淺談煤礦瓦斯爆炸原因分析與防治措施

摘 要：本文從分析煤礦發(fā)生瓦斯爆炸災害事故的原因及特點著手，介紹了預防和控制瓦斯爆炸災害事故的技術措施及發(fā)展趨勢，說明瓦斯爆炸事故的防治是煤礦安全工作的一項系統(tǒng)工程，必須放在安全工作的首位，才能使瓦斯爆炸事故及其他災害事故大幅度減少。

關鍵詞：瓦斯爆炸、原因分析、控制措施、發(fā)展趨勢

在煤炭開采過程中，瓦斯爆炸、煤塵爆炸、煤與瓦斯突出、中毒、窒息礦井火災、透水、頂板冒落等多種災害事故時有發(fā)生。在這些事故中尤以瓦斯爆炸造成的損失最大，從每年的事故統(tǒng)計中來看，煤礦發(fā)生一次死亡10人以上的特大事故中，絕大多數(shù)是由于瓦斯爆炸，約占特大事故總數(shù)的70%左右，為此，瓦斯稱為煤礦災害之王。因此，分析瓦斯爆炸原因，制訂防治措施，十分重要。

1.瓦斯爆炸原因分析

1.1瓦斯爆炸特點

根據多年對煤礦瓦斯爆炸事故統(tǒng)計分析，可以發(fā)現(xiàn)有如下一些特點：①瓦斯爆炸多為大事故；②事故地點多發(fā)生在采煤與掘進工作面；③瓦斯爆炸造成的破壞波及范圍大；④多為火花引爆；⑤高瓦斯礦井、低瓦斯礦井均有發(fā)生；⑥瓦斯爆炸多發(fā)生在鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦。

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，但總的來說，主要與自然因素、安全技術手段、安全裝備水平、安全意識和管理水平等有關，發(fā)生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所導致的。

1.2.1煤礦開采條件差

我國煤礦井下開采條件普遍較差，據統(tǒng)計，全國國有重點煤礦共有580處礦井進行了瓦斯等級鑒定，其中高瓦斯礦井160處，低瓦斯礦井298處，煤與瓦斯突出礦井122處；有自然發(fā)火礦井372處，占64%，有煤塵爆炸危險礦井427處，占73.6% 。

1.2.2瓦斯積聚的存在

煤礦井下造成瓦斯積聚的原因很多，但主要有通風系統(tǒng)不合理和局部通風管理不善是瓦斯積聚的主要原因。如近幾年發(fā)生幾起特大瓦斯爆炸事故中，主要是因通風系統(tǒng)不合理，存在風流短路、多次串聯(lián)和循環(huán)風，造成供風地點風量不足，而引起瓦斯積聚；另外還有因局部通風機安裝位置不當、風筒未延伸到供風點或脫落引起供風點有效風量不足，而造成瓦斯積聚引起爆炸。

1.2.3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。但放炮和電器設備產生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。據統(tǒng)計在多起特大瓦斯爆炸事故中，有大部分是由放炮產生的火花引爆的；電器設備及電源線電火花引起爆炸的也占相當一部分比例。

1.2.4裝備不足、管理不落實

礦井安全裝備配置不足，“先抽后采，監(jiān)測監(jiān)控，以風定產”方針未得到完全落實。經過特大瓦斯事故處理調查后得知，有的礦井沒有安裝瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)或運行不正常，有的礦井雖安裝有監(jiān)控系統(tǒng)，但因傳感器數(shù)量不足、安裝位置不對、線路存在故障、顯示器不顯示數(shù)據等問題，不能有效發(fā)揮其應有的作用。此外鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦發(fā)生的特大瓦斯事故都沒有裝備瓦斯抽放系統(tǒng)或抽放系統(tǒng)不能有效運行，監(jiān)控系統(tǒng)也不能有效發(fā)揮作用。

1.2.5管理水平低

許多事故分析發(fā)現(xiàn)，違章操作或管理不當而造成了一些本可避免的事故，但未引起重視，最終釀成特大瓦斯爆炸事故。因此，管理水平和職工的安全意識對于煤礦的長期安全生產非常重要。

1.2.6企業(yè)技術管理薄弱

一些煤礦企業(yè)由于采煤方法落后，引起礦井采掘布置不合理，通風系統(tǒng)不完善，此外，作業(yè)規(guī)程編制不符合實際，針對性不強，給安全生產帶來了嚴重隱患。

2.控制瓦斯爆炸事故的技術措施

瓦斯爆炸事故的防治可分為預防爆炸和抑制爆炸。預防爆炸主要有：優(yōu)化通風網絡及通風系統(tǒng)，防治瓦斯積聚，進行瓦斯抽放，加強瓦斯?jié)舛群突鹪幢O(jiān)測，防止點火源的出現(xiàn)等；抑制爆炸主要采用隔爆抑爆裝置將瓦斯爆炸限制在一定范圍內，從而減少人員傷亡和災害事故所造成的損失。

2.1瓦斯爆炸事故的預防措施

2. 1 .1煤礦瓦斯抽放技術

1）我國國有煤礦高瓦斯和瓦斯突出礦井占總礦井數(shù)的46%。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，同時也是開發(fā)利用瓦斯能源、保護大氣環(huán)境的重要手段。如鶴礦集團南山煤礦利用抽放瓦斯進行供部分城市居民使用燃氣，取得了可觀的經濟效益和社會效益。

2）為提高瓦斯抽放率，目前主要需解決長鉆孔定向鉆進技術，包括測斜、糾偏技術；提高單一低透氣性煤層的抽放率；研制鉆進能力更強的鉆機具；完善和提高擴孔技術、排渣技術、造穴技術和封孔技術；開發(fā)新的瓦斯抽放技術及設備。

3）瓦斯抽放方法有本煤層抽放、鄰近層抽放和采空區(qū)抽放等；抽放工藝有順層長鉆孔、大直徑鉆孔、地面鉆孔、頂板巖石和巷道鉆孔等。并研制出與之相配套的強力鉆機及配套機具，ZY-300型鉆機、ZY-750型鉆機等。此外已研制出多種抽放泵及配套的監(jiān)控系統(tǒng)和儀表等，大大提高了瓦斯抽放量和抽放率，使安全環(huán)境得到進一步改善。

4）利用多分支羽狀適用技術，解決低滲煤層瓦斯治理問題，以提高抽采率。

5）煤礦瓦斯治理也應該與煤層氣產業(yè)化緊密結合。

2.1.2礦井瓦斯?jié)舛燃盎鹪幢O(jiān)測技術

礦井瓦斯?jié)舛燃盎鹪吹膶崟r自動監(jiān)測對于防止瓦斯爆炸非常重要，當發(fā)現(xiàn)瓦斯異?；蛴谢鹪串a生，立即采取措施可防止爆炸事故的發(fā)生。

鶴礦集團下屬各礦井全部安裝了KJ2000N型號礦井安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)，并具有如下功能：

①礦井環(huán)境和工況參數(shù)實時監(jiān)控；②主要通風機在線監(jiān)測；③巷道火災實時監(jiān)測；④礦井瓦斯抽放實時監(jiān)測；⑤沖擊地壓實時監(jiān)測；⑥煤與瓦斯突出實時監(jiān)測；⑦煤層自然發(fā)火實時監(jiān)測；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化水平，防止了許多事故的發(fā)生。

2.1.3井下火源防治

對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的防治措施，除炸藥安全性檢驗、電器防爆檢驗、摩擦火花檢驗外、還需防止火源與瓦斯積聚在同時同地點出現(xiàn)，如放炮時檢測瓦斯?jié)舛?，采用風電閉鎖、瓦斯電閉鎖等措施。另外加強明火的管理，嚴格動火制度，消除引爆瓦斯的火源。

2.1.4優(yōu)化通風網絡及通風系統(tǒng)合理可靠的通風系統(tǒng)是防止瓦斯事故和控制災害擴大的重要措施，為此，瓦斯防治工程與采掘工程，必須同時設計，超前施工，同時投入使用。

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，當瓦斯爆炸發(fā)生后，依靠預先設置的裝置可以阻止爆炸的傳播，限制火焰的傳播范圍，主要有被動式隔爆水袋棚、隔爆巖粉棚裝置。

被動式隔爆水袋棚、隔爆巖粉棚因成本低、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。具有適應性強，安裝、拆卸和移動方便的特點。

3.結語

瓦斯爆炸事故的防治是煤礦安全工作的一個系統(tǒng)工程，除了完善可靠的安全裝備和采取有效的措施外，還應加強安全管理和安全監(jiān)督，重視員工安全意識的培養(yǎng)。只有把安全放在首位，認真落實瓦斯治理的“十二字”方針，健全各項規(guī)章制度，合理加大安全投入，瓦斯爆炸事故及其他災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。

作者簡介：

李宇恒，畢業(yè)于黑龍江科技大學，大學本科學歷，助理工程師，現(xiàn)任黑龍江龍煤鶴崗礦業(yè)公司振興煤礦通風區(qū)副區(qū)長。endprint