安全系统工程课程设计报告矿井瓦斯爆炸事故树分析.docx

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安全系统工程课程设计报告矿井瓦斯爆炸事故树分析

安全系统工程课程设计报告

设计题目：

矿井瓦斯爆炸事故树分析

学院××××学院

专业班级安全工程101班

学号×××××

学生姓名×××

指导教师×××

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。

第一编煤矿瓦斯介绍

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