煤矿地质灾害讲座.ppt

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煤矿地质灾害煤矿地质灾害主讲：

主讲：

汤友谊汤友谊教教授授Email：

电话电话：

0391-398797313017511979河南理工大学资源环境学院地质工程系1一、我国煤矿安全现状一、我国煤矿安全现状二、瓦斯灾害二、瓦斯灾害三、水害三、水害四、煤矿安全管理措施四、煤矿安全管理措施提要2煤矿生产是一种特殊行业，严重受到水、火、水、火、煤尘、瓦斯、顶板煤尘、瓦斯、顶板等五大自然灾害的威胁。

一旦发生事故，往往造成群死群伤的后果，经济损失无法弥补。

更何况事故的发生还会导致煤矿生产经营活动中断，短期内很难恢复，至于事故带来的其他间接损失更是难以用数字来计算。

由此可见，煤矿安全的重要性，必须引起各方面的警觉，尤其是煤矿经营管理者的警觉并采取有力措施加以防范。

34562005“331”赤峰矿难7一、我国煤矿安全现状一、我国煤矿安全现状v我国煤矿事故多发的问题表现在六个方面：

一是我国的整个煤矿生产力水平比较低，使得大量的特别是非公有制的私营小煤矿的生产状况落后；二是我国整个煤矿的安全基础设施较薄弱，多年以来存在一个欠账问题。

经国家煤矿监察局，国家安监总局的调查，光是国有大矿就欠账500多个亿；8三是整个煤矿行业多年来都存在行业安全管理薄弱，煤炭企业管理滑坡，行业管理薄弱，责任制不落实的情况；四是一些私营小煤矿的矿主，见利忘义，而且有少数公务人员和这些矿主存在官商勾结的现象。

五是整个矿工的素质偏低，而实际上煤矿开采的技术含量和科技含量是非常之高的；六是在市场经济的情况下，安全监察工作和市场经济还需要进一步适应。

9v我国煤矿安全生产的四个新威胁我国煤矿安全生产的四个新威胁：

一是煤层赋存条件差，瓦斯灾害严重。

随着开采深度的不断增加，开采强度的不断增强，煤与瓦斯突出的危险性也在不断增加，突出危险区域也在不断扩大。

二是地下水防治难度增大。

近年来，随着煤矿开发生产的深度不断加大，井巷工程的掘进速度加快和随着煤矿开采方式、开采深度和工作面开采空间尺度的变化，水害产生的条件、水害威胁的程度以及水害生成的机理都在发生着较大的变化，给对井下突水的水源、导水通道和补给强度的分析造成很大难度，从而增加了水害治理的难度。

10三是我国煤炭资源勘查程度低。

据统计，我国煤炭资源中勘探资源量仅占25，详查资源量仅占17，绝大部分为地质工作程序极低的普查，甚至预查资源量。

四是采、掘、机、运、通各大系统新技术与新设备开发相对滞后。

11事故死亡率单位：

人Mt19801999年中国煤矿事故死亡率12事故死亡率单位：

人Mt19972003年中国煤矿事故概况13事故死亡率单位：

人Mt19972003年中国煤矿事故对比情况（按事故原因）14二、瓦斯灾害二、瓦斯灾害1瓦斯爆炸的形成条件瓦斯爆炸的形成条件煤矿瓦斯爆炸的重大危险源主要是甲烷，瓦斯爆炸的必要条件有:

甲烷积聚超限且浓度达到5%一15%;空气中氧含量大于12%;引燃引爆热源必须大于甲烷最小点燃温度650-750。

在一般的矿井条件下，氧浓度是满足的，只要积聚的瓦斯达到爆炸浓度范围，同时具有引燃热源，就有发生瓦斯爆炸事故的可能。

15煤矿井下瓦斯在不同浓度下危险程度是不同的，根据2005年3月国家煤矿安全监察局颁布的煤矿瓦斯治理经验五十条，现将瓦斯积聚严重程度分为以下4种状态，并予以处理。

如表1所示。

16瓦斯的引燃温度为650-750，最低点燃能量为0.28mJ，明火、煤炭自燃、电弧（4000）、电气火花、赤热的金属表面、吸烟、撞击火花、磨擦火花，甚至静电产生的火花等煤矿井下所能遇到的绝大多数火源都足以引燃瓦斯。

所以，考察火源严重程度主要是看该火源在危险的瓦斯环境下暴露的频率。

如表2所示。

172瓦斯爆炸的危害瓦斯爆炸的危害矿井瓦斯爆炸是受限空间的爆炸，它的传播和影响范围特别大，往往造成重大的人员伤亡和巨大的财产损失。

分析其危害主要为:

高温、冲击波和有害气体。

高温。

瓦斯爆炸会产生高温的焰面。

焰面是巷道中运动着的化学反应区和高温气体，其速度大、温度高。

正常的燃烧速度为12.5m/s,爆轰时传播速度可达2500m/s。

焰面温度高达21502650。

焰面经过之处，人被烧伤或大面积烧伤，可燃物被点燃而发生火灾。

18冲击波。

瓦斯爆炸会产生很强的冲击波，冲击波锋面压力可由几个大气压到20个大气压，前向冲击波叠加和反射时可达100个大气压。

其传播速度总是大于声速，所到之处会造成人员伤亡、设备和通风设施损坏、巷道跨塌。

有害气体。

瓦斯爆炸后生成大量的有害气体，某些煤矿分析爆炸后的气体成分为:

O2浓度6%-10%;N2浓度82%-88%;CO2浓度4%-8%;CO浓度2%-4%。

如果有煤尘参与爆炸，CO的生成量更大，往往成为人员大量伤亡的主要原因。

19大泉湾煤矿大量有害气体继续向外散逸河南渑池事故矿井排风口浓烟滚滚的情景（2月2日摄）20抢险队员在减弱有害气体的扩散21平顶山“1111”煤矿事故223我国煤矿瓦斯状况我国煤矿瓦斯状况国有重点煤矿现有的600多处矿井中：

煤与瓦斯突出的125处，约占20%；高瓦斯矿井173处，约占28%；有自然发火危险的矿井363处，约占58%；有瓦斯煤尘爆炸危险的矿井555处，约占88%。

234瓦斯事故现状及原因分析瓦斯事故现状及原因分析v2007年1-4月全国煤矿安全生产总体形势：

（一）1-4月全国煤矿安全生产继续保持了总体稳定、趋于好转的态势。

据安监总局调度快报统计，1-4月份，全国煤炭产量达到5.86亿吨、同比增长2.4%，煤矿事故同比减少144起、死亡人数减少555人，分别下降17.2和32.5；百万吨死亡率1.966，同比减少1.026、下降34.3%。

24

（二）近期煤矿重特大瓦斯事故多发。

以往4月下旬5月中旬是事故多发期，煤矿事故起数和死亡人数均有反弹，尤其是“五一”前后，煤矿瓦斯事故频发。

去年在4月26日5月15日短短的20天内，接连发生11起死亡3人及以上的瓦斯事故，死亡109人。

平均不到两天发生一起瓦斯事故、每天死亡约6人。

在4起特大及特别重大瓦斯事故中，瓦斯爆炸事故2起，煤与瓦斯突出事故1起，瓦斯燃烧事故1起。

25我国煤矿瓦斯治理攻坚战的成效正在逐步显现。

去年15月份与05年同期比（调度统计数），事故起数减少192起、死亡人数减少616人，分别下降14.6%和25.9%；其中一次死亡10人以上特大事故减少8起、死亡人数减少384人，分别下降34.8%和56.3%；百万吨死亡率2.207，同比减少0.871、下降28.3%。

26但是，煤矿安全生产形势仍然十分严峻，重特大瓦斯事故多发的问题尚未得到根本的解决。

突出表现在：

一是煤与瓦斯突出事故多发，06年15月份共发生特大煤与瓦斯突出事故6起、死亡82人，分别占特大瓦斯事故起数和死亡人数的54.5%和44.6%。

27二是基建与技改矿井瓦斯事故多发，06年15月份发生的15起特大事故，有5起是发生在基建、技改矿井中的瓦斯事故，占特大事故总数的33.3。

三是低瓦斯矿井事故多发，2005年的40起特大瓦斯事故，有18起发生在低瓦斯矿井中，占特大瓦斯事故的45%。

28上述情况反映出，一些矿井先抽后采和防突措施落实不到位，一些基建矿井地质勘探程度不够且存在违法违规建设和施工现象，一些低瓦斯矿井通风瓦斯管理混乱，一些已安装监测监控系统的矿井存在不管用、不会用、不想用等问题。

这些问题是特大瓦斯事故不能得到有效遏制的重要原因。

29v事故多发原因事故多发原因“近期事故多发，跟矿井深度增加有很大关系。

井深的增加，使得地压增大，瓦斯含量与压力增大，加大了瓦斯抽放、治理难度。

”同时，安全技术基础不牢，有关规程规定不符合我国实际，也是事故多发的原因之一。

30我国目前的监督管理机制不健全是造成事故频发的一个重要因素。

部分省一级政府部门对煤矿企业的管理很不规范，存在一些主管煤矿的人员不懂安全、不懂煤炭生产的现象。

在一些地区，国家安监总局的政策措施之所以不能得到真正执行，是因为许多企业有恃无恐。

许多企业只求短期经济效益，忽视安全，煤炭企业恶性竞争，必然导致事故多发。

科研成果不实用和科研机构“向钱看”的现象也不容忽视，许多博士、硕士论文，严重脱离企业实际，不能有效转化为生产力。

315瓦斯防治措施瓦斯防治措施一、建立合理可靠的通风系统1改造通风系统，提高通风能力，坚持以风定产。

2优化矿井通风网络，降低通风阻力。

3完善通风设施，优化通风系统，提前升级改造机电设施。

324进行矿井通风系统可靠性评价每年进行一次反风演习和矿井通风系统优化设计及可靠性评价，测算反风率及矿井通风阻力，实现系统、设施可靠，风流稳定，具有较强的抗灾能力，发生灾变时风流易于控制，便于抢险救灾，保证通风系统合理、稳定、可靠。

33二、二、加强瓦斯综合防治加强瓦斯综合防治1建立瓦斯防治专业队伍成立专门机构和瓦斯抽放、预测专业队，负责瓦斯抽放、防突、监测及安全装备的管理。

2防治煤与瓦斯突出按照“四位一体”防突措施严格瓦斯治理，包括突出危险性预测，防治突出措施的效果检验，安全防护等综合防治措施，采用钻屑瓦斯流量法进行效果检验。

343实施矿井瓦斯抽放严格落实瓦斯治理“十二字”方针，井下、地面各建立一个瓦斯抽放泵站，井下炮采放顶煤工作面、高瓦斯掘进工作面和综采放顶煤工作面分别实施顶板岩石钻孔抽放、高位巷道抽放、超前浅孔与巷帮钻孔抽放、采空区抽放、上隅角埋管抽放等，杜绝采掘面瓦斯经常超限现象。

354开展掘进工作面瓦斯防治评价有些矿成立评价工作领导小组，定期对掘进工作面的瓦斯涌出量、煤与瓦斯突出危险性、通风系统、局部通风、抽放系统、监测系统、隔爆设施、压风自救、顶板岩石钻孔抽放、巷帮超前抽放、钻孔疏放、避灾垌室、物探、钻探分析、地质构造、设备防爆、机电设备保护、通风设施等项目进行预测预报及评价验证，并由总工程师组织各业务部门，分别对各专项评价进行会审，提出掘进工作面瓦斯防治综合评价意见，决定是否可以掘进及整改防治措施，确定允许掘进距离。

365采掘面实施煤壁浅孔高压注水当高压水进入煤层后，沿着裂隙流动、渗透和扩散，挤占了裂隙空间，将瓦斯从裂隙中挤出，通过检修班对煤壁浅孔高压注水，增加了瓦斯释放量，从而降低了生产过程的瓦斯涌出量。

同时，煤壁浅孔高压注水，增加和扩展了煤层裂隙，煤体因充分吸收了水分而湿润，从而改变了煤体的物理力学特性，有效防止了采掘面煤壁片帮、冒顶，从而消灭了因煤墙片帮、冒顶所造成的瓦斯积聚及瓦斯超限现象。

37三、建设监测监控系统1健全安全监控系统一些矿井各采掘面、回风巷、机电垌室等分别安装了瓦斯、温度、风速、一氧化碳传感器，井下所有低浓度瓦斯传感器更换为高低浓度瓦斯传感器，对监控设备及监测功能按照防突要求进行补充完善。

安全监控系统与集团公司安全监察局无线联网，井下各作业场所实现了安全状况的及时监控和多层次管理。

382强化个体防护井下所有人员全部携带隔离式自救器，井下所有班组长以上安全管理人员、特殊工种及独岗工作人员均携带便携式甲烷检测仪，随时检测各工作地点瓦斯变化情况。

393严格落实掘进装备系列化井下所有掘进工作面全部实现掘进装备系列化，尤其局部通风机全部采用“三专两闭锁”，双风机，双电源，双风机实现自动倒台，所有风机全部使用大功率对旋风机，并安装机电开停传感器，实现实时监测运行状态，风筒使用大直径和防炮崩抗静电、阻燃风筒。

40四、加强安全宣传教育，提高职工安全素质四、加强安全宣传教育，提高职工安全素质以“一通三防”和瓦斯防治为主要内容的安全知识问答等专业书籍达到人手一册。

全矿入井人员必须通过瓦斯综合防治等安全知识培训考试，并持证入井。

井下所有特殊工种必须持有三级安全培训机构颁发的安全资格证上岗。

41一、瓦斯灾害易发区域预测技术一、瓦斯灾害易发区域预测技术

（一）地质雷达超前探测地质构造技术

（二）P-S波长距离构造探测技术（三）煤层瓦斯含量直接测定技术二、高效瓦斯抽采技术二、高效瓦斯抽采技术

（一）地面钻孔抽采采动卸压区煤层或采空区瓦斯

（二）井下顺煤层枝状长钻孔预抽煤层瓦斯技术预防煤矿瓦斯灾害新技术42三、瓦斯灾害监测技术三、瓦斯灾害监测技术

（一）红外瓦斯传感器技术

（二）宽带监控系统四、瓦斯灾害预警