煤矿爆炸火灾防治与救灾培训教学课件

煤矿爆炸火灾防治与救灾前言：我国安全生产形势

1.有利与不利因素共存

有利因素不利因素

1）煤矿安全生产1）年末全国煤矿重特大事

总趋势明显好转故出现明显反弹态势，

2）煤炭价格上扬2）近年来煤炭价格下降、生产

1效益下降对救护队投入减少的不

1利影响仍然存在。1

3）救护队出警数减少，救护队的1重要性减弱

2.安全生产形势总体稳定趋于好转：2002～2015经济总量增长4.6倍，事故107万起降到28.2万起，73.6%，死亡14万人降到6.6万人，52.9%，连续13年双下降；重特大生产事故起数死亡人数下降70.3和67.2%；亿元GDP生产死亡率、工贸十万人事故死亡率、煤矿百万吨死亡率、道路交通万车死亡率下降：92.6、73.6、96.7和84.8%。全国安全生产形势形势严峻，任重道远：重特大事故没有得到有效遏制！煤矿安全状况显著好转200520062007200820092010201120122013201420152016死亡人数593847463786321026312433197313841067931598538百万吨死亡率2.762.041.4851.1820.8920.7490.5640.3740.2930.2550.1620.1563.新形势下救援队的任务1.新形势：安全生产事故显著减少，救援队出警减少，其重要性受到影响——如何办？2.救援队的任务：事故救灾，平时检查——查什么？3.在当前强化安全生产技术、管理的条件下，煤矿突发事件和事故应急处置不及时、失误以及灾害转换成为发生重特大事故的主要原因，也是当前煤矿企业存在的薄弱环节；4.应急救援的两部分：突发事件的应急处置与事故救援；5.救援队的平时安全检查宜以检查煤矿企业在突发事件的应急处置与事故救援中存在隐患为主。矿井突发事件及重大灾害应急处置的重要意义

注意：我国煤矿在强化安全生产管理的同时，突发事件、灾害应急处置的薄弱环节以及灾害相互转换已成为近年来煤矿特别重大火灾、爆炸事故的主要诱因。矿井突发事件应急处置不仅能减少灾害的损失，也是是防止重大灾害发生或扩大的重要环节。事故案例显示防治突发事件致灾的重要性2004－2009，发生7起死亡百人煤矿特别重大瓦斯爆炸事故（1）2004.10.206郑州××矿难死亡148人（突出引起进风区瓦斯爆炸）；（2）2004.11.284铜川×××矿难死亡166人（下隅角强制放顶瓦斯爆炸）；（3）2005.2.141阜新×××矿难死亡214人（冲击地压引起原低瓦斯风道瓦斯爆炸）；（4）2005.11.273七台河××矿瓦斯爆炸死亡171人（煤仓放炮引起煤尘爆炸）；（5）2005.12.7唐山×××矿瓦斯爆炸死亡108人。（低瓦斯乡镇矿井）；（6）2007.12.5山西洪洞××煤矿瓦斯爆炸瓦斯爆炸死亡105人。（低瓦斯乡镇矿井）（7）2009.11.21黑龙江鹤岗××煤矿瓦斯爆炸（突出逆流引起卸煤仓进风区域瓦斯爆炸）死亡108人。分析：1）几乎全部发生在进风区或低瓦斯区；2）瓦斯突发事件改变了低瓦斯区“安全”状态而未能觉察；3）在低瓦斯区域麻痹侥幸而违章。上述特别重大事故，显示一个共同规律：煤矿低瓦斯“安全“区域存在重大隐患的危险区域特别重大事故突发事件原发性灾害安全区域人们更容易违章应对煤矿突发事件存在薄弱环节（未能及时发现、正确分析及及时应对）（状态动态变化）案例显示防治灾害转换导致次生灾害的重要性灾害转换导致次生灾害往往对应急救援人员安全造成严重威胁：（1）2004.11.28铜川×××矿难死亡166人（采空区火源又导致多次爆炸，对救援人员造成威胁）；（2）2013.3.29、4.1吉林通化××矿难死亡53人（采空区火源导致6次爆炸，在第4、5次爆炸造成53人遇难其中有26名救护队员）；（3）2014.7.5新疆生产建设兵团第六师所属新疆大黄山豫新煤业采空区因火区缩封发生重大瓦斯爆炸事故，20人作业（13名救护队员，7名工人，造成17人遇难，3名重伤）。救护队隐患排查干什么？重点排查应急处置的重大隐患：1）专项应急预案特别是现场处置方案的针对性和实用性，2）应急预案与紧急避险系统结合状况，3）煤矿企业对突发事件应急处置能力和措施，（1）突发事件监测、预警能力（主提升司机、监控系统值班人员、应急处置培训情况）（2）过渡期的安全保障能力，（低瓦斯——高瓦斯，高瓦斯——突出，及非突出矿井如何防第一次突出）（3）突出、冲击地压等突发瓦斯事故发生应对能力和措施（4）瓦斯异常涌出的应对能力（采空区顶煤顶板压出、瓦斯富集区瓦斯异常涌出、盲巷瓦斯违规排放等）——瓦斯零超限（5）反风演习和反风实现的可能性、防突风门实际效果（6）防灭火材料和设施的配备和使用的有效性（先天不足）（7）煤矿容易忽视的其它重大隐患第一章特大瓦斯爆炸、火灾事故回顾及教训一、陈家山矿瓦斯爆炸事故（近年来救灾最复杂的死亡百人以上的特别重大事故)

2004年11月28日07时10分四采区发生爆炸事故，波及四采区下山至回风井所有区域，涉及415回采工作面系统、416掘进工作面系统、417掘进工作面、采区下山系统、安子沟回风系统等，死亡166人，受伤45人。

复杂性：多次爆炸的威胁——爆炸后存在火源2004年12月2日3:25、6:15、7:45、10:53又发生4次爆炸，未造成人员伤亡。

415面爆源点415运顺415回风巷415高位巷1号联络巷四总回四皮下四轨下415灌浆巷415工作面注水、注浆、注凝胶

24日16时起加快工作面的推进度,事故发生前推进27m。28日7时06分,下隅角尾梁后部强制放顶放炮引起瓦斯爆炸.24日12时10

分,上隅角再

次爆燃。23日10时40分,上隅角放炮引起爆燃23日10时50分,85架附近发现明火。

24日12时14分53号尾梁着火,经洒

水火灭。

工

作

面

推

进2事故发生经过1.事故致因的辩证分析观

安全措施的不利影响分析：在密闭联络巷防治风流短路时瓦斯逆流造成至工作面下隅角采空区瓦斯积聚（祸兮福之所伏，福兮祸之所倚——孟子）。

2.事故救灾的辩证分析观

两害相权取其轻的救灾决策观：在封闭有爆炸危险的采空区时，减少进入灾区的次数与封闭火区后快速撤退的矛盾；

安全措施的不利影响分析2：火区注惰防爆与注惰初期诱发瓦斯爆炸的矛盾。煤矿重大灾害虚拟现实重现系统

基于VC++和Vega平台，建立显示各种灾害的发生、发展和救灾过程的虚拟现实系统，为防治措施的合理性检验，救灾决策、事故场景重现，事故原因和性质分析汇报以及安全培训提供有力的显示工具。巷道火灾(视点在巷道内)巷道火灾(视点在巷道外)陈家山煤矿特别重大瓦斯爆炸事故经过上隅角放炮引起瓦斯爆燃上隅角瓦斯爆燃引起明火人员救灾下隅角瓦斯爆炸

虚拟现实系统需借助专用软件显示三维动态灾变过程，因展示条件所限，本图仅以二维静态图形显示虚拟现实场景，虽然显示效果差，但也较清楚地显示出下隅角瓦斯爆炸的原因。所开发的虚拟现实系统能真实显示三维动态灾变过程，为事故调查和分析提供了有力的分析工具。

爆炸性气体混合带采空区冒落带1号联络巷交叉口瓦斯流煤层炮眼新鲜风下工隅作角面陈家山煤矿特别重大瓦斯爆炸事故原因分析图

二、唐山市开平区刘官屯煤矿“12.7”瓦斯煤尘爆炸事故（死亡108人）

该矿系低瓦斯矿井事故发生于2005年12月7日15时14分；其爆源位于1193（下）工作面切眼。

回风下山风门打开风流短路，工作面瓦斯积聚，回柱火花引爆瓦斯，煤尘参与爆炸。事故主要教训：1.事故发生的主要教训：突发事件对“安全”区域的致灾影响“安全”状态的转变，该转变未能觉察，“安全”地点容易麻痹；2.事故应急的主要教训：1）火灾爆炸时期，人员撤退路线选择；习惯性路线与安全路线2）对正确、及时使用自救器的要求；定期强化三、宁夏白笈沟煤矿火灾、爆炸灾害事故教训开拓布置、采掘计划不遵循“合理通风规律”所致四、xxxx集团xx煤矿瓦斯爆炸事故（一）概述3月29日21时56分，xx集团xx矿发生瓦斯爆炸事故，死亡36人，受伤12人。4月1日10时12分，xx矿再次发生瓦斯爆炸事故，死亡17人，受伤8人，直接经济损失6695.4万元。两事故共造成包括集团总工，总经理助理、矿总工，矿生产指挥中心主任、四名副主任、矿安监处长、三名救护中队队长书记的53人遇难，其中救护队员26人遇难问题的提出：1.对生命的漠视与救灾指挥领导也遇难。2.矿难救灾的难点：采空区自燃处置的爆炸危险性，火区救灾存在的危险与安全性矛盾。3.采空区“响了”（爆炸）才封闭——目前，不少矿井是采空区“响了”才封闭!4.如何办？保矿与生命为天矛盾的技术分析！5.如何避免采空区自燃处置时发生爆炸？从采空区自燃防治具体理念、法规、技术方面进行分析如何避免事故发生。（二）.存在问题1）“3.29”事故存在问题：自燃防治问题（1）预警不力：29日8:30～14:30，-250石门6～13，峰值达16、28，未引起足够重视，到14:56:30上升至峰值56后才警觉而处理，贻误及时处理自燃的时机（1300）；（2）客观条件复杂：该矿急倾斜煤层区段煤柱（6）未能做到有效隔离，致使上下阶段采空区相连，且该区采用水采工艺，采空区通风，增大了自燃危险和爆炸隐患。（3）主观努力不够：自燃急倾斜煤层，在注浆防灭火难度大的条件下，未能有效落实作业规程规定的注氮综合防灭火措施和老空区密闭维护和监测，导致采空区自燃的发生。救灾方面的问题（1）应急处置不当。在28-16时、29-15和19-30，采空区自燃引爆的极大危险性认识不足；投入大量人力时间构筑难度大且违规的5密闭封闭采空区时，未能提供当时力所能及的安全措施；地面救灾指挥薄弱，对监控系统数据未能及时沟通、反应、决策。因此，在正头（230）于19-37-12302时，未能引起警觉而采取撤人措施，21-56发生爆炸。528采用隔绝法封闭火区救灾时，应遵循下列原则：（五）密闭的火区中发生爆炸密闭墙被破坏时，严禁派救护队恢复密闭墙或探险，应在较远的安全地点重新建造密闭。10.1.1.1.21

在建造有瓦斯爆炸危险的火区风墙时，应做到：b）注入惰性气体；10.1.1.1.23火区风墙被爆炸破坏时，严禁立即派救护队探险或恢复风墙，如果必须恢复破坏的风墙或在附近构筑新风墙前必须做到：a）采取惰化措施抑制火区爆炸；b）检查瓦斯，只有在火区风可燃气体浓度已无爆炸危险时，方可进行火区封闭作业，否则，应在距火区较远的安全地点建造风墙。2）“4.1”事故救灾存在问题与教训：（1）“3.29”事故发生后，违反决定，擅自派人下井冒险处理灾区，又造成17人死亡的重大事故。（2）对5.2.4密闭过程中必须严格掌握火区气体的爆炸危险趋向”，245“封闭火区时，……指定专人检查瓦斯、氧气、一氧化碳、煤尘及其他有害气体和风向、风量的变化，还必须采取防止瓦斯煤尘爆炸和人员中毒的安全措施”等规定执行不到位。“3.29”事故已对4.1附近区域人员造成伤亡，但仍对该区域危险性认识不足，31日新设的O2、CH4、CO传感器布置离爆源点的位置，难以反映4.1爆源点状态变化和爆炸危险性。（3）在28、29采空区三次，29的自燃诱发爆炸事故，“4.1”前的一个多小时，发现-315m以里150m浓烟，能见度5m以下的情况下，不全部撤人，21下井风障减风，未发生爆炸也实属十分冒险。（4）深刻的教训，面对短短几天内连续发生的多起越来越严重的隐患和事故，面对“4.1”事故发生前出现的井下越来越严重的灾情，采空区自燃封闭引起爆炸的小概率事件已成为大概率事件。

立足于不顾客观可能的冒险来保护矿井的主观动机很可能导致生命和矿井双输的客观后果。。（三）教训和建议：1.自燃防治：1）理念的转换

（1）采空区、巷道高冒区自燃处置危险，次生爆炸灾害严重，因此必须树立“不能让采空区着火”的预防为主的理念；（突出、不能短兵相接）（2）确定三个时间节点：A采用预防性防灭火措施;B进行自燃火区封闭;C人员撤退（范围）。

煤炭自燃过程（3）在特殊情况下必须有更严格的安全技术管理

多种客观不利条件+各种主观努力不足（时空叠加——重大事故。客观：自燃、急倾斜煤层（煤柱隔离）水采（通风）等多种客观不利条件叠加，增大了自燃危险和爆炸隐患。主观：水采合理通风，行之有效的综合预防自然发火措施，实施效果严格检查；2）注意自燃防治薄弱环节（1）提高采空区自燃预警能力

人工每班检测+监控系统连续监测+（束管）定期取样检测

确定本矿条件的自燃预警指标气体、浓度及其变化趋势自燃预警限——排除风量和环境因素对气体浓度的影响。

自燃预警限的误区。（2）强调自燃防治措施的预防性实施，重视与生产工作面采空区相连的已采区段采空区的密闭维护和持续监测预警；

232

容易自燃、自燃煤，须对采空区等采取预防性灌浆或全部充填、喷洒阻化剂、注阻化泥浆、注凝胶、注惰性气体、均压等措施；

法规是否执行到位的考察。

24ppm自燃限无N健康限N24ppm自燃限无Y健康限Y24ppm自燃限无Y健康限Y（3）对生产工作面采空区特别是自燃隐患严重的采空区必须强化综合预防自然发火措施，并加强对其实施效果的检查。（4）采煤工作面收作后必须立即封闭，并以安全可靠的原则，确定采空区密闭的位置、数量，提高密闭施工质量，改善封闭效果，加强已封闭采空区自燃状况的长期检查。3）采空区着火条件下如何安全封闭火区？是否不冒险救灾就只有关矿？（1）理念：充分认识该条件下有可能发生爆炸，以安全封闭为主，到此时生产不得不让位。不能急于求成！（2）按法规办事：必须正确分析火区状态变化，及时采取对应措施（地面或井下安全地点钻孔注材料，尽量隔离火区，封闭前和进行时惰化火区，在了解火区已惰化前提下，实施火区安全封闭）。火区两端灌注的封闭材料会造成启封火区的困难，但这是该条件必须采取的不得已办法，所以，应避免着火封闭情况发生。XX矿在封闭有爆炸性着火采空区前及此期间既未惰化采空区，又未对火区状态的发展进行分析、及时撤人。（四）、中美重大灾害事故救灾的理念（救护人员救灾安全与灾区待救人员安全的矛盾）

美方：强调在首先保障救援人员的安全前提下，开展救援。

由于要由地面打钻孔测定灾区气体，了解灾区危险性，使救援时间大大滞后，致使救出的人员极少，也会引起对救护队伍在挽救生命中所起作用的置疑。

我国煤矿救援理念上，也逐步强调保障救援人员的安全，其程度较美方弱，但冒一定的危险救出的人员相对较多。

保障救援人员安全，既是防止次生事故的必须，但影响遇险人员的抢救，而成为双刃剑。

根据我国国情（瓦斯爆炸、火灾远较美国多），强调保障救援人员的安全，综合我国和美国应急救援的理念。美方专家对中国煤矿救护队的人员总量、专业救护大中小队数量及配备人数、大中队的建筑、配备的装备、器材产生了深刻印象。美国仅在三个地区有六支专业救护队，对其余各矿建立的矿工兼职救护队提供指导，并在火灾、爆炸等严重灾害、有人员遇险待营救时出动。当然、这与美国发生特别重大的火灾、爆炸灾害极少有重要关系，但也与救护人员在火灾爆炸灾害条件下救出人员比例太小有关。第二章

煤矿重大灾害救灾一、“应急救援”的内涵应急－提高应对突发事件的能力；救援－提高应对煤矿灾害的救灾能力。在原发性灾害、突发事件发生的第一时间的应对能力：1）有限时间从有限信息——判定事故性质、影响范围和程度、可能诱发的灾害；2）提出和实施防范措施

（两害相权取其轻）3）随时酌情调整和应对情况变化

继续监测、分析和应对，加强电话联系能力(理念：安全技术管理措施的正负面影响“两害相权取其轻”的辩证决策观)河南陕县水灾河南平顶山瓦斯突出陕西铜川陈家山瓦斯爆炸河北冀中张家口宣东煤矿火灾爆炸救灾恢复矿井通风系统，了解爆炸有无火情，恢复矿井通风系统的安全性分析窒息环境与爆炸环境二、应急救援预案和事故预防和处理计划由于我国各行业、特别是煤矿重大事故频发，在事故应急决策和救援中，面对着比西方发达国家更为复杂、危险和严重的局面。

煤矿重大事故应急救援具有时间紧迫性、决策依据信息模糊性、灾变状态动态复杂性的特点，因此，应急救援决策与救灾比面对正常生产状态的事故防治更为复杂而艰巨，需要更强的技术装备支持。成功的煤矿重大事故应急救援不仅可以减少原发性灾害的损失，防止或减小继发性灾害的发生，且在制定有针对性的应急救援预案时，也可以发现并弥补重大事故防治方案中存在的漏洞，完善重大事故防治体系。

1.《生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则》（GB/T29639-2013）（AQ/T9002-2006）1）主要由综合应急预案、专项应急预案和现场处置方案构成。（1）综合应急预案总纲，总体阐述应急原则，包括应急组织机构及职责、应急预案体系、事故风险描述、预警及信息报告、应急响应、保障措施、应急预案管理等内容；（2）专项应急预案为应对某一类型或某几种类型事故，或者针对重要生产设施、重大危险源、重大活动等内容而制定的应急预案。主要包括事故风险分析、应急指挥机构及职责、处置程序和措施等内容；（3）现场处置方案根据不同事故类别，针对具体的场所、装置或设施所制定的应急处置措施，主要包括事故风险分析、应急工作职责、应急处置和注意事项等内容。2）专项应急预案主要内容2.1事故风险分析针对可能发生的事故风险，分析事故发生的可能性以及严重程度、影响范围等。2.2应急指挥机构及职责根据事故类型，明确应急指挥机构总指挥、副总指挥以及各成员单位或人员的具体职责。应急指挥机构可以设置相应的应急救援工作小组，明确各小组的工作任务及主要负责人职责。2.3处置程序明确事故及事故险情信息报告程序和内容、报告方式和责任人等内容。根据事故响应级别，具体描述事故接警报告和记录、应急指挥机构启动、应急指挥、资源调配、应急救援、扩大应急等应急响应程序。2.4处置措施针对可能发生的事故风险、事故危害程度和影响范围，制定相应的应急处置措施，明确处置原则和具体要求。3）现场处置方案主要内容

3.1事故风险分析主要包括：a)事故类型；b)事故发生的区域、地点或装置的名称；c)事故发生的可能时间、事故的危害严重程度及其影响范围；d)事故前可能出现的征兆；e)事故可能引发的次生、衍生事故。3.2应急工作职责根据现场工作岗位、组织形式及人员构成，明确各岗位人员的应急工作分工和职责。3.3应急处置主要包括以下内容：a)事故应急处置程序。根据可能发生的事故及现场情况，明确事故报警、各项应急措施启动、应急救护人员的引导、事故扩大及同生产经营单位应急预案的衔接的程序。b)现场应急处置措施。针对可能发生的火灾、爆炸、危险化学品泄漏、坍塌、水患、机动车辆伤害等，从人员救护、工艺操作、事故控制、消防、现场恢复等方面制定明确的应急处置措施。c)明确报警负责人以及报警电话及上级管理部门、相关应急救援单位联络方式和联系人员，事故报告基本要求和内容。2.灾害应急救援预案和事故预防处理计划的三大作用：（1）提高事故防治水平；（2）减少原发性灾害的损失；（3）减少或避免继发性灾害的损失。重大事故的应急响应的三阶段：（1）事故发生的第一时间（几十分钟）（2）事故发生后的1～2天（3）领导和专家到达现场后大部分煤炭企业负责人和安全管理人员缺乏特别重大事故应急救援技术和经验，需提高应急救援相关管理、技术和经验水平。重大灾害破坏效应及其影响的动态模拟距100号节点800米发生火灾5分钟到达抽排泵站11分钟到达

潘三西二运输巷火灾控风前

烟流迅速威胁到抽排泵站、1782（1）工作面、采区下部变电所和1481（3）工作面等工作地点。打开风门潘三西二运输巷火灾控风后

烟流直接进入回风巷道，不再威胁工作地点，为人员的撤退及继发性灾害控制提供支持。

用MFIRE软件对火灾、爆炸、突出等事故进行动态模拟，定量分析灾害威胁范围及可能的继发性灾害，为灾害预防与处理计划及救灾决策提供技术支持，发挥控制原发性灾害、避免继发性灾害的作用。三、正确分析突发事件即灾变信息注意气样浓度反映灾情的局限性在分析灾区状态变化时，必须注意有害气体浓度是一种受风量影响十分大的参数。

注意较普遍存在的灾害预警误区：瓦斯浓度——能直接判断灾区的瓦斯爆炸危险性，因为瓦斯爆炸危险性直接与瓦斯浓度相关；一氧化碳浓度——不能直接判断火区的燃烧状态，必须加上风量，才能了解火区生成量，因为浓度会被风流稀释以上隅角为例，上隅角采空区的瓦斯浓度与上隅角附近回风风流中瓦斯，一氧化碳浓度相差可达100倍以上。风量为2000M3/Min回风流中的20ppm的一氧化碳浓度往往使人容易忽视，实际上，它与采空区漏风量为20M3/Min的漏风风流中的2000ppm的一氧化碳浓度同样严重。

20M3/Min2000ppm2000M3/Min20ppm四、注意正压通风对自燃预警的不利影响

(正确分析火区自燃状态）

发生多起正压通风导致采空区自燃且未能及时预警事故。

正压通风两弊端：正压通风顶不住火：火源具有吸氧逆向蔓延特征，其上风侧供氧充足火源逆向蔓延，使小矿采空区火灾逆向迎风传至相联大矿采空区，引发火灾；正压通风难以自燃预警：将大矿采空区自燃生成CO压入小矿或地表，CO流入大矿工作面上隅角大大减少，不易发现而造成突发性火灾。案例黑龙江省鹤岗市富华煤矿通风系统示意图五、氧气浓度低对气体浓度测定准确性的影响：氧气浓度太低，便携式电子(光学）检测仪表误差大，氧气浓度需大于17％。救灾失误案例贝勒煤矿“8.21”火灾（瓦斯爆炸）事故处理经过2006年8月21日2时27分，贵州贝勒煤矿1501首采面发生火灾。23日救护队在准备建挡水墙待料时，突然发生爆炸，造成8名救护队员牺牲，2名指战员受重伤和1名指挥员受轻伤的事故。(1)、事故矿井概况

该矿设计能力15万吨/年。

矿井采用斜井开拓，分区通风。西风井安设BDK54-6-NO19轴流风机2台；东风井安设BDK54-6-NO17风机2台，矿井安设安全监测监控系统一套，设有高低负压瓦斯抽放系统一套。

1501回风巷与西风井下山口交岔点以西2m处瓦斯浓度为15％、一氧化碳浓度为0.012％、温度为32℃、氧气浓度为18.5％、二氧化碳浓度为0.26％；

往西100m处瓦斯浓度为40％、一氧化碳浓度为0.21％、温度为48℃、氧气浓度为13.1％、二氧化碳浓度为0.3％；

往西180m处瓦斯浓度为41％、一氧化碳浓度为0.32％、温度为62℃、氧气浓度为4.9％、二氧化碳浓度为1.2％；由于温度太高无法继续往前侦查；1501机巷低洼处瓦斯浓度为13.2％、二氧化碳浓度为0.2％，水已开始往外流。

六、反风与反风演习重要性的争论反风有无实用价值，若有为什么现场往往反对？反风的复杂性及次生灾害危险（欧美反对、前苏联和我国支持）1）反风成功取决于事故前的预先准备应急预案针对性、灾害警报和决策的及时性、进风区人员撤退及时性、遇险人员对反风的熟悉程度、反风门的维护和控制能力、反风演习的合理性、主提升司机的配合、避难峒室的使用、。2）反风演习：不仅考虑验证40%反风量和10min改变风向的《规程》规定，还应了解上述预先准备是否具有可操作性和有效性，以及多风机不同组合联合反风影响、生产水平采掘工作面实际反风量、反风对采煤工作面采空区瓦斯涌出和火区的影响等。七、高温、高压对瓦斯爆炸限的影响美国矿业局两个高温高压瓦斯对爆炸影响计算公式相近似，即

（1）式中：P为煤层气压力，atm；L上为1个大气压（0.1Mpa）时的爆炸上限。

（2）式中：P为煤层气压力，MPa。以上两式计算结果与其他计算结果或表列数据比较，属于确定值较高一类，即安全系数较大一类。基于美国矿业局所作大量实验验证，并从安全性考虑，以美国矿业局计算公式为依据。取进气压力为1MPa，代入式（1）温度影响校正：设进气温度200℃1+0.000721×（200-25）=1.126.因此。

八、瓦斯爆炸的重要参数1.瓦斯爆炸的能量

来源于瓦斯与氧的燃烧反应，瓦斯爆炸的化学反应过程CH4+2O2=CO2+2H20+882.6KJ/mol

在氧气不足的情况下：CH4+O2=CO+H2+H20瓦斯完全燃烧放出的热是882.6/16=55MJ/kg，

普通炸药的爆炸热为5MJ/kg;但是，瓦斯和炸药的能量密度却差别很大。

典型梯恩梯炸药的密度为1600kg/m3，

能量密度为1600*5=8000(MJ/m3)。

浓度为9.51%的瓦斯空气混合气体，瓦斯密度为0.68kg/m3，能量密度为0.68*55=37.4(MJ/m3)，只有炸药的0.5%;1M3瓦斯爆炸相当于7.5kg炸药爆炸放出的热量。对于井下巷道半封闭系统，能量释放率一般可达50％－70%。2.瓦斯爆炸产生的有害气体不同浓度的瓦斯空气混合物爆炸产生的有害气体浓度不同，下表2给出了三种浓度下瓦斯爆炸产生的气体成分。由表可见，混合气体中瓦斯浓度超过当量比浓度（约9.5%）时，生成气体中一氧化碳的量大幅度增加。需要注意的是，瓦斯爆炸灾害调查时由于各种因素的影响，很难获得灾后气体的样本，且煤尘的参与等也会显著改变灾后气体的成分。

瓦斯浓度％爆炸后的气体组份％COCO2H2CH4O2N2Ar809.200.033.886.01.090.510.70.30.20.586.81.0128.05.98.50.40.575.80.9九、树立正确的救灾决策理念:

两害相权取其轻-----(辩证分析)河南陕县水灾河北金牛张家口宣东煤矿火灾爆炸救灾恢复矿井通风系统，了解爆炸有无火情，恢复矿井通风系统的安全性分析窒息环境与爆炸环境陕西铜川陈家山瓦斯爆炸第三章、矿井火灾防治与救灾为什么火灾救灾难度和危险性最大？为什么有的火灾诱发爆炸，有的却不会？为什么下山火灾风流流向反复变化？如何分析所取气样可靠性？如何注意直接灭火的安全保障？分析火灾隐患时如何排除环境影响？如何判断火源位置？如何分析封闭火区燃烧状态？为什么掌握计算机风流模拟技术比定性分析方法还简单？如何进行有效的火灾现场勘察分析？一、矿井火灾领域的十大疑问二、火灾防治技术、

1.燃烧的基本概念*燃烧的特征(p9)放热、发光和生成新物质。电灯：钨丝放热、发光，但未生成新物质。金属生锈，动物呼吸：放热、生成新物质，但无发光现象。所以，以上两种现象均非燃烧。*燃烧的条件(p9)燃烧三角形氧气链式反应可燃物热源燃烧四面体氧气可燃物热源*燃烧的形式(p10)扩散燃烧（气体可燃物燃烧）可燃气体从管道孔口，或巷道流出，在与空气的交界面燃烧。分解燃烧（固体和部分液体燃料燃烧）可燃物遇热分解－其产物氧化反应－火焰燃烧矿井火灾时期，着火带中燃烧带燃烧。表面燃烧（固体燃料燃烧的后期）固体燃料热分解后，剩余的焦炭与空气的接触表面燃烧。固体燃料呈红热表面，但没有火焰。矿井火灾时期，着火带中的焦化带燃烧。*预混燃烧（气体可燃物燃烧）可燃气体与空气预先充分混合的燃烧。燃烧在混合气体分布空间快速蔓延，在一定条件下会转变为爆炸。矿井火灾引起的爆炸事故往往由预混燃烧引起。有时因分解燃烧生成大量富余可燃挥发性气体，与空气混合形成预混气体，在一定条件下点燃而发生预混燃烧。

在上述四燃烧形式中，预混燃烧范围最大。2.*火灾的特点及治理难点(p2)

*燃烧源高温*高温有毒烟流（中毒、爆炸）*风流紊乱、逆转加剧上述危害火灾的特点特性危害*高温烟流的长期、大范围影响—火灾*高温高压烟流的瞬间大范围影响—爆炸*高压气-固流的瞬间局部范围影响—突出*高压液-固流瞬间局部范围影响—水灾*地压作用下固体的瞬间局部影响—顶板灾害沼气的燃烧和爆炸特性沼气的燃烧和爆炸限（着火）均为5～16％，

燃烧－－爆炸（可燃气体的集聚量）

含沼气5％以下的空气:

进入正燃烧的火源仍可以燃烧，但不会在该类大气中蔓延。

安全灯的原理

含沼气16％以上的气体:

在与空气的接触面上燃烧3.煤的自燃特征的描述（1）、煤自燃倾向性（内因）

煤的自燃倾向性是反映煤自然发火危险性自身特征的首要指标，它表征了煤层开采之前自然发火的可能程度，反映了煤自身的物理化学性质与其自然发火特性之间的关联性。

煤的自燃倾向性的影响因素煤化程度、煤中水份、煤岩成份煤的含硫量、煤的孔隙度与脆性（3）煤层最短自然发火期（内因＋外因）有自燃倾向性煤层揭露后，要经一定的时间才会自然发火。这一时间间隔叫做煤层自然发火期，是煤层自燃危险在时间上的量度。自然发火期愈短煤层,其自燃危险性愈大。从理论上讲，煤层的自然发火期定义为：从发火地点的煤层被揭露(或与空气接触)之日起到发火所经历的时间。煤层最短自然发火期是指在最有利于煤自热发展的条件下，煤炭自燃需要经过的时间。（以月计）

发展迅猛

—

比内因火灾更迅速的预警、救灾持续时间长—

较纯爆炸、突出等更危险长期、大范围风流紊乱—

控风技术应用有效、但难度大技术推广的难点—

外因火灾几率小，控风设施日常维修、购置费用大外因火灾治理难点和控风有效性在救灾过程中发现的难以解释的实践问题：为什么低瓦斯区域火灾会引起瓦斯爆炸；为什么鸡西矿业集团公司一条巷道两端是煤巷，中间60米是岩巷、无可燃物的情况下，火从左端煤巷蔓延至右端煤巷；解释了为什么一个火区会出现多个火源的现象。4.矿井外因火灾燃烧特性4.1*富燃料燃烧和富氧燃烧(p14)*高温(1000℃)、大量高温气体流向下风侧*形成再生火源（跳蛙现象）*产生爆炸隐患*引起风流紊乱(逆转、形成爆炸预混气体)4.2富燃料火灾的危险、燃烧条件及控制控制富燃料火灾条件危险液体燃料、量大、供氧不足（停、减风，巷塌）、空气预热温度高、断面小*减少火势：及时灭火、下风侧洒水*一般不能停风、减风，特别是忽然停、减风*条件许可时注惰气4.3

为什么富燃料燃烧引起再生火源和爆炸?下列情况直接灭火时，能否减少风速？5.矿井火灾预警5.1矿井火灾燃烧生成产物富氧燃烧富燃料燃烧0.01～0.12%0.02～2.6%17～20%0.1～0.5%3~5%15~18%少量H2少量H2COCOCO2CO2O2O2煤木材较少出现2～5%5～8%18~20%2%H2COCO2O2煤木材*火风压--节流作用和上浮作用（定义）*低、微风的火源--烟流逆向蔓延*火源的顺风蔓延：井下风速下，火源蔓延速度与风速成正比5.2煤吸附氧气的能力—启封火区复燃*煤→常温吸附氧*封闭火区→大气和煤堆内氧浓度→阴燃现象5.3矿井火灾燃烧蔓延特征1500100IDLH（立即威胁生命）40025STEL（短期）505TLV（8小时无危害）COppmHClppm5.4*输送机胶带燃烧特性及产物-特殊危险性(p57)传感器选择（p60）燃烧三阶段煤升温出现冒烟燃烧煤与胶带混合燃烧阶段煤明火燃烧初期阶段必须及时报警*危险性大燃烧初期，HCl比CO更早出现HCl比CO的毒性大10倍以上胶带火灾常发生在进风区5.5CO的毒性

1).特性：CO＋血红蛋白－－－碳氧血红蛋白

结合易－－比与o2容易240倍

分解慢－－在大气中减少50%需4h

在高压氧仓减少50%需30~40Min

2).危害：引起肺部感染－－呕吐物进入支气管、肺部注意：co中毒宜侧放，

引起严重脑缺氧－－脑水肿（2~4h）6.*火灾风流紊乱现象(p30)

不可压缩风流与稳定风流（p29）风流逆转浮力＋节流>机械风压，巷道全断面风流反向风流逆退浮力＋节流→巷道纵横断面温度和压力差。新风顺风向从巷底流入，热烟流沿巷顶流出。风流滚退由节流、温度和压力差引起浮力作用方向朝上；节流作用与风流流向相反，一般情况下，节流作用比浮力作用小得多。浮力作用节流作用机械风压上山浮力作用节流作用机械风压下山（1）风向浮力作用节流作用机械风压下山（2）风向*上、下山火灾风流逆转情况不同(p33)上山火灾—风向一般不变下山中小火灾—风流逆转后风向变化频繁火势大的下山火灾—风流逆转后风向较稳定火源位置对下山风流方向影响7.直接灭火的实用技术7.1CO对灭火人员身体状况的影响*防止烟流滚退的最小风速(p110)巷道高度（m)最小风速（m/s)倾角（0°）倾角（5.7°）倾角（11.3°）1.21.01.221.521.81.231.471.832.41.431.702.133.01.601.902.397.2防止烟流滚退风帘遮挡巷道下半部—提高风速巷道左右侧同时喷水反光镜的应用自关风门7.3*火源下风侧洒水的控风保护(p108)注意打开联络巷和设置风幛的顺序（例1）联络巷处于危险漏风状态（例2）下巷着火在上巷火源下风侧设置风幛隔墙开缺口存在的负面影响顶板垮塌的影响（例3）倾斜上山着火（例4：倾角5.7）上山着火对风流状态的影响倾斜下山着火（例5：倾角5.7

）直接灭火人员的撤退路线保护A－具有安全避灾路线；B－不具有安全避灾路线；C-灭火人员避灾路线被截断；D－保护避灾路线的控风措施。用水直接灭火

*水流方向(p102)水与风流应在同一方向流动。避免巷道垮塌破坏水管或高温破坏橡胶垫圈，引起漏水。管路系统供水管道应由进风井进入，消防栓接头盖应用塑料。应采用能清楚显示开关状况的阀门。供水量应充足高倍泡沫灭火适宜于距采煤工作面或未封闭采空区较远的巷道着火。不适宜于倾角大于11.3°下山或大于5.7°上山火灾。不适用于熄灭煤体深部火灾和巷道死头。进入成泡机的风流不含烟流或是只含少量烟流，因烟流妨碍泡沫形成。发泡作业一旦开始，不能间歇作业若必须暂停发泡作业，应停止供水，并保持通风机运行，稀释并带走可燃气体。如何判断泡沫流动走向和灭火效果

应注意分析泡沫旁路而不能流入着火带

泡沫是否有足够含水量

故须监测分析回风巷及泡沫灭火机附近大气状况。泡沫栓前进的两个信号泡沫机隔墙两端压差逐渐增高。回风巷可燃气体浓度增加。泡沫栓旁侧流失或过着火带压差停止增高。可燃气体浓度停止增高。如何判断泡沫栓旁侧流失或过着火带呢？若泡沫栓过着火带呢泡沫栓暂停延长，压差稳定一段时间后，又继续增加，若泡沫含水充足，回风巷水蒸气和湿度增加。否则，泡沫栓旁路，从旁侧巷道流失。若回风巷可燃物浓度增加一段时间又开始降低说明火势得到抑制。

高倍泡沫灭火的缺点：泡沫栓难以充填整个巷道断面，巷道顶部火灾不易扑灭。泡沫栓难以通过垮塌严重区域。泡沫栓阻塞进风，在打了隔墙情况下，可能形成富燃料燃烧。或瓦斯积聚，并被推向着火带。在火源上风侧瓦斯浓度大或有旁侧巷道进风时，必须考虑瓦斯爆炸的危险。下山火灾注泡沫，因火风压上浮作用，可能阻止泡沫下流。8.火区状态分析(火区封闭顺序（p129））8.1火区内瓦斯爆炸性变化趋势分析(注惰气等防治措施的效果）O2浓度（%）21161250t1t2t3t(h)CH4O20～t3O2浓度在爆炸限t1～t2CH4浓度在爆炸限0t1t2(t3)

t(h)0～t3O2浓度在爆炸限t1～t2CH4浓度在爆炸限O2浓度（%）2116125CH4O20

t1t3t2t(h)O2浓度（%）2116125CH4O20～t3O2浓度在爆炸限t1～t2CH4浓度在爆炸限0

t1t3t2t(h)O2浓度（%）2116125CH4O20～t3O2浓度在爆炸限t1～t2CH4浓度在爆炸限0

t1t3t2t(h)O2浓度（%）2116125CH4O20～t3O2浓度在爆炸限t1～t2CH4浓度在爆炸限0

t1t3t2t(h)O2浓度（%）2116125CH4O20～t3O2浓度在爆炸限t1～t2CH4浓度在爆炸限0

t1t3t2t(h)O2浓度（%）2116125CH4O20～t3O2浓度在爆炸限t1～t2CH4浓度在爆炸限0

t3t1t2t(h)O2浓度（%）2116125CH4O20～t3O2浓度在爆炸限t1～t2CH4浓度在爆炸限8.2确定所取气样是否可靠？特里克特比率Tr〉1.6，气样不可靠燃烧类型判别Tr<0.4无燃烧或已熄灭0.4<Tr<0.5甲烷燃烧0.5<Tr<1.0煤、油类、胶带、塑料等0.9<Tr<1.6木材爆炸类别判断Tr＝0.5左右，瓦斯爆炸Tr＝0.87，煤尘爆炸Tr＝0.5～0.87，瓦斯与煤尘爆炸8.3爆炸三角形计算法Y(轴值)＝CH4(%)＋0.4＊CO(%)＋1.25H2(%)（以CH4为基准的等效可燃气体总体积浓度）X(轴值)＝富余N2（%）＋1.5CO2（%）(以富余N2为基准的等效惰性气体总体积浓度)富余N2(%)＝N2（%）—O2(%)＊(79.04/20.93)应用实例：一井下气体试样：CH4

8%，CO

5%，H2

3%，O2

6%和N2

68%，CO2

10%，PT=8%＋5%＋3%＝16%，确定混合气体组分点Y（轴值）＝8＋0.4＊5＋1.25＊3＝13.75（%）X（轴值）＝45.3＋1.5＊10=60.3（%）根据R=8%/16%=0.5,在图中确定爆炸三角形根据（X、Y）值确定混合气体组分点。看是否在爆炸三角形外，若是无爆炸性。简便算法：用最小助燃氧浓度确定爆炸性最小助燃氧浓度，MO2=5.0＋7R本例MO2=5.0＋7＊0.5=8.5%〉6%所以无爆炸性。注意，若混合气体O2浓度〉MO2.应作上述计算。最小助燃氧浓度与R的关系8.4不同燃料燃烧的标志气体SO2CH4煤、油类HCL胶管输送机胶带甲醛HCHO，甲酸H2CO2乙酸(醋酸)CH3COOH未经处理的木材*火区启封的规定：《安全规程》230条“方可认为”；《执行说明》“方可认定”(p141)CO2↑燃烧（火势增强），酸性水与酸性盐反应，缓慢氧化（吸收反应），煤岩自然涌出CO2↓火势减弱，溶于酸性水（风速大、碱性大），为炭黑、焦炭吸附CO↑燃烧（火势增强）、缓慢氧化CO↓火势减弱，木材为真菌分解，湿煤吸收，为炭黑、焦炭吸附H2↑燃烧，水煤气反应，湿木材为真菌式厌氧类细菌分解C2H4↓C3H6↓燃烧，气样操作失误O2↑煤层原吸附氧气（使一些煤层本身含较多氧气）O2↓燃烧，缓慢氧化，煤或木材吸收或吸附O28.5*井下环境对所取气样成分的影响很大(p54)8.6如何正确分析火区状态：煤类火灾气体产生顺序：CO→H2→C2H4(乙烯)→C3H6(丙烯)→C2H2(乙炔)火区状态的逻辑分析法:排除非火灾因素影响量化分析前提—气样中各气体的变化速率（气体百分比浓度）—即下图曲线斜率：式中：x’、x”—分析期间时间初、末值r’、r”—对应于时间x’、x”的气体百分浓度案例分析：安徽皖北任楼煤矿“3.12”自燃诱发爆炸事故

2014年3月12日15时09分，任楼煤矿发生自燃引发瓦斯爆炸事故，死亡3人。已封闭采空区自行爆炸，无相关作业。1.概述

2008年矿井经鉴定72、73、82煤层自燃倾向性为自燃，有爆炸危险性。矿井2009年1月20日升级为煤与瓦斯突出矿井。2.事故发生经过15时09分，Ⅱ7322已封闭采空区内发生瓦斯爆炸，爆炸冲击波冲倒Ⅱ7322运输石门密闭墙，造成正在密闭墙外Ⅱ8222外段机巷作业的3名工人死亡、1人受伤。*火区启封的规定：《安全规程》230条“方可认为”；《执行说明》“方可认定”(p141)CO2↑燃烧（火势增强），酸性水与酸性盐反应，缓慢氧化（吸收反应），煤岩自然涌出

CO2↓火势减弱，溶于酸性水（风速大、碱性大），为炭黑、焦炭吸附CO↑燃烧（火势增强）、缓慢氧化CO↓火势减弱，木材为真菌分解，湿煤吸收，为炭黑、焦炭吸附H2↑燃烧，水煤气反应，湿木材为真菌式厌氧类细菌分解C2H4↓C3H6↓燃烧，气样操作失误O2↑煤层原吸附氧气（使一些煤层本身含较多氧气）O2↓燃烧，缓慢氧化，煤或木材吸收或吸附O2

井下环境对所取气样成分的影响很大1、煤类火灾气体产生顺序：（1）烯烃和炔烃类气体tCO→H2→C2H4(乙烯)→C3H6(丙烯)→C2H2(乙炔)

60.00050000120.0265.001000

190.65.012.004.003