速度快，易发生煤与瓦斯突出现象，并诱发瓦斯爆炸。 • 我国煤矿地质构造条件复杂。 • 我国煤矿开采深度大，华东地区平均开采深度达到650m，且每年以20～50m的速度下延。

22. 3 抽采是手段 3.1 瓦斯抽采的必要性 ●突出矿区分布示意图 2007年底，共有647对突出矿井（其中国有重点煤矿180对，国有地方煤矿64对）。

23. 3 抽采是手段 3.1 瓦斯抽采的必要性 中国煤层透气性与美国对比

24. 3 抽采是手段 3.1 瓦斯抽采的必要性 我国煤矿瓦斯抽采实践证明 • 除沁水煤田等少数矿区外，我国绝大多数矿区不易采用地面钻井、压裂抽采技术。 • 我国煤矿瓦斯抽采主要技术方向应以井下和地面抽采相结合，预抽和采动卸压抽采相结合。 • 现阶段我国煤矿瓦斯抽采的目标应保证煤矿安全生产，同时兼顾煤层气的开发和利用。

25. 3 抽采是手段 3.1 瓦斯抽采的必要性 瓦斯抽采的目的 • 保障煤矿安全生产 ①变高瓦斯突出危险煤层为低瓦斯无突出危险煤层； ②使工作面风流中（进风、回风、上隅角、尾巷）的瓦斯浓度不超限。 • 利用高效洁净能源 • 保护环境

26. 突出 预测 防突 措施 效果 检验 安全 防护 3 抽采是手段 3.2 区域性瓦斯治理技术 局部瓦斯治理技术 工作人员长期在突出煤层中作业，任何一环出现问题，都有可能发生突出事故，造成人员的伤亡；危险性较大。 防突工程 突出煤层（危险源） 煤层巷道

27. 突出煤层（危险源） 瓦斯 抽采工程 底板岩巷 （安全区域） 3 抽采是手段 3.2 区域性瓦斯治理技术 从安全区域向突出煤层 施工防突工程 大面积消除突出危险性 瓦斯治理 总体规划 瓦斯治理 管理保障 安全开采突出煤层 煤与瓦斯突出矿井 区域性瓦斯治理技术体系

28. 确保瓦斯治理“时空”条件， 做到“抽、掘、采”平衡 实现突出煤层的“先抽后采” 实现瓦斯治理的 规范化和程序化 3 抽采是手段 3.2 区域性瓦斯治理技术 煤 与 瓦 斯 突 出 矿 井 区 域 性 瓦 斯 治 理 技 术 体 系 瓦斯治理总体规划 区域性瓦斯治理技术 瓦斯治理企业技术标准

29. 4 监控是保障

30. 4 监控是保障 4.1 监控系统的作用 监控系统不仅可实时监控煤矿井下各作业地点瓦斯浓度等参数的实时变化，而且可以根据预案及时切断超限区域和可能影响区域的电源，保障这些区域不会因为电气设备失爆而造成瓦斯爆炸灾难。

31. 4 监控是保障 4.2 现场维护管理存在的问题 监控系统现场维护和管理存在的问题 • 装备不到位 • 数据不准确 • 断电不可靠 • 擅自关机 • 培训不到位

32. 4 监控是保障 4.3 近期出台的相关标准 • AQ6201-2006《 煤矿安全监控系统通用技术要求》 • AQ1029-2007《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》

33. 4 监控是保障 4.4 新标准增加及修改的内容 新标准增加的内容 • 接入系统的传感器的稳定性由7天提高到15天 • 传感器到分站的传输距离由1公里提高到2公里。 • 主菜单和一级子菜单显示格式统一。 • 增加了异地断电、风电瓦斯闭锁、抗电磁干扰等功能要求

34. 4 监控是保障 4.4 新标准增加及修改的内容 新标准增加的内容 • 增加传感器数量，加大监控密度 • 修改了部分报警值、断电值 • 地面中心站值班增加规定 • 对联网工作提出要求

35. 5 管理是关键

36. 5 管理是关键 5.1 瓦斯爆炸原因分析 ＞500℃ 火源 瓦斯爆炸 氧气 瓦斯 ＞12％，CO2惰化 ＞9％，N2惰化 5～15％

37. 5 管理是关键 5.2 防止瓦斯积聚 • 加强通风系统管理 • 加强局部通风管理 • 提高瓦斯抽采效果 • 加强监控系统管理 • 防止煤与瓦斯突出

38. 5 管理是关键 5.3 控制瓦斯爆炸引火源 • 煤矿瓦斯爆炸引火源包括 ——电气设备失爆 ——违章放炮 ——煤炭自燃 ——吸烟等井下明火

39. 5 管理是关键 5.3.1 电气设备失爆 新疆阜康市神龙煤矿“7.11”特别重大瓦斯爆炸事故 引火源为接线腔与巷道大气连通，钻机开关电源线 绿相线对地绝缘下降，对地放电，放电电流产生电火花

40. 5 管理是关键 5.3.1 电气设备失爆 云南曲靖富源县昌源煤矿“11.25”特别重大瓦斯爆炸事故 引火源是煤电钻综合保护装置电缆绝缘损坏， 造成芯线短路，产生电火花引爆瓦斯。

41. 5 管理是关键 5.3.1 电气设备失爆 • 防止电气设备失爆的建议 ——使用正规厂家生产的，带有“MA”标志的电气设备 ——加强井下电气设备管理，杜绝电气设备失爆 ——严禁井下带电作业

42. 5 管理是关键 5.3.2 井下违章放炮 河南鹤壁二矿 “10.3”特别重大瓦斯爆炸事故 引火源是工作面顶煤预裂炮眼向采空区方向倾斜， 造成装药中心位置至采空区一侧自由面的最小抵抗线不足， 炸药起爆后产生爆燃，引燃采空区瓦斯。

43. 5 管理是关键 5.3.2 井下违章放炮 晋城寺河煤矿“2.1”重大瓦斯爆炸事故 发爆器和母线，母线是普通照明线，且破损严重

44. 煤仓下口 清堵放炮后突然清出的煤 5 管理是关键 5.3.2 井下违章放炮 雷管脚线残段 煤仓下口发现的乳化炸药 从给煤机腔体内掏出的乳化炸药残药 放炮母线残段 黑龙江七台河东风煤矿11.27特别重大煤尘事故 违规放炮处理皮带道主煤仓堵塞，导致煤仓给煤机垮落，煤仓内的煤炭突然倾出，带出大量煤尘并造成巷道内的积尘飞扬达到爆炸界限，放炮火焰引起煤尘爆炸。

45. 5 管理是关键 5.3.2 井下违章放炮 • 井下放炮管理的建议 ——必须严格执行《规程》第68条有关放顶煤的管理规定，放顶煤工作面严禁挑顶煤爆破作业。 ——必须使用正规发爆器和与之配套的母线。 ——必须严格执行井下放炮作业管理程序（ “三人连锁爆破制”、 “一炮三检制”等）。 ——严禁井下违章放炮作业。

46. 5 管理是关键 5.3.3 防治煤炭自燃 • 防治煤炭自燃的建议 ——回采工作面快速推进，快速搬家，及时封闭。 ——提高回采率，减少采空区遗煤。 ——降低矿井通风阻力，采用均压通风，提高密闭质量，减少采空区漏风。 ——及时灌浆、惰化采空区、采用防灭火新技术。

47. 6 案例分析

48. 6 案例分析 6.1 事故简介 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。

49. 大平煤矿“10.20”煤与瓦斯突出瓦斯逆流过程演示大平煤矿“10.20”煤与瓦斯突出瓦斯逆流过程演示 东风井 13采区 14采区 井筒 15采区 16采区 西风井

50. 大平煤矿“10.20”煤与瓦斯突出过程演示 P=1MPa f=0.35 △P=10 +0m 282m 15-20m -282m (突出地点垂深612m) P>3MPa f=0.12 △P=31 21岩石下山