煤矿主要自然灾害基本常识预防措施及其有关事故案例讲座

煤矿主要自然灾害

基本常识预防措施及其

有关事故案例讲座河南省煤炭工业局李震寰1编辑课件目录一、煤矿作业特点及煤矿事故灾害分类二、煤矿自然灾害及有关基本常识三、煤矿自然灾害预防措施四、几种事故类型及教训五、结束语2编辑课件一、煤矿作业特点及煤矿事故灾害分类

（一）煤矿作业特点煤炭工业是采掘工业，主要的生产开采过程和环节都是在地下完成的。因此，煤炭生产有其特有的自然规律和特点。

1、煤矿开采受各种复杂地质条件的制约。根据不同的地质条件和煤层贮存条件，往往需要采用不同的开采技术。许多自然灾害，比如矿山压力造成的冲击地压，冒顶片帮，透水和井下瓦斯煤尘爆炸以及火灾等，均与常见的顶板、瓦斯，煤尘、火、水等自然灾害因素和开采技术条件有关，从而形成煤矿特有的不安全因素。3编辑课件2、矿井开采的流动性和移动性。在生产过程中，需要开掘很多断面，长短不同的井巷，硐室构成生产系统和作业场所。由于生产作业场所经常移动，人员流动也较频繁，所以，难免出现险情和不安定隐患，出现意外事故和责任事故。

4编辑课件3、煤矿生产和建设必然同时进行，要保证矿井持续生产，必须保持采掘平衡，不断进行巷道开拓，保证生产接替，在开拓新水平、新采区，新工作面，安装新设备的同时，还要对采空区和老巷进行处理。这些生产环节的交替，增加了生产，安全、组织管理和技术管理的复杂性。5编辑课件4、煤矿不仅受其特有的自然灾害因素的威胁，而且存在着其它工业所共有的事故因素。矿井生产是一个复杂的生产过程，必须综合运用地质、开拓、掘进、爆破、支护、运输、提升、通风、排水、供电、供应、机械化、选煤、安全生产和组织管理等多方面的科学技术，同时还要配备检修、劳动保护、安全培训等项工作。这些事故因素，时刻危及煤矿生产人身的安全，稍有疏漏，即造成事故。

6编辑课件5、煤矿生产必须具备良好外部生产秩序，除了自然因素，涉及和生产影响煤矿作业安全的人为因素就是部分煤矿特别是小煤矿越层越界开采，造成相邻煤矿发生透水、火灾和瓦斯爆炸事故。煤矿作业要求每个煤矿都必须按照划分的井田范围和开采计划从事生产，不得扰乱和破坏相邻煤矿正常的生产秩序。煤矿外表生产秩序无保证，生产安全必然受到威胁。近年我省通过组织整顿，在这方面明显改善。7编辑课件

由此可见，煤矿作业的特点，决定了安全管理和煤炭工业主管部门的特殊属性。所以全国允许各矿有一定的百万吨死亡率指标，我省的划分情况是：奋斗目标，重点煤矿0.9，国有煤矿3.0，乡镇煤矿6.0。控制指标：重点煤矿1.0，国有煤矿3.8，乡镇煤矿6.8。因此，煤矿事故的抢险救灾工作是一项经常性的日常的工作。8编辑课件（二）煤矿事故灾害的分类

1、分类：（1）按造成事故的原因，可分为以下几种事故

a、自然事故。自然事故指人不能抗拒的事故，如：滑坡、陷落、断层、突出、突水。焦作1.23事故。

b、破坏事故。破坏事故指有意识的破坏活动造成的事故，如人为故意爆炸事故。平顶山两小煤矿争资源放炮。

c、责任事故：责任事故指因玩忽职守、麻痹大意所造成的事故，如提升过卷事故。巩义12.29事故。9编辑课件

（2）按伤亡人数分为以下几种事故

1—2人、3—9人、10—29人、大与等于30人以上。（3）按伤害程度分为以下几种事故

a、轻伤事故：指伤后歇工一个工作日或几个工作日，但未达到重伤程度的事故。

b、重伤事故：重伤指经医师诊断为残废或可能成为残废的事故。一般分完全丧失劳动能力，需要人扶助；完全丧失劳动力，不需人扶助；部分丧失劳动能力，尚能工作，需减轻或调换工作。

c、死亡事故：指事故发生后造成死亡或伤后一个月内死亡的。10编辑课件

（4）按非伤亡事故的级别分为以下几种事故

a、一级非伤亡：如义马耿村矿采区起火封闭，造成全矿8小时以上停产。

b、二级非伤亡：造成全矿大于2小时，小于8小时的停产。

c、三级非伤亡：造成全矿0.5—2小时的停产。

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（5）按事故的发生级分：

a、顶板事故：顶板事故指矿井冒顶，片帮，冲击地压，顶板掉矸（煤）造成伤害事故。

b、机电事故：机电事故指触电，机械伤人等形成的伤害事故。

c、运输事故：指运输工具造成的伤害事故。如车辆挂、挤、轧人，斜井跑车，竖井礅罐，连续运输机及胶带运输机皮带伤人。

d、瓦斯事故：瓦斯事故指瓦斯（煤尘）爆炸（燃烧）煤（岩）瓦斯突出，气体窒息（中毒）造成的伤害。12编辑课件

e、火药及放炮事故：火药放炮事故指火药，雷管爆炸，崩人、伤人、跑烟熏人等形式的伤害事故。

f、水害事故：水害事故指老空水、含水层水，井下透地面水，巷道或工作面积水等，造成的伤害事故。

g、火灾事故：火灾事故指煤矿自然发火和外因造成的火灾，直接伤人或产生有害气体造成人员中毒伤亡及地面火灾等造成的事故。

h、其他事故：如地面工厂等轧死，矸石山滚下至死，等等。13编辑课件

二、煤矿自然灾害及有关基本常识

我们知道，煤矿的七大灾害为，瓦斯、水、火、粉尘、顶板、高温、岩爆。同时要抓好矿井一通四防工作。指的是，通风、防瓦斯、防尘、防火、防水。前面我们讲过，由于煤矿的特殊性，七大自然灾害，一直伴随着煤矿的生产全过程，无非有的矿井某一方面会严重一些，有的矿井会好一些。如平煤、瓦斯、煤尘、发火、高温、岩爆；义煤，发火、瓦斯、地下水；郑煤，瓦斯、水、粉尘；焦煤，瓦斯、水；鹤煤，瓦斯、发火、水害；永煤，水害等等，各矿区有所不同。下面对七大灾害的相关基础知识给大家作一简要的介绍。

14编辑课件（一）瓦斯具统计，我省死亡三人以上重大事故中，瓦斯事故占了事故起数和死亡人数的60%左右，而死亡10人以上的特大事故中，占了90%左右，全国目前发生重特大事故以瓦斯为主。那么什么叫瓦斯？在煤矿，广义的讲，矿井内所有的有害气体都叫瓦斯。如：CH4、CO2、N2、H2S、CO、H2、SO2等等。15编辑课件

而狭义讲瓦斯指甲烷CH4。所以，矿井瓦斯，通常指沼气（甲烷，CH4）。瓦斯是无色、无臭、无味的气体，看不见摸不着，闻不到，远比空气轻，比重为0.554，常漂浮在巷道上边，是煤矿安全生产最为隐蔽的头号敌人，它具有能燃烧，能爆炸，能使人窒息的多种危害性，它最主要的危害是爆炸、燃烧。16编辑课件

我们知道，地质年代中煤层的形成是由原始植物变成泥煤和煤，以及煤变质过程的结果，它伴随着大量的瓦斯的涌出。大致的计算表明，在原始物质的整个炭化期间，每吨煤能涌出600立方米以上的沼气，而在从长焰煤到无烟煤的变质过程中则要涌出近240立方米的沼气。17编辑课件

某一煤层中所保存的瓦斯量大小，取决于煤层周围介质的透气性，自由瓦斯所占据的容积及煤的吸附性能。所以会出现有的矿井瓦斯大，有的矿井瓦斯小的现象。瓦斯事故以爆炸最为严重。为什么会产生爆炸？一般要同时满足以下三个条件才会产生爆炸：简单的讲，一是必须有一定的瓦斯浓度，一般情况下，爆炸界限为5—16%；二是必须有引火温度，点燃瓦斯的最低温度为650—750度；三是含氧量必须大于12%。18编辑课件

瓦斯浓度低于5%不爆炸，高于16%只燃烧，瓦斯浓度达到40%以上时，人就会立即窒息死亡。当混有其他气体时，瓦斯爆炸浓度的下限还会下降。如：乙烷C2H6，乙烯C2H4，H2，CO，H2S，CO2，N2等。井下的火源来自于明火，煤炭自燃，电火花，赤热的金属表面，吸烟，甚至撞击摩擦产生的火花，坚硬岩层断落摩擦的火花，都可以引起瓦斯爆炸或燃烧。

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防止矿井瓦斯最根本的措施是瓦斯抽放。所以十二字方针提出“先抽后采，监测监控，以风定产”。另外，加大风量，防止瓦斯聚集，防止电器失爆引燃瓦斯等等。最主动的办法是提前抽放。被动的办法：防止瓦斯聚集，防止引燃瓦斯，限制瓦斯爆炸的范围扩大。20编辑课件（二）粉尘矿井粉尘，主要是指井下的煤尘及岩尘，尘粒直径小于1毫米的煤炭颗粒叫煤尘，尘粒直径小于5微米的岩石颗粒叫岩尘。粉尘的危害：工人长期吸入粉尘，轻者会引起呼吸道炎症，重者可导致矽肺病。煤尘在一定条件下会引起燃烧或爆炸，其爆炸的特点是爆炸过程连续，跳跃式发展，爆炸范围大，产生大量CO而引起人员中毒死亡。

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煤尘爆炸性主要取决于煤的挥发份含量多少和煤尘浓度。挥发份V=10—15%煤尘可以引起燃烧

V=15—28%煤尘有爆炸危险

V大于25%爆炸性强烈煤尘浓度30—2000g/m3

时有爆炸性小于30，大于2000无爆炸危险防止措施：防尘降尘，煤层注水，洒水，防爆，防火源，设隔爆棚。22编辑课件（三）矿井水一般井下分静压水和动压两种。静压水是指压力小，没有后续的补给。水量虽小，但突然性较强的水。如：老空透水。小煤矿经常出水，就属于这种水。而动压水指的是有一定压力，水头高，压力大，影响面较广的水。如：焦作矿区的奥陶纪灰岩水，压力高，涌水量大，影响面广，后续补给水量充沛。

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一般要求，煤矿生产无论大小煤矿，必须坚持“有疑必探，先探后掘”的探放水原则，就可以做到防止井下的透水伤人事故。而解决井下透水的根本在于疏堵结合，能排的要排出疏干。可采用地表井下相结合的办法，能堵的一定要隔离堵截。如底板加固，突水点堵水等。

24编辑课件（四）矿井火灾

一般分为外因火灾和内因火灾两种。很显然，外因火灾就是人们在生产过程中可能引起的一切火灾。而内因火灾是指煤层由于自身的性质，在氧化条件下引起的火灾。煤是否不自燃取决于三个因素：一是含氧量小于4%；二是含水量小于1.4%；三是发火点温度大于210度一般是不会自燃的。而含氧量、含水量越大，发火点越低，越容易自燃。一般煤体中含固定碳越低（如褐煤约70%左右），越容易自燃，其次是80—85%的烟煤，含90%以上的半无烟煤，无烟煤很少自燃。防止的办法：一是杜绝外部火源；二是合理布置采区、防止漏风、预防性灌浆、喷浆、喷洒阻化剂、利用均压灭火等办法。

25编辑课件（五）顶板大约在80年代以前，顶板事故占所有死亡事故的30%左右，大面积的采场来压，工作面跨落切顶等，零敲碎打事故死亡人员较多。如今随着煤炭科学技术的不断发展，矿压研究，认识采场来压规律，加之支护材料的不断更新，采煤工艺的变革等等，顶板事故大幅度的下降，现已成为五大灾害中事故最少的一项。26编辑课件

出现这种事故的主要原因有，支架与顶板不相适应，采场支架支护阻力低，支柱失效，违章作业。解决的办法：及时支护，开展矿压观测，对复合顶板易冒顶板，采用全封闭支护，坚持必要的敲帮问顶制度，支架验收，作好井下质量标准化工作等等。27编辑课件（六）地温由于开采深度加大600—800m，井下生产的掘进头、工作面会出现高温30—35C0，规程规定（≤260），高温作业给工人带来了不便，易疲劳，有损于健康。28编辑课件（七）岩爆采深超过800m-1000m时，井下原来能支护的岩石已经支不住了，岩层变软，支护难度加大，有时会出现岩体的自然爆炸现象，一是破坏巷道，二是会伤及工人，这也是目前煤矿生产与发展中出现的难题，正在攻关解决。

29编辑课件三、煤矿自然灾害预防措施对于我们现行生产的煤矿来讲，上面我们谈到，随着采深的增加，井下的自然灾害也在不断的增多，从原有的五大自然灾害发展到七大自然灾害。即：瓦斯、水、火、粉尘、顶板、高温、岩爆。在现有技术经济条件下所采取的主要预防措施有以下方法：30编辑课件1、防瓦斯

瓦斯是煤矿的第一杀手，目前解决瓦斯的根本办法是大面积提前抽放，即在建井前先从地面打钻。首先开采瓦斯，使瓦斯充分释放这是首选。31编辑课件

其次是区域性的预防措施，就是开采解放层，以达到对邻近的突出或是高瓦斯煤层得到卸压，释放瓦斯。第三，采用立体式抽放，工作面回采前采用本层抽放，回采时采用浅孔抽放，老空区抽放，高位抽放等办法，将瓦斯尽可能的抽放出来。第四，加强一通三防，保证有足够的风量，双回路供电，限制产量，扩大通风断面等办法，来解决瓦斯问题。32编辑课件

2、防治水我们说过，矿井水主要来源于三个方面，一是地面的地表水渗透，二是顶底板的承压水，如奥灰水或是砂岩层水，三是小煤窑或是古窑的老空水。解决的办法，一是疏，二是堵。往往是采用综合的方法即疏堵结合来防治水。另外，工作中要加强探放水工作，坚持有掘必探，有疑必探的技术措施，以杜绝突水伤人。33编辑课件3、矿井防火我们知道由于井下有大量的设备、电缆，加之有可燃物，本身有的煤层还具有自燃性，所以防灭火在我们日常安全管理中是非常重要的。一要杜绝设备的失爆，电缆的破损；二要防止煤层自燃；三是杜绝人为引起的火灾。目前最好的办法是中国矿业大学的三相灭火技术，即气态、液态、固态。也就是氮气加发泡剂，加黄泥或粉煤灰。在大面积的井下灭火中具有较好的灭火效果，灭火快，成本低，效果好。

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、防粉尘目前，我国的粉尘问题最大，已侵害了广大职工的身体健康，矽肺病在我国的矿工中所占的比例增大，死亡人数甚至超过了矿难死亡，是一个潜在的重大危害。目前，一是增加降尘洒水措施；二是煤层注水增加煤的湿润程度，含水增加1%-2%就能大量减少粉尘；三是加强个体防护，加强装备，减少粉尘对人体的危害。35编辑课件5、防顶板在我国，由于支护手段的不断更新和改善，在采场顶板支护方面已经有了很大的进步，可以说，由解放以来煤矿的灾害中处理最好的是大幅度减少了顶板事故。这是因为我国经历了三次大的支护改革技术发展。一是刚解放，以木支护为主；六十年代初引进前苏联的长壁式金属摩擦支护；从80年代以来，我国引进了单体支柱及综采支架。完全进入到一个支护的全新时代。综采支架与单体支柱并列一起发展，所以，大面积的顶板事故得到了有效控制，所以有事故也是零敲碎打的个别事故。当然在防止顶板事故中，以地质构造带的复杂顶板为主，现在发展到对易冒、易碎顶板，采用人工加固，固化顶板来解决，取得了较好的效果。36编辑课件6、防高温目前，防矿井高温是个新的课题，对平煤集团来说是一个技术难题。目前，全公司有六对矿井出现了高温，最高达42C0(规程规定小于或等于26C0)，必须采取降温措施。当前，国内外主要采取的方法是采用机械降温（即井下安装空调来解决），同时加大工作面进回风断面，有的达到20-30M2或采用水循环的方法来解决高温问题。

37编辑课件7、防岩爆

岩爆是随着采深的增加而出现的一种自然灾害，一般垂深超过800-1000米时就会出现岩爆现象。一是地应力过高，二是岩性呈脆性，吸能效果差，所以在条件成熟时就会产生岩爆，实际上是属于一种冲击地压现象。目前，国内外的防治办法主要是：（1）采用深孔松动爆破，卸压释放地应力来解决；（2）采用大断面强力刚性支架，外加壁厚充填的方法，使巷道周围有变形让压的空间，以防止岩爆伤人。38编辑课件四、几种事故类型及教训

（一）事故类型

1、2002年3月7日21点左右，洛阳市宜阳县城关乡焦家凹煤矿井下发生透水事故，7人遇险。当时张国辉副局长在义马召开会议，接到消息后，立即率领安全处、行管处、排水站的主要负责人，一同赶往事故现场，协调指挥抢救工作。经过21天的奋力抢救，从井下救活矿工1人，6人遇难。39编辑课件2、2002年4月23日2：30分左右，平顶山汝州市小屯乡幸福煤矿井下发生透水事故，7名矿工遇险，张国辉副局长率领煤炭工业局有关处室迅速赶往事故现场，指挥协调抢险，经过3天的奋力抢救，井下7名矿工全部获救生还。40编辑课件3、2003年3月13日晚8：30分左右，洛阳市伊川县半坡乡老君堂开拓煤矿井下发生透水事故，10名矿工遇险，李恩东局长、常建华副局长率领煤炭工业局安全处、行管处、排水站的有关人员，迅速赶到现场，参加抢险工作。经过4天多的奋力抢救，井下救活9名矿工，1名遇难。

41编辑课件4、2002年2月19日13点06分，鹤煤集团六矿2814工作面沿底板掘进的下顺槽在修巷时发生煤与瓦斯突出事故，当班下井9人，还生2人，死亡7人，突出煤量约300吨左右，瓦斯涌出5万立方米。突出位置是一个煤层向斜轴部及小断层群附近。

5、2002年3月29日11点25分，许昌市新峰矿务局二矿31080掘进头由于通风不畅，瓦斯聚集，电缆短路，引起瓦斯爆炸，死亡23人，伤3人，

6、2002年6月9日郑州市登封阳城二矿井下工作面冒顶，事故发生在工作面上出口支柱回撤时引起顶板冒落，死亡4人。42编辑课件

7、2002年11月20日，龙山煤矿在平巷掘进中发生瓦斯延时突出，煤量300吨，瓦斯量3万立方米，死亡5人。

8、2003年1月23日，焦煤集团朱村煤矿井下发生特大型瓦斯突出事故，造成突出煤量650吨，瓦斯5万立方米，死亡19人。

9、2004年10月20日，郑煤集团大平煤矿井下发生特大型突出后，进而引发了瓦斯爆炸，波及全矿井，造成突出煤量1894吨，瓦斯量25万立方米，死亡148人。（如图所示）43编辑课件44编辑课件

10、2002年8月23日，平顶山市新华区豫光煤矿井下发生火灾事故，13人遇险，3人死亡。

11、2005年6月29日，平煤集体十二矿己七三水平回风下山掘进工作面发生一起由于放炮引起的围岩地应力突然释放，从而诱发了煤与瓦斯的压出。该地点垂深1100米，压出的煤量80吨，瓦斯量1600立方米，瓦斯涌出浓度为10％，该断面为4．2×3．0平方米，沿煤层掘进上部有1-1.3米的复合顶板，用锚网支护，风量400m3/min。这是一次罕见的新型的灾害新类型，应引起各方面高度的重视。45编辑课件（二）事故教训从以上的十一个教训中我们可以得出我省的自然灾害类型比较齐全，自然灾害危害最严重的是瓦斯事故，其次是矿井水事故，其他事故也有。从事故的发生分布来看，既有国有重点