煤矿事故原因分析及预防对策论文文档格式.docx

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我国在能源生产和消费中，煤炭能源约占70%以上，因此，煤炭作为主要能源的地位将会在相当长的历史时期中不会改变。

煤矿生产与其他行业相比其工作场所处于井下深处有限的空间，环境条件恶劣、多变，随着开采过程不断移动，采煤环境不断改变和恶化，在工作过程中顶板、瓦斯、煤炭自燃、粉尘、水害等自然灾害时刻威胁着工人的平安。

所以，矿井环境条件恶劣、多变的固有属性是引起煤矿事故多发的潜在危险因素。

仅就国有重点煤矿来看，具有煤尘爆炸危险的矿井占89.5%，高瓦斯与瓦斯突出矿井占49.2%，自然发火危险矿井占57.5%，水害危险的矿井占43%，某些矿井还有冲击地压、岩爆和高温危害[2]。

而又由于煤矿工作环境差，难以吸引文化、素质较高的工人，而不得不招大量农轮工、农协工和临时工，给改善平安环境带来更大的困难，从而导致平安工作的恶性循环。

同时，企业内部管理失误、国家监管力度缺乏和国家政策扶持缺乏也是导致煤矿事故的原因。

世界上一些主要的煤炭生产国家，如美国、澳大利亚、南非等国家己经在煤矿生产平安工作中取得了巨大的成功，实现了对煤矿事故的有效控制，煤炭工业成为这些国家中最平安的行业之一[3]。

相比之下，我国的煤矿生产平安工作成效不甚理想，煤矿平安生产状况十分严峻，煤矿事故频繁发生，每年仍然有六七千人因煤矿事故而死亡。

虽然我国政府相继采取了一系列措施，如加强了煤矿平安生产的科技攻关力度，提高了煤矿机械化开采水平，制定了相关的法律、法规、规章及其他标准性文件，规定了大量的煤矿生产平安管理制度和措施，建立健全了煤矿平安生产监视管理机构，以及加大对煤矿企业平安生产的监视管理力度等等，然而成效并不明显，煤矿事故并未得到有效的控制，煤矿事故依然不断发生。

因此，煤矿平安问题现己成为我国煤炭工业开展的“瓶颈〞问题。

切实做好煤矿生产平安工作，有效预防煤矿事故的发生，对于保障广阔煤矿职工的人身平安，保证煤炭工业的持续稳定开展，促进国民经济的持续安康开展以及维护社会安定团结具有十分重大的意义。

1.2研究问题的提出

我国煤矿事故之所以频繁发生，究其原因在于人们对煤矿事故发生的原因缺乏清晰和明确的认识，缺乏全面的、系统的、整体宏观的分析，因而不能找出导致煤矿事故的根本原因，从而不能采取行之有效的措施和对策来预防和控制煤矿事故的发生。

我国的矿山平安生产出现如此严峻的现状的原因主要有以下两个方面:

1.2.1技术原因

矿山是采矿工业的主体，是直接从事有益矿物开采的工作地，是采掘工业企业。

矿山直接面对大自然，向地球挑战，索取人类财富，所以，采矿工业和其他工业相比，有其固有的艰巨性和特殊性。

在煤炭开采过程中，瓦斯煤尘爆炸、火灾、透水、顶板冒落、煤与瓦斯突出、冲击地压、中毒、窒息等多种灾害事故时有发生。

这些事故中尤以瓦斯煤尘爆炸造成的损失最大，从每年的事故统计来看，煤矿发生一次死亡10人以上的重大事故中，绝大多数是由于瓦斯煤尘爆炸造成的[4]。

矿井采掘作业由于各种天然和人为的不平安因素多，加上科技水平和技术装备条件限制，难以预见和控制的不平安因素多，因此，矿山的平安生产工作较其他工业部门就更为艰巨和复杂，并且随着采矿工业向深度和广度的开展，平安工作的技术难度也将越来越大。

因此，要搞好矿山的平安工作，首先从上述几种严重灾害上搞好技术防范措施。

1.2.2管理原因

企业是以追求最大的经济利益为目标的，这就决定了企业不可能很自觉的做到各个方面的平安技术保障及管理措施，企业的性质决定了煤矿平安生产靠企业本身是无法做好的，这就需要政府监管机构行使国家赋予的行政权力来遏制煤矿事故。

因此，政府监管措施是否到位，直接影响到煤矿的平安生产。

目前我国煤矿事故总量居高不下，重特大灾害事故频频发生。

其原因是多方面的，既有客观方面的原因、技术上的原因，也有管理和政策上的原因；

既存在与灾害事故发生的直接相关的因素，也有诸多深层次的问题。

这就需要结合技术方面和煤矿平安监管方面的问题，深入分析煤矿事故频发的深层次原因及问题。

提出煤矿灾害防治的国家保障性措施和政策建议。

1.3本文研究的主要内容和意义

1.3.1本文研究的主要内容

〔1〕找出煤矿五大灾害事故的发生规律、发生原因，有针对性的提出预防对策。

〔2〕在全面总结我国煤矿灾害及其防治技术的根底上，深入分析得出煤矿灾害事故频发的宏观原因和深层次原因，提出了煤矿灾害防治的国家保障措施和政策建议。

1.3.2本文研究的意义

本文研究的主要内容能够使企业清楚煤矿生产中各种煤矿事故的直接原因，为企业发现事故隐患，并为其找到了预防煤矿事故的对策，使企业有针对性的采取预防性措施。

在全面总结我国煤矿灾害及其防治技术的根底上，深入分析得出的煤矿灾害事故频发的宏观原因和深层次原因，提出的煤矿灾害防治的国家保障措施和政策建议。

在论文的写作过程中，由于受作者的自身能力以及其他因素的限制，文中必定存在一些纰漏和缺乏之处，敬请教师严加指正。

2煤矿瓦斯事故原因分析与防治对策

2.1瓦斯爆炸原因分析

2.1.1瓦斯爆炸的条件

瓦斯爆炸的条件是：

一定浓度的瓦斯、一定浓度的氧气以及高温火源同时存在。

2.1.2瓦斯爆炸事故特点

根据多年对煤矿瓦斯爆炸事故统计分析[5]，可以发现有如下一些特点：

①瓦斯爆炸多为大事故；

②事故地点多发生在采煤与掘进工作面；

③瓦斯爆炸造成的破坏涉及范围大；

④多为火花引爆；

⑤高瓦斯矿井、低瓦斯矿井均有发生；

⑥瓦斯爆炸多发生在乡镇煤矿；

⑦基建、技改矿井和转制矿井瓦斯爆炸事故多发。

2.1.3事故原因

煤矿发生瓦斯爆炸事故与许多因素有关，但总的来说，主要与自然因素、平安技术手段、平安装备水平、平安意识和管理水平等有关，发生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所导致的。

〔1〕煤矿开采条件差

我国煤矿井下开采条件普遍较差。

〔2〕瓦斯积聚的存在

煤矿井下造成瓦斯积聚的原因很多，但主要有通风系统不合理和局部通风管理不完善是瓦斯积聚的主要原因。

〔3〕引爆火源的存在

煤矿井下引爆瓦斯的火源有：

爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等。

但放炮和电器设备产生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。

〔4〕装备缺乏、管理不落实

矿井平安装备配置缺乏，“先抽后采，监测监控，以风定产〞方针未得到完全落实[6]。

有的矿井没有安装瓦斯监控系统或运行不正常，有的矿井虽安装有监控系统，但因传感器数量缺乏、安装位置不对、线路存在故障、显示器不显示数据等问题，不能有效发挥其应有的作用。

〔5〕企业技术管理薄弱

一些煤矿企业由于采煤方法落后，引起矿井采掘布置不合理，通风系统不完善，此外，作业规程编制不符合实际，针对性不强，给平安生产带来了严重隐患。

2.2控制瓦斯爆炸事故的技术措施

瓦斯爆炸事故的防治可分为预防爆炸和抑制爆炸。

预防爆炸主要有：

优化通风网络及通风系统，防治瓦斯积聚，进展瓦斯抽放，加强瓦斯浓度和火源监测，防止点火源的出现等；

抑制爆炸主要采用隔爆抑爆装置将瓦斯爆炸限制在一定范围内，从而减少人员伤亡和灾害事故所造成的损失。

2.2.1煤矿瓦斯抽放技术

〔1〕我国国有煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占总矿井数的46％。

瓦斯抽放是减少矿井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施，同时也是开发利用瓦斯能源、保护大气环境的重要手段。

〔2〕为提高瓦斯抽放率，目前主要需解决长钻孔定向钻进技术，包括测斜、纠偏技术；

提高单一低透气性煤层的抽放率；

研制钻进能力更强的钻机具；

完善和提高扩孔技术、排渣技术、造穴技术和封孔技术；

开发新的瓦斯抽放技术及设备。

〔3〕瓦斯抽放方法有本煤层抽放、邻近层抽放和采空区抽放等；

抽放工艺有顺层长钻孔、大直径钻孔、地面钻孔、顶板岩石和巷道钻孔等。

并研制出与之相配套的强力钻机及配套机具，如MK型长钻孔钻机和ZSM顺层强力钻机等[7]。

此外已研制出多种抽放泵及配套的监控系统和仪表等，大大提高了瓦斯抽放量和抽放率，使平安环境得到进一步改善。

〔4〕利用多分支羽状适用技术，解决低渗煤层瓦斯治理问题，提高抽采率。

〔5〕煤矿瓦斯治理也应该与煤层气产业化严密结合起来。

2.2.2矿井瓦斯浓度及火源监测技术

矿井瓦斯浓度及火源的实时自动监测对于防止瓦斯爆炸非常重要，当发现瓦斯异常或有火源产生，立即采取措施可防止爆炸事故的发生。

我国目前开发了KJ90、KJ92、KJ94、KJ95、KJ73、KJ66等型号的矿井平安监控系统，以及各类检测传感器、报警仪和断电仪[8]。

已有多个矿井安装了矿井平安综合监控系统，并具有如下功能：

①矿井环境和工况参数实时监控；

②主要通风机在线监测；

③巷道火灾实时监测；

④矿井瓦斯抽放实时监测；

⑤冲击地压实时监测；

⑥煤与瓦斯突出实时监测；

⑦煤层自然发火实时监测；

⑧瓦斯爆炸或燃烧实时监测；

⑨矿井电网监测等多种功能。

监控系统的安装极大地提高了煤矿的平安管理自动化水平，防止了许多事故的发生。

2.2.3井下火源防治

对煤矿井下的爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等火源都有一些相应的防治措施，除炸药平安性检验、电器防爆检验、摩擦火花检验外、还需防止火源与瓦斯积聚在同时同地点出现，如放炮时检测瓦斯浓度，采用风电闭锁、瓦斯电闭锁等措施。

另外加强明火的管理，严格动火制度，消除引爆瓦斯的火源。

2.2.4优化通风网络及通风系统

合理可靠的通风系统是防止瓦斯事故和控制灾害扩大的重要措施，为此，瓦斯防治工程与采掘工程，必须同时设计，超前施工，同时投入使用。

2.2.5隔爆措施

矿井隔爆抑爆装置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障，当瓦斯爆炸发生后，依靠预先设置的装置可以阻止爆炸的传播，限制火焰的传播范围，主要有被动式隔爆棚和自动抑爆装置。

2.3煤〔岩〕与瓦斯突出及其预防

2.3.1突出概述

煤矿地下采掘过程中，在极短的时间内〔从几秒到几分钟〕，从煤、岩层内以极快的速度向采掘空间内喷出煤〔岩〕和瓦斯的现象，称为煤与瓦斯突出[9]。

它是另一类型的瓦斯特殊涌出，也是煤矿地下开采过程中的一种动力现象。

它所产生的高速瓦斯流能够摧毁巷道设施，破坏通风系统，甚至造成风流逆转；

喷出的瓦斯由几百到几万立方米，能使巷道充满瓦斯，造成人员窒息，引起瓦斯燃烧或爆炸；

喷出的煤、岩由几千吨到万吨以上，能够造成煤流埋人；

猛烈的动力效应可能导致冒顶和火灾事故的发生。

2.3.2突出的外部特征

突出的外部特征是：

〔1〕突出的煤、岩在高压气流搬运过程中，呈现分选性堆积，即近处块度大，远处粒度小，堆积坡度小于煤的自然安息角；

〔2〕突出过程中煤岩进一步粉碎，产生极细的粉尘，有时突出的堆积物好似风力填充一样密实；

〔3〕突出空洞口小肚大，其轴线往往沿着煤层倾斜向上延伸，或与倾向线成不大的夹角；

〔4〕突出的相对瓦斯涌出量可以大于煤层的瓦斯含量。

2.3.3突出的机理

突出的机理是关于解释突出的原因和过程的理论。

突出是十分复杂的自然现象，它的机理还没有统一的见解，假说很多，目前多数人认为，突出是地压、瓦斯、煤的力学性质和重力综合作用的结果。

2.3.4突出的一般规律

〔1〕突出多发生在一定的采深以后；

〔2〕突出多发生在地质构造带、应力集中区；

〔3〕突出的强度和次数，与煤层厚度、倾角、硬度、透气性等有关；

〔4〕突出与瓦斯关系，瓦斯压力小含量低，可能发生突出；

〔5〕突出大多发生在落煤、放炮工序；

〔6〕突出前有预兆。

2.3.5预防煤与瓦斯突出的主要技术措施

防突措施分为区域性防突措施和局部防突措施。

〔1〕区域性防突措施

区域性防突措施主要有开采保护层和预抽瓦斯两种。

开采保护层是预防突出最有效、最经济的措施。

1〕开采保护层

在突出矿井中，预先开采的、并能使其他相邻的有突出危险的煤层受到采动影响而减少或丧失突出危险的煤层称为保护层，后开采的煤层称为被保护层。

保护层开采后，由于采空区的顶底板岩石冒落，移动，引起的开采煤层周围应力的重新分布，采空区上、下形成应力降低区，在这个区域内的开采煤层地压减少，弹性潜能缓慢释放；

煤层膨胀变形，形成裂隙与孔道，透气性增加；

煤层瓦斯涌出后，煤的强度增加。

2〕预抽煤层瓦斯

对于无保护层或单一突出危险煤层的矿井，可以采用预抽煤层瓦斯作为区域性防突措施。

这种措施的实质是，通过一定时间的预先抽放瓦斯，降低突出危险煤层的瓦斯压力和瓦斯含量，并由此引起煤层收缩变形、地应力下降、煤层透气系数增加和煤的强度提高等效应，使被抽放瓦斯的煤体丧失或减弱突出危险性。

〔2〕局部防突措施

大型突出往往发生于石门揭开突出危险煤层时。

所以石门揭开突出危险煤层，以及有突出倾向的建立矿井或突出矿井开拓新水平时，井巷揭开所有这类煤层都必须采取防止突出的措施，并制定专门设计。

局部防突措施主要有以下8种：

①松动爆破；

②钻孔排放瓦斯；

③水力冲孔；

④超前钻孔；

⑤金属骨架；

⑥超前支架；

⑦卸压槽；

⑧震动放炮。

2.4瓦斯喷出及其预防

2.4.1瓦斯喷出概述

瓦斯喷出是指大量承压状态的瓦斯从煤、岩裂缝中快速喷出的现象[10]。

其特点是瓦斯在极短的时间内从煤、岩层的某一特定地点突然涌向采矿空间，而且涌出量可能很大，风流中的瓦斯突然增加。

由于喷出瓦斯在时间上的突然性和空间上的集中性，可能导致喷出地点人员的窒息、高浓度瓦斯在流动过程中遇到高温热源有可能发生爆炸、有事强大的喷出还可以产生动力效应并导致破坏作用。

2.4.2瓦斯喷出的原因

产生瓦斯喷出的原因是，天然的或因采掘工作形成的孔洞、裂隙内，积存着大量高压游离瓦斯，当采掘工作接近或沟通这样的地区时，高压瓦斯就能沿裂隙突然喷出，如同喷泉一样。

因此，根据喷瓦斯裂缝呈现原因的不同，可把瓦斯喷出分成地质来源的和采掘卸压形成的两大类[11]。

喷出时的瓦斯涌出量很热持续时间，决定于积存的瓦斯量和瓦斯压力，从几立方米到几十万立方米，几分钟到几年，甚至几十年。

瓦斯喷出前常有预兆，如风流中的瓦斯浓度增加，或忽大忽小，嘶嘶的喷出声，顶底板来压的轰鸣声，煤层变湿、变软等。

2.4.3瓦斯喷出的预防

预防瓦斯喷出，首先要加强地质工作，查清楚施工地区的地质构造、断层、溶洞的位置、裂隙的位置和走向、以及瓦斯储量和压力等情况，采取相应的预防或处理措施。

分为以下两种情况：

〔1〕当瓦斯喷出量和压力不大时，黄泥或水泥沙浆等充填材料堵塞喷出口。

井筒和巷道底板的小型喷出，多采用这种防治措施。

〔2〕当瓦斯喷出量和压力较大时，在可能的喷出地点附近打前探钻孔，查明瓦斯的积存范围和瓦斯压力。

如果瓦斯压力不大，积存量不多，可以通过钻孔，让瓦斯自然排放到回风流中。

如果自然排放量较大，有可能造成风流中瓦斯超限时，应将钻孔或巷道封闭，通过瓦斯管把瓦斯引排到适宜地点或接入抽放瓦斯管路，将瓦斯抽到地面。

2.5小结

瓦斯事故的防治是煤矿平安工作的一项重要工作，除了完善可靠的平安装备和采取有效的措施外，还应加强平安管理和平安监视，重视员工平安意识的培养。

只有把平安放在首位，认真落实瓦斯治理的“十二字〞方针[12]，健全各项规章制度，合理加大平安投入，瓦斯爆炸事故及其他灾害事故才能大幅度地减少，煤矿的平安状况才能得到根本好转。

3煤尘爆炸原因分析与防范措施

煤矿在生产过程中，采掘装运作业均可产生大量煤尘。

其中，采掘作业产生的煤尘量占80%，装运产生的煤尘量占20%[13]。

具有煤尘爆炸危险的煤矿都有发生特别重大煤尘爆炸事故的可能，其灾害程度可造成矿毁人亡。

3.1煤尘爆炸条件

在矿井正常通风的情况下，具备以下三个条件即可发生爆炸：

〔1〕煤尘本身具有爆炸性

〔2〕煤尘在空气中到达一定的浓度

煤尘是指煤的颗粒直径在1mm以下的粉煤，煤尘参与爆炸的主体是直径在0．075arm的煤尘。

我国下限浓度为45g/m³

，爆炸上限浓度为300～400g/m³

，目前测得的煤尘爆炸上限浓度为l000～2000g/m³

。

〔3〕煤尘爆炸的点燃热源

煤尘点燃浓度为650℃～990℃[14]，在煤矿井下能点燃煤尘的热源有：

放炮火焰（这是大量存在的）、电气设备产生的火花、电缆接头不良或电缆损坏产生的短路或撞击产生电弧、斜井跑车产生的摩擦火花、皮带堵转产生摩擦皮带着火、矿井内外因火灾、瓦斯燃烧或爆炸以及炸药爆炸等。

3.2煤尘爆炸的过程

煤尘爆炸的过程分三个阶段。

第一阶段，煤尘在热源的作用下氧化释放大量可燃气体；

第二阶段，可燃气体和空气混合后促使强烈氧化燃烧；

第三阶段，热分子传导和火焰辐射在介质中迅速传播，使附近煤尘扬起，受热燃烧，之后，燃烧产物迅速膨胀而形成火焰，前面的压缩波、冲击波使火焰前方气体压力增高，引起火焰自动加速，继续循环下去，因煤尘的存在可持续发生剧烈的化学反响，使火焰跳跃或发生爆炸。

这个过程是瞬间的，在煤尘爆炸地点发生剧烈的化学反响，空气受热膨胀形成负压区，其负压值可达0.5kg/cm[15]，造成逆向冲击波，如爆炸地点仍有煤尘瓦斯时可发生第二次爆炸。

该地点爆炸力正反向交织，支架和物料设备移动方向紊乱，这是判明二次爆炸的重要依据。

3.3煤尘爆炸的特征

煤尘爆炸可呈现“三高一多〞的特点，即高温、高压、高速，产生大量一氧化碳。

产生高温：

煤尘爆炸按理论计算，产生温度高达2300℃～2500℃。

产生高压：

理论压力为7.5kg/cm，且距爆源越远压力越大。

呈现离爆炸源越远破坏越严重的特点。

形成高速：

化学方法计算爆炸波速度高达1120m/s。

按理论计算最大速度为2340m/s。

煤尘爆炸可产生大量的CO。

在一般情况下爆炸后的巷道空气中的CO是造成矿工大量死亡的主要原因。

3.4煤尘爆炸的危害性

〔1〕可以摧毁整个矿井、井巷、采煤工作面，导致大面积顶板垮塌冒落，压埋井下作业人员，堵塞通风。

〔2〕可以将设备损坏，把支柱设备、煤石块吹起撞击，导致井下作业人员死亡，爆炸波可使矿工粉身碎骨；

爆炸波还可以通向地面的井筒、冲击破坏与井筒连接的地面厂房，造成作业人员伤亡。

〔3〕煤尘爆炸火焰还可引起井下可燃物着火，引起局部积存的瓦斯发生爆炸，造成事故扩大。

〔4〕煤尘爆炸产生的CO随风流进入全矿井的所有地点，致使井下作业人员CO中毒死亡。

3.5采取的防范措施

3.5.1减少生产中煤尘发生量和浮尘量

〔1〕喷雾洒水，在采掘工作面、井下煤仓、溜煤眼、翻笼处、输送机头、装车站等井下凡能产生煤尘的地点，均应设置喷雾洒水装置。

机采工作面的采煤机配有专门洒水装置。

同时，对井下巷道，还要定期清扫，冲洗巷帮、井壁的煤尘。

因为这些地方沉积的煤尘如果重新飞扬在空气中，可以迅速到达爆炸下限的浓度，也是许多局部性事故迅速扩大的主要原因。

〔2〕煤层注水。

煤层注水是在尚未采动的煤体中，利用钻孔注入压力水，使水渗入煤体的层里、节理等微小空隙中，将煤体预先湿润，从而减少