淺析煤礦瓦斯災(zāi)害事故的原因及預(yù)防

付常青

(汾西礦業(yè)集團(tuán)公司安監(jiān)局，山西 介休 032000)

近年來，國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，極大地刺激了對(duì)煤炭能源的需求。作為基礎(chǔ)工業(yè)的煤炭企業(yè)，隨著產(chǎn)能的擴(kuò)大，生產(chǎn)與安全的矛盾也在不斷升級(jí)，以致近些年來煤礦瓦斯事故頻發(fā)。其中，有國有礦也有地方礦，有高瓦斯礦井也有低瓦斯礦井。從歷次事故的原因分析來看，造成事故的原因是多樣的，也是多方面的。

1 瓦斯爆炸原因分析

1.1 瓦斯爆炸特點(diǎn)

根據(jù)對(duì)歷次煤礦瓦斯爆炸事故的統(tǒng)計(jì)分析，可以發(fā)現(xiàn)瓦斯爆炸有如下一些特點(diǎn):①事故地點(diǎn)多發(fā)生在采煤與掘進(jìn)工作面；②瓦斯爆炸造成的破壞波及范圍大；③多為火花引爆；④高瓦斯礦井、低瓦斯礦井均有發(fā)生，且低瓦斯礦井所占比例較大；⑤煤礦瓦斯爆炸事故多伴生煤塵爆炸。

1.2 事故原因分析

煤礦發(fā)生瓦斯爆炸事故與許多因素有關(guān)，但總的來說，主要與自然因素、安全技術(shù)手段、安全裝備水平、安全意識(shí)和管理水平等有關(guān)。發(fā)生瓦斯爆炸事故，往往是以上因素綜合作用的結(jié)果。

(1)瓦斯積聚的存在。煤礦井下造成瓦斯積聚的原因很多，但主要有通風(fēng)系統(tǒng)不合理和局部通風(fēng)管理不善，是瓦斯積聚的主要原因。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中，有22起主要是因通風(fēng)系統(tǒng)不合理，存在風(fēng)流短路、多次串聯(lián)和循環(huán)風(fēng)，造成供風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量不足，而引起瓦斯積聚;有9起主要是因局部通風(fēng)機(jī)安裝位置不當(dāng)、風(fēng)筒未延伸到供風(fēng)點(diǎn)或脫落引起供風(fēng)點(diǎn)有效風(fēng)量不足，而造成瓦斯積聚;有2起事故主要是因停電停風(fēng)而引起瓦斯積聚;有1起是盲巷積聚的瓦斯被引爆。

(2)引爆火源的存在。 煤礦井下引爆瓦斯的火源有:爆破火花、電氣火花、摩擦撞擊火花、靜電火花、煤炭自燃等。但放炮和電器設(shè)備產(chǎn)生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中，有16起是由放炮產(chǎn)生的火花引爆的;有15起事故是由電器設(shè)備及電源線電火花引爆的。

(3)裝備不足、管理不落實(shí)。 礦井安全裝備配置不足，“先抽后采，監(jiān)測(cè)監(jiān)控，以風(fēng)定產(chǎn)”方針未得到完全落實(shí)。發(fā)生瓦斯事故的礦井中，礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控不力、監(jiān)測(cè)不到位是普遍現(xiàn)象。有的礦井監(jiān)控系統(tǒng)存在傳感器種類不全、數(shù)量不足、位置不當(dāng)、線路故障、傳輸不暢等問題，不能有效發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

(4)瓦斯事故多為責(zé)任事故。 許多事故分析發(fā)現(xiàn)，違章操作或管理不當(dāng)是造成事故的主要原因。因此，管理水平和職工的安全意識(shí)，對(duì)于煤礦的長期安全生產(chǎn)非常重要。

(5)采掘布置不合理。 一些煤礦企業(yè)由于短期利益驅(qū)動(dòng)，礦井采掘布置不合理，通風(fēng)系統(tǒng)不完善，此外，作業(yè)規(guī)程編制不符合實(shí)際，針對(duì)性不強(qiáng)，給安全生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重隱患。

2 控制瓦斯爆炸事故的技術(shù)措施

瓦斯爆炸事故的防治分為預(yù)防爆炸和抑制爆炸。預(yù)防爆炸主要有:優(yōu)化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)及通風(fēng)系統(tǒng)；防治瓦斯積聚；瓦斯抽放；加強(qiáng)瓦斯?jié)舛群突鹪幢O(jiān)測(cè)；防止點(diǎn)火源的出現(xiàn)等。抑制爆炸主要是采用隔爆抑爆裝置將瓦斯爆炸限制在一定范圍內(nèi)，從而減少人員傷亡和災(zāi)害事故所造成的損失。

2.1 瓦斯爆炸事故的預(yù)防措施

2.1.1 煤礦瓦斯抽放技術(shù)

瓦斯抽放是減少礦井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施，同時(shí)也是開發(fā)利用瓦斯能源、保護(hù)大氣環(huán)境的重要手段?，F(xiàn)在,我國煤礦的瓦斯利用技術(shù)和規(guī)模已有了長足進(jìn)步,取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

提高瓦斯抽放率，目前主要需解決長鉆孔定向鉆進(jìn)技術(shù)，包括測(cè)斜、糾偏技術(shù);提高單一低透氣性煤層的抽放率;研制鉆進(jìn)能力更強(qiáng)的鉆機(jī)具;完善和提高擴(kuò)孔技術(shù)、排渣技術(shù)、造穴技術(shù)和封孔技術(shù);開發(fā)新的瓦斯抽放技術(shù)及設(shè)備。

采用本煤層抽放、鄰近層抽放和采空區(qū)抽放等綜合抽放方法和順層長鉆孔、大直徑鉆孔、地面鉆孔、頂板巖石和巷道鉆孔等抽放工藝相結(jié)合,可提高瓦斯抽放量和抽放率。

煤礦瓦斯治理也應(yīng)該與煤層氣產(chǎn)業(yè)化緊密結(jié)合起來,達(dá)到以抽促用、以用促抽的目的。

2.1.2 礦井瓦斯?jié)舛燃盎鹪幢O(jiān)測(cè)技術(shù)

礦井瓦斯?jié)舛燃盎鹪吹膶?shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，對(duì)于防止瓦斯爆炸非常重要。當(dāng)發(fā)現(xiàn)瓦斯異?；蛴谢鹪串a(chǎn)生，立即采取措施可防止爆炸事故的發(fā)生。我國目前開發(fā)了KJ90、KJ92、KJ94、KJ95、KJ73、KJ66等型號(hào)的礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)，以及各類檢測(cè)傳感器、報(bào)警儀和斷電儀。有的礦井安裝了礦井安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)，并具有如下功能:①礦井環(huán)境和工況參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控;②主要通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè);③巷道火災(zāi)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);④礦井瓦斯抽放實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);⑤沖擊地壓實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);⑥煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);⑦煤層自然發(fā)火實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);⑧瓦斯爆炸或燃燒實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);⑨礦井電網(wǎng)監(jiān)測(cè)等多種功能。監(jiān)控系統(tǒng)的安裝，極大地提高了煤礦的安全管理自動(dòng)化水平，防止了許多事故的發(fā)生。

2.1.3 井下火源防治

對(duì)煤礦井下的爆破火花、電氣火花、摩擦撞擊火花、靜電火花、煤炭自燃等火源都有一些相應(yīng)的防治措施，除炸藥安全性檢驗(yàn)、電器防爆檢驗(yàn)、摩擦火花檢驗(yàn)外，還需防止火源與瓦斯積聚在同時(shí)同地點(diǎn)出現(xiàn)。如放炮時(shí)檢測(cè)瓦斯?jié)舛?，采用風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖等措施。另外，加強(qiáng)明火的管理，嚴(yán)格動(dòng)火制度，消除引爆瓦斯的火源。

2.1.4 優(yōu)化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)及通風(fēng)系統(tǒng)

合理可靠的通風(fēng)系統(tǒng)是防止瓦斯事故和控制災(zāi)害擴(kuò)大的重要措施。為此，瓦斯防治工程與采掘工程，須同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入使用。

2.2 隔爆措施

礦井隔爆抑爆裝置，是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障。當(dāng)瓦斯爆炸發(fā)生后，依靠預(yù)先設(shè)置的裝置，可以阻止爆炸的傳播，限制火焰的傳播范圍。主要有被動(dòng)式隔爆棚和自動(dòng)抑爆裝置。

被動(dòng)式隔爆棚。隔爆巖粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚，因成本低、安裝方便，因而得到了廣泛的使用。其中，隔爆水袋棚的使用最為廣泛，具有適應(yīng)性強(qiáng)，安裝、拆卸和移動(dòng)方便的特點(diǎn)。

自動(dòng)式抑爆裝置。使用壓力或溫度傳感器，在爆炸發(fā)生時(shí)探測(cè)爆炸波，及時(shí)將預(yù)先放置的水、巖粉、N2.CO2等噴灑到巷道中，從而達(dá)到抑制爆炸火焰?zhèn)鞑サ哪康?。如ZGB-Y型自動(dòng)隔爆裝置采用高壓氮?dú)庖湎鎰?，能將爆炸限制在距爆?0～60m之內(nèi);YBW-1型無電源觸發(fā)式抑爆裝置，適合安裝在距爆源20～45m的巷道中;ZYB-S型自動(dòng)產(chǎn)氣式抑爆裝置采用實(shí)時(shí)產(chǎn)氣原理，當(dāng)傳感器接收到燃燒或爆炸火焰時(shí)，觸發(fā)氣體發(fā)生器快速產(chǎn)生的高壓氣體噴灑消焰劑，抑制火焰的傳播。

3 結(jié) 語

瓦斯爆炸事故的防治，是煤礦安全工作的一個(gè)系統(tǒng)工程。除了完善可靠的安全裝備和采取有效的措施外，還應(yīng)加強(qiáng)安全管理和安全監(jiān)督，重視員工安全意識(shí)的培養(yǎng)。只有把安全放在首位，認(rèn)真落實(shí)好“先抽后采、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、以風(fēng)定產(chǎn)”的瓦斯治理 “十二字”方針和建立起完善的“通風(fēng)可靠、監(jiān)控有效、抽采達(dá)標(biāo)、管理到位”的瓦斯防治工作體系，健全各項(xiàng)規(guī)章制度，合理加大安全投入，瓦斯爆炸事故及其他災(zāi)害事故才能大幅度地減少，煤礦的安全狀況才能得到根本好轉(zhuǎn)。