重大危险源安全管理技术措施

第一章 总则

一、为进一步加强重特大生产安全事故应急救援工作,提高对重大危险源的控制能力,最大限度地减少事故损失,根据《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国矿山安全法》、《煤矿安全监察条例》、《生产安全事故报告和调查处理条例》等法律法规文件要求,结合煤矿实际,特制定《兴华矿业有限公司煤矿重大危险源检测、评估和监控措施》。

二、重大危险源的辨识

重大危险源是指长期地或者临时地生产、搬运、使用或储存危险物品,且危险物品的数量等于或超过临界量的单元(包括场所和设施)。

根据《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》(安监管协调字[2022]56号),国家安监总局要求重大危险源普查类型包括以下9种:

(1)贮罐区(贮罐);

(2)库区(库);

(3)生产场所;

(4)压力管道;

(5)锅炉;

(6)压力容器;

(7)煤矿(井工开采);

(8)金属非金属地下矿山;

(9)尾矿库。

邢台兴华矿业有限公司为井工开采矿井,属于第七种,符合第七种煤矿(井工开采)情况中的条件,属于国家安监总局要求重大危险源普查类型。

应进行重大危险源辨识和评估。

依据《河北省重大危险源分级评定办法》(2022年9月1日实施),煤矿重大危险源的辨识单元:年产45万t(含45万t)及以上矿井以一个开采区为辨识单元,年产45万t以下矿井以一个矿井为辨识单元。

邢台兴华矿业有限公司核定生产能力为33万t/a,以一个矿井为辨识单元。

三、重大危险源评估2022年11月20日经河北通顺安全技术咨询有限公司评估,邢台兴华矿业有限公司属于有煤尘爆炸危险矿井,构成重大危险源。

重大危险源等级为三级重大危险源。

第二章 组织领导

一、为加强对重大危险源检测、评估工作的组织领导,公司成立重大危险源检测、评估领导小组。

组 长:矿 长

副组长:各分管技术、生产、安全、机电的副矿长

成 员:安全副总、通风副总、采掘副总、机电副总、一二线部室主要负责人。

矿成立重大危险源安全管理办公室,办公室设在调度部,调度部长兼任办公室主任。

负责对重大危险源的综合监管工作。

二、领导小组的主要职责:

1、负责对重大危险源的综合监管工作。

2、负责对重大危险源进行检测、评估,并制定相应的安全技术措施。

3、必须定期组织有关人员对各类重大危险源开展专项安全检查,对存在缺陷和事故隐患的重大危险源要采取有效措施进行治理整改,消除危险危害因素、确保安全生产。

4、必须保证重大危险源检测监控和隐患治理整改所需的资金投入,要组织制定重大危险源安全管理与检测监控技术管理措施,逐级落实重大危险源安全管理与检测监控责任制。

5、对全体员工进行危险源有关知识的普及教育,不断提高个人素质及对重大危险源的防范意识。

三、领导小组办公室的职责

1、负责组织相关技术人员对煤矿重大危险源进行检测、评估、监控。

2、参与制定重大危险源的检测、评估、监控工作,并针对制定的监控措施的实施进行有效监控,了解其执行情况和相关信息,及时为指挥部提供决策依据。

3、配合有关部门做好监控工作。

第三章 重大危险源(煤尘爆炸)检测、评估及监控措施

第一节 煤尘爆炸事故的评估分析

煤尘爆炸属于矿井中的重大灾害事故,破坏力无法估量,为了避免这种恶性事故的发生,特制定如下安全技术措施:

一、煤尘爆炸的机理及特征

1、煤尘爆炸的机理

煤尘爆炸是在高温或一定点火能的热源作用下,空乞中氧气与煤尘急剧氧气的反应过程,是一种非常复杂的链式反应,一般认为其爆炸机理及过程如下:

(1)煤本身是可燃物质,当它以粉末状态存在时,总表面积显著增加,吸氧和被氧人化的能力大大增可,一旦遇见火源,氧化过程迅速展开;

(2)当温度达到300~400℃时,煤的干馏现象急剧增强,放出大量的可燃性气体,主要成分为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氢和1%左右的其他碳氢化合物;

(3)形成的可燃气体与空气混合的高温作用下吸收能量,在尘粒周围形成气体外壳,即活化中心,当活化中心的能量达到一定程度后,链反应过程开始,游离基迅速增加,发生了尘粒的闪燃;

(4)闪燃所形成的热量的传递给周围的尘粒,并使之参与链反应,导致燃过程急剧地循环进生,当燃烧不断加剧使火焰速度达到每秒数百米后,煤尘的燃烧便在一定临界条件下跳跃式地转变为爆炸。

2、煤尘爆炸的特征

(1)形成高温、高压、冲击波 煤尘爆炸火焰温度为1600~1900℃,爆源的温度达到2022℃以上,这是煤尘爆炸得以自动传播的条件之一。

在矿井条件下煤尘爆炸的平均理论压力为736kpa,但爆炸压力随着离开爆源距离的延长而跳跃式增大。

爆炸过程中如遇障碍物,压力将进一步增加,尤其是连续爆炸时,后一欠爆炸的理论压力将是前一次的5~7倍。

煤尘爆炸产生的火焰速度可达1120m/s,冲击波速度为2340m/s。

(2)煤尘爆炸具有连续性 由于煤尘爆炸具有很高的冲击波速,能将巷道中落尘扬起,甚至使煤体破碎形成新的煤尘,导致新的爆炸,有时可如此反复多次,形成连续爆炸,这是煤尘爆炸的重要特征。

(3)煤尘爆炸的感应期 煤尘爆炸也有一个感应期,即煤尘受热分解产生足够数量的可燃气体形成爆炸所需的时间。

根据试验,煤尘爆炸的感应期主要决定于煤的挥发分含量,一般为40%~280ms,挥发分越高,感应期越短。

(4)挥发分减少或形成撜辰煤尘爆炸时,参与反应的挥发分约占煤尘挥分含量的40%~70%,致使煤尘挥发分减少,根据这一特征,可以判断煤尘是否参与了井下的爆炸。

对于气煤、肥煤、焦煤等粘结性煤的煤尘,一旦发生爆炸,一部分煤尘会被焦化,粘结在一起,沉积于支架的巷道壁上,形成煤尘爆炸所特有的产物焦炭皮渣或粘块,统称撜辰撜辰也是判断井下发生爆炸事故时是否有煤尘参与的重要标志。

(5)产生大量的co 煤尘爆炸时产生的co,在灾区气体中浓度可达2%~3%,甚至高达到8%左右,爆炸事故中受害者的大多数(70%~80%)是由于co中毒造成的。

二、煤尘爆炸的条件

煤尘爆炸必须同时具备三个条件,煤尘本身具有爆炸性;

煤尘必须悬浮于空气中,并达到一下的浓度;

存在能引燃煤法爆炸的高温热源。

1、煤尘的爆炸性

煤尘具有爆炸性是煤尘爆炸的必要条件。

煤尘爆炸的危险性必须经过试验确定。

2、悬浮煤尘的浓度

井下空气中只有悬浮的煤尘达到一定浓度时,才可能引起爆炸,单位体积中能够发生煤尘爆炸的最低或最高煤尘量称为下限和上限浓度。

低于下限浓度或高于上限浓度的煤尘都不会发生爆炸。

煤尘爆炸的浓度范围与煤的成分、粒度、引火源的种类和温度及度试验条件等有关。

一般说来,煤尘爆炸的下限浓度为30~50g/m3,上限浓度为1000~2022g/m3. 其中爆炸力最强的浓度范围为300~500g/m3.

一般情况下,浮游煤尘达到爆炸下限浓度的情况是不常有的,但是爆破、爆炸和其他震动冲击都能使大量落尘飞扬,在短时间内使浮尘量增加,达到爆炸浓度。

因此,确定煤尘爆炸浓度时,必须考虑落尘这一因素。

3、引燃煤尘爆炸的高温热源

煤尘的引燃温度变化范围较大,它随着煤尘性持、浓度及试验条件的不同而变化。

我国煤尘爆炸的引燃温度在610~1050℃之间,一般为700~800℃。

煤尘爆炸的最小点火能为

4.5~40mj。

这样的温度条件,几乎一切火源均可达到,如爆破火焰、电气火花、机械摩擦火花、瓦斯燃烧或爆炸、井下火灾等。

根据20世纪80年代的统计资料,由于放炮和机电火花引起的煤尘爆炸事故分别占总数的45%和35%。

三、影响煤尘爆炸的因素

1、煤的挥发分

煤尘爆炸的主要是在尘粒分解的可燃气体(挥发分)中进行的,因此煤的挥发分数量的和质量是影响尘爆炸的最重要因素。

一般说来,煤尘的可燃挥发分含量越高,爆炸性越强,即煤化作用程度低的煤,其煤尘爆炸性强,随煤化作用程度的增高而爆炸性减弱。

2、煤的灰分和水分

煤内有灰分是不燃性物质,能吸收能量,阻挡热辐射,破坏链反应,降低煤尘的爆炸性。

煤的灰分对爆炸性的影响还与挥分含量的多少有关,挥发分小于15%的煤尘,灰分的影响比较显著,大于15%时,天然灰分对为尘的爆炸几乎没有影响。

水分能降低煤尘的爆炸性,因为水的吸热能力大,能促使细微尘粒聚结为较大的颗粒,减少尘粒的总表面积,同时还能降低落尘的飞扬能力。

煤的天然灰分和水分都很低,降低煤尘爆炸性的作用不显著,只有人为地掺入灰分(撒岩粉)或水分(洒水)才能防止煤尘的爆炸。

3、煤尘粒度

粒度对爆炸性的影响极大。

粒径1mm以下我煤尘粒子都可能参与爆炸,而且爆炸的危险性随粒度的减小而迅速增加,75m以下的煤尘特别是30~75m的煤尘爆炸性最强,因为单位质量煤尘位质量煤尘的粒度越小,总表面积及表面能越大,粒径小于10m后,煤尘爆炸性增强的趋势变得平缓。

煤尘粒度对爆炸压力也有明显的影响。

煤炭科学研究院重庆分院的试验。

结果表明:在同一煤种不同粒度条件下,爆炸压力随粒度的减小而增高,爆炸范围也随之扩大,即爆炸性增强,粒度不同的煤尘引燃温度煤尘燃温度也不相同。

煤尘粒度越小,所需引燃温度越低,且火焰传播速度也越快。

4、空气中的瓦斯浓度

瓦斯参与使煤尘爆炸下限降低。

瓦斯浓度低于4%时,煤尘的爆炸下限可用下式计算:

式中:

空气中有瓦斯时的煤尘爆炸下限,g/m3爆尘的爆炸下限,g/m3k系数,见下表1.

表

1 瓦斯浓度对煤尘爆炸下限的影响系数

随着瓦斯浓度的增高,煤尘爆炸浓度下限急剧下降,这一点在有瓦斯煤尘爆炸危险的矿井应引起高度重视。

一方面,煤尘爆炸往往是由瓦斯爆炸引起的;

另一方面,有煤尘参与时,小规模的瓦斯爆炸可能演变为大规模的爆尘瓦斯爆炸事故,造成严重的后果。

5、空气中氧的含量

空气中氧的含量高时,点燃煤尘的温度可以降低;

氧的含量低时,点燃煤尘云困难,当氧含量低于17%时,煤尘就不再爆炸。

煤尘的爆炸压力也随空气中含氧的多少而不同。

含氧高,爆炸压力高;

含氧低,爆炸压力低。

6、引爆热源

点燃煤尘云造成煤尘爆炸,就必须有一个达到或超过最低点燃温度和能量的引爆热源。

引爆热源的温度越高,能量越大,越容易点燃尘云。

而且爆尘初爆的强度也越大;

反之温度越低,能量越小,越难以点燃煤尘云,且即使引起爆炸,初始爆炸的强度也越小。

第二节、预防煤尘爆炸的措施

1、建立完善合理的矿井通风系统,并保证机械通风正常运转;

用合理的通风方法调配合理的风量,保持适当的风速排除空气中的煤尘,保证作业环境的清洁。

2、技术负责人对重大危险源的安全状况和防护措施落实情况每季度组织进行一次检查,发现问题及时处理。

3、对全部从业人员进行了安全教育和技术培训,使得从业人员掌握了本岗位的安全操作技能和在紧急情况下应当采取的应急措施,同时熟知了煤尘爆炸、火灾、水灾的避险方法和路线。

4、矿井地面建立静压水池2个,容量200m3. 沿主立井敷设1趟洒水管路,洒水管路系统为钢管,主管路管径108mm,支管路管径50mm,长3600m;

三通阀门设间隔长度均为50m。

井下各转载点安设了喷雾洒水装,作业时进行喷雾降尘。

5、制定有综合防尘管理制度。

采煤工作面的回风巷、掘进巷道均安设了风流净化水幕。

采掘工作面采取了冲洗煤壁、水炮泥、装煤洒水的综合防尘措施。

及时对巷道中的浮煤、煤尘进行清扫、冲洗。

6、按照有关规定采取了预防和隔绝爆炸的措施,在皮带下山、运输下山、回风下山、总回风巷、采煤工作面进、回风顺槽、掘进工作面等地共安装隔爆水棚。

采煤工作面进、回顺槽、掘进工作面设置主要隔爆水棚,按照400l/m,长度30m的要求设置;

皮带下山、运输下山、回风下山、总回风巷设置辅助隔爆水棚,按照200l/m,长度20m的要求设置。

每周进行一次检查。

7、总回风大巷未布电气设备、运输设备,为专用回风巷。

8、井上下设有消防材料库,存储有足够数量的灭火材料和工具。

建立了完善的消防供水系统。

9、矿井安装一套kj80型安全监控系统,监控系统可对采、掘工作面,采区回风巷,总回风巷的瓦斯、局部通风机开停等进行实时监控。

10、定期清扫、清洗沉积在巷道壁和支架上的落尘,防止煤尘再次飞扬。

并定期撒布岩粉,刷白大巷。

主进风巷、主回风巷每月刷白一次,工作面顺槽及其它巷道每月冲刷一次,并登记建档。

11、矿井能按规定对生产性粉尘进行监测。

加强煤尘管理,建立矿井粉尘检测制度,并登记建档。

12、矿井制定有井上、下防火措施,制定有防止煤层自然发火管理制度。