我國煤礦瓦斯事故的發(fā)生規(guī)律分析

李元超

（潞安環(huán)能股份公司常村煤礦，山西 長治 046102）

0 引言

我國是世界上重要的煤炭大國，其中煤炭儲量約占世界煤炭總儲量的46%，產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的38%。煤炭作為我國重要的戰(zhàn)略資源，對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步同樣發(fā)揮著重要作用，并且未來較長一段時間內(nèi)，煤炭在一次能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)體系中仍將占有5成以上的比例。然而，煤礦安全問題一直制約著我國煤炭工業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展，尤其煤礦瓦斯事故，如瓦斯爆炸、瓦斯窒息和煤與瓦斯突出等，其發(fā)生頻率和強(qiáng)度隨著煤礦開采深度的增加明顯增大，成為我國煤炭深部開采戰(zhàn)略的主要威脅之一。

煤層中的瓦斯主要以吸附態(tài)和游離態(tài)儲存于煤層孔隙、裂隙等缺陷中，從不同角度對煤礦瓦斯事故進(jìn)行分析對于認(rèn)識和預(yù)防事故的發(fā)生具有重要意義。基于此，本文從事故發(fā)生的原因、事故的地域分布特點、年份和月份統(tǒng)計規(guī)律對瓦斯事故做了進(jìn)一步的研究和分析，為有針對性防治瓦斯事故的發(fā)生和保證煤礦的安全生產(chǎn)提供借鑒。

1 瓦斯事故發(fā)生的機(jī)理

煤礦開采過程中，井下的瓦斯事故主要包括瓦斯突出、瓦斯爆炸和燃燒、瓦斯中毒和窒息等形式。

相關(guān)統(tǒng)計資料顯示，瓦斯爆炸事故與其它類型的瓦斯事故相比，分別占瓦斯事故總數(shù)和瓦斯事故死亡總?cè)藬?shù)的51%和64%，是最為主要的瓦斯事故。這主要是由于瓦斯爆炸事故具有突發(fā)性、偶然性等特點，爆炸沖擊波的影響范圍大，并且還會引起相關(guān)次生災(zāi)害。另外，煤與瓦斯突出事故作為主要的煤巖動力災(zāi)害之一，發(fā)生次數(shù)雖然較少，但是在深部高地應(yīng)力、復(fù)雜構(gòu)造應(yīng)力、高溫高濕、高開采擾動等條件下極易誘發(fā)煤與瓦斯突出事故，對其有效防治顯得尤為重要。

瓦斯爆炸必須同時具備是瓦斯?jié)舛?、氧氣和點火源三個條件。煤礦正產(chǎn)生產(chǎn)過程中，必須給作業(yè)人員提供足夠的氧氣，巷道、回采工作面等工作場所的氧氣濃度明顯符合瓦斯爆炸的氧氣濃度要求。因此，可從降低井下瓦斯?jié)舛?、禁止明火等點火源等方面預(yù)防瓦斯爆炸事故的發(fā)生。

瓦斯突出的主要原因是煤層中的瓦斯壓力過大，受開采擾動等的影響，瓦斯突然釋放而引起的煤與瓦斯突出現(xiàn)象。關(guān)于煤與瓦斯突出致因的假說主要有地應(yīng)力假說、瓦斯作用假說、綜合作用假說等。胡千庭等人根據(jù)以上假說提出了煤與瓦斯突出的力學(xué)作用致災(zāi)機(jī)制，認(rèn)為煤與瓦斯突出是一個循序漸進(jìn)的階段性過程，如圖1所示。因此，可從降低煤層中瓦斯壓力和增加煤層的透氣性等方面預(yù)防瓦斯突出事故的發(fā)生。

圖1 煤與瓦斯突出的力學(xué)作用過程

2 瓦斯事故規(guī)律分析

2.1 地域分布特點

我國的煤炭資源不僅儲量豐富，而且分布范圍廣泛，煤層賦存條件復(fù)雜多樣，其中45%以上的煤層為高瓦斯或具有煤與瓦斯突出危險性的煤層，尤其在超過800m的深部開采礦井中，近50%為具有煤與瓦斯突出危險性的煤層。深部開采的瓦斯事故比淺部開采的瓦斯事故多且強(qiáng)度大，是我國瓦斯事故的縱向地域分布特點。

我國的瓦斯事故也存在明顯的南北地域分布的差異。如表1所示，北方地區(qū)的山西、山東、新疆以及東三省等省份煤礦瓦斯事故相對較多，南方地區(qū)的貴州、云南、湖南、四川和重慶等省份瓦斯事故最多，并且南方地區(qū)的瓦斯事故要明顯多于北方地區(qū)。其中，與其它省份相比貴州省的瓦斯事故起數(shù)和死亡人數(shù)最多，主要由于貴州地區(qū)的礦井多為急傾斜煤層的小型礦井，進(jìn)行瓦斯抽采等防治措施的施工難度大，煤礦整體裝備和人員技術(shù)水平落后，井下瓦斯實時監(jiān)測力度不夠，井下瓦斯出現(xiàn)超限問題時不能及時進(jìn)行處理，極易造成瓦斯爆炸等事故。

另外，根據(jù)瓦斯事故的死亡人數(shù)，按照2007年國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局的規(guī)定，可將事故劃分為一般事故（死亡1～2人）、較大事故（死亡3～9人）、重大事故（死亡10～29人）和特別重大事故（死亡大于30人）。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，一般事故中瓦斯事故所占比例最大的是湖南、四川和重慶三省份，較大事故中瓦斯事故所占比例最大的是湖南和貴州，重特大事故中瓦斯事故所占比例最大的是在山西、貴州和云南，尤其山西省的重特大瓦斯事故的死亡人數(shù)占總死亡人數(shù)的比例高達(dá)87%。

表1 2008～2017年各省煤礦瓦斯事故統(tǒng)計

2.2 時間統(tǒng)計規(guī)律

1）按年份統(tǒng)計。從國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局的相關(guān)數(shù)據(jù)對2008～2017年我國煤礦瓦斯事故起數(shù)和死亡人數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計分析。如圖2所示，我國煤礦瓦斯事故起數(shù)與瓦斯事故死亡人數(shù)的變化規(guī)律基本一致，基本維持在25%（事故死亡人數(shù)約占總死亡人數(shù)的比例）和10%左右（事故起數(shù)約占煤礦總事故數(shù)的比例）；瓦斯事故死亡人數(shù)占總死亡人數(shù)的比例有所下降，但是所占的比例較高，2013年接近35%；瓦斯事故數(shù)所占總事故數(shù)的比例在2014年之后呈現(xiàn)出遞增趨勢。由此可見，瓦斯事故一直是煤礦安全生產(chǎn)的主要因素，對其預(yù)防和控制顯得尤為重要。

圖2 按年份統(tǒng)計的瓦斯事故數(shù)及死亡人數(shù)及占比

2）按月份統(tǒng)計。如圖3所示為按照月份統(tǒng)計的2008～2017年我國瓦斯事故起數(shù)和死亡人數(shù)。其中，3、4、5、11、12 月是瓦斯事故的高峰期，1、2、7、8月最低。主要原因，1、2月份是農(nóng)歷的春節(jié)放假，井下作業(yè)人員數(shù)量減少，并且煤炭生產(chǎn)放緩，發(fā)生煤礦事故的可能性較??；由于冬季煤炭的消耗，3、4、5月份煤礦生產(chǎn)開始進(jìn)入高峰期，瓦斯事故也隨著增多；8、9月份處于夏季，煤炭需求量減少，生產(chǎn)放緩；11、12月份是完成全年產(chǎn)量的集中時間段，為了加快完成煤炭產(chǎn)量，放松了安全生產(chǎn)的警惕，瓦斯事故發(fā)生的可能性大大增加，尤其重特大瓦斯事故更容易發(fā)生。

圖3 按月份統(tǒng)計的瓦斯事故數(shù)及死亡人數(shù)

4 結(jié)論

1）在不同種類的瓦斯事故中，瓦斯爆炸事故由于具有突發(fā)性、偶然性且爆炸沖擊波的影響范圍大、容易引起相關(guān)次生災(zāi)害等特點，分別占瓦斯事故總數(shù)和瓦斯事故死亡總?cè)藬?shù)的51%和64%，是最為主要的瓦斯事故。另外，煤與瓦斯突出事故作為主要的煤巖動力災(zāi)害之一，發(fā)生次數(shù)雖然較少，但是在深部高地應(yīng)力、復(fù)雜構(gòu)造應(yīng)力、高開采擾動等條件下誘發(fā)煤與瓦斯突出事故的可能性大大增加。

2）我國的瓦斯事故也存在明顯的南北地域分布的差異。其中，北方地區(qū)的山西、山東、新疆以及東三省等省份煤礦瓦斯事故相對較多，南方地區(qū)的貴州、云南、湖南、四川和重慶等省份瓦斯事故最多，其中，貴州省瓦斯事故發(fā)生最為頻繁，山西省瓦斯事故主要為重特大瓦斯事故。

3）從時間統(tǒng)計方面，2008～2017年我國煤礦瓦斯事故起數(shù)和死亡人數(shù)一直處于較高的水平，事故死亡人數(shù)約占總死亡人數(shù)的比例在25%左右，事故起數(shù)約占煤礦總事故數(shù)的比例在10%左右；另外，年初和年終是瓦斯事故高發(fā)的時間段，因此，為保證煤礦安全生產(chǎn)要加強(qiáng)該時間段內(nèi)的瓦斯監(jiān)測力度。