安全系统工程课程设计报告矿井瓦斯爆炸事故树分析Word格式.docx
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设计时间2014-2015学年上学期
前言……………………………………………………………………...….4
第一编煤矿瓦斯介绍
一、矿井瓦斯及其来源………………………………...…………………5
二、矿井瓦斯的性质及其爆炸条件...........................................................5
(一)矿井瓦斯的性质.............................................................................5
(二)瓦斯浓度...........................................................................................6
(三)爆炸条件的分析.............................................................................6
三、矿井瓦斯燃烧和爆炸规律.....................................................................7
第二编事故树分析
一、事故树分析法简介.................................................................................7
(一)事故树分析法简介.............................................................................7
(二)事故树分析法的特点.........................................................................8
(三)事故树基本程序.................................................................................8
二、矿井瓦斯爆炸事故树定性及定量分析.................................................9
(一)最小割集及径集分析.........................................................................9
(二)顶事件概率.........................................................................................11
(三)各基本事件的结构重要度.................................................................11
(四)各基本事件的概率重要度.................................................................11
(五)各基本事件的临界重要度...............................................................12
第三编原因、后果及预防措施
一、煤矿发生瓦斯爆炸的原因.....................................................................12
二、煤矿瓦斯爆炸的危害后果.....................................................................14
三、煤矿瓦斯爆炸的预防措施.....................................................................14
(一)瓦斯积聚的防止措施........................................................................15
(二)引爆火源的防止措施..........................................................................15
(三)加强职工安全的教育、宣传和培训................................................16
四、瓦斯爆炸前的预兆及采取的措施..........................................................16
五、其他防止瓦斯爆炸事故的措施..............................................................16
(一)煤矿瓦斯抽放技术..............................................................................16
(二)矿井瓦斯浓度及火源监测技术..........................................................17
结束语..............................................................................................................17
参考文献..........................................................................................................18
矿井瓦斯爆炸事故树分析
摘要:
瓦斯灾害是煤矿中最重的灾害之一,而瓦斯爆炸在瓦斯灾害中占很大比例,不仅造成大量人员伤亡,而且还会重摧毁井巷设施,中断生产,有时还会引起煤尘爆炸、矿井火灾、井巷垮塌等二次灾害。
煤矿瓦斯爆炸事故,不仅会给职工生命和财产带来巨大损失,而且造成恶劣的社会影响。
本文分析了煤矿瓦斯的来源及爆炸的条件,并用事故树分析法分析了瓦斯爆炸的原因,在此基础上提出了相应的防治措施,进而可以指导人们有效地预防煤矿瓦斯爆炸事故的发生。
关键词:
瓦斯爆炸事故树分析防治措施
引言:
矿井瓦斯是指煤矿井下空气以甲烷(CH4)为主的有毒有害气体的总称。
瓦斯在一定条件下可发生爆炸,爆炸时产生的高温(可达1850℃-2650℃)不仅会烧伤职工、烧坏设备,还可能点燃木支架和煤壁,引起瓦斯连续多次爆炸、煤尘爆炸和井下火灾,从而加重灾害程度,扩大灾害面积;
爆炸产生的高压可破坏巷道和设备;
爆炸后产生的有害气体(如CO达2%-4%),氧气大量减少(仅为6%-10%),井下人员将因中毒、窒息而死亡。
瓦斯事故发生的概率虽然比较小,但它一次所造成的危害程度却是十分重的。
我国是世界上煤炭生产和消费大国,煤炭在今后相当长的时期仍将是主要能源。
由于井下自然环境的特点,作业空间有限,煤矿井下生产中,时刻面临着水、火、瓦斯、粉尘、顶板的威胁,加之当前安全装备水平不高、工人技术素质低、抗灾能力差等原因,生产中还存在着重生产轻安全的状况,煤矿事故时有发生。
如果能够正确的认识,掌握事故规律,了解事故发生前的预兆,及时采取正确预防和避灾法,对保证煤炭工业可持续性发展是极为有益的。
而一旦井下发生灾害事故时,能够做到不惊慌失措,采取正确的预防和避灾法,控制事故扩大和恶化,尽量减少因事故造成人身伤亡和损失。
一、矿井瓦斯及其来源
矿井瓦斯就是煤矿井下各种有害气体的总称。
矿井瓦斯包括从煤层、岩层、采空区放出的各种有毒有害气体,如沼气(CH4)、二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、硫化氢(H2S)、二氧化硫(SO2)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)、氢气(H2)等。
在这些有毒有害气体中,沼气的含量占80%以上,所以人们习惯上把沼气叫做瓦斯。
在煤矿生产过程中,矿井瓦斯的来源有四面:
(1)从采落下来的煤炭中放出瓦斯;
(2)从采掘工作面煤壁中放出瓦斯;
(3)从煤巷、岩巷两帮及顶板放出瓦斯;
(4)从采空区放出瓦斯。
一些矿井的测定表明,从采落下来的煤炭中放出的瓦斯约占瓦斯总量的20%~25%,还有75%~80%的瓦斯是从其他三个来源向井下放出的。
这说明,矿井即使临时停产不出煤,瓦斯仍能大量、不断地放出。
二、矿井瓦斯的性质及其爆炸条件
(一)矿井瓦斯的性质
1.矿井瓦斯是一种无色、无臭、无味的气体,对空气的比重为0.554,比空气轻,常聚集在巷道的顶部。
瓦斯和空气混合在一起后,既看不到、摸不着,也闻不出来,这是非常危险的。
要检查空气中是否含有瓦斯,必须使用专用的瓦斯检测仪器才能测定出来。
2.矿井瓦斯对人有窒息作用。
矿井瓦斯虽然无毒,但在空气中的浓度增大时,能使空气中的氧气含量相对降低,而使人窒息。
当空气中的瓦斯含量达到40%以上时,能使人立即死亡。
3.矿井瓦斯具有燃烧性和爆炸性。
矿井瓦斯在空气中的含量达到适当浓度时,遇到引爆热源能引起燃烧和爆炸。
(二)瓦斯浓度
瓦斯与空气(氧气)均匀混合形成爆炸性气体,瓦斯浓度达到一定的围时,遇到明火或一定的引爆能量立即发生爆炸,这个浓度围称为瓦斯爆炸极限。
其中,形成爆炸性混合气体的瓦斯最低浓度称为瓦斯爆炸下限,形成爆炸性混合气体的瓦斯最高浓度称为瓦斯爆炸上限。
能最易(即在最小着火能量下)激发着火(爆炸),并且爆炸中能释放出最大能量的瓦斯浓度称为瓦斯最佳爆炸浓度。
瓦斯的爆炸极限为5%-16%,当瓦斯浓度低于5%时,遇火不能发生爆炸,但能在火焰外围形成燃烧层;
当瓦斯浓度为9.5%时,其爆炸威力最大(氧气和瓦斯完全反应);
瓦斯浓度在16%以上时,失去其爆炸性,但在空气中遇火仍会燃烧。
瓦斯爆炸界限并不是固定不变的,它还受到①其它可燃性气体的混入;
②惰性气体的混入;
③初始压力;
④初始温度的影响。
(三)爆炸条件的分析
煤矿瓦斯爆炸必须同时(同地)具备3个条件:
①空气中瓦斯浓度在爆炸围(5%-16%);
②高温热源存在时间长度大于瓦斯引火感应期;
③瓦斯—空气混合气体中的氧浓度大于12%。
具体分析如下:
(1)瓦斯的浓度:
在新鲜空气中,瓦斯浓度达到5%~16%时,就达到爆炸浓度,也称爆炸界限。
因矿井涌出的可燃性气体,不单纯是沼气,还有一部分重碳氢化合物。
重碳氢化合物分子量越重,其爆炸下限越低。
(2)具有引燃引爆瓦斯的高温热源:
在新鲜空气中,瓦斯的引燃温度为650℃~750℃。
比如,引燃的香烟头的温度都在千度以上,所以明火、吸烟、电火
花、放炮产生的火焰以及摩擦火花,都可以引起瓦斯爆炸。
煤矿井下引起瓦斯爆炸的点燃源主要有如下几类:
机械类:
包括机械运行中的摩擦、坚硬岩及钢铁支架、设备之间的撞击。
电气类:
与输电线路、电气设备有关的电火花、电弧、电器失爆等。
火焰类:
有燃烧反应的点燃,如吸烟、火灾、气体切割和焊接等。
炸药类:
与炸药爆破有关的,如使用非可炸药、钻充填不当引起爆破火焰等。
其它类:
上述不包含的点燃,如闪