第三节 生产过程中安全风险和有害因素辨识与分析
一、瓦斯危害辨识与分析
1、在下列情况下，可能造成瓦斯爆炸及有害气体中毒和窒息事故:
（1）主要通风机风机性能与矿井通风网络不相匹配，通风机运行工况点不能满足矿井通风对风量和风压的要求，造成矿井供风量不足。
（2）局部通风机选型不合理或安装和使用不当、风筒损坏漏风，导致掘进工作面风量不足或无风。
（3）主要通风机、局部通风机因设备故障、供电故障或人为操作等因素引起停电、停风，导致矿井或采、掘工作面风量不足或无风。
（4）矿井通风设施设置不当、质量差或损坏，造成漏风和风流短路，导致作业地点风量不足或无风。
（5）由于矿井或作业地点风量不足或无风，造成瓦斯积聚超限，其浓度达到爆炸界限，遇到火源即可引起瓦斯爆炸。
（6）由于缺氧或有毒、有害气体浓度超限，可能造成人员中毒或窒息死亡。 （7）采区和盲巷未及时进行封闭，有毒有害气体积聚，浓度大，引起缺氧，人员误入可能造成中毒或窒息死亡。
（8）与老空区贯通，造成老空区积聚的有毒有害气体侵入本矿井造成危害。 （9）矿井安全监控系统不完善，传感器设置不当或失效，矿井瓦斯检查制度不严，空班漏检，未能检测出瓦斯浓度超限情况，未及时采取应对措施，造成事故发生。
2、矿井瓦斯危害主要有：瓦斯窒息、瓦斯爆炸、瓦斯燃烧等。 （1）瓦斯爆炸危险
瓦斯与空气混合成适当的浓度时（即空气中的瓦斯浓度在5～16%之间，氧气大于12%时），一旦遇到明火便会引起燃烧爆炸。瓦斯爆炸后将会产生大量的有毒气体、高温和强大冲击波，摧毁巷道设备，造成人员伤亡，引发煤与瓦斯突出事故，引起煤尘爆炸事故，给生产矿井带来人员伤亡和巨大的经济损失。
（2）瓦斯窒息危险
由于矿井瓦斯涌出量较大，如果通风管理不善，出现盲巷而不及时封闭，或由于停风导致瓦斯积聚而不采取相应的撤出人员、防止人员进入的措施，可能导致瓦斯窒息发生而造成人员伤害。
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（3）瓦斯燃烧危险
当瓦斯浓度小于5%或大于16%时，瓦斯可发生燃烧。往往由于燃烧而引发瓦斯爆炸，瓦斯燃烧能造成人员的严重烧伤和井下火灾事故。 二、 顶板危害辨识与分析
1)冒顶片帮危害的辩识
顶板危害是指掘进巷道顶部、两帮围岩变形、移动、冒顶而产生的危险和危害。围岩因采掘活动影响使其应力平衡状态受到破坏，并且产生新的应力关系。在新的应力作用下，暴露的围岩产生变形、移动、破坏。假若这种力量超过围岩的强度，将出现顶板下沉、断裂、底板鼓起及两侧围岩被挤出等现象，造成冒顶事故。
2)冒顶片帮可能造成的后果
（1）危及安全生产：采掘工作面顶板下沉，巷道顶帮收缩使工作空间减小，影响人员工作、阻碍设备通行、降低通风能力，诱发瓦斯聚积。
（2）造成人员伤亡：顶板变形、移动之后如不能及时处理，将发生冒顶。冒顶时可能给人员造成伤亡。如果突然冒顶的面积足够大，将形成强大的冲击波，使巷道空气受到突然压缩，突然压缩的空气将伤及巷道人员。
（3）增加生产成本：为了减少或消除上述危险，必须对巷道进行维修，对不合格的支护进行更换，对工艺进行改进，因此增加人、财、物的投入。
3)冒顶片帮危害产生的原因
冒顶片帮危害产生的原因应从煤岩体内、外因素考虑。 （1）内在因素
分析产生顶板危害的内在因素，主要考虑煤岩体的赋存状况，包括煤岩体顶、底板特性及强度，煤壁破碎程度、受层理的影响程度，埋藏深度以及其他与煤岩体性质有关的因素。因此，合理分析煤岩体的赋存状况是预防顶板危害的一项重要工作。
①如果煤岩体强度大，其支撑能力就大，不易发生冒顶；如果煤岩体松软，在强大的顶板压力作用下，煤体就易破碎，易发生整体垮落，造成顶板事故；
②煤岩体壁破碎程度越大，其内部受力越不均匀，越易造成煤壁片帮，导致冒顶事故；
③构造带及层理对煤岩体影响很大，如果构造带及层理发育，煤岩体的整体性就会受到破坏，其支撑能力变小，就易发生冒顶事故；
④埋藏越深，其压力越大，重力是产生压力根源之一，而顶板压力是造成顶板事
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故的内在动力，其支撑力与开采深度成正比；
⑤开采煤层厚度较厚时，工作面采高增大，采空区冒顶带增高，煤壁片帮增加，从而容易导致顶板下沉量与支架载荷随之而增加。
（2）外在因素
顶板危害的外在因素，取决于采掘活动所采用的开采方法、支护方式，支护方法与支护强度以及空间位置等其他影响煤岩体的因素。
①开采方法的合理性：采用壁式或柱式开采应考虑对顶底板的适应性，否则对采掘空间的顶板管理带来难度，造成压力集中，发生冒顶片帮事故；
②采掘工作面的支护方法与方式的合理性：如果不合理，矿压参数不准确，支护参数不合理，造成采掘工作面围岩严重变形、冒顶而发生事故；
③采掘工作面顶板管理方法的合理性：如果不合理，支护强度低，对顶板性质、地质构造不清楚，这是产生冒顶事故的主要原因；
④采掘工作面支护不及时，空顶作业以及巷道交叉处，没有采取特殊支护，造成空顶时间长、面积大，或爆破作业诱发而导致事故的发生；
⑤采掘工作面设计不合理，处在断层构造带、层位选择不当而处于压力集中区；隔离煤柱设计不合理、造成压力大，围岩变形严重，维护困难，诱发冒顶片帮事故的发生；
⑥两条巷道贯通前不执行停止另一个掘进工作面掘进施工的措施，造成空顶，临时支护使用不及时造成顶板事故的发生；
⑦现场管理与职工安全意识较差，违章指挥、违章操作，支护材料、设备、机具不合格也是产生冒顶、片帮事故的原因。 三、 煤尘爆炸危害辨识与分析
煤尘爆炸事故发生的主要原因有以下几个方面： （1）采区防尘供水管路系统不完善。 （2）采区内的防尘设施不完善。 （3）未及时清理积尘、风速不合理。
煤尘爆炸的破坏与伤害：高温灼烧效应。煤尘爆炸时，主要是碳的剧烈氧化反应放出大量热，可产生高达2500℃的高温，能灼烧、烧死人员，烧毁巷道、设备，引起火灾，资源受损，甚至矿毁人亡；煤尘爆炸时产生的爆炸冲击波以极高速度传播，并产生较大爆炸压力，会造成井下人员伤亡与设施破坏；煤尘爆炸产生的CO2和CO，可
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造成井下空气中的氧气浓度降低，可使人员中毒或窒息死亡。
煤尘爆炸必须同时具备三个条件：①煤尘本身具有爆炸性，煤尘达到一定的浓度且悬浮在空气中；②有引起爆炸的热源存在，一般为610℃～1050℃；③氧气浓度不低于18%。
掘进过程中，若防尘、降尘措施、设施不完善，使煤尘超限，将可能发生煤尘爆炸，导致重大伤亡事故。 四、 爆破作业危害辨识与分析
采区爆破作业产生的噪音、粉尘和炮烟，对人体的健康也带来一定的危害。 1）爆破事故发生的主要原因有以下几个方面：
（1）爆破器材自身的原因：炸药、雷管、放炮器、放炮母线存在质量问题。 （2）打眼放炮操作的原因：炮眼内的钻屑清理不干净；引药制作不合格；装药不紧密或压实用力过大；封泥长度不合格，不使用水炮泥；放炮联线（脚线、母线）不牢固；放炮前后不检查瓦斯，不洒水降尘，放炮撤人距离不符合规定，警戒不严；放炮后检查不细，遗漏残药、瞎炮等。
（3）爆破材料储存保管的原因：超量超期存放，炸药、雷管受潮变质；雷管不按规定导通检查等。
2）爆破作业过程中的危险主要包括：
（1）早爆伤害：早爆往往在爆破各项准备工作尚未完成、人员没有撤到安全距离之前发生，会造成人员重大伤亡。
（2）飞石伤害：爆破时，人员还没有进入避炮硐、拐弯巷道等安全地点，有发生飞石伤人的危险。
（3）迟爆伤害：爆破时人员已躲避至安全地点，爆破后人员提前返回爆破工作面，察看爆破效果或因爆破器材质量不合格发生迟爆，会造成重大人员伤亡。
（4）炮烟中毒：炸药爆炸后会产生有毒有害气体，主要为一氧化碳(CO)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、微量的硫化氢(H2S)和二氧化硫(SO2)，这些气体对人体有害，爆破后人员过早进入放炮地点，容易引起炮烟中毒，严重者窒息身亡。
（5）瞎炮危害：爆破时因各种原因造成炸药包全部或部分没有起爆，而产生盲炮，如未能及时发现、处理，则极其危险。
（6）爆破时，非爆破人员未按规定撤至安全地点，也易造成伤害。 为防止爆破作业事故的发生，必须从以上环节，多方面采取防范措施。
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