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完成论文王军辉

毕业论文（设计）

题目煤矿安全现状及发展方向

姓名王军辉

系别___安全工程系___

专业矿井通风与安全

年级__08级_

指导教师____赵喜欢

2010年5月31日

毕业论文（设计）成绩评定表

指导

教师

技术职称

部门

学生

姓名

学生所在系

专业

班级

毕业论文（设计）

课题名称

指导教师评语：

成绩：

指导教师签名：

年月日

目录

第一章煤矿安全现状与面临的形势 

第二章矿井通风系统安全可靠性评价与决策技术

第三章安全科技发展存在的主要问题 

第四章矿井巷道火灾事故的处理方法及注意事项

第一节独头巷道火灾的特点

第二节处理独头巷道火灾的主要方法

第三节掘进巷道火灾处理时注意事项

第四节处理掘进巷道火灾时对通风的要求

第五节处理掘进巷道瓦斯燃烧事故时注意事项

第五章安全管理制度

第六章煤矿安全科技发展方向 

第七章参考文献

第八章致谢

摘要

在充分分析我国目前煤矿安全现状的基础上，提出了煤矿安全科技的发展方向，近年来，我国煤矿安全生产工作取得了巨大成就，但形势依然严峻，事故多发的势头并没有得到遏制。

描述了我国煤矿安全生产现状及所面临的形势，并通过具体数字加以形象说明，提出了安全科技发展过程中存在的主要问题，指出了煤矿安全科技的发展方向及煤矿安全领域未来的重点科研攻关课题。

关键词：

煤矿安全矿井通风矿井火灾发展方向

一煤矿安全现状与面临的形势

1煤矿安全生产的现状。

目前我国的安全生产正在稳定中呈现好转态势，但形势依然严峻，事故多发的势头并没有得到遏制。

2009年，全国GDP达到33．54万亿元，同时也有7．84万人死于安全事故，差不多1亿GDP就死亡1个人；全国每年因安全事故造成的经济损失高达3000亿元左右，约占全国GDP的1．5个百分点。

煤矿的安全形势更不容乐观，2009年的百万吨死亡率虽然比2002年下降了近7成，但仍达到1.5（国有重点煤矿为0．38，乡镇煤矿为3以上），这个数字是美国的100倍，是波兰和南非的10倍。

2煤矿自然条件差灾害多。

（1）煤矿瓦突出越来越严重，危险性增加。

我国所有煤矿均为瓦斯矿井。

在100个国有重点煤炭生产企业的609处矿井中，高瓦斯矿井占26．8％，煤与瓦斯突出矿井占17．6％，低瓦斯矿井占55．6％。

部分局矿的情况更为严重，如平顶山煤业集团公司所属的13矿井也全部为高瓦斯或突出矿井。

随着开采深度的不断增加，煤与瓦斯突出的危险也不断增加。

（2）冲击地压危险性增大，个别煤矿十分严重。

据统计，1999年17处大中型煤矿就发生1377次冲击地压，最大强度达到里氏4级。

辽宁省抚顺矿业集团老虎台煤矿，每年发生各类冲击地压4000多次，震级达一级以上的1000多次，2002年总次数达到了6127次（其中>3级21次），平均每天发生冲击地压17次，严重威胁煤矿安全生产。

（3）自然发火危险性严重，比例大、覆盖面广。

据统计，原国有重点煤矿中有自然发火危险的矿井占51．3％。

（4）煤矿热害已成为矿井新的灾害。

随着开采深度的增加、围岩温度提高，矿井热害问题越来越突出。

据今年的资料统计，70处大中型生产井工煤矿的采掘工作面最高气温超过《煤矿安全规程》的要求。

（5）水文地质条件复杂，水害制约安全生产。

我国大中型煤矿中，水文地质条件属于复杂或极复杂类型的煤矿占25．04％。

（6）煤尘爆炸危险性普遍存在，危害严重。

我国煤矿爆炸危险性普遍存在。

原国有重点煤矿有 87．4％的矿井煤尘有爆炸危险，小煤矿中91．35％ 煤矿的煤尘具有爆炸危险，其中高达57．71％的具有强爆炸性。

3煤矿数量多大中小并存差异大。

我国煤矿数量多，超过世界上其他主要采煤国家的煤矿总数。

目前全国共有在建和改扩建矿井3955处，30万t以下的小煤矿占82．9％，其中3万t及以下的有562处。

我国煤矿的生产能力分散，全国煤矿平均资源回收率为45％左右，其中小煤矿仅为15％左右。

目前大中小煤矿的产量比重由的49：

13：

38，这些数据充分反映出我国煤炭生产分散，生产集中度过低，大多数小煤矿安全生产技术与装备水平低下、抗灾能力差，给安全生产管理带来困难。

4煤矿机械化程度低安全技术装备不足。

据统计，原国有重点煤矿的采煤机械化程度75．43％，综采机械化程度59．42％，综掘机械化程度15．03％。

而原国有地方煤矿和乡镇煤矿机械化程度普遍较低。

现有煤矿多数矿的监控系统装备不全，尚未实现网络化管理，部分设备功能落后。

不少的矿井没有安设防隔爆设施，既使配备了隔爆设施的矿井，设置的数量少，没有达到安全规程的要求。

相当一部分原国有重点煤矿的甲烷传感器、便携式甲烷检测仪、光学甲烷检测仪、甲烷断电仪等必备的安全仪器仪表配备不足。

5煤矿从业人员结构复杂管理落后。

我国煤矿用人过多，农民轮换工等从业人员构成煤炭生产一线主体，整体文化水平低，缺乏自我保护意识。

许多企业又不进行岗前安全培训，有违章作业现象。

许多小煤矿的经营者没有基本的安全生产管理技术知识，不懂安全，不管安全，不顾安全。

目前，我国煤矿的安全管理有的是由管理人员凭经验进行工作，管理技术和手段落后。

这种管理模式，由于受管理人员的知识、经验和责任心的限制，很难适应矿井灾害事故的复杂多变条件，这也是煤矿灾害事故多发的原因之一。

二矿井通风系统安全可靠性评价与决策技术

矿井通风是保障煤矿安全生产的关键性环节，合理的通风是防止瓦斯积聚、抑制煤炭自燃和火灾蔓延扩大的重要手段，通风系统布置不合理或管理不当，则是导致瓦斯积聚和自然发火及造成瓦斯、火灾事故进一步扩大的主要原因。

集约化生产的大型矿井实行一矿一面已成趋势，要求通风系统具有更强的稳定性、可靠性和合理性，具有较强的抗灾能力。

　　我国开展了矿井通风系统安全可靠性评价和决策技术的研究，建立了基于评价指标体系和网络仿真技术的两种矿井通风系统可靠性评价理论体系、评价方法和数学模型，开发了智能化、可视化通风系统可靠性评价和决策支持系统软件。

　　在灾变风流动态模拟及虚拟现实技术方面，研究并完善了维动态模拟技术，开发了矿井灾害风流流动模拟的GIS显示系统，实现矿井灾变动态模拟结果在矿井通风系统图各巷道通风参数的动态显示，提高模拟结果与各巷道的对应性，减少矿井灾害防治及救灾决策中应用灾变状态各参数的失误率，提高决策效率。

研究出了矿井火灾区域内烟流流动的三维数值模拟研究和矿井巷道中火灾烟流流动的虚拟现实技术。

　　在通风系统自动调控方面，研究成功了井下自动控制风门及远程控制技术，研制出了带有卸压窗和撞杆自动开启装置的远程自控风门，实现了井下人、车信号分离，采用控制命令分级管理的方法，彻底贯彻了“生产服从救灾，行人服从行车”的风门管理理念，有效地提高了通风系统的稳定性。

　　作为配套技术研究，将矿井通风系统安全可靠性评价和决策技术、矿井灾变风流动态模拟及虚拟现实技术和井下风门远程控制技术等有机整合成一体，开发了软件平台，初步实现了矿井通风系统从监测、分析、决策到控制等各环节的闭环运行。

三安全科技发展存在的主要问题 

1理论与技术基础研究不够、创新能力不够。

煤矿的生产安全涉及的专业领域广，学科多。

随着科技的进步，为安全理论和技术基础的研究提供了新的手段和途径，急需对制约煤炭发展的重大安全基础理论问题开展研究。

同时，随着生产条件变化，还需对近年来不断出现的新的问题开展研究。

为煤矿的高产高效、安全生产提供强有力的理论指导。

2中小企业的先进适用技术开发亟待加强。

现有中小煤炭企业在我国煤炭工业中仍占有重要地位。

中小煤炭企业数量虽多，但存在安全技术水平低、事故隐患多等问题。

因此，加强对这些企业进行技术改造、研制适应于中小企业的实用安全技术和装备是提高整个安全科技发展水平的重点任务。

3科技资源配置不合理，创新体系急待完善。

科技资源是煤炭工业进行技术创新的基础条件，随着在国家机构改革、国有重点企业下放、科研机构企业化改制后，原有科研规划、计划、体系全部被打散重组，煤炭科技工作的定位、内容、重点领域和方向等等方面都无法进行协调、组织和管理。

煤炭科技工作大大被削弱；原有科技创新体系已经打破，但新的科技创新体制仍没有形成，各专业领域之间缺乏必要的信息沟通，未能充分利用国外和相关领域的最新科技成果推动安全生产科技的发展；产学研结合不够紧密；所进行的一些科技活动仅限于解决各生产企业内部的个体问题。

4制约行业发展的重大关键技术有待突破。

煤炭工业属国民经济的基础产业，许多具有共性的重大安全技术与装备的开发需国家组织，单个企业或企业集团不可能从国家的总体出发，投入大量资金进行装备的研制，尽快取得突破性进展。

5技术法规和标准的制修订滞后煤炭工业发展的需要。

当今，科技发展日新月异，许多新方法、 新工艺和新产品层出不穷，一方面原有的标准和法规制约了这些新技术的推广和应用，阻碍了技术进步；另一方面这些新技术与新产品的出现，没有统一的标准进行规范管理，这也不利用新技术的发展。

6科研体系结构不合理、科研力量不足、人才培养呈下降趋势。

这些年来，随着高校的改革，原有煤炭行业高等院校也逐步脱离煤炭行业，各高校纷纷改名，对学生的培养也陷入找工作难的境地。

与煤炭有关的专业也逐步萎缩。

原有的科研院所，在转制过程中，为适应市场要求和变化，工作的重点也从进行基础研究、工艺研究、新产品新装备的开发等逐步转移到以赢利为目的企业行为了。

因此，煤炭科技的人才队伍、科研体系没有得到有效的发展，人才培养力度削弱，人才流失严重，使煤炭科技工作陷入了人才短缺的境地。

7科研条件差，基础设施建设有待加强。

由于受煤炭工业大环境的影响，现有的科研实验试验条件非常落后，大部分实验试验设备是20世纪80年代建立起来的，技术落后，自动化程度低，很难满足现实需要。

没有优良的科研条件，就不能创造出一流的科研成果，急需加强煤炭工业的基础设施建设，积极引进或研制技术含量高、实用性强的科学仪器和设备。

四 矿井巷道火灾事故的处理方法及注意事项

火灾事故是煤矿生产过程中重大灾害之一。

处理的技术要求含量是十分重要的。

其中处理矿井独头巷道火灾事故更是种非常复杂的技术问题，处理方法和措施不当，会导致瓦斯爆炸事故，对事故抢险人员的生命安全威胁是十分大的，在处理中发生不少因方法和措施不当导致事故扩大，造成人员伤亡事故发生，其血的教训是值得我们吸取和总结的。

为了正确的处理矿井独头巷道火灾事故，防止瓦斯爆炸事故发生，在处理此类事故时方法和措施必须科学合理。

才能避免不应当发生的事故扩大化，减少不必要的人员伤亡和国家财产损失。

1独头巷道火灾的特点：

掘进独头巷道因其独特的通风条件，发生火灾时，与其他矿井火灾有着独有的特点，由于采用局部通风机供风，所以发生火灾时，可以有效控制向火区供氧；巷道狭小、温度高、烟雾大，存在难以接近火源问题；同时对灭火人员的安全受到极大威胁；高温侵蚀下，巷道顶帮岩石、煤体容易跨落，威胁灭火人员安全；巷道内的瓦斯控制难度大，增加风量，会导致火势加大，减少风量或停止供风，会导致瓦斯聚集，发生瓦斯爆炸事故。

隐蔽火源引燃瓦斯事故潜在威胁大，会导致事故扩大化。

2处理独头巷道火灾的主要方法。

掘进独头巷道的火灾受通风条件的限制，进出只有一条路线，处理难度较大，为处理工作带来不同程度的危险性和复杂性。

当发生独头巷道火灾事故时，我们必须首先正确判断事故的各个方面情况，采取正确的处理方案处理事故，将事故控制住，并消灭掉。

对独头巷道发生火灾主要处理的方法有以下几种。

（1）直接灭火法：

这是我们处理火灾事故中首选且最有效的方法，在火灾初期，当火灾发展不大时，采取此种方法最有效。

用水或小型灭火器直接扑灭掘进巷道火灾：

要求必须具备三个要素：

火源明确；有充足的人力；救援物资和水源。

保证通风正常并有畅通的回风道。

保持火区瓦斯浓度在2%以下。

用沙土等掩埋火区，使火窒息而灭。

此种方法主要用于发生小区域火灾，利用不燃性材料将火区与氧气隔离，从而导致火的熄灭。

（2）隔绝灭火法：

在直接灭火无效或直接灭火对救灾人员有威胁时，或用直接方法不经济时，为安全有效将事故处理掉，对火区进行封闭。

这种方法处理事故期限长，恢复生产慢。

（3）综合灭火法：

这种方法是结合上面两种方法进行处理的，首先对火区进行临时封闭，当火区处于稳定后，在锁风条件下，进入灾区进行直接灭火，将火扑灭。

这种方法安全可靠，且缩短了火区处理时间，恢复生产快。

（4）其他方法：

灾区条件比较复杂，也可利用掘进巷道的特殊性，因地制宜采取有效方法处理。

3掘进巷道火灾处理时注意事项。

（1）不同灭火方法的注意事项。

救护队救援工作必须以救人为首要任务，同时救护队对灾区侦察时，必须在保证正常通风、瓦斯不超限的情况下进行，侦察工作要仔细，做到一次探明火情，掌握火区各种气体浓度、温度、顶板、火势及其他情况，不能反复侦察，浪费救援资源，贻误战机，甚至可能导

致事故扩大。

（2）对不同地点发生的火灾处理时注意事项。

掘进工作面迎头火灾处理：

平巷独头巷道迎头发生火灾，瓦斯浓度不超过2%时，要在通风的情况下采用直接灭火，注意在灭火时，可以控制供风量，在保证瓦斯不超限的条件下，减少供风量。

灭火后，必须仔细清查阴燃火点,防止复燃引起爆炸。

掘进工作面中部火灾处理：

火灾发生在平巷独头煤巷的中段时，灭火中必须注意火源以里的瓦斯，严禁用局部通风机风筒把已聚积的瓦斯经过火点排出，如果情况不清应远距离封闭；若火灾发生在上山或下山独头巷道的中段时，不要直接灭火，要在安全地点进行远距离封闭。

掘进巷道口火灾处理：

掘进巷道口火灾是富氧燃烧，一般不会发生爆炸，但当掘进工作面发生突出事故引起掘进口火灾时，瓦斯大量涌到巷道口，处理不当，有可能导致爆炸事故，应谨慎控制进风巷道的供风量，防止瓦斯爆炸事故发生。

4处理掘进巷道火灾时对通风的要求。

通风是扑灭独头巷道发生火灾的关键。

火灾事故处理中，供风大，可导致无法控制火势；供风小，可导致瓦斯聚集，引起瓦斯爆炸事故。

我们必须把通风工作放在各项工作的首位。

控制风量，在保证瓦斯不能达到临界值内的条件下，控制火区供风。

在事故初期一般要在维持局部通风机正常通风或加强通风的情况下，积极灭火，矿山救护队到达现场后，首先要保持独头巷道的通风原状，即停止运转的风机不要随便开启，开动的风机不要盲目停止，进行侦察后再采取措施；上山独头煤巷火灾不管发生在什么地点，如果局部通风机已经停止运转，在无需救人时，严禁进入灭火或侦察，而要立即撤出附近人员，远距离进行封闭。

如1967年6月15日，河南省新密矿务局救护队在处理裴沟矿西大巷轨道上山独头巷道的火灾时，1名队员不经小队长同意，也不听大家的劝阻，违背处理独头巷道火灾时要保持通风原状的规定，擅自将已停止运转的局部通风机开动，并带风向掘进头接风筒。

在接风简时，轨道上火源处发生瓦斯爆炸，小队长和这名队员当场遇难，另1名队员重伤。

5处理掘进巷道瓦斯燃烧事故时注意事项。

掘进巷道发生瓦斯燃烧事故，要慎之尤慎，必须设专职人员加强瓦斯测量，当瓦斯浓度小于介质下限时，要加强通风，防止瓦斯浓度达到爆炸界限，当瓦斯浓度大于介质上限时，要控制减少或停止供风，以防止瓦斯浓度达到爆炸界限内，同时不得使用震动性的灭火手段，防止扩大事故。

最好的方法是利用惰性气体扑灭火灾。

统一指挥、科学指挥是处理事故的关键，事故发生后，应立即成立救灾指挥部，统一指挥救灾工作，决不能无指挥、盲目指挥、急躁指挥。

现场指挥员要根据现场情况，采取有效方法，按照指挥部的统一部署，落实到位。

及时将事故现场的情况及变化反馈到指挥部，为指挥部采取合理的处理方案提供保证，杜绝虚报、谎报、瞒报事故真相。

用水灭火时，要设专人随时检测瓦斯及各种气体变化。

加强通风，吹散瓦斯和水蒸气，防止瓦斯积聚和水蒸气伤人和水煤气爆炸事故发生。

扑灭火灾后，要仔细查找隐燃火点。

掘进独头巷道发生火灾，如果灾区无待救的遇险人员，应不必冒着爆炸的危险去灭火，可以采取其他有效的方法扑灭火灾。

目前红外线测温仪、各种气体测量仪等运用到实际救援工作来，为救援工作的效率、安全等起到巨大作用，在今后我们要研制出更多、更好的新装备、新技术应用到救援工作中来，为安全救护工作增添有生力量。

五安全管理制度

1严格执行敲帮问顶制度。

2严格执行交接班制度。

3严格落实工程质量验收制度。

4严格遵守机电设备检查维修制度。

严格按照作业规程规定，处理瞎炮和残炮，严防炸药、雷管异常爆炸。

按照机电管理规定和操作规程要求，防止机电伤人和跑车伤人事故。

提高职工的操作技能，严格按照作业规程操作，避免倒柱、片帮、触电、冒顶、矸石滚漏伤人事故发生。

严格按照作业规程标准，控制工作面工程质量，严防冒顶事故的发生，一旦发生事故，要严格按照《矿井灾害预防处理计划》和《矿井灾害应急响应预案》进行避灾。

加强自保、互保、联保意识，确保职工生命安全。

六 煤矿安全科技发展方向 

1矿井瓦斯灾害防治技术。

抽放瓦斯是防治瓦斯灾害的治本措施，而我国的煤层赋存普遍较差，松软、低透气性、突出煤层比例很大，因此急需研究与其相适应的打钻施工技术和工艺，研制配套的施工钻机和钻具，研究强化抽放瓦斯的技术、工艺及其装备，提高本煤层的瓦斯抽放效率，真正做到“先抽后采”。

2矿井粉尘灾害防治技术。

减小除尘器的体积，解决系统配套难的症结，开发适合我国煤矿具体条件的采掘面除尘系统，才能为市场和用户所接受，促进煤矿安全装备产业的发展。

粉尘传感器是实现作业场所粉尘浓度实时自动监测和矿井除、降尘的自动控制的技术关键。

目前需要解决含尘空气中呼吸性粉尘的自动分离、堆积粉尘的自动处理以及传感器的标定等诸多技术难题。

 3矿井动力与地质灾害防治技术。

由于各矿井开采条件、煤层地质条件、生产技术条件等差异很大，灾害发生的影响因素众多，形成的原因错综复杂，至今对灾害的发生机理、发展过程等认识尚不够深入。

目前，我国已开发出地音监测仪器、微震监测系统及电磁辐射装置，并用于矿井动力灾害的预测，但地音及电磁辐射装置未能实现连续实时监测，且两者之间不能配套使用，使监测结果准确性较差。

4矿山应急救援技术与装备。

化学氧自救器是今后自救装备的发展方向，将逐渐代替过滤式自救器。

但化学氧自救器需要从原材料、工艺和关键部件加工组装上攻关，以提高质量，降低成本，保障使用安全。

5在矿井火灾防治方面。

根据我国实际情况，煤矿火灾预测预报急需的技术是自然发火早期预测及智能化评价技术；隐蔽火源探测技术，特别是采空区隐蔽火源技术；在防灭火材料及配套技术工艺研究方面，急需开发高可靠性、低成本、针对性强和经济实用的成套技术和装备。

参考文献

（1）国家煤矿安全监察局，《煤矿安全规程》，煤炭工业出版社，2001.

（2）徐永圻，《煤矿开采学》，中国矿业大学出版社，1999.10

（3）霍中刚，全国煤矿安全学术年会论文集，2008

（4）阎秀璋，《煤炭地质学》，中国矿业大学出版社，1989.6

（5）《煤炭工业矿井设计规范》，中国计划出版社，1995.10

（6）《山西焦煤科技》2008年Z1期

致谢

感谢我的导师赵老师，他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。

感谢我的老师，这片论文的每个实验细节和每个数据，都离不开你的细心指导。

   感谢我的室友们，从遥远的家来到这个陌生的城市里，是你们和我共同维系着彼此之间兄弟般的感情，维系着寝室那份家的融洽。

两年了，仿佛就在昨天。

两年里，我们虽然红过脸，吵过嘴，但，没有发生上大学前所担心的任何不开心的事情。

只是今后大家就难得再聚在一起吃每年元旦那顿饭了吧，没关系，各奔前程，大家珍重。

我们在一起的日子，我会记一辈子的。

   感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，愿你们永远健康快乐！

   在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！

学生：

王军辉

2010年5月31日