安全系统工程课程设计报告矿井瓦斯爆炸事故树分析.docx

1、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（

2、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

3、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

4、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,

5、 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,

6、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

7、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

8、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, 它还受到其它可燃性气体的混入；惰性气体的混入；初始压力；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:空气中瓦斯浓度在爆炸围(5%-16

9、%)；高温热源存在时间长度大于瓦斯引火感应期；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650750。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