煤矿应急预案编制
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2.4煤矿企业应急预案的编制
煤炭行业居于高风险行业之首,生产条件差、作业条件复杂、工作场所环境不断地变化,水害、火灾、瓦斯、煤尘等有毒、有害因素、顶板事故以及自然灾难等不安全因素,严重威胁着煤矿的安全生产。
因此,煤矿企业应急预案的编制尤为重要。
通过编制预案规范煤矿企业应急管理和应急响应程序,保障企业员工和公众的生命安全,最大限度地减少煤矿事故造成的人员伤亡和财产损失。
本部分主要针对煤矿企业的综合应急预案中有关的重点要素进行介绍,其他预案的编制可以参考本书后面章节的内容。
2。
4。
1 编制的目的与要求
1.目的
煤矿事故应急预案编制的目的,就是通过应急计划和应急措施,在煤矿发生事故时,实现应急救援快速、有序、有效”的目的,确保事态的迅速控制,做好自救、互救和避灾,最大限度地减少人员伤亡和财产损失。
2.要求
煤矿事故救援应在预防为主的前提下,贯彻统一指挥、分级负责、区域为主、煤矿自救与社会救援相结合的原则.按照分类管理、分级负责的原则制定预案,上一级预案的编制应以下一级预案为基础。
煤矿必须对潜在的重大事故建立应急救援预案,包括重大瓦斯爆炸事故,重大煤尘爆炸事故,冲击地压、煤与瓦斯突出事故,重大水灾事故、重大火灾事故、重大电气事故以及其他灾害事故。
预案编制应体现科学性、实用性、权威性,在全面调查基础上,实行领导与专家相结合的方式,开展科学分析和论证,制定出严密、统一、完整的煤矿事故应急救援方案.煤矿事故应急救援方案应符合本矿的客观实际情况,具有实用性、可操作性.预案应明确救援工作的管理体系、救援行动的组织指挥机构和各级救援组织的任务和职责,做到统一指挥和协调。
2。
4。
2应急工作的方针与原则
煤矿事故救援应坚持以人为本、预防为重、常备不懈的方针,在遵循预防为主的前提下,贯彻统一指挥、分级负责、区域为主、煤矿自救与社会救援相合的原则;要充分发挥生产矿井作为应急救援第一响应者的作用,将日常生产、消防演练与应急救援工作相结合.充分利用现有专业救援队伍力量,发挥应急救援力量的作用.在具体的应急救援工作中要体现保护人员安全优先、防止和控制事故蔓延优先的2个重要原则。
2。
4.3危险性分析
2.4.
3.1 煤矿企业的概况
主要包括煤矿的地址、经济性质、从业人数、隶属关系、主要产品、产量等内容,周边区域的单位、社区、重要基础设施、道路等情况.
同时要说明煤矿的设计能力和设计产量,矿井的开拓方式、通风方式、反风方式、提升方式、供电方式、落煤方式、支护方式、顶板处理方法,矿井的瓦斯等级、煤层自然发火期、煤尘爆炸指数、矿井相对瓦斯涌出量、矿井最大综合排水量、矿井的水文地质条件及安全监测监控系统等情况。
2.4.
3.2危险分析
1.危险和危害因素分析
我们应该从4个方面进行危险和危害因素分析的内容:①设备和工艺方面存在的危险和危害;②物质和作业环境方面存在的危险和危害;③安全管理缺陷中存在的危险和危害;④人的不安全行为引起的危险和危害.
引发煤矿重大灾害的危险和危害因素有以下9类。
1.瓦斯爆炸灾害
瓦斯又叫甲烷(CH4),是矿井最主要的危害因素。
它是在煤的生成和变质过程中,在地壳压力和高温作用下伴生的气体.瓦斯的物理特征是无色、无味、无臭的气体,但有时可以闻到类似苹果的香味,这是由于芳香族的碳氢气体同瓦斯同时涌出的缘故。
瓦斯对空气的相对密度是0。
554,在标准状态下瓦斯常积聚在巷道的上部及高顶处.瓦斯的渗透能力是空气的1。
6倍,难溶于水,达到一定浓度时,能使人因缺氧而窒息,并能发生燃烧或爆炸。
瓦斯的燃烧、爆炸是矿井主要灾害之一。
瓦斯在煤体或围岩中是以游离状态和吸附状态存在的.游离状态也称为自由状态,这种瓦斯以自由气体状态存在于煤体或围岩的裂缝、孔隙之中,其量的大小主要决定于储存空间的体积、压力和温度.吸附状态又称结合状态,其特点是瓦斯与煤或某些岩石结合成一体,不再以自由气态形式存在。
按其结合形式不同又分为吸附及吸收两种。
吸附状态是由于固体粒子与气体分子之间分子吸引力的作用,使气体分子在固体粒子表面上紧密附着一个薄层;吸收状态是气体分子已进入煤分子团的内部。
这几种状态的瓦斯都处于不断变化的动平衡之中,在一定条件下会互相转化。
当压力、温度变化时,游离瓦斯转化为吸着瓦斯称为吸附,吸附瓦斯转化为游离瓦斯称解吸。
瓦斯爆炸的条件是:爆炸界限内浓度的瓦斯、高温火源的存在和充足的氧气.瓦斯爆炸有一定的浓度范围,我们把空气中瓦斯遇火后能引起爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限。
瓦斯爆炸界限为5%—16%;当瓦斯浓度低于5%时,遇火不爆炸,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,它受温度、压力以及煤尘、其他可燃性气体、惰性气体的混入等因素的影响,爆炸界限扩大或缩小,应引起注意。
瓦斯爆炸的引火温度即点燃瓦斯的最低温度。
实验证明,瓦斯的引火温度为650一750C。
但因受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素影响而变化。
高温火源的存在,是引起瓦斯爆炸的必要条件之一。
井下抽烟、电气火花、违章爆破、煤炭自燃、明火作业等都易引起瓦斯爆炸。
实践证明,空气中的氧气浓度降低时,瓦斯爆炸界限随之缩小,当氧气浓度减少到12%以下时,瓦斯混合气体即失去爆炸性。
这一性质对井下密闭的火区有很大影响,在密闭的火区内往往积存大量瓦斯,且有火源存在,但因氧的浓度低,并不会发生爆炸.如果有新鲜空气进入,氧气浓度达到12%以上,就可能发生爆炸。
因此对火区应严加管理,在启封火区时更应格外慎重,必须在火熄灭后才能启封.
2.煤尘爆炸灾害
煤尘是采矿活动中由于爆破、落煤、割煤、装载、转载、卸载、运输而产生的。
煤尘也是矿井重大的危害因素,游离在矿井空气中的煤尘具有爆炸性。
煤尘的爆炸性是由煤尘本身的性质决定的,我们用煤尘爆炸指数来标定其爆炸难易程度.煤尘爆炸的条件是:①悬浮在井下空气中的浮尘具有一定的浓度(最低爆炸界限浓度30~40g/m3,最高爆炸界限浓度可达2000g/m3);②有足够引燃煤尘的热源存在(一般在700~8000C,有时可达1100 0C);③必须具备煤尘燃烧爆炸所必需的氧气(≥18%).煤尘爆炸可能诱发瓦斯大量涌出,造成瓦斯爆炸。
3.矿井火灾
矿井火灾是威胁安全生产的又一个危害因素.矿井火灾分外源火灾(又称外因火灾)和自燃火灾(又称内因火灾)两种.外因火灾是由外部热源点燃可燃物所发生的火灾。
其发生的原因有井下使用明火、采用不安全的爆破方法、机械摩擦或撞击产生火花、电气设备的绝缘损坏和性能不良发生短路等.内因火灾是由于煤炭本身与氧气接触发生氧化发热、热量集聚而自行引燃的过程。
我们用试验分析的方法来确定接触氧气的煤自然发火的时间长短,这个
指标叫煤的自然发火期。
矿井火灾能产生高温火焰、大量一氧化碳和其他有毒有害气体,能使井下风流逆转、破坏通风系统及巷道,使人员烧伤、中毒、窒息,还有可能诱发瓦斯爆炸。
4.矿井水灾
矿井水灾是煤矿重大的灾害。
矿井一旦发生水灾,不仅可能淹没一条巷道、一个工作面,甚至可能淹没整个矿井,严重威胁职工的安全。
近年来,矿井水灾使我们遭受了重大人员伤亡和财产损失。
发生矿井水灾的两个基本条件是存在水源与通道。
水源是指流经或积存于矿区范围内的地面和地下水,通道就是水源进入井下的道路。
对这两个基本条件进行深入的调查研究,掌握它们的发生和发展规律,摸透水源的来龙去脉,才能为防治水奠定基础。
矿井水源分为地面水源和地下水源两种。
地面水源有以下存在方式:①地面水源有降水,其主要形式是降雨和降雪,它可以通过裂隙或其他通道直接进入巷道;②地表水,主要是地表的河流、湖泊、沼泽、水库、积水洼地等,这些水都可以通过井筒、塌陷裂缝、断层裂隙、溶洞和钻孔直接进入井下,造成水灾。
地下水源主要有:①含水层水,在煤系地层中的砾岩层、流砂层等,往往含有大量的水。
当掘进巷道穿过含水层或回采工作面放顶形成岩石裂缝与含水层相通时,含水层水就会涌人矿井。
含水层水一般都具有较高的压力,特别是它与地表水源相沟通时,对矿井生产的威胁更大.②断层水,断层地带岩石破碎,易于积水。
特别是当断层与积水或含水层相通时,就会造成水灾。
③老空水,井下采空区或煤层露头附近的古井、小窖都常有积水,当采掘工作面与它相通时就会造成涌水事故。
因此,当井田范围内古井、小窖较多时,开采时应特别注意。
涌水通道即水源进入矿井的可能通道:断层破碎带,采掘过程形成的裂缝,井巷、封孔不好或没有封孔的旧钻孔等.对具体矿井来说,上述因素不一定同时具有充水作用,而往往只是其中个别因素或几个因素起着主要作用。
因此,积累尽可能详细的水文地质资料和图件,开展矿井水文地质灾害调查。
必须抓住主要因素加以分析,采取有效的防治水措施,落实防治水工程,防止矿井水灾事故的发生。
5.冒顶事故灾害
在矿井的灾害事故中,冒顶事故占的比重最大。
根据有关资料统计,顶板事故的伤亡人数占全国煤矿总伤亡人数的30%。
煤矿井下冒顶事故频繁发生,严重威胁井下人员的生命安全。
煤矿冒顶事故发生的主要原因有以下几个方面。
(1)地质构造复杂。
我国大多数矿井的地质构造复杂,有1/3以上的矿井顶板破碎,很容易在掘进和采煤过程中冒落。
我国一般利用冒顶面积比和冒顶容积比作为直接衡量顶板好坏的指标.
冒顶面积比:工作面的冒顶总面积(冒高在10cm以上的)占工作面总面积的百分比。
根据某些矿区的实测,在冒顶事故少的工作面,其冒顶面积比仅有3. 8%,而在冒顶频繁的工作面则高达24。
5%。
冒顶容积比:冒顶面积和冒顶高度的乘积。
在顶板节理裂隙发育的回采工作面顶板常呈“抽条式”冒落.在这种情况下,其冒顶面积虽小,但危险程度却大。
常以分摊到每平方米直接顶板面积上冒落的容积作为反映顶板好坏的指标,称之为“冒顶容积比”.当冒顶容积比在0。
Olm3/m2以下时,顶板基本上处于良好状态;而超过0. 06m3/rri2时,顶板状况就极为恶劣。
我国矿井有15%顶板特别坚硬,采煤以后悬空,可是过了一定的时间以后它又会大面积垮落,来势凶猛,危害很大.当采掘工作面遇到断层、褶曲等地质构造时,也更容易发生冒顶。
以上均为地质构造复杂的原因所引起。
(2)顶板压力变化。
初次来压和周期来压时,顶板下沉量和下沉速度都急剧增加,支架受力猛增,顶板破碎时还会出现平行煤壁的裂隙,甚至顶板出现台阶状下沉,这时冒顶的可能
性最大。
(3)回采工序的影响。
采煤机切割煤壁或工作面爆破、移架或回柱放顶时对顶板的影响较大,比进行其他工序时更容易冒顶。
(4)工作面部位不同.输送机机头和机尾处、不按规格要求支护的地点、工作面与上下平巷相交的三岔口、工作面煤壁与顶板交接处(特别是厚煤层分层开采的各种假顶),都比其他地方更易冒顶。
(5)顶板管理方式.顶板的管理和控制方式不当容易发生冒顶.例如:采空区处理不合理、支护的型式选择不合理、工作面控顶距过大等原因都易发生冒顶.
(6)人的因素。
很多顶板事故都是发生在工人们注意力不集中的时候.例如:两个班交接班,夜班打瞌睡,节日或停产检修的前后,新工人缺乏安全知识而不执行敲帮问顶制度,老工人麻痹大意,以及区队干部管理不善、工人岗位责任制不明确等等。
冒顶前通常有比较明显的预兆,以下列举6个方面的预兆。
(1)响声。
岩层下沉断裂、顶板压力急剧增大时,木支护就会发出噼裂声,并出现折断现象;金属支柱的活柱急速下缩,也会发出很大声响;液压支架或支柱的安全阀经常开启,喷出液体时也有“吱吱”的声响,有时也可听到采空区顶板发生断裂的闷雷声。
(2)掉渣。
顶板严重破裂时,折梁断柱现象增加,并出现顶板掉渣现象。
掉渣越多,说明顶板压力越大。
在人工假顶下,掉下的碎矸石和煤渣更多(俗称“煤雨”),这就是发生冒顶的危险信号。
(3)片帮。
冒顶前煤壁所受压力增加,使煤壁变得松软,片帮量比平时增加。
(4)裂缝。
顶板的裂缝,一种是地质构造产的自然裂缝,另一种是由于采空区顶板下沉引起的采动裂隙。
有经验的老工人说:“流水的裂缝有危险,因为它深;缝里有煤泥、水锈的不危险,因为它是老缝;茬口新的有危险,因为它是新生的”。
如果这种裂缝加深加宽,说明顶板继续恶化。
常在裂缝中插上木楔子,看它是否松动或掉下来,观察裂缝是否扩大,以便作出预报。
(5)脱层。
顶板快要冒落的时候,往往出现脱层现象。
检查是否脱层可用“问顶"的方法,如果声音清脆,表明顶板完好;如果顶板发出“空空”的响声,说明上下岩层之间已经脱离。
(6)漏顶。
破碎的伪顶或直接顶,在大面积冒落以前,有时因为背顶不严和支架不牢出现漏顶现象。
漏顶如不及时处理,会使棚顶漏空,支架松动.顶板岩石继续冒落,就会造成因支架不吃劲而没有声响就冒顶。
6.煤(岩)和瓦斯(二氧化碳)突出灾害
一般认为煤(岩)和瓦斯(二氧化碳)突出主要由于矿山压力和煤层瓦斯压力的综合作用造成的。
矿山压力起着破坏煤体的作用,瓦斯压力起着推出煤(岩)体及喷出瓦斯(二氧化碳)的作用。
煤和瓦斯突出主要发生在煤层平巷掘进、上山掘进和石门揭煤时,有的矿井在回采工作面也发生煤和瓦斯突出。
突出前大多数都有预兆,归纳起来分有声预兆和无声预兆两种。
煤(岩)和瓦斯(二氧化碳)突出喷出大量瓦斯(二氧化碳)和煤(岩)造成供水、供电、压风系统的破坏、灾区坍塌、底鼓及堵埋人员、积水涌出、巷道破坏、设备损坏,引起瓦斯爆炸、煤尘爆炸及火灾,造成严重的人员死伤。
7.冲击地压灾害
冲击地压发生机理十分复杂.冲击地压发生机理的重要理论包括强度理论、刚度理论、能量理论、冲击倾向理论、“三准则”和变形系统失稳理论、弹塑脆性流变理论等。
通常认为冲击地压灾害发生的原因有:①“矿体一围岩”系统平衡状态失稳破坏的结果;②采掘活动形成应力集中,即当压力增加超过极限应力,并引起变形速度超过一定极限时即发生冲击地压。
冲击地压一般没有明显的预兆,难以事先确定发生的时间、地点和冲击强度。
发生过程短暂,
发生前顶板岩层活动加剧,支撑物产生变形,顶板或煤壁伴随巨大声响和强烈震动。
发生形式复杂多样,有煤层冲击,也有顶底板冲击和岩爆,多种条件下都可能发生冲击地压.
冲击地压的破坏性很大,往往造成煤壁片帮、顶板下沉或底鼓,支架折损、巷道堵塞;造成供水、供电、压风系统的破坏情况;可能诱发瓦斯涌出而造成爆炸事故。
8.雷管火药库爆炸灾害
雷管及硝胺火药遇明火会引起爆炸。
井下火药库一般设在井底车场,井底车场是主要入风口,雷管炸药爆炸的高温火焰及冲击波会把爆炸产生的有毒有害气体沿进风流带人全矿井所有地区,其危害极大.安全规程对存放的雷管火药数量限制有明确规定。
杜绝火源是防止火药库爆炸事故的重要措施,要采取技术和管理措施严防明火、电气、静电、摩擦、机械碰撞等火花的产生。
9.其他事故灾害
(1)井下电气事故灾害:可能造成停电事故、触电事故、漏电事故以及电气设备事故,其中触电事故是电气事故中最为常见的,可在短时间内造成严重后果,死亡率极高。
大面积停电事故造成的威胁十分严重。
(2)运输提升有诸多的危险和危害因素:①立井提升事故主要有断绳、暾罐、过卷、卡罐、溜罐、跑车、断轴等,较常见的是断绳、暾罐和过卷事故;②电机车运输中存在与人相撞以及违章蹬、扒、跳车过程中的碰人伤人事故,列车运行伤亡事故以撞车、追尾、掉道、碰人等较常见;③斜井运输中存在钢丝绳断裂跑车、连接件断裂跑车、矿车底盘槽钢断裂跑车、连接销窜出脱钩跑车、制动装置不良跑车和工作失误造成跑车等事故;④刮板运输存在的危险和危害因素有断链伤人、飘链伤人、机头机尾翻翘伤人、溜槽拱翘伤人、运料伤人、在刮板输送机上摔倒伤人、犁板链伤人、吊溜槽压人、液力耦合器喷液伤人、联轴器对转轮无罩伤人、信号误动伤人等;⑤带式输送机运输存在的危险和危害因素有输送带着火、断带伤人、滚筒卷入、下运飞车等;⑥猴车(架空乘人索道)运送人员中存在的危险和危害因素有落绳伤人、打滑飞车、车座撞人和摔伤等.
(3)地面矸石山存在的危险和危害因素:矸石垮落、煤炭自燃、瓦斯爆炸、有毒有害气体中毒等.
(4)地面原煤生产系统存在的危险和危害因素:①机械伤害;②起重伤③触电伤害;④地面火灾;⑤淹溺;⑥高处坠落事故;⑦坍塌;⑧瓦斯爆⑨煤尘爆炸;⑩其他危害,如压力容器爆炸、放射性辐射、车辆事故、噪振动、高温、腐蚀、雷击、地震等危险危害因素。
(5)地面瓦斯(煤层气)抽放与利用的危险和危害因素:瓦斯泄露、泄露火灾、泄露爆炸、瓦斯中毒.
2,风险分析的方法
风险分析的步骤和方法在本章中已经概括地进行了叙述。
其主要步骤分为煤矿危险和危害因素识别、重大危险源辨识、脆弱性分析、风险分析、应急能力评价等.
风险分析的方法有风险矩阵分析法、风险指数分析法。
脆弱性分析的方法有事故后果模型法和事故后果度量参数与伤害标准参照法。
煤矿的事故风险主要有14类,其中井下10类,地面4类.这里就不再赘述。
2。
4。
4应急组织机构及职责
1.应急组织机构
国家明确要求企业建立应急组织体系,要求企业按照专业救援和职工参与相结合、险时救援和平时防范相结合的原则,建立专业队伍为骨干、兼职队伍为辅助、职工队伍为基础的企业应急救援体系。
大中型高危行业企业要根据有关法律法规建立专业的应急救援队伍;小型高危行业企业要建立兼职的应急救援队伍,并与有关专业应急队伍建立合作、联动机制;其他企业应根据需要定专职或兼职应急救援人员。
签订救援协议的专业应急救援队伍要定期
协助协议企业排查事故隐患,熟悉救援环境,开展技术咨询和服务,协议企业应予以积极配合和支持。
企业应急救援指挥部,总指挥由总经理或矿长担任,成员由采掘、通风、机电、地质测量等部门的人员以及总工程师组成.矿井发生重大事故后,矿长、总工程师和其他领导必须立即赶到救援指挥现场,组织抢救,矿长是负责处置事故的全权指挥者。
在矿长未到之前,由值班矿长负责指挥。
2.应急人员主要职责
各有关人员在处置事故中的任务和职责如下.
(1)矿长:处置事故的全权指挥者,在矿总工程师和副矿长的协助下,制订抢险救灾、人员营救和处置事故的作战计划。
(2)矿总工程师:矿长处理事故的第一助手,在矿长领导下组织制订抢险救灾、人员营救和处理事故的作战计划.
(3)副矿长:根据抢险救灾、人员营救和事故处理的作战计划,负责组织处理事故所必需的工人待命,及时调集救援所必须的设备材料。
(4)矿山救援队队长:对矿山救援队的行动具体负责。
负责制订救援方案,经指挥部主要负责人批准后执行.全面指挥领导矿山救援队和辅助救援队,根据抢险救灾、人员营救和事故处理作战计划规定的任务,完成对灾区遇难人员的援救和事故处理。
(5)调度室主任:负责应急救援的调度和协调工作。
负责信息处理和报告、救援命令的传达、灾区遇险人员的汇总、相关应急人员的调度及完成指挥部交办的其他任务。
(6)通风科科长:负责应急时的通风管理,按照矿长命令负责改变矿井通风系统,为实现自然通风及恢复主要通风机运转做好技术指导工作,掌握主要通风机的工作状况,组织完成必要的通风工程,组织瓦斯排放并执行与通风有关的其他措施.
(7)生产技术科、开拓科科长:按照矿长命令负责协调各方面的工作,协助矿长进行抢救、撤人和灾难处理。
(8)井下各区队队长、班长:按企业应急救援指挥部要求组织灾区遇险人员有序地撤到安全地点直至地面,清点人数,及时向调度室报告,并随时接受矿长命令,完成有关抢救和灾难处理任务。
在撤退前当班第一责任者负责将动力、主副局部通风机馈电开关打到零位并闭锁,关闭供水阀门。
2。
4.5预防与预警
煤矿生产企业必须完善对瓦斯、自然发火、顶板的监测监控系统,一旦瓦故进行追查。
要委派专人对瓦斯、一氧化碳、水害、顶板状态分析,从技术、装备、管理、程序等各方面采取预警处置措施,控制事故发生。
企业可根据煤矿实际情况来确定监控方式、方法以及采取相应的措施。
煤矿企业根据各单位对安全生产事故的预报和预测结果,可采取以下措施:下达预警指令;及时向企业发布和传递预警信息,提出相关整改要求;跟踪事态的发展,采取防范控制措施,做好相应的应急准备;企业应急机构进入应急准备时,采取相应防范控制措施;一旦达到安全生产事故标准时,启动应急预案。
2。
4.6信息报告与处置
事故发生后,事故现场发现事故的第一人应立即报告矿井总调度室,矿井总调度室应立即下达灾区所有人员撤离,进行自救、互救及避灾的紧急命令,同时立即通知企业应急救援指挥部总指挥,并迅速通知应急救援指挥部成员、相关单位负责人到调度室集中。
总指挥接到事故报告后,应于1小时内向事故发生地县级以上人民政府安全生产监督管理部门和负有安全生产监督管理职责的有关部门报告。
情况紧急时,事故现场有关人员可以直接向事故发生地县级以上人民政府安全生产监督管理部门和负有安全生产监督管理职责的有关部门报。