煤礦易發(fā)安全隱患及預防措施

趙增玉

(兗礦集團有限公司， 山東 鄒城　273500)

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煤礦易發(fā)安全隱患及預防措施

趙增玉

(兗礦集團有限公司， 山東 鄒城273500)

針對煤礦常見的輸煤膠帶磨損、扯邊及縱向撕裂，帶式輸送機超溫自動灑水保護效果差，煤倉、煤堆自燃，水煤捅倉，立井井筒檢修過程中人員墜井，電纜孔封堵不良造成串燒，機車運輸事故，電氣設備誤操作，油品滴漏起火、燃爆等安全隱患，分析了隱患產(chǎn)生的原因，并給出了相應的預防措施。

安全隱患； 預防措施； 輸送帶縱向撕裂； 自燃； 水煤捅倉； 運輸安全

網(wǎng)絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/32.1627.TP.20160601.1024.007.html

1　輸煤膠帶磨損、扯邊及縱向撕裂

1.1問題描述

輸煤膠帶縱向撕裂是煤礦常見事故，一般因給煤機處異物造成的撕裂最為嚴重。若不能及時控制，可造成數(shù)千米甚至整條膠帶撕裂，帶來巨大的直接和間接經(jīng)濟損失。

雜物劃傷膠帶極為常見，按嚴重程度可分為上膠面嚴重磨損、膠帶扯邊、膠帶撕裂3類。

1.2原因分析

輸送煤流中的雜物造成膠帶撕裂；輔助設備問題造成膠帶撕裂；給煤機安裝設計缺陷造成膠帶撕裂；膠帶跑偏；膠帶接頭面膠老化。

1.3防范及應對措施

發(fā)揮好除鐵器、破碎機作用；加強輔助設備管理；改善輸送機結(jié)構；提高膠帶接頭質(zhì)量；安裝膠帶撕裂檢測裝置；采用可檢測撕裂的膠帶；選用抗撕裂膠帶等。

2　帶式輸送機超溫自動灑水保護效果差

2.1問題描述

目前煤礦井下帶式輸送機基本安裝了超溫自動灑水保護裝置。該裝置大多采用易熔棒重錘式灑水機構，存在保護動作不靈敏，重錘落不下甚至腐蝕斷掉，灑水閥門關不嚴、打不開，噴嘴堵塞等問題。

2.2原因分析

(1) 設計缺陷。該裝置安裝復雜，鋼絲繩拉繩穿行線路長、障礙物和滑輪變向環(huán)節(jié)多，不便于日常檢查。

(2) 銹蝕嚴重。因井下環(huán)境潮濕，滑輪容易銹蝕，導致拉繩運行阻力增大，受力點變形，使得重錘落不下、腐蝕斷掉，嚴重影響裝置動作靈敏性和可靠性。

(3) 控制方式問題。該裝置使用的球形灑水閥門由重錘和杠桿機械控制，效果較差，經(jīng)常出現(xiàn)關不嚴、打不開(閥部件銹蝕)現(xiàn)象。

(4) 水質(zhì)問題。由于井下水質(zhì)差，且超溫灑水管路長期帶壓工作，管路內(nèi)壁銹蝕等混有雜質(zhì)嚴重，導致灑水噴嘴堵塞。

2.3防范及應對措施

(1) 采用12～24 V電動閥門代替機械閥門。

(2) 對控制器增設超溫灑水控制節(jié)點及溫度灑水試驗按鈕節(jié)點，利用控制節(jié)點與溫度傳感器聯(lián)鎖控制，提高超溫灑水裝置的靈敏性、可靠性。

(3) 將灑水管路由鐵管更換為不銹鋼或塑料管路。

3　煤倉、煤堆自燃

3.1問題描述

煤倉、煤堆作為儲煤的主要設施和方式，在長期存煤情況下，熱量逐漸積聚，存在自燃隱患。一旦發(fā)生自燃，往往撲救困難，造成巨大經(jīng)濟損失。另外，煤倉、煤堆自燃產(chǎn)生的CO、SO2等有害氣體會造成環(huán)境污染，對附近設備建筑物和人員造成不同程度危害。

3.2原因分析

(1) 物理、化學原因。煤炭自燃要經(jīng)歷水分蒸發(fā)、氧化、自燃3個階段。煤在常溫下產(chǎn)生熱量的原因有很多，例如水與煤的潤濕熱，煤分子的水解熱，煤中硫化物的水解、氧化熱，煤對氧氣的物理吸附熱、化學吸附熱，煤與氧氣的化學反應熱等。煤的氧化是放熱反應，如果熱量不能及時散發(fā)，會使煤堆內(nèi)部溫度升高，反過來又加速煤氧化，釋放更多熱量，產(chǎn)生自燃。

(2) 氣溫、氣壓影響。經(jīng)驗表明，煤堆的自燃經(jīng)常發(fā)生在秋后氣溫下降時。此時大氣密度比煤堆的空氣密度大，因此滲入煤堆的空氣量增大，導致自燃加劇。

(3) 煤炭自燃條件。① 煤的自燃傾向性。一般原煤樣著火點低，且ΔT(原煤樣著火點與氧化煤樣著火點的差值)大的煤容易自燃。ΔT>40 ℃的煤為易自燃煤，ΔT<20 ℃的煤(褐煤和長焰煤除外)為不易自燃煤。從褐煤到無煙煤，其著火點越來越高，自燃傾向性越來越弱。② 供氧條件。煤堆暴露于空氣中，表面與空氣充分接觸，且空氣通過煤塊間隙滲透到煤堆內(nèi)部，給煤堆內(nèi)部氧化創(chuàng)造了條件。煤的塊度越大，煤塊間隙越大，其供氧條件越好。③ 氧化條件。煤從氧化發(fā)展到自燃有一個過程，氧化時間達到自然發(fā)火期才能自燃。如長焰煤的自然發(fā)火期為1～3個月，氣煤為4～6個月。④ 儲熱條件。煤在氧化過程中放出熱量，只有放出的熱量大于散發(fā)掉的熱量時才能使熱量聚集，溫度上升，達到煤的著火點就會自燃[1]。

3.3防范及應對措施

防范措施：對自燃傾向性較大和儲煤時間較長的煤場進行煤的自燃傾向性鑒定；選擇合適的儲煤場和堆置方式，保持通風良好，防止煤堆暴曬；正確核定儲煤時間，不要超過煤的自然發(fā)火期；減少煤與氧氣的接觸，防止煤堆自燃；使煤堆保持適當?shù)乃郑娱L煤的氧化期； 加強煤場現(xiàn)場管理，盡早發(fā)現(xiàn)煤自燃征兆；安設無線紅外線測溫儀和埋設光纖光柵分布式溫度檢測裝置，實現(xiàn)全時段管控；布置足夠的水噴淋裝置。

應對措施：主要采用噴灌水方法。早期可將水直接灑在煤堆表面上或采用挖溝澆灌方法，但都會使?jié)B入煤堆內(nèi)的水量不均，且容易流失，將煤沖走；受熱壓作用，進入自燃部位的水量少，防滅火效果不好。可采用插管注水方法，將注水管直接插入自燃部位，用壓力水濕潤自燃部位的煤體，降低煤體的自熱溫度，抑制煤氧化自燃。對于較小且四周有空間的煤堆，可將發(fā)生自燃部位的外表層扒掉，露出氧化自燃層進行散熱冷卻，或經(jīng)常倒堆破壞氧化層，以延緩或阻止自燃。若同時噴灑水，則阻燃效果更好。若煤堆內(nèi)部自燃已經(jīng)發(fā)火，可考慮用液態(tài)CO2經(jīng)過減壓釋放插管注入方式滅火，可達到降溫和窒息火區(qū)的效果。

4　水煤造成捅倉問題

4.1問題描述

井下煤倉在使用中常會發(fā)生捅倉事故，如倉內(nèi)有水煤，會造成煤倉潰倉。發(fā)生潰倉時，如溜煤眼放煤工不清楚煤倉中的水煤量或放煤方式、站位不當，有可能造成溜煤眼下口設備損壞和人員砸傷、埋人等安全事故，同時影響輸煤系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，甚至造成停產(chǎn)，經(jīng)濟損失巨大。

4.2原因分析

工作面源頭控水不力；輸煤系統(tǒng)中的水源進入煤流。

4.3防范及應對措施

防范措施:完善排水系統(tǒng)，加強排水系統(tǒng)管理，保證工作面用水和生產(chǎn)用水的正常排放；在工作面或兩巷低洼點積水處安設1臺工作泵和1臺備用泵；工作面嚴格控制水源，不得利用膠帶排工作面水;各轉(zhuǎn)載點的噴霧在有水煤出現(xiàn)時提前關閉；工作面電動機設備冷卻水外引至排水點，嚴禁進入煤流；出現(xiàn)水煤時，采取控水措施，帶式輸送機和轉(zhuǎn)載機采取低速點動開車；轉(zhuǎn)載機道外側(cè)打攔水壩，隔絕水流進入轉(zhuǎn)載機；出現(xiàn)水煤時，及時與調(diào)度室聯(lián)系，外圍嚴禁留倉存煤，必要時停機控水。

應對措施：在煤倉下口(給煤機上部)處安裝液動防捅倉閘門，控制放出倉內(nèi)水煤，緊急情況下可立即關閉煤倉出口。

5　立井井筒檢修過程中人員墜井隱患

5.1問題描述

立井井筒檢修過程中，施工人員之間以及調(diào)度、監(jiān)督、管理人員之間信號聯(lián)系不可靠，同一系統(tǒng)多處施工時缺乏安全可靠的通信聯(lián)系，造成人員傷害。

5.2原因分析

提升機系統(tǒng)龐大，機電維修工、井筒維修工經(jīng)常同時檢修、相互影響，導致信號聯(lián)系混亂；信號聯(lián)系過程中人的不安全因素影響較大，任何參與聯(lián)系信號的人員出現(xiàn)失誤，都可能導致重大事故發(fā)生；雖然可以借助對講機等無線通信手段聯(lián)系，但受現(xiàn)場條件限制，無法實現(xiàn)檢修地點全覆蓋；專人聯(lián)系信號、信號復述制度在現(xiàn)場執(zhí)行不嚴。

5.3防范及應對措施

科學合理安排檢修任務，盡量避免各檢修項目同時作業(yè)、交叉作業(yè)；利用無線通信技術，實現(xiàn)提升機系統(tǒng)無線全覆蓋，借助人員定位、IP通話、手持視頻終端等技術，實現(xiàn)所有施工人員實時掌握提升機運行狀態(tài)和各處檢修施工情況，并將自己所處地點的實際情況上傳至系統(tǒng)后臺；將手持終端設備接入提升機閉鎖回路，未經(jīng)操作人確認解鎖，提升機無法運行；嚴格現(xiàn)場管理，嚴格落實專人聯(lián)系信號和信號復述制度，確保信號傳遞準確；采用新的防腐耐磨材料，減少井筒裝備維護工作量，利用現(xiàn)代傳感器技術和無線通信技術，實現(xiàn)井筒裝備的自動、遠程檢查、測量，減少井筒檢查工作量。

6　電纜孔封堵不良造成串燒問題

6.1問題描述

開關柜、控制屏、配電盤底部電纜孔洞，電纜穿墻孔洞，電纜穿樓板孔洞，電纜穿管管口等部位均面臨封堵問題。當前各類封堵工藝和材料種類繁多，但效果并不理想，尤其是在火災撲救過程中，電纜孔面臨高壓水槍、氣浪等沖擊，往往造成封堵材料破損而火焰串燒，導致火災事故進一步蔓延。

6.2原因分析

封堵工藝及方式存在缺陷，封堵不徹底、不牢固，在火災中遭到損毀，失去阻燃隔絕能力；撲救過程中，受高壓水槍沖擊、浸泡等因素影響，封堵材料被沖破。

6.3防范及應對措施

采用防火材料。常用的防火材料有防火涂料、阻火隔板、有機堵料、無機堵料、阻火包；輔助材料有鋼筋(φ10的圓鋼，做支撐用)、鋼板。

采用新型復合有機防火泥堵料，其耐火極限高、發(fā)煙量低，具有良好的可塑性，耐酸、耐堿、耐腐蝕性，施工、維修方便，如3M材料及SiO2氣凝膠封堵材料，并能與其他防火材料(如阻火包等)合并應用，適用于工礦企業(yè)、高層建筑、冶金、發(fā)電、郵電中電線、電纜等貫穿物穿墻時的孔洞封堵，防止發(fā)生火災時火焰由孔洞向鄰室蔓延。

7　機車運輸過程中的安全隱患

7.1問題描述

機車(列車)擠、碰、壓傷人事故；機車碰頭、追尾造成人員傷亡事故。機車運輸造成的傷害事故大多為一般人身傷亡事故或一般非人身傷亡事故，一般不會發(fā)生重大人身傷亡事故或重大非人身傷亡事故。

7.2原因分析

煤礦井下機車運輸系統(tǒng)具有運輸量大、運輸頻率高、運輸線路長且復雜、可見距離短等特點，導致井下輔助運輸事故多發(fā)；作業(yè)人員安全意識淡薄，麻痹大意，違反“三大規(guī)程”進行指揮和操作的情況時有發(fā)生，是事故發(fā)生的直接原因；作業(yè)人員業(yè)務技能水平低，是事故發(fā)生的主要原因[2-3]；設備存在安全隱患，電機車服役年限較長，司機駕駛存在安全隱患的機車作業(yè)時，發(fā)生運輸事故的風險將大幅增加；安全管理制度不健全、管理不嚴格，使得工作中存在得過且過的現(xiàn)象，隱患得不到及時整改，同時防范措施不到位，導致事故重復性發(fā)生。

7.3防范及應對措施

應用信息化技術管理司機和機車，采用礦井輔助運輸管理系統(tǒng)及司機上崗識別系統(tǒng)，可以大大提高現(xiàn)場運行的安全性。

8　電氣設備誤操作引發(fā)安全事故

8.1問題描述

電氣設備誤操作可能導致生產(chǎn)事故和人身事故。隨著礦井電氣裝備及技術的發(fā)展更新，各類保護日趨完善，真空接觸器、機械電氣閉鎖機構等提升了設備安全可靠性。人的不安全行為往往是造成該類事故的直接原因。

8.2原因分析

作業(yè)人員精神狀態(tài)不良；作業(yè)人員技術素質(zhì)不高；作業(yè)人員習慣性違章；閉鎖裝置不完善。

8.3防范及應對措施

(1) 加強安全思想教育，提高職工安全責任心；推行標準化、規(guī)范化、程序化操作；加強技術培訓，提高人員素質(zhì)；完善防誤閉鎖裝置，加強管理；實施監(jiān)護到位，嚴把現(xiàn)場質(zhì)量關；做好政治思想工作，解除職工后顧之憂。

(2) 研發(fā)具有信息化管理功能的電氣設備，不具備條件人員或監(jiān)護人不能打開該設備，達到可控的目的。

9　油品滴漏起火、燃爆隱患

9.1問題描述

選煤廠、電廠等電氣設備、機械設備的油料使用管理不當，可能造成火災事故。以某煤礦選煤廠為例，電氣設備主要為電源柜、負荷柜、補償柜、邏輯柜等，分布在20多個配電室內(nèi)；機械設備主要為帶式輸送機、刮板輸送機、振動篩、水泵、離心機等；油脂主要為復合鋰基潤滑脂、浮選藥劑、液壓油、齒輪油，少量機械油、變壓器油。設備潤滑95%以上采用干油潤滑方式，主要運轉(zhuǎn)部位如電動機軸承、機械設備軸承多采用復合鋰基潤滑脂。液壓油主要在液壓系統(tǒng)中使用，如壓濾機液壓系統(tǒng)、液壓閥門泵站系統(tǒng)。齒輪油主要用于減速機、齒輪箱潤滑。浮選藥劑用于浮選機潤滑。

9.2原因分析

(1) 油品滴漏起火、燃爆的主要危險點分析。該選煤廠使用的潤滑油閃點一般為120～200 ℃，潤滑脂閃點一般為160～220 ℃，所有油脂的燃點為200～300 ℃。油脂可能發(fā)生起火、燃爆的條件：① 油脂使用設備在使用過程中達到油脂燃點溫度，在設備內(nèi)部發(fā)生油脂起火、燃爆；② 在設備設施密集等重點防火區(qū)域，設備發(fā)生油脂滴漏，一旦周圍環(huán)境存在明火或高溫熱源等相遇，將導致油脂起火；③ 檢修、維修等作業(yè)情況下，采取措施不當，存在油脂起火、燃爆危險。

(2) 潤滑脂使用情況分析。① 設備在使用過程中有設備內(nèi)部起火和滴漏起火2種危險情況。如電動機帶動的液力耦合器旋轉(zhuǎn)速度一般較高，傳遞功率時會產(chǎn)生熱量，當保護失效時會炸裂噴油起火；當電動機出現(xiàn)異常時，電動機軸承部位溫度升高造成潤滑脂融化并達到潤滑脂燃點，嚴重時會造成電動機軸承部位直接起火。若電動機周圍環(huán)境存在易燃物品，會造成嚴重后果。② 機械設備85%以上都是通過減速機構減速運行，軸承部位轉(zhuǎn)速大大降低，軸承部位溫度一般情況下達不到潤滑脂燃點溫度。該選煤廠直聯(lián)的設備為水泵，使用的環(huán)境多水，軸承部位超溫引起的潤滑脂融化一般不會造成起火危險。③ 電動機或機械設備使用的潤滑脂滴落地面等部位，在設備設施密集、煤炭存儲集中等地點，在遇到高溫明火時有起火、燃爆的可能性。

(3) 液壓油使用情況分析。① 選煤廠使用的液壓系統(tǒng)一般為中低壓，液壓系統(tǒng)內(nèi)部的液壓油一般不會出現(xiàn)高溫自燃危險；② 液壓油出現(xiàn)泄露時，遇到高溫明火有起火危險。

(4) 齒輪油使用情況分析。齒輪油泄露地面等部位，在設備設施密集、煤炭存儲集中等地點，在遇到高溫明火時有起火、燃爆的可能性。

(5) 變壓器油使用情況分析。① 變壓器在使用過程中出現(xiàn)異常情況(如線圈接地、短路等)，變壓器油會出現(xiàn)高溫自燃起火現(xiàn)象；② 變壓器油泄露地面等部位，在遇到高溫明火時會有起火危險。

(6) 浮選藥劑使用情況分析。① 浮選藥劑在存放過程中，出現(xiàn)藥劑罐、藥劑桶泄露，在遇到高溫明火時有起火危險；② 浮選藥劑管路檢修時，管路焊割過程中存在起火危險。

9.3防范措施

(1) 防止滴漏。① 管理：加強漏油和治漏管理，制定防治漏油措施，配備必要的技術力量，將治理工作列入修理計劃中，落實在崗位責任制中，在維護和修理中加強質(zhì)量管理，做到合理拆卸和裝配。② 封堵：應用密封技術堵住泄漏通道。③ 疏導：使結(jié)合面處不積存油，設計時要設回油槽、回油孔、擋板等疏導部件防漏。④ 均壓：可采用均壓措施來防治漏油，如機床的箱體漏油時，可在箱體上部開出氣孔，形成均壓以防止漏油。⑤ 阻尼：將通道做成犬牙交錯的各式溝槽，人為加大泄漏路程，加大液流阻力，如果阻力和壓差平衡，則可實現(xiàn)不漏(迷宮油封屬于此類)。⑥ 拋甩：如減速器安裝軸承處開有截油溝，使油不會沿軸向外流，有的設備裝有甩油環(huán)，利用離心力作用阻止油脂沿軸向泄漏。⑦ 接漏：有的部位漏油難以避免，除采用上述方法減少泄漏量外，可增設接油盤、接油杯，或流入油池，或定時清理。

(2) 熱源管理。① 油脂部件盡量遠離高溫熱體;在熱源處加裝隔離層，控制表面溫度，確保低于油脂燃點。② 加強現(xiàn)場明火管理，現(xiàn)場杜絕吸煙；電焊等高溫作業(yè)必須采取清理、隔離作業(yè)地點可燃物等措施；加強電氣設施、設備日常巡檢及溫度檢測，防止電氣設施、設備發(fā)熱、短路等隱患。③ 實行動火作業(yè)分級管理。將煤倉、藥劑庫、膠帶廊、配電室作為一級動火區(qū)域管理，執(zhí)行動火作業(yè)審批手續(xù)，安排專人監(jiān)管動火作業(yè)。膠帶廊、配電室安裝煙霧報警裝置。

(3) 電動機軸承部位危險點的管理。① 關鍵設備、重要環(huán)節(jié)安設溫度自動檢測報警裝置；② 配備紅外線溫度檢測工具，對所有設備的軸承部位進行定期檢測，發(fā)現(xiàn)超溫問題及時處理。

(4) 變壓器油使用過程危險點的管理。① 盡量選擇干式變壓器，減少變壓器油的使用，減少危險點；② 加強變壓器的巡檢，及時處理變壓器出現(xiàn)的異常情況；③ 變壓器室安裝煙霧報警裝置。

(5) 浮選藥劑使用過程中的管理。① 藥劑使用：加強藥劑庫的管理；藥劑庫嚴禁煙火；開藥劑泵時必須有專人在現(xiàn)場，對現(xiàn)場異常情況必須及時處理并匯報。② 檢查維修：加強廠房浮選藥劑罐和藥劑輸送管路、閥門的日常檢查和維修管理。

(6) 現(xiàn)場配備水基投擲式滅火瓶，應急時效果比傳統(tǒng)滅火器好。

[1]劉星魁，楊書召.煤堆自燃升溫規(guī)律與漏風特征的數(shù)值模擬[J].河南理工大學學報(自然科學版)，2015，34(5)：610-614.

[2]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.煤礦安全規(guī)程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2011.

[3]范立國.煤礦輔助運輸事故多發(fā)的原因分析及防范[J].科技與企業(yè),2013(14):15.

佘影，羅明華，張海峰.淺析煤礦井下排水系統(tǒng)引水方式[J].工礦自動化，2016,42(6)：30-32.

Hidden dangers in coal mine and their preventive measures

ZHAO Zengyu

(Yanzhou Mining Group Co., Ltd., Zoucheng 273500, China)

For usual hidden dangers in coal mine such as wear, edge tear and longitudinal tear of conveyor belt, poor automatic watering protection effect under over temperature of belt conveyor, spontaneous combustion of coal bunker and coal pile, coal bunker breakdown caused by water coal, person falling down during maintaining pit shaft, series combustion caused by poor plugging of power cable hole, locomotive transportation danger, error operation of electrical device, oil burning and so on, causes of above hidden dangers were analyzed, and corresponding preventive measures were given.

hidden danger; preventive measure; longitudinal tear of conveyor belt; spontaneous combustion; coal bunker breakdown caused by water coal; transportation safety

1671-251X(2016)06-0025-05

10.13272/j.issn.1671-251x.2016.06.007

2016-03-15；

2016-05-09；責任編輯：李明。

趙增玉(1960-)，男，山東龍口人，研究員，碩士，現(xiàn)主要從事煤礦機電管理工程技術的應用研究工作，E-mail:hjzhengyu@163.com。

TD7

A網(wǎng)絡出版時間：2016-06-01 10:24

1671-251X(2016)06-0030-0310.13272/j.issn.1671-251x.2016.06.008

趙增玉.煤礦易發(fā)安全隱患及預防措施[J].工礦自動化，2016,42(6)：25-29.