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文檔簡介
礦井瓦斯災害防治及事故處理1講授主要內(nèi)容1礦井瓦斯基礎(chǔ)理論2礦井瓦斯爆炸3煤與瓦斯突出4瓦斯災害事故搶險救災5事故案例分析
21礦井瓦斯基礎(chǔ)理論
1.1瓦斯的來源與性質(zhì)1.1.1礦井瓦斯來源礦井瓦斯來源煤(巖)層和地下水釋放出來的天然氣?;瘜W及生物化學作用產(chǎn)生的。如坑木腐爛、煤氧化的氣態(tài)產(chǎn)物。煤炭生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的。如井下作業(yè)、人員呼吸、火藥爆破、充電等。31礦井瓦斯基礎(chǔ)理論
1.1瓦斯的來源與性質(zhì)1.1.2礦井氣體性質(zhì)礦井氣體性質(zhì)甲烷重烴氫氣甲烷二氧化碳氮氣一氧化碳硫化氫二氧化硫二氧化氮可燃性室息性有毒性41礦井瓦斯基礎(chǔ)理論
1.1瓦斯的來源與性質(zhì)1.1.3礦井瓦斯性質(zhì)51礦井瓦斯基礎(chǔ)理論
1.1瓦斯的來源與性質(zhì)1.1.3煤礦常見氣體危害61礦井瓦斯基礎(chǔ)理論
1.1瓦斯的來源與性質(zhì)1.1.3煤礦常見氣體危害71礦井瓦斯基礎(chǔ)理論
1.1瓦斯的來源與性質(zhì)1.1.3煤礦常見氣體危害81礦井瓦斯基礎(chǔ)理論
1.1瓦斯的來源與性質(zhì)1.1.3煤礦常見氣體危害91礦井瓦斯基礎(chǔ)理論
1.1瓦斯的來源與性質(zhì)1.1.3煤礦常見氣體危害101礦井瓦斯基礎(chǔ)理論
1.2煤層瓦斯生成及分帶1.2.1瓦斯成因瓦斯成因泥炭階段的腐植體,處于生物化學作用時期。在不超過50℃低溫條件下,經(jīng)厭氧微生物作用發(fā)酵分解成瓦斯和二氧化碳。泥炭時期埋深一般不大,其覆蓋層的膠結(jié)固化也不好,生成的瓦斯通過滲濾和擴散容易排放到大氣中,因此,生物化學作用產(chǎn)生的瓦斯一般不會保留在煤層內(nèi)。隨著泥炭層的下沉,覆蓋層的厚度越來越大,壓力與溫度隨之增高,厭氧微生物的生存環(huán)境惡化,生物化學活動逐漸減弱直至停止。生物化學作用時期生成的瓦斯煤化變質(zhì)作用時期生成的瓦斯褐煤層進一步沉降,壓力與溫度的影響隨之加劇,煤化變質(zhì)作用增強。一般認為溫度在50~220℃和相應的壓力下煤層處于煙煤—無煙煤熱力變質(zhì)造氣時期。在這一時期,煤的變質(zhì)程度越高,其生成的瓦斯量也就越多。111.2.2成煤過程中瓦斯生成量1礦井瓦斯基礎(chǔ)理論
1.2煤層瓦斯生成及分帶121.2.3煤層瓦斯垂向分帶各帶氣體組分1礦井瓦斯基礎(chǔ)理論
1.2煤層瓦斯生成及分帶131礦井瓦斯基礎(chǔ)理論
1.3煤層瓦斯賦存1.3.1瓦斯在煤體內(nèi)存在狀態(tài)1瓦斯在煤體內(nèi)存在狀態(tài)吸附瓦斯游離瓦斯吸收狀態(tài)吸著狀態(tài)以自由氣體分子存在于煤體或圍巖的較大裂隙、孔隙和空洞之中。在與顆粒固體在分子之間引力作用下,被吸著在煤體孔隙的內(nèi)表面上。圖例瓦斯在煤層內(nèi)存在狀態(tài)1-游離瓦斯;2-吸收瓦斯;3-吸著瓦斯
瓦斯分子進入煤體顆粒結(jié)構(gòu)內(nèi)部,與煤體固體分子相結(jié)合。141礦井瓦斯基礎(chǔ)理論
1.4煤的性質(zhì)1.4.1
煤的孔隙分類1、
微孔:直徑<10-5mm,構(gòu)成煤中吸附容積
5、可見孔及裂隙,>10-1mm,層流和紊流混合滲透區(qū)間
煤中孔隙分類滲透容積:小孔至可見孔孔隙體積之和總孔隙體積:吸附容積和滲透容積之和3、
中孔:直徑10-4mm~10-3mm,緩慢層流滲透區(qū)間4、
大孔:直徑10-3mm~10-1mm,強烈的層流滲透區(qū)間2、小孔:直徑10-5mm~10-4mm,毛細凝結(jié)和瓦斯擴散空間151.4.2
煤的吸附能力主要影響因素1瓦斯壓力
煤的吸附能力主要影響因素5煤中水分4變質(zhì)程度溫度每升高1度,吸附瓦斯的能力要降低8%。CO2>CH4>N2
在給定溫度下,吸附量與瓦斯壓力呈雙曲線變化。艾琴格爾經(jīng)驗公式:式中:Xw——濕煤的瓦斯吸附量,m3/t;Xd——干煤的瓦斯吸附量,m3/t;Mad——煤中水分含量,%。變質(zhì)程度和孔隙結(jié)構(gòu)和比表面積及化學成份有關(guān),呈馬鞍型變化。3溫度2氣體性質(zhì)1礦井瓦斯基礎(chǔ)理論
1.4煤的性質(zhì)161.4.3
不同變質(zhì)程度煤的吸附瓦斯量
圖2不同變質(zhì)程度煤的吸附瓦斯量(“t=30℃,p=2MPa)1.2.3一非突出煤;4.5.6一突出煤;1.4一新容量法;2.5一重量法,3.6一舊容量法1礦井瓦斯基礎(chǔ)理論
1.4煤的性質(zhì)171.4.4
煤層瓦斯含量主要決定因素煤的變質(zhì)程度煤層瓦斯含量主要決定因素水文地質(zhì)條件地質(zhì)構(gòu)造煤層賦存條件煤層圍巖性質(zhì)煤層有露頭瓦斯易于排放,無露頭瓦斯易于保存;對同一煤層,瓦斯風化帶以下,煤層瓦斯含量隨深度加大而增大;在其它條件相同,同一開采深度上,煤層傾角越小,煤層所含瓦斯越多。圍巖致密完整、不透氣時,煤層瓦斯易于保存;反之,煤層瓦斯易于逸散。煤的變質(zhì)程度越高,生成的瓦斯量越大。當其它條件相同,煤的變質(zhì)程度越高,煤層瓦斯含量就越大。地下水交換活躍地區(qū),水能從煤層中帶走大量瓦斯,從而使煤層瓦斯含量明顯減少。開放性構(gòu)造是煤層有利于瓦斯的放散,因此開放性構(gòu)造發(fā)育煤層,瓦斯含量就小;封閉性構(gòu)造,阻斷瓦斯放散通道,相應煤層瓦斯含量大。1礦井瓦斯基礎(chǔ)理論
1.4煤的性質(zhì)181礦井瓦斯基礎(chǔ)理論
1.5礦井瓦斯涌出1.5.1礦井瓦斯涌出方式礦井瓦斯涌出方式特除涌出一般涌出煤與瓦斯突出瓦斯噴出由采落煤炭和煤層、巖層的新鮮暴露面,通過孔隙、裂隙,緩慢、長時間的涌出。采掘時,在極短的時間內(nèi),瓦斯又煤體、圍巖內(nèi)突然、大量的涌出,優(yōu)勢還伴有煤粉、煤塊和巖石等。瓦斯(CO2)噴出從煤體或巖體裂隙、孔洞或炮眼中大量瓦斯(CO2)異常涌出的現(xiàn)象。在20m巷道范圍內(nèi),涌出瓦斯量≥1.0m3/min,且持續(xù)時間在8h以上時,該采掘區(qū)即定為瓦斯(CO2)噴出危險區(qū)域。191.5.2礦井瓦斯涌出量主要影響因素煤層瓦斯含量礦井瓦斯涌出量主要影響因素采煤方法
開采順序厚煤層分層開采時,首分層瓦斯涌出量最大,最后一個分層瓦斯涌出量最小。開采規(guī)模越大,礦井的絕對瓦斯涌出量也就越大;但就礦井的相對瓦斯涌出量來說,情況比較復雜。是決定因素。瓦斯含量越高,礦井瓦斯涌出量就越大。陷落法比充填法工作面的瓦斯涌出量大。采煤方法的回采率越低,瓦斯涌出量就越大,因為丟煤中所含瓦斯的絕大部分仍要涌入巷道。頂板管理方法
生產(chǎn)工序
通風壓力大氣壓力變化負壓通風,風壓越高瓦斯涌出量越大;正壓通風,風壓越高瓦斯涌出量越小。地面大氣壓的變化對對采空區(qū)瓦斯涌出有較大的影響。落煤時瓦斯涌出量大于其它工序。開采規(guī)模一般采空區(qū)存有大量瓦斯,未封閉或封閉不嚴,采空區(qū)瓦斯大量涌出,礦井瓦斯涌出量增大。采空區(qū)管理方式1礦井瓦斯基礎(chǔ)理論
1.5礦井瓦斯涌出201.5.3礦井瓦斯等級劃分礦井瓦斯等級高瓦斯礦井低瓦斯礦井礦井相對瓦斯涌出量小于10m3/t,且礦井絕對瓦斯涌出量小于40m3/min。
礦井相對瓦斯涌出量大于10m3/t或礦井絕對瓦斯涌出量大于40m3/min。
煤與瓦斯突出礦井
發(fā)生煤(巖)與瓦斯突出礦井、鑒定有煤與瓦斯突出危險的礦井。根據(jù)礦井相對瓦斯涌出量、礦井絕對瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式劃分為:
低瓦斯礦井中,相對瓦斯涌出量大于10m3/t或有瓦斯噴出的個別區(qū)域(采區(qū)或工作面)為高瓦斯區(qū),該區(qū)按高瓦斯礦井管理。1礦井瓦斯基礎(chǔ)理論
1.5礦井瓦斯涌出211礦井瓦斯基礎(chǔ)理論
1.6礦井瓦斯的危害1.6.1礦井瓦斯的危害礦井瓦斯的危害污染環(huán)境瓦斯窒息煤與瓦斯突出瓦斯爆炸瓦斯燃燒
當CH4升至43%,O2降至12%,人感到呼吸困難;當CH4升至57%,O2降到9%以下,人短時間窒息死亡。當巷道或采場空氣中的瓦斯?jié)舛仍?~15%范圍內(nèi)時,一旦存在點火源,將會引起瓦斯爆炸事故。當巷道內(nèi)的瓦斯?jié)舛鹊陀?%或超過15%時,一旦存在點火源,會釀成瓦斯燃燒事故。當煤層瓦斯壓力較高、地質(zhì)構(gòu)造復雜、地應力較大、煤體破壞嚴重時,在該地區(qū)采掘作業(yè)時易發(fā)生煤與瓦斯突出。
CH4是僅次于氟利昂的溫室氣體,產(chǎn)生的溫室效應是CO2的25~30倍,時效長達100~150年之久。221礦井瓦斯基礎(chǔ)理論
1.7礦井瓦斯涌出量預測1.7.1預測方法預測方法礦山統(tǒng)計法
分源預測法
礦山統(tǒng)計法的實質(zhì)是根據(jù)對本井或鄰近礦井實際瓦斯涌出量資料的統(tǒng)計分析得出的礦井瓦斯涌出量隨開采深度變化的規(guī)律,來推算新井或延深水平的瓦斯涌出量。井下涌出瓦斯的地點即為瓦斯涌出源。瓦斯涌出源的多少、各涌出源涌出瓦斯量的大小直接決定著礦井瓦斯涌出量的大小。應用分源預測法預測礦井瓦斯涌出量,是以煤層瓦斯含量、煤層開采技術(shù)條件為基礎(chǔ),根據(jù)各基本瓦斯涌出源的瓦斯涌出規(guī)律,計算回采工作面、掘進工作面、采區(qū)及礦井瓦斯涌出量。232礦井瓦斯爆炸2.1瓦斯爆炸的危害瓦斯爆炸的危害爆炸產(chǎn)生高壓爆炸產(chǎn)生高溫當瓦斯?jié)舛葹?.5%時,爆炸時產(chǎn)生的瞬間溫度可達1850-2650℃。這樣高的溫度,不僅會燒傷人員、燒壞設備,還可能點燃支架和煤塵,引起井下火災和煤塵爆炸事故,擴大災情。瓦斯爆炸后的氣體壓力是爆炸前壓力的7~10倍。氣體壓力驟然增大,形成強大的沖擊波,推倒支架、損壞設備、使巷道或工作面的頂板坍塌及造成現(xiàn)場人員傷亡將使礦井遭受嚴重破壞。爆炸產(chǎn)生大量有害氣體瓦斯爆炸后,不僅氧氣減少,且產(chǎn)生大量有害氣體。爆炸后氧氣6~10%、一氧化碳2~4%。而當空氣中—氧化碳濃度達到0.4%時,人就會中毒死亡;當氧氣濃度減少到10%一l2%時,人就會失去知覺窒息而死。在瓦斯、煤塵爆炸事故中,死于一氧化碳中毒的人數(shù)占死亡總?cè)藬?shù)的70%以上。242礦井瓦斯爆炸2.2瓦斯爆炸發(fā)生條件瓦斯爆炸的基本條件引爆火源瓦斯?jié)舛?~16%瓦斯650~750℃的引爆火源氧含量空氣中氧含量不低于12%252礦井瓦斯爆炸2.3瓦斯爆炸的界限瓦斯爆炸的界限262礦井瓦斯爆炸2.4瓦斯爆炸發(fā)生原因瓦斯積聚管理不善、人員失職引爆火源瓦斯爆炸的引起原因明火電火花放炮火花撞擊、摩擦火花局扇出現(xiàn)循環(huán)風局部通風機停止運轉(zhuǎn)風筒斷開或嚴重漏風采掘面風量不足瓦斯異常涌出風流短路通風系統(tǒng)不合理采空區(qū)或盲巷存在272礦井瓦斯爆炸2.5引起瓦斯積聚的主要因素局部通風機停止運轉(zhuǎn)引起瓦斯積聚的常見主要因素局扇出現(xiàn)循環(huán)風采掘面風量不足風筒斷開或嚴重漏風未按要求配風、巷道堵塞、單臺局扇供多頭、風筒出口距掘進面太遠等施工人員不愛護,通風人員不及時維修,造成掘進面風量不足而導致瓦斯積聚包括檢修計劃停風、機電故障停風、采掘面停工停風、風機管理混亂停風等打開風門不關(guān)閉、巷道貫通后不及時調(diào)整通風系統(tǒng)等造成風流短路而導致瓦斯積聚局扇位置不合《規(guī)程》要求、全風壓供給風量小于局扇的吸入分量等出現(xiàn)循環(huán)風風流短路通風系統(tǒng)不合理自然通風、不合規(guī)定的串聯(lián)通風、無回風道的獨眼井、通風設施不全等采空區(qū)或盲巷存在瓦斯異常涌出采空區(qū)或盲巷無風流通過,發(fā)生瓦斯突然涌出采掘通過地質(zhì)構(gòu)造帶、瓦斯富集帶,瓦斯異常涌出,發(fā)生瓦斯噴出、煤與瓦斯突出等282礦井瓦斯爆炸2.6引起瓦斯爆炸的火源電火花引起瓦斯爆炸的火源明火撞擊、摩擦火花放炮火花主要是炮泥填裝不滿、最小抵抗線不夠、放明炮、放糊炮、接線不良、炸藥不符合要求等引起火花。煤炭自然發(fā)火及火區(qū)、井下焊接、吸煙等。照明、機械設備、電器設備的管理不善、操作不當,如礦燈失爆、電鉆失爆、帶電作業(yè)、電纜明頭、開關(guān)失爆等產(chǎn)生的電火花。機械設備之間的撞擊、截齒與堅硬巖石摩擦、堅硬頂板冒落撞擊、金屬表面之間摩擦等等產(chǎn)生的火花。292礦井瓦斯爆炸2.7瓦斯爆炸的主要影響因素可燃氣體的混入瓦斯爆炸的主要影響因素混合氣體的初始溫度惰性氣體的混入惰性氣體混入,減少氧濃度,爆炸界限縮小。N2每增加1%,下限上升0.017%,上限下降0.54%;CO2每增加1%,下限上升0.0033%,上限下降0.26%。粉塵放出可燃氣體,爆炸下限降低。5g/m3,3%爆炸,8g/m3,2.5%爆炸。增大爆炸氣體總濃度,降低爆炸下限,擴大爆炸界限。壓力越大,所需引火溫度越低。當瓦斯壓縮到原來體積1/120時,自身熱量就能使其自動爆炸。初始溫度越高,爆炸界限越大。20℃時瓦斯爆炸界限6.0--13.4%;700℃時為3.25-18.75%n瓦斯?jié)舛扰c引火火源混合氣體的壓力
瓦斯?jié)舛?-8%時,引火溫度最低,即濃度為,7-8%時,瓦斯最容易引爆。爆炸性粉塵的混入302礦井瓦斯爆炸2.8防止瓦斯爆炸措施防治瓦斯超限和積聚措施杜絕火源防止瓦斯爆炸措施管理措施嚴禁明火按要求配備防爆設備使用安全炸藥及時封閉盲巷防治巷道瓦斯積聚防治工作面回風瓦斯超限防治工作面上隅角瓦斯超限加強通風管理加強機電防爆管理加強瓦斯檢查管理加強監(jiān)察系統(tǒng)管理提高人員素質(zhì)防止撞擊、摩擦火花局部瓦斯排放措施312礦井瓦斯爆炸2.9防治瓦斯爆炸范圍擴大措施撒布巖粉措施防治瓦斯爆炸范圍擴大措施當發(fā)生瓦斯爆炸時,風流把巖粉和沉積煤塵同時揚起形成巖粉一煤塵混合粉塵云;瓦斯爆炸火焰進入混合塵云區(qū)時,巖粉吸收爆炸火焰熱量使系統(tǒng)冷卻降溫,同時巖粉粒子可把煤塵粒子隔開起到屏蔽熱輻射、熱傳導等,可以有效地阻止瓦斯爆炸的發(fā)展傳播,最終將其撲滅。《規(guī)程》規(guī)定,在所有運輸巷和回風巷中必須撒布巖粉。巖粉可燃物的含有率不得超過5%;游離二氧化硅含有率不得超過10%;不含砷,五氧化二磷含量不超過0.01%;巖粉的粒度必須全部小于0.5mm,其中70%以上小于0.075mm。隔爆措施被動水袋棚被動巖粉棚被動水棚自動隔爆棚原理:當發(fā)生爆炸時,超前于爆炸火焰的沖擊波將隔爆棚上裝有巖粉、水等抑爆劑的容器被擊碎或掀翻,使抑爆劑飛散開,在巷道中形成一高濃度的巖粉云區(qū)或水霧區(qū),當滯后于爆風傳播的爆炸火焰到達這一區(qū)域時被抑爆劑撲滅,阻止了爆炸繼續(xù)向前傳播。32煤與瓦斯突出3.1煤與瓦斯突出概述3.1.1煤與瓦斯突出基本概念煤與瓦斯突出基本概念具體表現(xiàn)為在幾秒至幾十秒極短的時間內(nèi),大量的煤和瓦斯由煤體向采場、巷道等采掘空間噴出。噴出的煤從幾噸到上萬噸,瓦斯量從數(shù)米3到百萬米3。突出時常伴有較大的動力效應,如摧毀支架、推倒礦車、破壞通風設施,使風流反向等。突出后,常在煤體中形成楔形、梨形、舌形突出孔洞,堆積的煤常有明顯的分選現(xiàn)象,表面含有大量的粒度極細的煤粉。物理概念具體表現(xiàn)煤與瓦斯突出是煤開采過程中嚴重的自然災害之一,是井工開采煤礦井下發(fā)生的一種復雜的有煤、巖和瓦斯,個別有二氧化碳參與的瓦斯動力現(xiàn)象。333.1.2突出分類及特征突出參與突出物種類發(fā)生成因和特征巖石與瓦斯突出煤與二氧化碳突出鹽與二氧化碳突出煤、巖、二氧化碳和瓦斯突出巖石與二氧化碳突出煤與瓦斯突出煤與瓦斯突出突出煤與瓦斯壓出壓出煤與瓦斯傾出傾出煤與瓦斯突出3.1煤與瓦斯突出概述343.1.2突出分類及特征突出發(fā)生地點回采工作面突出上山突出石門突出平巷突出下山突出突出強度中型突出次大型突出特大型突出小型突出大型突出煤與瓦斯突出3.1煤與瓦斯突出概述353.1.3煤與瓦斯突出的危害煤與瓦斯突出的危害破壞正常的采掘生產(chǎn)循環(huán),嚴重制約突出礦井勞動生產(chǎn)率的提高。我國的突出礦井目前普遍存在噸煤成本高,采掘速度慢,采掘關(guān)系緊張,經(jīng)濟效益差等問題。一是突出物埋人,破壞設施,噴出的瓦斯窒息施工人員,引起瓦斯爆炸。煤與瓦斯突出3.1煤與瓦斯突出概述363.1.4國外煤與瓦斯突出概況國外煤與瓦斯突出概況
1879年4月17日比利時阿格拉波二號井上山掘進時發(fā)生了世界上第一例大強度突出,突出煤量420噸,噴出瓦斯量50萬米3以上,噴出的瓦斯流從提升井沖出地面,距井口23米處的絞車房附近火爐引燃瓦斯,火焰高達50米,井口建筑被燒成一片廢墟,突出后連續(xù)發(fā)生了7次瓦斯爆炸,燒死3人,燒傷11人,整個事故造成124人傷生,是世界上首例特大煤與瓦斯突出事故。
1969年7月13日加加林礦710m水平主石門揭穿l3煤層時,煤層厚度僅1.3米突出煤量1.42萬噸,噴出瓦斯25萬米3。是世界上最大的一次煤與瓦斯突出。
1834年法國伊薩克煤礦就發(fā)生了世界上第一例煤與瓦斯突出,發(fā)生在急傾斜厚煤層平巷掘進工作面。據(jù)記載,在支架工架棚子時,發(fā)現(xiàn)工作面煤體外移,三人立即逃跑,1人被煤流埋沒死亡,1人被瓦斯窒息,1人逃生。
到2000年,全世界約發(fā)生2.36萬次突出,其中比較嚴重的國家有我國、獨聯(lián)體、法國、波蘭、日本、匈牙利、比利時、澳大利亞、德國、加拿大、英國等19個國家,其中我國、獨聯(lián)體、法國、波蘭、日本突出次數(shù)在1000次以上的嚴重突出國家。煤與瓦斯突出3.1煤與瓦斯突出概述373.1.5我國煤與瓦斯突出概況我國煤與瓦斯突出概況1971年六枝礦務局大用礦突出煤量2000余噸,死亡99人,風流逆轉(zhuǎn),造成人員窒息,遇害人員多在距離突出地點700~800米。1975年8月8日天府礦務局三匯壩一井+280米水平(垂深500米)主平硐揭K1煤層時,突出煤(巖)量12700噸,噴出瓦斯量140萬米3。這是我國所發(fā)生的最大的一次煤與瓦斯突出事例,也是世界上第二大突出事例。最早有記載的突出事例是1950年5月1日遼源礦務局富國二井在垂深280米煤巷掘進時發(fā)生的。
1960年5月14日松藻礦務局松藻二井突出煤量l000t,堵塞巷道250多米,全井充滿瓦斯,瓦斯和煤塵逆風流900多米沖出平硐口,造成死亡125人、輕傷16人的特大傷亡事故。煤與瓦斯突出3.1煤與瓦斯突出概述383.1.5我國煤與瓦斯突出概況煤與瓦斯突出3.1煤與瓦斯突出概述我國煤與瓦斯突出概況我國目前有突出礦井250多個,其中國有重點煤礦130個,地方煤礦70個,鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦50余個。至1988年突出總次數(shù)約14300次。2004年10月20日大平煤礦巖石掘進工作面13m處突出,突出煤量1000t,突出瓦斯量約25萬m3,波及11、13、15、21四個采區(qū),死亡148人,32人受傷。1998年12月24日紅菱礦石門揭煤時發(fā)生特大型煤與瓦斯突出,突出煤量2000噸,瓦斯逆流2000多米,死亡28人,其中包括礦總工程師、生產(chǎn)副礦長、掘進副礦長、通風副總、掘進副總及局通風處處長,放炮施工人員外,也多為區(qū)隊長和礦救護隊人員。2002年4月7日4時蘆嶺煤礦在石門尚有巖柱11.2m,突出煤10500t,填堵滿巷道總長度796m,涌出瓦斯93.82萬m3,瓦斯逆流3120m,死亡14人。393.1.6我國煤與瓦斯突出防治技術(shù)的發(fā)展我國煤與瓦斯突出防治技術(shù)的發(fā)展五十年代防突技術(shù)研究以安全防護措施為主。目的是保證一旦煤與瓦斯突出發(fā)生時,避免造成人身傷亡事故。主要防突措施有震動放炮和遠距離放炮。安全防護措施階段從60~70年代末開采解放層的大規(guī)模工業(yè)試驗和應用,并取得了較好的防突效果。局部防突措施方面,試驗研究提出了超前鉆孔、松動爆破、煤層注水、水力沖孔、水力沖刷、金屬骨架等多種防突措施。防突措施階段70年代末到80年代
七十年代開始,撫順分院以與北票局、紅衛(wèi)煤礦合作,試驗提出區(qū)域預測的單項指標、瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計法和綜合指標法。79年在石門揭煤工作面提出了鉆屑解吸法。突出預測階段1988年以后以《防治煤與瓦斯突出細則》的頒布為標志。該階段將突出危險性預測和措施效果檢驗納入到防突工作中來,全面實施包括突出危險性預測、防突技術(shù)措施、措施效果檢驗和安全防護措施的綜合防突技術(shù)。綜合措施防突階段煤與瓦斯突出3.1煤與瓦斯突出概述403.1.7煤與瓦斯突出預兆其它預兆煤與瓦斯突出預兆風流逆轉(zhuǎn)、瓦斯異常、瓦斯?jié)舛群龃蠛鲂?、打鉆噴孔及出現(xiàn)哨叫聲、蜂鳴聲等。統(tǒng)計表明,許多大強度突出前,常常有瓦斯忽大忽小預兆。煤體結(jié)構(gòu)預兆聲響預兆礦壓顯現(xiàn)預兆瓦斯預兆如支架來壓、煤壁開裂、掉碴、片幫、工作面煤墻外臌、巷道底臌、鉆孔頂夾鉆、鉆孔嚴重變形垮孔及炮眼裝不進炸藥等。煤體發(fā)生的悶雷聲、爆竹聲、機槍聲、嗡甕聲。這些由煤體內(nèi)部發(fā)出的聲響統(tǒng)稱為響煤炮。在統(tǒng)計的5029次事例中,有1415次突出前有響煤炮預兆,是各種預兆中發(fā)生最為頻繁的。在一些突出事例發(fā)生前,有出現(xiàn)工作面溫度降低、煤墻發(fā)涼、特除氣味等預兆。煤體結(jié)構(gòu)預兆有層理紊亂、煤體干燥、煤體松軟、色澤變暗而無光澤、煤層產(chǎn)狀急劇變化、煤層波狀隆起以及層理逆轉(zhuǎn)等。尤其是煤層軟分層變厚。統(tǒng)計的2261次的突出事例中,有軟分層變厚平均突出強度最大,達194.86噸煤與瓦斯突出3.1煤與瓦斯突出概述413.1.8煤與瓦斯突出發(fā)生條件煤與瓦斯突出發(fā)生必要條件地應力狀態(tài)的突然變化①圍巖或煤層的彈性潛能釋放作功,使煤體產(chǎn)生突然破壞和位移。
②地應力場對瓦斯壓力場起控制作用。
③地應力狀態(tài)對煤層的透氣性起到一定的控制作用。煤結(jié)構(gòu)和力學性質(zhì)條件瓦斯條件
地應力條件①高壓游離瓦斯產(chǎn)生的瓦斯膨脹能;②高壓瓦斯分子全面縮煤的骨架,促使煤體中產(chǎn)生彈性潛能③吸附在微孔表面的瓦斯分子降低煤的強度。④工作面前方形成的瓦斯壓力梯度,造成作用于壓力降低方向的力。①強度條件:煤愈硬,所需的破碎功愈大。②瓦斯解析和放散能力。③煤層透氣性能。④不均質(zhì)性條件。煤與瓦斯突出3.1煤與瓦斯突出概述423.1.8煤與瓦斯突出發(fā)生條件煤與瓦斯突出發(fā)生充要條件形成瓦斯流誘發(fā)因素能量積聚放炮落煤、石門揭開煤層、工作面進入地質(zhì)造帶、打鉆、架棚、冒頂?shù)仁构ぷ髅娓浇鼞顟B(tài)突然改變,導致煤體的突然破壞,這是突出得以發(fā)生的激發(fā)條件。工作面前方煤巖體中的積聚發(fā)動突出的彈性潛能和瓦斯膨脹能是突出發(fā)生的基礎(chǔ)條件。煤體連續(xù)破碎突出的煤體和以破碎的煤能快速涌出瓦斯,足以形成能拋出已破碎煤的瓦斯流,這也是突出得以發(fā)展的必要條件。突出激發(fā)后,煤的暴露面處于高地應力和高瓦斯壓力區(qū),使煤體能產(chǎn)生自發(fā)連續(xù)的破碎,這是突出的發(fā)展條件。煤與瓦斯突出3.1煤與瓦斯突出概述433.1.9煤與瓦斯突出發(fā)展過程發(fā)展階段的特點是煤體依靠釋放的彈性能和游離瓦斯的膨脹能使發(fā)生連續(xù)破碎,形成破碎波,已破碎的煤巖體在高速瓦斯流的攜帶下向巷道拋出。能量積聚過程,即工作面前方應力集中,形成高的應力梯度;應力增大使煤體透氣性降低,煤體內(nèi)瓦斯壓力梯度提高。準備階段使工作面處于突出危險狀態(tài),這樣的工作面會顯現(xiàn)各種的有聲或無聲的突出預兆。當出現(xiàn)下列任一情況時,突出即告停止:
①激發(fā)突出的能量業(yè)已耗盡;
②突出過程中,繼續(xù)放出的能量不足以粉碎煤;
③突出孔道受阻礙,不能繼續(xù)在突出空洞周圍建立較大的應力梯度和瓦斯壓力等。煤與瓦斯突出發(fā)展過程即突出的發(fā)動階段。由于外力作用使工作面附近煤巖體應力狀態(tài)突然改變,巖石和煤中積聚的彈性潛能、瓦斯膨脹能迅速釋放,使煤巖體發(fā)生突然的位移、破壞,激發(fā)突出。停止階段激發(fā)階段準備階段發(fā)展階段煤與瓦斯突出3.1煤與瓦斯突出概述443.1.10“四位一體”綜合防體系1、“四位一體”防突產(chǎn)生背景2、“四位一體”綜合防突的必要性①、技術(shù)發(fā)展的必然;②、認識上的不確知性;③、技術(shù)上的不完善性;④、保證不發(fā)生傷亡事故。煤與瓦斯突出3.1煤與瓦斯突出概述45區(qū)域預測煤層突出煤層非突出煤層突出危險區(qū)突出威脅區(qū)無突出危險區(qū)區(qū)域預測采掘作業(yè)可不采取防突措施30-100m不少于2次區(qū)域預測驗證超標不超標安全防護措施采掘作業(yè)突出危險工作面無突出危險工作面工作面預測安全防護措施采掘作業(yè)局部防突措施無效有效措施效果檢驗3.10“四位一體”綜合防突體系463.2.1煤與瓦斯突出預測體系煤與瓦斯突出3.2煤與瓦斯突出預測區(qū)域預測工作面預測突出預測突出危險工作面
突出危險區(qū)突出威脅區(qū)無突出危險區(qū)無突出危險工作面
473.2.2區(qū)域突出危險性預測單項指標法區(qū)域預測綜合指標法瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計法其它方法預測指標:煤的破壞類型、ΔP、f和P。
煤的破壞類型:ⅢⅣⅤ、瓦斯放散初速度ΔP≥10、煤的堅固性系數(shù)f≤0.5、煤層瓦斯壓力P≥0.74Mpa,只有全部指標達到或超過上述臨界值時,方可將煤層劃為突出危險煤層。①、上水平發(fā)生過一次突出的區(qū)域,下水平的垂直對應區(qū)域應預測為突出危險區(qū)②、根據(jù)上水平突出點分布與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系,確定出突出點距離地質(zhì)構(gòu)造兩側(cè)的最遠距離線,并結(jié)合地質(zhì)部門提供的下水平或下部采區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造分布,按照上水平構(gòu)造線兩側(cè)的最遠距離線向下推測下水平或下部采區(qū)的突出危險區(qū)域。③、未劃定的其它區(qū)域為突出威脅區(qū)。動力區(qū)劃法坑透法瓦斯地質(zhì)方法三維地震法煤與瓦斯突出3.2煤與瓦斯突出預測483.2.3工作面突出危險性預測工作面預測地質(zhì)雷達方法巷道瓦斯涌出特征法解吸指標法(△h2、K1)R值指標法煤體溫度法鉆孔瓦斯涌出初速度法(q)聲發(fā)射方法其它經(jīng)試驗證實有效的方法綜合指標法(D、K)瑞利波方法煤體電磁輻射方法煤與瓦斯突出3.2煤與瓦斯突出預測493.3.1防治突出措施效果檢驗措施效果檢驗在采取措施后,對工作面再次進行一次煤層突出危險性預測,因此,措施效果檢驗方法原則上與突出預測方法相同。但措施效果檢驗檢驗鉆孔應打在措施孔之間。效果檢驗方法的實質(zhì)效果檢驗的必要性效果檢驗的目的
保證防突措施的有效性和措施執(zhí)行的效果。措施執(zhí)行后如措施效果檢驗有效,可在采取安全防護措施的情況下,進行采掘作業(yè);如措施效果檢驗無效,則必須采取補充措施,再進行措施效果檢驗,直到措施效果檢驗有效為止。
我國除開采解放層措施外,所有的防突措施無一例外都發(fā)生過突出,產(chǎn)生這種狀況的原因:①措施的參數(shù)不能適應開采技術(shù)條件的變化;②未能嚴格按措施要求執(zhí)行;③因為突出煤層中大部分地區(qū)并無突出危險,很容易使人產(chǎn)生麻痹思想,使得措施無法按設計要求施工,造成措施執(zhí)行不到位。煤與瓦斯突出3.3防治突出措施效果檢驗
503.3.1防治突出措施效果檢驗措施效果檢驗方法效果檢驗方法技術(shù)要求
①保護層的開采厚度等于或小于0.5m、上保護層與突出煤層間距大于50m或下保護層與突出煤層間距大于80m時,必須對保護層的保護效果進行檢驗。
②預抽煤層瓦斯后,突出煤層的殘存瓦斯含量小于該煤層始突深度的原始瓦斯含量?;蛎簩油咚诡A抽率大于30%。
③石門揭煤工作面應采用鉆屑解吸指標等方法檢驗措施效果。檢驗鉆孔數(shù)為4個,其中石門中間一個,并位于措施孔之間,其它3個孔位于石門上部和兩側(cè),終孔位置應位于措施控制范圍的邊緣線上。④煤巷掘進工作面檢驗孔深應小于或等于措施孔深,并布置在兩個措施孔之間。
原則上可采用所有應用于煤巷掘進工作面的突出預測方法。①鉆孔瓦斯涌出初速度法②R值指標法③解吸指標法煤與瓦斯突出3.3防治突出措施效果檢驗
513.4.1防突措施制定的原則煤與瓦斯突出3.4防治突出技術(shù)措施
防突措施制定的原則①部分卸除煤體的應力,將集中應力區(qū)推移至煤體深部。⑤改變采掘工藝條件,使采掘工作面前方煤體應力和瓦斯動力學狀態(tài)平緩變化,達到工作面本身自我卸壓。如分層開采,淺截深采煤,間歇作業(yè)等,皆屬此類。④改變煤體物理力學性質(zhì),使其不易于發(fā)生突出,如煤層注水后,煤體濕潤,彈性減小,塑性增大,使突出不易發(fā)生。③增大煤體的承載能力和穩(wěn)定性。
②部分排除煤體中的瓦斯,降低瓦斯壓力,減小工作面前方的瓦斯壓力梯度。523.4.2防突措施分類防治突出技術(shù)措施局部防突措施區(qū)域防突措施水平?jīng)_孔深孔松動爆破水力沖刷高壓注水超前鉆孔卸壓槽震動放炮開采解放層預抽煤層瓦斯煤層注水掩護擋板超前支架金屬骨架淺孔松動爆破淺孔煤層注水鉆孔卸煤區(qū)域石門煤巷輔助采面煤與瓦斯突出3.4防治突出技術(shù)措施
533.5.1安全防護措施煤與瓦斯突出3.5安全防護措施
突出安全防護措施相關(guān)規(guī)定突出安全防護措施相關(guān)規(guī)定
《細則》第91條、《規(guī)程》第209條規(guī)定:井巷揭穿突出煤層和在突出煤層中進行采掘作業(yè)時,必須采取震動爆破、遠距離爆破、避難硐室、反向風門、壓風自救系統(tǒng)等安全防護措施。突出礦井的入井人員必須攜帶隔離式自救器。
壓風自救系統(tǒng)自救器震動放炮避難所遠距離放炮反向風門543.5.2自救措施自救措施壓風自救系統(tǒng)壓風自救系統(tǒng)的要求是:1、系統(tǒng)安設在井下壓縮空氣管路上;2、壓風自救系統(tǒng)應設置在距采掘工作面25~40m的巷道內(nèi)、放炮地點、撤離人員與警戒人員所在的位置以及回風道有人作業(yè)處。長距離的掘進巷道中,應每隔50m設置一組壓風自救系統(tǒng);3、每組壓風自救系統(tǒng)一般可供5~8個人用,壓縮空氣供給量,每人不得少于0.3m3/min。自救器突出礦井每一入井人員,必須隨身攜帶隔離式(壓縮氧和化學氧)自救器。煤與瓦斯突出3.5安全防護措施
554.1.1國有煤礦事故死亡人數(shù)4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.1安全生產(chǎn)現(xiàn)狀564.1.2國有煤礦事故百萬噸死亡率4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.1安全生產(chǎn)現(xiàn)狀574.1.3國有煤礦事故類別分析4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.1安全生產(chǎn)現(xiàn)狀584.1.3國有煤礦事故類別分析煤礦重大災害事故凡是能給煤礦牛產(chǎn)或人員生命安全、財產(chǎn)造成嚴重危害的事故。煤礦中常見的重大災害事故有5類①瓦斯、煤塵爆炸②礦井明火火災③煤與瓦斯突出④礦井突水⑤沖擊地壓和大面積冒頂。人身傷亡事故分輕傷、重傷和死亡事故。而死亡事故又分為:1一般傷亡事故:一次死亡1~2人的事故(多人事故時包括輕傷和重傷);2重大傷亡事故:一次死亡3~9人的事故;3特大傷亡事故:一次死亡10人以上(含10人)的事故。特大傷亡事故又分為30人以下和30人以上。4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.1安全生產(chǎn)現(xiàn)狀594.1.41949-2005一次死亡100人以上事故4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.1安全生產(chǎn)現(xiàn)狀606162634.2.1有關(guān)規(guī)定1《礦山安全法》(1992)第30條:礦山企業(yè)必須制定礦山事故防范措施,并組織落實。2《礦山安全法實施條例》(1996)第40條:礦山企業(yè)應當每年編制礦山災害預防和應急計劃;在每季度末,應當根據(jù)實際情況對計劃及時進行修改,制定相應的措施。3《煤礦安全規(guī)程》(2001)第9條規(guī)定:煤礦企業(yè)必須編制年度災害預防和處理計劃,并根據(jù)具體情況及時修改。災害預防和處理計劃由礦長負責組織實施。煤礦企業(yè)每年必須至少組織1次礦井救災演習。4《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》(2002年11月1日起施行)第17條規(guī)定:生產(chǎn)經(jīng)營單位的主要負責人對本單位安全生產(chǎn)工作負有下列職責:(一)建立健全本單位安全生產(chǎn)責任制;...(五)組織制定并實施本單位安全生產(chǎn)事故應急救援方案;...。4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.2礦井災害預防和處理計劃644.2.2處理災害和恢復生產(chǎn)措施的編制原則
1處理火災事故應根據(jù)己探明的火區(qū)地點和范圍制定控制火勢的方法,風流調(diào)度原則和方法,防止產(chǎn)生瓦斯、煤塵爆炸的措施、步驟,采用的滅火方法,防火墻的位置、材料和修建順序等。2處理爆炸事故關(guān)健是寫出如何迅速恢復災區(qū)通風.用適當風量沖洗災區(qū),避免出現(xiàn)或消除火源,防止瓦斯連續(xù)爆炸的措施。3其他事故(煤與瓦斯突出、冒頂、突水、運輸提升和機電事故等)的預防和處理措施,也應根據(jù)本礦井具體情況制定。隨著客觀條件的變化(采掘計劃的變更、通風系統(tǒng)的改變等),每季度還要對《計劃》作出相應的修改與補充。4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.2礦井災害預防和處理計劃654.2.2計劃的編制方法、審批程序及其貫徹執(zhí)行1《計劃》必須由礦總工程師負責組織通風、采掘、機電、地質(zhì)等單位有關(guān)人員編制,并由救護隊參加,過應征得礦安全監(jiān)察站同意。2《計劃》必須在每年開始前1個月報礦務局(公司)總工程師批準。3在每季開始前15d,礦總工程師根據(jù)礦井自然條件和采掘工程的變動等情況,組織有關(guān)部門進行修改和補充。4已批準的《計劃》由礦長負責組織實施;5已批準的《計劃》應立即向全體職工(包括全體礦山救護隊員)貫徹,組織學習,并熟悉避災路線。各基層單位的領(lǐng)導和主要技術(shù)人員應負責組織本單位職工學習,并進行考試。沒有學習過或考試不及格,不熟悉《計劃》有關(guān)內(nèi)容的干部和工人,不準下井工作?!队媱潯啡缬行薷难a充,還應組織職工重新學習。6每年必須至少組織1次礦井救災演習。對演習中發(fā)現(xiàn)的問題,必須采取措施,立即改正。4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.2礦井災害預防和處理計劃664.2.2“預防和處理計劃”的內(nèi)容預防和處理計劃的內(nèi)容包括六大部分1礦井可能發(fā)生的各種重大災害2預防各種重大災害的措施3組織災區(qū)人員撤離和自救的措施4處理各種重大災害的措施
5處理災害所必須的技術(shù)資料6處理重大事故時有關(guān)人員的職責4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.2礦井災害預防和處理計劃674.3.1瓦斯爆炸事故救護隊任務
《煤礦救護規(guī)程》第156條規(guī)定:處理爆炸事故時,礦山救護隊的主要任務是:
1.搶救遇險人員。2.對充滿爆炸煙氣的巷道恢復通風。3.搶救人員時清理堵塞物。4.撲滅因爆炸產(chǎn)生的火災。
4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.3
瓦斯爆炸事故的處理684.3.2瓦斯爆炸事故的決策4.3.2.1必須了解(詢問)的內(nèi)容1爆炸地點及事故波及范圍;2人員分布及其傷亡情況;3通風情況(風量大小、風流方向、風門等通風設施的損壞的情況……);4災區(qū)瓦斯情況(瓦斯?jié)舛?、煙霧大小、CO濃度及它們的流向);5是否發(fā)生了火災;6主要通風機工作情況(是否正常運轉(zhuǎn),防爆門是否被吹開,風機房水柱計讀數(shù)是否有變化……)。4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.3
瓦斯爆炸事故的處理694.3.2
瓦斯爆炸事故的決策4.3.2.2必須分析判斷的內(nèi)容1如何盡快撤出災區(qū)人員。2如何盡快通知有關(guān)人員和單位參加搶險救災。3判斷通風系統(tǒng)破壞程度。4是否會產(chǎn)生連續(xù)爆炸?5能否誘發(fā)火災。6可能影響的范圍。4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.3
瓦斯爆炸事故的處理704.3.2
瓦斯爆炸事故的決策4.3.2.3必須作出決定并下達的命令1撤出災區(qū)和可能影響區(qū)的人員2切斷災區(qū)電源;3向礦務局匯報并召請救護隊;4成立搶救指揮部,制定救災方案;5保證主要通風機和空氣壓縮機正常運轉(zhuǎn);6保證升降人員的井筒正常提升;7清點井下人員、控制入井人員;8礦山救護隊到礦后,按照救災方案部署救護隊搶救遇險人員,偵察災情,撲滅火災,恢復通風系統(tǒng),防止再次爆炸;9命令有關(guān)單位準備救災物資,醫(yī)院準備搶救傷員。4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.3
瓦斯爆炸事故的處理714.3.3瓦斯爆炸事故處理的具體措施1派救護隊沿最短的路線,以最快的速度到達遇險人員最多的地點進行偵察、搶救。2迅速恢復災區(qū)通風。排除爆炸產(chǎn)生的煙霧和有毒氣體,讓新鮮空氣不斷供給災區(qū),是搶救遇險人員最有效的方法。但在恢復通風前,必須查明有無火源存在,否則會再次引起爆炸。3反風。在緊急搶救遇險人員的特殊情況下,爆炸產(chǎn)生的大量有毒有害氣體,嚴重威脅回風方向的工作人員時,在確認進風方向的人員已安全撤退的情況下,可考慮采用反風。但對此必須十分慎重。不經(jīng)過周密分析,盲目行動,往往會造成事故的擴大。4清除災區(qū)巷道的堵塞物。4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.3
瓦斯爆炸事故的處理724.3.3瓦斯爆炸事故處理的具體措施5撲滅爆炸引起的火災。為了搶救遇險人員,防止事故蔓延和擴大,在災區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)火災或殘留火源,應立即撲滅?;饎莺艽?、一時難以撲滅時,應阻止火焰向遇險人員所在地點蔓延。6發(fā)生連續(xù)爆炸時,為了搶救遇險人員或封閉災區(qū),在緊急情況下,也可利用兩次爆炸的間隔時間進行。但應嚴密監(jiān)視通風和瓦斯情況并認真掌握連續(xù)爆炸中時間間隔的規(guī)律。7最先到達事故礦井的救護小隊,擔負搶救遇險人員和災區(qū)的偵察任務。
8隨后到達事故礦井的救護小隊應配合第1小隊完成搶救人員利偵察災區(qū)的任務,或是根據(jù)指揮部的命令擔負待機任務。9恢復通風設施時,首先恢復必要、最容易恢復的通風設施?;謴酮氼^巷道通風時除將局部通風機安在新鮮風流處外,應按要求排放瓦斯。4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.3
瓦斯爆炸事故的處理734.3.4處理瓦斯爆炸事故的一般原則1搶救通險、遇難人員是處理爆炸事故的中心工作,其它工作必須為此工作服務。遇難人員沒有全部救出之前,搶救工作不得停止。2爆炸引起火災而災區(qū)內(nèi)有遇難人員時,必須采用直接滅火法滅火。只有在火勢很大無法救出遇難人員時,才可以考慮采用封閉災區(qū)的方法進行綜合滅火。3遇險、遇難人員末全部救出前,清除巷道堵塞物的工作一刻也不能停止。經(jīng)驗證明,在因爆炸引起的冒頂而堵塞的巷道中,往往能救出活著的遇險人員。4在緊急救人的情況下,爆炸產(chǎn)生的大量有毒有害氣體嚴重威脅回風方向的工作人員時,在保證入風方向的人員已安全撤離的情況下,可以考慮采用反風措施。5災區(qū)經(jīng)過偵察后,確定沒有二次爆炸危險時,為了便于搶救遇難人員,應迅速對災區(qū)進行通風,排除有毒有害氣體。6搶救遇難人員的工作結(jié)束、災區(qū)恢復通風后,應組織有關(guān)人員對災區(qū)進行全面調(diào)查,查請愿炸事故發(fā)生的原因。4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.3
瓦斯爆炸事故的處理744.3.5處理瓦斯爆炸事故礦山救護隊行動原則1迅速搶險遇險人員。其原則是:先救出活人.特別是重傷人員,同時千方百計地幫助輕傷者,最后再將死亡人員運出。2密切監(jiān)視災區(qū)瓦斯?jié)舛燃捌渥兓?,認真檢查有無殘留火源,防止瓦斯再次聚積到爆炸濃度而引起2次爆炸。3在無火源、無爆炸危險的情況下,盡可能恢復通風,排除瓦斯。4在偵察中,應盡力查清現(xiàn)場情況,如遇難人員的倒向、傷害部位與傷害程度,巷道、支架、設備的破壞與移動情況等,以確定爆炸源與爆炸波傳播方向及影響區(qū)。5對復雜與極復雜爆炸事故要認真分析,將偵察詳情報告指揮部,再按指揮部下達的任務行動。6選擇最短路線進入災區(qū)。一般應從進風進入。如進風巷道受阻,則由回風進入,災區(qū)較大時,應分別從進風與回風同時進入,遇險人員往往集中在回風區(qū)。4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.3
瓦斯爆炸事故的處理754.3.5處理瓦斯爆炸事故礦山救護隊行動原則7爆炸后,經(jīng)偵察確認無火源時,應盡可能恢復通風,以利于其他人員在安全區(qū)內(nèi)進行工作。8反風與零點通風要慎重進行,一般應保持原有的通風狀態(tài),遇有害氣體威脅回風區(qū)人員時,為了救人,可在撤出進風流中的人員后進行局部反風。9清理堵塞物,不應由偵察小隊進行,偵察小隊應尋找其他通道進入災區(qū),清理工作交給后續(xù)小隊。10遇獨頭巷道長、有害氣體濃度大、支架損壞嚴重,在確認沒有火源、遇險人員已經(jīng)犧牲時,嚴禁冒險進入工作,要在恢復通風、支護后,方可搬運遇難人員。11火災引起的爆炸事故,或在搶救遇險人員時有明火存在,應同時救人與滅火,并派專人監(jiān)測瓦斯?jié)舛?,防止瓦斯聚積。12進入災區(qū)前,應慎重考慮是否切斷電源。13在救災中,如發(fā)生瓦斯連續(xù)爆炸,為搶救遇險人員,可利用爆炸間隙進入災區(qū),但要掌握間隙最短時間,進入災區(qū)時,要有專人檢查瓦斯。14在救災中,偵察小隊穿過支架破壞地區(qū)要架好臨時支護,保證退路安全。4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.3
瓦斯爆炸事故的處理764.3.6處理瓦斯爆炸事故的安全注意事項1救護隊領(lǐng)取任務時,必須問清事故性質(zhì),并制訂偵察工作的安全措施。2救護隊進入災區(qū)后,必須隨時檢查瓦斯和其它氣體的濃度,掌握各種氣體濃度的變化,采取措施防止瓦斯連續(xù)爆炸。確認沒有爆炸危險,方可進入災區(qū)工作。3救護隊進入災區(qū)工作,不應輕易改變通風系統(tǒng),以防引起風流變化,發(fā)生意外事故。如果改變通風系統(tǒng),應待風流穩(wěn)定后再進入災區(qū)工作。4救護隊進入災區(qū)就應切斷災區(qū)電源。5在有明火存在時,要嚴格控制風速,不使煤塵飛揚。人員行進時,行動要緩慢,以防蕩起煤塵,引起煤塵爆炸。6救護隊穿過支架破壞和冒落區(qū)時,應架設臨時支架,以保證隊員在這些地點往返的安全。通過堵塞危險區(qū),應派專人觀察頂板情況,依次小心地通過。7救護隊在災區(qū)工作,應設持機小隊。只有在緊急救人的情況下,才可不設。8救護隊進入災區(qū)時,應使用災區(qū)電話,隨時向井下基地和指揮部匯報。4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.3
瓦斯爆炸事故的處理774.4.1煤與瓦斯突出事故
《煤礦救護規(guī)程》第162條規(guī)定:發(fā)生煤與瓦斯突出事故時,礦山救護隊的主要任務是搶救人員和對充滿瓦斯的巷道進行通風。
4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.4煤與瓦斯突出事故的處理784.4.2煤與瓦斯突出事故搶險救災決策要點1切斷災區(qū)和受影響區(qū)的電源,但必須在遠距離斷電,防止產(chǎn)生電火花引起爆炸。當瓦斯影響區(qū)遍及全礦井時,要慎重考慮停電后會不會造成全礦被水淹。2撤出災區(qū)和受威脅區(qū)的人員。3派人到進、回風井口及其50m范圍內(nèi)檢查瓦斯,設置警戒,熄滅警戒內(nèi)的一切火源,嚴禁一切機動車輛進入警戒區(qū)。4派遣救護隊佩戴呼吸器、攜帶滅火器等器材下井偵察情況,搶救遇險人員、恢復通風系統(tǒng)等。5要求災區(qū)內(nèi)不要隨意啟閉電器開關(guān),不要扭動礦燈開關(guān)和燈蓋,嚴密監(jiān)視原有的火區(qū),查清突出后是否出現(xiàn)新火源,防止引爆瓦斯。
4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.4煤與瓦斯突出事故的處理794.4.2煤與瓦斯突出事故搶險救災決策要點6發(fā)生突出事故后不得停風和反風,防止風流紊亂擴大災情,制定措施盡快恢復災區(qū)通風,并將高濃度瓦斯繞過火區(qū)和人員集中區(qū)直接引入總回風道。7組織力量搶救遇險人員。8制定并實施預防再次突出的措施。必要時撤出救災人員。9當突出后破壞范圍很大,巷道恢復困難時,應在搶救遇險人員后對災區(qū)進行封閉。10保證壓縮空氣機正常運轉(zhuǎn),以利避災人員利用壓風自救裝置進行自救。11若突出后造成火災或爆炸,則按處理火災或爆炸事故進行救災。4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.4煤與瓦斯突出事故的處理804.4.3處理煤與瓦斯突出事故的一般原則
1礦井發(fā)生沼氣噴出或煤與沼氣突出(以下簡稱突出)事故后,應立即通知礦山救護隊進入災區(qū)搶救遇難人員,并對充滿沼氣和煤的巷道進行處理;2立即通知災區(qū)和災區(qū)附近受到威脅的人員停止工作,迅速佩戴隔離式自救器撤離災區(qū)和危險地段,阻止不佩戴氧氣呼吸器的人員進入災區(qū);3迅速采取措施,以最大風量供給災區(qū),以最短的路線排除瓦斯;4為了防止沼氣蔓延,應采取措施封堵沼氣排放源;5突出的煤與殲,應允噴灑水霧,在短時間內(nèi)加以清除。4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.4煤與瓦斯突出事故的處理814.4.4大型、特大型突出事故礦山救護隊行動原則1救護隊接通知后,應以最快速度趕到事故地點,以最短路線進入災區(qū)搶救遇險人員。2救護隊進入災區(qū)時應保持原有通風狀況,不得停風或反風。回風堵塞引起瓦斯逆流時,應盡快疏通,恢復正常通風。如反向風門受損,大量瓦斯仍侵入進風時,應迅速堵好,縮小災區(qū)范圍。3進入災區(qū)前應先切斷災區(qū)電源。不得在瓦斯超限的電源開關(guān)處切斷電源行。4處理煤與瓦斯突出事故時,礦山救護隊必須攜帶0-100%的瓦斯檢定器,嚴格監(jiān)視瓦斯?jié)舛鹊淖兓?。準備一定?shù)量的化學氧自救器或壓縮氧自救器與2h呼吸器,發(fā)現(xiàn)遇險人員立即搶救,能行動的配帶自救器引出災區(qū);不能行動的則運出災區(qū);不能自主呼吸的,應迅速運出或創(chuàng)造供風條件就地蘇生。如遇險人員過多,一時無法運出,則就近以風障隔成臨時避災區(qū),以壓風管通風,或拆開風筒供風,在避災區(qū)進行蘇生,再分批轉(zhuǎn)運到安全地點。4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.4煤與瓦斯突出事故的處理824.4.4大型、特大型突出事故礦山救護隊行動原則5救護隊進入災區(qū),應特別觀察有無火源,發(fā)現(xiàn)火源立即組織滅火。6災區(qū)中發(fā)現(xiàn)突出煤矸堵塞巷道,使堵塞區(qū)內(nèi)人員安全受到威脅時,應采用一切可能辦法扒通,或用插板法架設一條小斷面通道,救出區(qū)內(nèi)人員。在扒通前,應利用管路或鉆孔壓風,向堵塞區(qū)內(nèi)供風。7清理時,在堆積物處打密集柱和防護板。對埋入突出物中的人員,應分析其可能位置,盡快找出。8在災區(qū)或接近突出區(qū)工作時,由于瓦斯?jié)舛茸兓惓?,應嚴加監(jiān)視。礦燈必須完好,工具均屬防爆,在磨擦撞擊下,不會發(fā)生火花。嚴禁敲打礦燈,用非防爆工具扒矸石或磨擦撞擊、砸大塊煤巖等。還應注意雷管炸藥,防止爆炸。9煤層有自然發(fā)火危險的,發(fā)生突出后要及時清理。清理時要采取防塵、防再次突出措施。對突出孔洞應充填,孔洞過大不能充填或注漿的,應密閉后注漿、隔絕供氧??臻g過大孔洞,一般不應從洞內(nèi)大量放出松散煤體,以免孔壁垮塌再次激發(fā)突出。4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.4煤與瓦斯突出事故的處理834.4.5處理突出事故安全注意事項1礦山救護隊進入災區(qū)必須首先切斷通向災區(qū)的電源,防止人員觸電,防止出現(xiàn)電火花引起沼氣、煤塵爆炸,2每個隊員進入災區(qū)之前都應嚴格進行礦燈的防爆檢查,并嚴禁使用災區(qū)內(nèi)的電氣設備;3礦山救護隊進入災區(qū)后,必須認真檢查氣體和溫度的變化。發(fā)現(xiàn)空氣中出現(xiàn)一氧化碳和溫度升高現(xiàn)象時,應提高警惕,并迅速查明原因;4礦山救護隊在偵察時發(fā)現(xiàn)噴出或突出的沼氣發(fā)生燃燒時,應立即采取于粉、倍氣滅火等措施,將火源撲滅。大型沼氣燃燒事故,應立即撤出人員,封閉火區(qū);5排放沼氣時,應盡量避免排放的沼氣—空氣流經(jīng)過帶電的電氣設備,并嚴禁經(jīng)過尚未封閉完畢的火區(qū),要直接將沼氣—空氣流引向回風巷道。沼氣濃度超過0.75%的氣流排出井口時,井口50m內(nèi)應設崗哨,嚴禁煙火,除批準的人員以外,其他人員不得接近此地;6清理噴出或突出的煤殲時,應灑水降塵。為了防止二次突出、防止突出孔洞的煤巖垮落傷人,要設置防護板,打密集支柱;7處型二氧化碳突出事故時,隊員進入災區(qū)要朗好防煙眼鏡。4礦井瓦斯災害事故搶險救災4.4煤與瓦斯突出事故的處理845事故案例分析
5.1瓦斯爆炸事故5.1
瓦斯爆炸事故案例水城礦務局木沖溝煤礦“9.27”瓦斯煤塵爆炸事故
造成162人死亡,37人傷。事故示意事故經(jīng)過礦井概況點評事故原因2000年9月27日20時30分責任人處理855事故案例分析
5.1瓦斯爆炸事故【礦井概況】
木沖溝煤礦位于貴州省六盤水市境內(nèi),礦井1974年投人生產(chǎn),設計年生產(chǎn)能力90萬t,1999年實際產(chǎn)量63.3萬t。礦井為平硐上下山開拓,抽出式通風。礦井為高瓦斯礦井,貴州省煤炭工業(yè)局審批意見為按煤與瓦斯突出礦井管理。礦井相對瓦斯涌出量為16.63m3/t,絕對瓦斯涌出量為29.93m3/min,自然發(fā)火期為7—9個月,煤塵有爆炸性。礦井需要風量為4510m3/min,實際風量為5078m3/mm。
井田采用走向平硐單水平上、下山開拓,即﹢l800水平,水平內(nèi)分為8個采區(qū)。當時開采的是第四采區(qū)下山部分。主要可采煤層為3號、7號和11號。四采區(qū)為三條集中下山開拓,其中:皮帶下山和通風行人下山進風,軌道下山回風。在采區(qū)的西冀共布置兩個回采工作面(41112綜采工作面、41114高檔工作面)、一個綜采準備工作面和六個掘進工作面(41116軌道巷、41116機巷、41116開切服、41Il8軌道巷、四采區(qū)通風行人下山及聯(lián)絡巷)。86⒌1瓦斯爆炸事故⒌
事故案例分析
875事故案例分析
5.1瓦斯爆炸事故【事故發(fā)生過程】事故當班井下共出勤244人,主要是41112綜采面和41114高檔面的生產(chǎn)、41114綜采準備工作面的安裝和六個掘進工作面的掘進和維修。9月27日20時41116軌道巷開始排放瓦斯,20時33分井下匯報﹢1740車場有一股黑煙沖出來,煙霧很大。礦調(diào)度室接到報告后,立即通知井下作業(yè)人員撤出,通知救護隊并組織人員下井探險和搶救幸存者。同時向礦領(lǐng)導、礦務局調(diào)度匯報。21時15分大灣礦救護隊到達木沖溝煤礦下井搶險。27日23時40分,礦務局局長帶領(lǐng)局有關(guān)領(lǐng)導到達木沖溝煤礦,立即成立了搶險指揮中心。28日凌晨水城礦務局救護大隊、老鷹山礦救護隊和六枝礦務局礦山救護隊分別到達,投入搶險。885事故案例分析
5.1瓦斯爆炸事故【事故發(fā)生原因】事故的直接原因是:41116軌道巷掘進工作面因停電造成瓦斯積聚,在排放瓦斯過程中,41114機巷的四臺局部通風機同時運行,且41116軌道巷因積水回風不暢,造成41114機巷局部通風機以里部分巷道內(nèi)風流不穩(wěn)定和產(chǎn)生循環(huán)風,致使在41114機巷中第四聯(lián)絡巷附近巷道內(nèi)的瓦斯?jié)舛冗_到爆炸界限,現(xiàn)場人員違章拆卸礦燈產(chǎn)生火花,引起瓦斯爆炸,煤塵參與爆炸。瓦斯積聚原因。調(diào)查核實,9月27日l4時45分,41116軌道巷停電,共停電3l5min,15時51分,瓦斯檢查員張某匯報41116軌道巷迎頭的瓦斯?jié)舛仍?%以上,18時18分救護隊下井,20時開始排放瓦斯。停風期間41116軌巷的瓦斯涌出量為1089.9m3。
調(diào)查取證表明存在工人井下拆卸礦燈、更換燈油、更換燈泡、用鐵絲代替燈盒內(nèi)連結(jié)條等違章現(xiàn)象。綜合分析認為這起事故的引爆火源最大可能是現(xiàn)場人員違章拆卸礦燈所致。895事故案例分析
5.1瓦斯爆炸事故【責任人處理】1礦通風工區(qū)技術(shù)員王某,鑒于其已在事故中死亡,不再追究責任。2礦主管通風副總工程師馮某、礦主管機電管理工作副礦長徐某、礦長盧某給予行政開除處分,移交司法機關(guān)依法追究刑事責任,并建議給予開除黨籍處分。3機電工區(qū)區(qū)長徐某,給予行政降級處分,建議給予黨內(nèi)嚴重警告處分4通風工區(qū)黨支部書記董某,建議給予嚴重警告處分。5通風工區(qū)區(qū)長盧某、礦調(diào)度室副主任喻某、駐礦安全監(jiān)察站站長王某、給予行政撤職處分,建議給予留黨察看一年處分。6礦總工程師王某,給予行政撤職處分,建議給予黨內(nèi)嚴重警告處分。7礦黨委書記李某,建議給予撤銷黨內(nèi)職務處分。8局通風處處長鄧某、局機電處處長張某、局安監(jiān)局局長龍某、局總工程師常某、主管生產(chǎn)副局長張某,給予行政記大過處分,建議給予黨內(nèi)嚴重警告處分。9局黨委書記魏某,建議給予黨內(nèi)嚴重警告處分。10局長趙某、給予行政撤職處分,建議給予撤銷黨內(nèi)職務處分。11省煤炭局局長、省煤炭局副局長,給予行政降級處分,建議給予黨內(nèi)嚴重警告處分。12貴州省主管安全生產(chǎn)工作的副省長劉某向國務院寫出深刻檢查。
905事故案例分析
5.1瓦斯爆炸事故【點評】是一起令人震驚的重大責任事故。事故發(fā)生的主要原因是該礦在生產(chǎn)技術(shù)及安全管理上存在著嚴重問題,主要是:1生產(chǎn)過于集中,布局不合理。在未經(jīng)批準情況下,擅自修改采區(qū)設計。2生產(chǎn)集中、通風系統(tǒng)復雜。即在四采區(qū)一翼布置2個生產(chǎn)工作面、1個綜采準備面和6個掘進工作面,致使通風系統(tǒng)復雜,造成了通風設施增多和管理不善、風流短路和漏風現(xiàn)象多有發(fā)生,風量嚴重不足,風流不穩(wěn)定。3機電與局部通風管理混亂,井下經(jīng)常停電停風,造成瓦斯積聚和排放瓦斯習以為常。排放瓦斯時既不撤人,也不檢測回風流瓦斯?jié)舛?,這次事故直接原因就是由于排放瓦斯風流不暢,產(chǎn)生循環(huán)風、而造成瓦斯超限,加之工人違章拆卸礦燈產(chǎn)生火花,引發(fā)了瓦斯及煤塵爆炸。4事故的根本原因是,局礦各級領(lǐng)導未樹立安全第一思想,對在礦井中存在的技術(shù)及管理問題不能及時解決,而造成的慘痛教訓是非常深刻的。915事故案例分析
5.2煤與瓦斯突出事故5.2煤與瓦斯突出事故案例沈陽礦務局紅菱煤礦“12.24”煤與瓦斯突出事故死亡28人,傷6人。突出強度事故經(jīng)過礦井概況點評事故原因1998午12月24日15時45分
責任人處理92【礦井概況】紅菱煤礦始建于1969年12月,1975年移交,1976年簡易投產(chǎn),設計能力為90萬t/a。礦井開拓方式為立井多水平分區(qū)式,通風方式為中央對角式,該礦井為煤與瓦斯突出礦井,礦井瓦斯的絕對涌出量和相對涌出量分別為57.18m3/min和26.52m3/t。該礦采煤方式為爆破落煤,掘進方式為打眼爆破。該礦現(xiàn)有職工4853人,其中農(nóng)民輪換工1201人。該礦南翼-700m南石門于1997年11月開掘,當掘到25.2m時開始打抽放鉆孔33個,進行抽放。從1998年1月14日至5月11日,歷時117d,共抽放瓦斯量17000m3。1998年11月28日該工作面恢復掘進,根據(jù)預測指標又補打38個瓦斯排放鉆孔(其中有13個金屬骨架孔),揭煤前已累計打抽放鉆孔71個。5事故案例分析
5.2煤與瓦斯突出事故93【突出強度】由于現(xiàn)場揭煤指揮人員沒有按《規(guī)程》第186條和《防治煤與瓦斯突出細則》(以下簡稱《細則》)第93條規(guī)定執(zhí)行,將揭煤指揮部和爆破地點設在距突出地點242.5m非新鮮風流的巷道躲避洞內(nèi)。而該次突出強度大,突出煤量為2686.5t,瓦斯81萬m3,風流逆轉(zhuǎn)達2500m,導致揭煤指揮人員、救護隊員、爆破人員及在該區(qū)域內(nèi)的其他人員全部受到瓦斯氣流沖擊和窒息危害。死亡28人,傷6人,直接經(jīng)濟損失138.05萬元。死亡的人員中包括:生產(chǎn)副礦長、總工程師、掘進副礦長、通風副總、掘進副總、局通風處處長、通風處通風科長等到井下現(xiàn)場指揮揭煤工作的技術(shù)人員。5事故案例分析
5.2煤與瓦斯突出事故94【突出發(fā)生過程】12月24日二班,紅菱煤礦按上報的石門揭煤措施及沈陽礦務局批復意見組織揭煤。揭煤前礦專門召開了揭煤會議,成立指揮部。紅菱煤礦副礦長、調(diào)度室主任在礦調(diào)度室指揮,生產(chǎn)副礦長、總工程師、掘進副礦長、通風副總、掘進副總及局通風處處長、通風科長等到井下現(xiàn)場指揮揭煤工作,指揮部設在距石門揭煤工作面242.5m處。15時36分礦總工程師陳某在井下現(xiàn)場匯報,震動炮已于15時35分放完,正常。15時57分礦安監(jiān)科安監(jiān)員張某在井底往調(diào)度室匯報:南冀大巷三角道往井口反風,風力很大。局總工程師、紅菱礦礦長立即安排人員查找原因,同時與-700m石門煤指揮部聯(lián)系,但聯(lián)系不上。16時47分在南翼煤倉放警戒的礦安監(jiān)科安監(jiān)員匯報說:他和323采煤隊看工具庫的工人高某被熏。16時18分局總工程師命令局救護大隊立即出動趕赴-700m察看情況,同時調(diào)林盛礦、西馬礦救護隊到紅菱礦搶險救災。5事故案例分析
5.2煤與瓦斯突出事故95【事故發(fā)生原因】直接原因:1現(xiàn)場揭煤指揮人員沒有按《規(guī)程》和《細則》規(guī)定,將揭煤指揮部和爆破地點設在距突出地點242.5m非新鮮風流的巷道躲避洞內(nèi)。1996年“6.20”煤與瓦斯突出事故。煤粉噴出距離為396m。由于該次突出風流逆轉(zhuǎn)達2500m,導致揭煤指揮人員、救護隊員、爆破人員及在該區(qū)域內(nèi)的其他人員受到瓦斯氣流沖擊和窒息危害。2該次揭煤的安全措施存在問題:一是-700m大巷安設的兩道反向風門不堅固,被突出的煤與瓦斯摧毀,大量瓦斯涌向外邊,使外邊人員因缺氧窒息死亡。間接原因1防突效果檢驗方法違反《細則》第42條規(guī)定,導致錯誤簽署可以揭煤指令,是這次事故的根本原因。2紅菱煤礦在編制及審查措施時,缺乏安全意識,工作不認真。編制該措施的技術(shù)人員業(yè)務不熟悉,導致設計中多處漏項。如設計中無明確的爆破地點和指揮部的位置,避災路線不明確等。5事故案例分析
5.2煤與瓦斯突出事故96【事故發(fā)生原因】間接原因3沒有認真吸取以往事故教訓,現(xiàn)場指揮人員嚴重違章。紅菱煤礦在這次揭煤工作中從局到礦都沒有吸取l996年“6.20”該礦煤與瓦斯突出事故血的教訓,同類事故重復發(fā)生。4礦務局對措施審查不細,把關(guān)不嚴。(1)在爆破地點與指揮部位置的確定上,沒有充分考慮與吸取“6.20”事故這一實際情況,進行批復,把爆破地點設在更安全更可靠的地方。(2)批復中沒有指出措施中防突效果檢測方法違反《防突細則》規(guī)定,導致礦繼續(xù)用這種錯誤方法進行檢測,為事故發(fā)生理下隱患。(3)對措施中其他漏項,沒有給予補充和糾正。(4)礦務局在對現(xiàn)場條件不清楚情況下,又沒有到現(xiàn)場進行實地考查,就進行會審。5事故案例分析
5.2煤與瓦斯突出事故97【責任人處理】
1礦總工程師,鑒于本人已在事故中遇難,故免于追究責任。2礦防突預測預報員、礦瓦斯科防突組組長,建議給予開除礦籍處分。3礦瓦斯科科長,建議給予開除礦籍處分、追究其刑事責任。4礦安全副礦長,建議給予行政記過處分。5礦長,建議給予行政撤職處分。6礦黨委書記,建議給予行政撤職處分。7局救護大隊副大隊長,在揭煤過程中,救護組織工作不力,救護隊員沒能按批復措施進行躲避,建議給予行政撤職處分。8局副總工程師,建議給予行政撤職處分。9局總工程師,建議給予降級處分。10局長,是全局安全生產(chǎn)第一責任者,對揭煤管理混亂、安全措施不到位,負有領(lǐng)導責任,建議給予行政記過處分。11局黨委書記,對安全培訓、安全教育不到位負有領(lǐng)導責任,建議寫出書面檢查。5事故案例分析
5.2煤與瓦斯突出事故98【點評】沈陽礦
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