金屬非金屬地下礦山中毒窒息 培訓課件

金屬非金屬地下礦山中毒窒息

李懷宇

北京科技大學教授

2010年4月

講座內容

一 金屬非金屬地下礦山中毒窒息事故形勢嚴峻

二 中毒窒息事故的預防

1 礦井中有毒有害氣體

2 炮煙中毒預防

3 礦井火災預防

三 火災風流控製與應急預案

一 金屬非金屬地下礦山中毒窒息

事故形勢嚴峻

2009年，全國金屬非金屬礦山共發生生產安全事故1230起，死亡1542人，同比分別減少186起、525人，下降13.1%和25.4%。

其中較大事故45起，死亡176人：中毒窒息事故12起，占26.7%，居第2位;死亡46人，占26.6%，居第1位。

重大事故4起、死亡70人：中毒窒息和火災事故各1起，死亡28人。 例如：

2009年9月8日，河南省靈寶市金源礦業公司第五分公司王家峪礦井下發生火災事故，死亡13人。施工單位在對該礦區1532坑口進行支護時，巷道發生坍塌，造成井下電纜短路，引起木支護著火。 事故發生後，施工單位當班12名井下作業人員中有6人安全升井、6人被困。施工單位隨即自行組織6人下井施救，王家峪礦副主任接報後又帶1人下井，致使14人被困井下，後專業礦山救護隊搶救出1 人。

今年1-3月份，全國金屬非金屬礦山共發生生產安全事故153起，死亡209人，同比減少52起、54人，分別下降25.4%和20.5%。

其中較大事故11起，死亡50人。11起較大事故中，中毒窒息4起，死亡20人，均占第1位。這4起事故是：

今年發生的中毒窒息事故

2010年3月25日23時，雲南省紅河哈尼族彝族自治州個舊市睿達錫礦發生一起中毒窒息事故，造成5人死亡。(4人作業3人出坑，5人進坑尋找，廢坑永久封閉的鐵門、石牆破壞，進入4人熏倒，1人出坑報告生還)。

2010年3月10日湖南有色控股集團瑤崗仙礦業有限責任公司瑤崗仙鎢礦發生的炮煙窒息事故，8名礦工中毒死亡。(留礦法采場 早班放炮 晚班4人到采場作業未出 4名放礦工盲目施救)

2010年03月08日雲南紅河建水縣官廳鎮牛滾塘礦區14號坑中毒窒息事故 4人死亡(4人入坑巷道維護在廢棄巷道的斜下山，發生中毒窒息)。

2010年1月11日四川甘洛縣甘洛鴻利達礦業有限責任公司樂日溝區塊48號井通風不暢中毒窒息死亡3人。 (井下停電 沒有雙回路供電或有備用電源，風機停轉)

二 中毒窒息事故的預防

1 、 礦井中的有毒有害氣體

井下空氣正常組成(按體積計算的組成成分)

氧 20.90%

6~9%時，失去知覺，呼吸停止，不及時搶救死亡。

二氧化碳 0.03%

窒息性氣體，但由於它的存在對氧的排斥，造成機體缺

氧窒息。

10~11%時，五分鍾之內就能使人窒息、致死。

氮 78.13% 其他稀有氣體 0.94%

金屬非金屬礦井有毒氣體主要有：

一氧化碳

氮氧化物

硫化氫

二氧化硫

《金屬非金屬礦安全規程》對其接觸限值有明確規定：

6.4.1.3 井下作業地點的空氣中，有害物質的接觸限值應不超過GBZ2的規定。

一氧化碳： 3 0 mg/m3 ，0.0024%(24 ppm) 0.97 濃度達到0.4%(4000ppm)，致人短時死亡

氮氧化物(轉算為二氧化氮 ) ： 1.57

5 mg/m3 ，0.00025% (2.5 ppm)

濃度達到0.025%(250ppm)，致人短時死亡

硫化氫： 1 0 mg/m3 ，0.00066% (6.6 ppm) 1.19

濃度達到0.1%(1000ppm)，致人短時死亡

二氧化硫： 1 5 mg/m3 ，0.0005% (5 ppm) 2.2

金屬非金屬礦山有毒氣體來源

爆破產生 火災產生

老空區釋放 柴油設備釋放

爆破產生的有毒氣體

一般發生在采掘工作麵，主要是獨頭巷道掘進、通風不良采場

爆破產生有毒有害氣體，主要是CO和氮氧化物。

一般1kg炸藥產生的CO和氮氧化物為80~120升(按其毒性把氮氧化物

折合成CO，大致是6：1的比例) 。 如果一次爆破20kg炸藥在2000m3(10m2斷麵200m長的範圍)的空間，NO2和CO的濃度可以達到(20*0.1/2000=1%)10000ppm，遠遠高於24ppm的允許濃度。

火災生成大量CO ;

燃燒過程中CO2大量增多;

橡膠、塑料燃燒還生成大量含鹵有毒氣體;

(柴油等)燃燒還生成苯等有毒物質。

一架棚子的坑木燃燒，產生CO約97m3，足以使10m2的巷道在1km的範圍內空氣中CO含量達到致命的數量。(97/10000≈1%=10000ppm)

對非煤礦山來說，井下火災更大的危害是含有 有毒氣體的煙氣。

井下風流將火焰和煙氣帶向下風方向。

煙流和溫度傳遞如下兩圖所示：

尖林山硐室火災時的煙氣流動模擬

龍洞-鐵門坎火災溫度分布模擬

李生文鐵礦火災所致中毒窒息事故：

2004年11月20日上午李生文鐵礦在盲井電焊，濺落的高溫殘留物金屬碎屑在護幫的荊笆上使其陰燃，然後引燃木支護而著火。 由於該礦與周圍4個鐵礦(嶺南鐵礦、李生文聯辦礦、白塔鎮二鐵礦、西郝莊鐵礦)井下巷道相通，均無風機的自然通風，煙氣迅速擴散、蔓延, 致使70名人員遇難

2 、 炮煙中毒預防

獨頭巷道掘進爆破後，容易發生炮煙熏人中毒窒息事故，客觀原因是通風難度大，通風管理原因是局扇、風筒布置不規範，風筒未能隨井巷及時跟進，工作麵通風不力等。

1)建立有效的局扇通風係統

合理布置局扇通風係統(壓入式通風;抽出式通風;

混合式通風3種方式)

管好風筒

足夠的通風時間

6.4.4.1 掘進工作麵和通風不良的采場，應安裝局部通風設備。局扇應有完善的保護裝置。

6.4.4.2 局部通風的風筒口與工作麵的距離：壓入式通風應不超過10m;抽出式通風應不超過5m;混合式通風，壓入風筒的出口應不超過10m，抽出風筒的入風口應滯後壓人風筒的出口5m以上。

6.4.4.3 人員進入獨頭工作麵之前，應開動局部通風設備通風，確保空氣質量滿足作業要求。獨頭工作麵有人作業時，局扇應連續運轉。

(3)混合式局部通風

壓入風筒口與工作麵的距

離應<10m;

抽出式局扇出風口在貫穿

風巷道下風側，且距

獨頭巷道口>10m;

抽出風筒入風口與壓入進

風口距離應>10m，

且與壓入風筒出風口

距離應>5m

局扇從貫穿風流巷道中吸

取的風流不得超過該

巷道風量的 70%

局扇通風一定要配有風筒 對風筒的要求 6.4.4.5 風筒應吊掛平直、牢固，接頭嚴密，避免車碰和炮崩，並應經常維護，以減少漏風，降低阻力。 獨頭巷道(最少)通風時間 20~30分鍾

局部通風其他方法

局部通風不用礦井總風壓，但必需使用通風係統中的風流。

(1)用全礦通風的風壓作為動力進行局部通風，如下圖利用縱向風障導風的局部通風

可靠、但需一定的總風壓

還要考慮工程上可行

(2)擴散通風

隻適用10~15m短距離的獨頭工作麵

(3)引射器通風

以高壓水或者壓縮空氣為動力經噴頭高速射出，在噴出射流周圍造成負壓區而吸入空氣，使風筒中空氣流出而通風掘進工作麵(用引射器代替局扇)，與文丘裏管同理)

運轉費用高、通常少采用。

這不同於用壓氣吹獨頭工作麵。

2)加強工作麵有毒氣體的檢測

進入掘進工作麵、采場進行下一步作業時，尤其是通風

不良的情況下最好用儀器進行檢測

檢知(定、測)管和吸氣筒(作為一氧化碳的快速測定方法 ，比色、比長2種)

CO、CO2、H2S、O2、SO2、NH3等檢測管的基本測定原理為線性比色法，即被測氣體通過檢定管與指示膠發生有色反應，形成變色層(變色柱)，變色層的長度(或顏色)與被測氣體的濃度成正比。

便攜式CO檢測儀

3)炮煙中毒搶救

1. 迅速報告礦調度室;

2. 搶救人員在進入危險區域前必須戴上防毒麵具、自救器等防護用品;

3. 危險區域的局扇保持開啟;

4. 必要時也應給中毒者戴上防毒麵具、自救器，迅速把中毒者移到具有新鮮風流的地方，靜臥保暖;

5. 中毒者還沒有停止呼吸或呼吸雖已停止但心髒還在跳動，先清除中毒者口腔、鼻腔內的雜物，使呼吸道保持暢通以後，立即進行人工呼吸;

6. 心髒跳動已停止，應迅速進行心髒胸外擠壓，同時進行人工呼吸。

4)預防炮煙中毒的監管

(1)安全預評價、安全專篇審查

掘進、無貫穿風流的回采工作麵有沒有局部通風設計;★局扇

設計的局扇規格型號;

有沒有提到製定炮煙中毒窒息事故的應急預案。

(2)安全驗收評價、工程驗收、生產中檢查

掘進、無貫穿風流的回采工作麵有沒有安設局扇; ★

局扇規格型號是否與設計符合;

局扇係統的布置(壓入、抽出、混合式)形式!以及是否滿足規程要求(10m、5m、10m等); ★

風筒吊掛是否平直、牢固，接頭嚴密——氣足; ★

風筒靠近工作麵端的防爆破岩擊措施;

作業時局扇是否開動; ★

是否配備檢測儀器、檢測要求、查看檢測記錄。

3 礦井火災預防

引起礦井火災燃燒的3要素：

燃料(可燃物)、熱源、供氧

可燃物包括：

固態：木材、橡膠等

液態：燃油、潤滑油等

氣態：熱解產生的各種揮發性

氣體、一氧化碳等

礦井火災火源分帶示意圖

巷道火災處斷麵溫度分布模擬

火災預防措施

1) 必須有完善的通風係統

礦井(機械)通風係統主要包括

3部分：

通風動力設備(扇風機、通風機)

礦井通風網絡

礦井通風構築物

主扇

1

輔扇

2

3

局扇

金屬非金屬礦井常用的主、輔扇型號

(1)K係列扇風機：軸流

K-40、 K-45、 (K-54)

(對旋的有 ：DK-40、DK-45)

葉輪直徑： 0.7m～4 m

反轉反風 防爆的前麵加B，如： B K 、BDK 係列

(2) 2K56、2K60扇風機

葉輪直徑： 1.8、2.4、2.8 m

反轉反風

(3) BDK、FBDCZ(防爆對旋軸流式扇風機)

葉輪直徑： 1.2～2.8 ; 反轉反風

(4) TAF扇風機

葉輪直徑： 2.8 m; 調節葉片反風

扇風機銘牌符號

非煤礦山中段通風網絡結構的形式：

2)綜合預防措施

1、按消防要求設置滅火器材，有足夠的可靠的消防用水;

2、使用阻燃電器設備，經常檢查，及時更新，防止短路;

3、加強職工教育，熟悉進下通道，了解逃生路線;

4、禁止使用明火(抽煙、烤火、熱飯);

5、焊接作業有審批和安全措施;

6、井、巷禁止采用木支護;

7、製定井下火災應急預案。

3)發生火災情況下的應對措施

1、工人就地滅火;

2、從逃生路線逃離;

3、組織救護人員從新風道進入，佩帶救護器;

4、用滅火器和水滅火;

5、挖埋已燃燒的物質殘餘物;

6、礦長按應急預案和現場實際情況製定控製風流方案;

4)預防礦井火災的監管

(1)安全預評價、安全專篇審查

規程要求的防滅火器材設置; ★

有通風係統設計和完整的通風係統圖; ★

萬噸供風量粗評;

通風容易期和困難期的工作風量和風壓;

選擇的風機規格型號;

主扇(多級機站的主力風機站)反風形式; ★

井下火藥庫獨立回風可靠性; ★

(2)安全驗收評價、工程驗收、生產中檢查

主扇：規格型號與設計是否相符;

是否連續運轉; ★

風機房有沒有主扇工 值班和操作規程張貼; ★

主扇：風機房是否有風量、風壓、電流、電壓、軸溫檢

測裝置，及其值班記錄; ★

通風網路：網路結構形式;

新、汙風風流是否有序流動;

有無汙風串聯;

設置的通風構築物種類;

風門、風窗、風橋的可靠性; ★

風牆的嚴密性; ★

重點部位的通風效果：井下破碎硐室，井下火藥庫;

通風係統測定：周期一月一次;完成單位;工作麵風量;

有效風量率;風質合格率;

主扇反風方式; 10分鍾反風能力;主扇反風量;

主扇反風試驗; (一年一度) ★

檢查火災應急預案;火災應急預案的實用性; ★

有完整的通風係統圖。 ★

火災風流控製與應急預案

1)規程要求

《金屬非金屬礦山安全規程》對於礦井火災的預防有明確的要求

6.4.3.3 主扇應有使礦井風流在10min內反向的措施。當利用軸流式風機反轉反風時，其反風量應達到正常運轉時風量的60%以上。

每年至少進行1次反風試驗，並測定主要風路反風後的風量。

采用多級機站通風係統的礦山，主要通風係統的每一台通風機度應滿足通風要求，以保證整個係統可以反風。

主扇或通風係統反風，應按照事故應急預案執行。

2)火災(煙氣)時的礦井風流控製 大體上說有以下幾種情況： 加強、減小、維持通風(原風流方向);停止供風;風流反向(反風) 例如：火災在礦井進風段反風;在回風段保持原風方向

火災在2分支的風流應對

火災在3分支的風流應對

研製適用於正、反風時的風門

門 風機房 門

主扇 向上回風井

4)預防礦井火災需注意問題

礦井外因火災不能忽視——從設計到生產礦山

要有完善的通風係統(主扇反風60%是前提，關鍵是進風段能反風)

嚴格執行安全規程，致力於預防中毒窒息事故發生

重視風流控製火災的技術，製定有針對性的、科學性的應急預案

可以認為

礦井機械通風和合理的布置局扇及風筒是控製中毒窒息事故發生的前提;

完善的通風係統和科學的通風管理是杜絕中毒窒息事故的保證;

非煤礦山火災是可以預防的，

火災生成的煙氣是可以控製的，煙氣和炮煙中毒窒息事故是可以杜絕的。

謝謝大家