煤礦瓦斯爆炸防治技術(shù)研究

李占紅

（1.太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，山西太原030024；2.同煤集團(tuán)馬脊梁礦，山西大同037032）

工程技術(shù)

煤礦瓦斯爆炸防治技術(shù)研究

李占紅1，2

（1.太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，山西太原030024；2.同煤集團(tuán)馬脊梁礦，山西大同037032）

通過對(duì)煤礦瓦斯爆炸防治技術(shù)的相關(guān)問題進(jìn)行探討，希望能對(duì)促進(jìn)煤礦開采的安全性能有所幫助。

煤礦瓦斯；爆炸；防治技術(shù)

引言

煤礦開采行業(yè)是中國(guó)工業(yè)發(fā)展的根本，關(guān)系到中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與人們生活水平的提高。然而，在煤炭開采的過程中，瓦斯爆炸、中毒、窒息礦井火災(zāi)等災(zāi)害事故時(shí)有發(fā)生。這些事故中，瓦斯爆炸的危害性極強(qiáng)，極大地威脅著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，不利于煤礦行業(yè)的生產(chǎn)與發(fā)展。究其原因，主要是由于裝備不足、管理不到位、作業(yè)人員安全意識(shí)淡薄與瓦斯積聚等因素。因此，企業(yè)需要對(duì)癥下藥，有效做好防止瓦斯爆炸的工作，從而防患于未然，確保煤礦的安全生產(chǎn)。

1　瓦斯爆炸與危害

瓦斯爆炸，是指一定濃度的甲烷和空氣作用下產(chǎn)生的激烈氧化反應(yīng)。瓦斯爆炸是煤礦生產(chǎn)中最嚴(yán)重的災(zāi)害之一，事故危害速度快，范圍廣，強(qiáng)度大，傷亡人數(shù)較高，是中國(guó)煤礦安全的主要難點(diǎn)。瓦斯爆炸具有一定的特點(diǎn)，一般發(fā)生于采煤與掘進(jìn)工作面，多為火花引爆，破壞波及范圍廣。

此外，瓦斯爆炸造成的危害極大，主要產(chǎn)生三個(gè)致命危害因素：高溫、高壓與有害氣體。高溫，瓦斯爆炸時(shí)，在自由狀態(tài)下，溫度一般為1 850℃，在封閉狀態(tài)下，產(chǎn)生的溫度更高，可達(dá)2650℃。因此，高溫狀態(tài)下，容易燒傷人員、燒壞設(shè)備，甚至引起火災(zāi)事故。高壓，瓦斯爆炸會(huì)加大室內(nèi)的壓力，比正常狀態(tài)下的壓力擴(kuò)大十倍之多，因此很可能造成塌方等事故的發(fā)生。有害氣體，瓦斯爆炸主要為發(fā)生燃燒反應(yīng)，因此必然會(huì)產(chǎn)生一氧化碳等有害氣體，其中一氧化碳的含量（體積分?jǐn)?shù)）約為2%～8%，明顯超過人類可正常呼吸的極限——0.4%（體積分?jǐn)?shù)），這樣的狀態(tài)，往往會(huì)造成人員缺氧與中毒傷亡。

2　瓦斯爆炸的條件與主要影響因素

瓦斯爆炸需要同時(shí)滿足三個(gè)條件：瓦斯?jié)舛?、引火溫度與氧的濃度。下面將一一介紹：第一，一定的瓦斯?jié)舛龋w積分?jǐn)?shù)），爆炸范圍為5%至16%，其中9.5%威力最大，高于16%的濃度，氧氣不足，不能燃燒，低于5%的濃度，不能形成熱量積聚，只能燃燒，不會(huì)發(fā)生爆炸。第二，一定的燃火點(diǎn)，溫度通常為650℃至750℃，明火、煤炭自燃、吸煙、放炮與電器火花等都會(huì)造成爆炸。第三，充足的氧氣，只有在充足氧氣的狀態(tài)下，才能發(fā)生爆炸，氧氣濃度一般為12%～20%，就會(huì)發(fā)生爆炸事故。

影響瓦斯爆炸的因素較多，也較為復(fù)雜，但主要體現(xiàn)于以下幾個(gè)因素：第一，可燃性氣體的混入，硫化氫、乙烷與一氧化碳等可燃且具有操作性氣體與瓦斯混合，會(huì)加劇燃燒的可能與速度，擴(kuò)大瓦斯的界限。第二，爆炸性煤塵的混入，瓦斯氣體摻雜有煤塵，燃火點(diǎn)會(huì)降低，大概在三百到四百攝氏度的溫度就能生成可燃性氣體，更容易發(fā)生爆炸事件。此外，混合氣體初始溫度與壓力以及瓦斯?jié)舛龋紩?huì)改變瓦斯爆炸界限，一般而言，混合氣體初始溫度與壓力越高，越容易發(fā)生瓦斯爆炸事故。由此可見，瓦斯爆炸是由多方面因素影響的，要防治瓦斯爆炸事故的發(fā)生，需要從多方面因素進(jìn)行著手。

3　煤礦常見的瓦斯爆炸原因

據(jù)歷年煤礦瓦斯爆炸事故統(tǒng)計(jì)，造成爆炸的因素多種多樣，但總體而言，是自然環(huán)境、安全設(shè)備、安全意識(shí)與管理水平等方面因素相互作用所導(dǎo)致的。下面將重點(diǎn)介紹主觀因素。

3.1裝置設(shè)備不合理

裝置設(shè)備不合理，會(huì)造成瓦斯爆炸。一方面，通風(fēng)系統(tǒng)不合理、設(shè)施不可靠，主要體現(xiàn)于：系統(tǒng)設(shè)施選用不能滿足煤礦生產(chǎn)的需求，裝置設(shè)備安裝不合理、不符合規(guī)范要求；從而造成通風(fēng)力度不夠，供應(yīng)風(fēng)力的距離過長(zhǎng)，出入口過小，通風(fēng)線路不流暢，工作面瓦斯量過大又沒有及時(shí)抽放；容易形成封閉空間，空氣不能對(duì)流，容易造成工作面風(fēng)量不足，產(chǎn)生爆炸事故。另一方面，裝置設(shè)備操作不當(dāng)，方法落后，作業(yè)規(guī)程與操作手冊(cè)編制不合理，針對(duì)性不強(qiáng)，導(dǎo)致一些操作人員技術(shù)有限，從而造成裝置設(shè)備的作用得不到有效發(fā)揮，甚至釀成安全事故。多起瓦斯爆炸事故分析發(fā)現(xiàn)，違章操作而造成了一些本可避免的事故。

3.2管理水平不高

管理水平不高，不管是現(xiàn)場(chǎng)管理還是人員管理等方面，都存在較大漏洞，從而加大了瓦斯爆炸事故發(fā)生的可能。一些煤礦開采企業(yè)，不重視現(xiàn)場(chǎng)管理，無法意識(shí)到管理對(duì)施工安全的重要性。經(jīng)常發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)混亂等局面，對(duì)設(shè)備位置、操作流程與施工分工等方面沒有做出明確的要求與統(tǒng)一。各個(gè)崗位不能做好良好地合作與協(xié)調(diào)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)工序混亂與施工有誤等現(xiàn)象，影響了整個(gè)開采的正常秩序，容易造成安全事故的發(fā)生。同時(shí)，對(duì)一些違章失職的行為沒有及時(shí)調(diào)查與懲處，甚至沒有糾正與調(diào)整，導(dǎo)致小失誤演變成大錯(cuò)誤與事故，最終難以挽救。此外，對(duì)員工的管理也不到位，員工紀(jì)律散漫，責(zé)任意識(shí)淡薄。較少開展員工的思想教育與技能培訓(xùn)等活動(dòng)，沒有嚴(yán)格要求員工的施工行為，經(jīng)常出現(xiàn)違章操作等不良行為，加劇了瓦斯爆炸等安全事故的發(fā)生。

3.3安全意識(shí)淡薄

安全意識(shí)淡薄是造成煤礦瓦斯爆炸事故發(fā)生的根源。安全意識(shí)淡薄不僅體現(xiàn)于開采人員身上，一些煤礦開采企業(yè)的負(fù)責(zé)人也沒有樹立起安全意識(shí)。負(fù)責(zé)人受到利益驅(qū)使，一味追求工作效率，卻忽視了事故的安全性。開采人員文化程度較低，沒有接受過專業(yè)的安全培訓(xùn)，缺乏基本的安全生產(chǎn)知識(shí)，對(duì)操作規(guī)程與安全技能不熟練，思想麻痹，違章作業(yè)等現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。

4　瓦斯爆炸防治技術(shù)

4.1優(yōu)化裝置設(shè)備系統(tǒng)

裝置設(shè)備是防治瓦斯爆炸的關(guān)鍵，也是重要舉措。因此，煤礦開采企業(yè)應(yīng)該重視裝置設(shè)備的管理。一方面，要認(rèn)真選用合理的裝置設(shè)備，結(jié)合煤礦開采的需要，配備齊全安全裝置與設(shè)施。同時(shí)，安裝裝置設(shè)備前，要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)做好測(cè)量，準(zhǔn)確布置設(shè)備的位置，保證裝置設(shè)備能正常運(yùn)行，以發(fā)揮其最大價(jià)值，避免安全事故的發(fā)生。另一方面，對(duì)裝置設(shè)備的操作工序與方法，要統(tǒng)一規(guī)范與嚴(yán)格要求，編制具有較強(qiáng)針對(duì)性的與切合實(shí)際的操作規(guī)程與員工手冊(cè)，供員工學(xué)習(xí)與參考。此外，還要組織員工學(xué)習(xí)設(shè)備操作技巧，并對(duì)員工的操作技能進(jìn)行考核，確保都能合格上崗，避免因?yàn)椴僮鞑划?dāng)或違章操作的行為導(dǎo)致瓦斯爆炸事故的發(fā)生。

4.2提高管理水平

提高煤礦開采企業(yè)的管理水平是防治瓦斯爆炸工作的重中之重，只有對(duì)施工隊(duì)伍與施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行有效管理，才能確保施工能有序與順利地開展。首先，要提高管理人員的意識(shí)，使他們認(rèn)識(shí)到管理水平的高低直接影響著施工的安全。其次，應(yīng)該建立一套完善的管理系統(tǒng)，明確施工流程、崗位職責(zé)、操作細(xì)則與員工行為等，要求員工認(rèn)真學(xué)習(xí)并予以實(shí)行，只有這樣，才能確保施工現(xiàn)場(chǎng)的有序性。最后，安排專人對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全方位的跟蹤，時(shí)刻監(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)的發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)可能造成安全事故的問題，要及時(shí)提出解決方案。同時(shí)，也要時(shí)刻了解開采人員的思想動(dòng)態(tài)與操作技能等方面，避免出現(xiàn)操作失誤與違章操作等不良行為。

4.3加強(qiáng)安全意識(shí)

加強(qiáng)安全意識(shí)是防治煤礦瓦斯爆炸的基礎(chǔ)工作。從歷年發(fā)生的瓦斯爆炸事故看，加強(qiáng)安全意識(shí)是煤礦開采企業(yè)負(fù)責(zé)人與從業(yè)人員等人員的義務(wù)，不僅是為了他們個(gè)人的負(fù)責(zé)，更是對(duì)家人、社會(huì)乃至國(guó)家的負(fù)責(zé)。因此，應(yīng)該加強(qiáng)宣傳安全生產(chǎn)重要性的案例，煤礦行業(yè)要經(jīng)常組織安全生產(chǎn)知識(shí)的講座，煤礦企業(yè)應(yīng)該多開展操作規(guī)程與安全操作等培訓(xùn)，提高從業(yè)人員的安全意識(shí)、責(zé)任意識(shí)、技術(shù)素質(zhì)、應(yīng)變能力和自我保護(hù)能力，才能杜絕違章操作和避免瓦斯爆炸事故的發(fā)生。

5　結(jié)語(yǔ)

因此做好煤礦瓦斯爆炸防治工作意義重大，確保從業(yè)者生命和國(guó)家財(cái)產(chǎn)安全的重要舉措。合理配置、布置與使用裝置設(shè)備；提高管理水平，確?，F(xiàn)場(chǎng)的有序性；加強(qiáng)從業(yè)人員的安全意識(shí)。只有這樣的防治技術(shù)，才能避免瓦斯爆炸的發(fā)生。

［1］張津嘉，許開立，王貝貝，等.特別重大煤礦瓦斯爆炸事故致因分析及管理模式研究［J］.中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2016，26（2）:73-78.

［2］張旺，馮濤，武劍，等.基于突變級(jí)數(shù)法的煤礦瓦斯爆炸危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)［J］.礦業(yè)工程研究，2016（1）:41-45.

［3］邴艷東.煤礦瓦斯防治與利用及環(huán)境污染關(guān)鍵問題研究［J］.科技與企業(yè)，2016（4）:120.

（編輯：劉楠）

Prevention Technology of Gas Exp losion

Li Zhanhong
（1.Taiyuan University of Technology，Taiyuan Shanxi 030024；2.M ajiliang Coal M ine of Datong Coal M ine Group，Datong Shanxi037032）

The coalmine gas explosion prevention and control technology related problems were discussed，hoping to help promote the coalmining safety performance.

gas；explosion；prevention technology

TD712.7

A

2095-0748（2016）17-0038-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.17.15

2016-08-10

李占紅（1972—），男，山西大同人，畢業(yè)于山西礦院采礦系采礦工程專業(yè)，現(xiàn)就職于同煤集團(tuán)馬脊梁礦任安全副礦長(zhǎng)。