煤礦爆炸事故應(yīng)急處置與事故類別分析判定

肖 波

（國能烏海能源五虎山礦業(yè)公司，內(nèi)蒙古 烏海 016040）

2022年2月7日，寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司棗泉煤礦130203綜放工作面發(fā)生爆燃事故，造成1人死亡、8人受傷。這起事故由于發(fā)生在春節(jié)后正常上班的第一天，傷亡人數(shù)達(dá)到了9人，同時(shí)在事故快報(bào)過程中表述為煤塵爆燃，引發(fā)了社會(huì)和新聞媒體的大量關(guān)注，帶來了很大的負(fù)面影響。因此，盡快完成對(duì)事故的應(yīng)急處置、現(xiàn)場偵查并對(duì)事故類別作出正確判定，對(duì)事故的后續(xù)處置尤為重要。

1 事故發(fā)生及應(yīng)急處置

2022年2月7日14時(shí)00分，綜采一隊(duì)副隊(duì)長柴某主持召開班前會(huì)。15點(diǎn)30分左右，工作人員入井進(jìn)入工作面進(jìn)行現(xiàn)場交接班。16點(diǎn)05分左右，工作面開機(jī)后采煤機(jī)自80#架向機(jī)尾返機(jī)做機(jī)窩，當(dāng)采煤機(jī)截割至機(jī)尾處時(shí)，引發(fā)爆炸。16點(diǎn)34分左右，礦調(diào)度室接到當(dāng)時(shí)在130203綜放工作面跟面安檢員魏某象匯報(bào)，稱工作面上部發(fā)生不明原因爆炸聲響，可能有人員受傷。接到事故報(bào)告后，礦立即啟動(dòng)應(yīng)急救援預(yù)案，成立事故應(yīng)急救援指揮部展開事故救援工作；停止井下生產(chǎn)作業(yè)，全部撤出其他采掘區(qū)域工作人員；安排井上下的應(yīng)急人員、車輛、物資和外部救援處置力量到位，同時(shí)向上級(jí)公司和地方政府匯報(bào)事故情況。當(dāng)班安檢員魏某象進(jìn)行電話匯報(bào)后再次進(jìn)入工作面，發(fā)現(xiàn)部分受傷人員已下撤至機(jī)巷的進(jìn)風(fēng)流中，工作面風(fēng)量明顯減少，現(xiàn)場風(fēng)流中瓦斯、粉塵和氣體情況正常。魏某象當(dāng)即再次進(jìn)入工作面進(jìn)行檢查和搜尋。其搜尋至回風(fēng)巷口，再次向礦調(diào)度室匯報(bào)了搜尋及現(xiàn)場情況。至當(dāng)日19時(shí)04分，最后一名事故受傷人員升井，事故后續(xù)處理、調(diào)查及善后工作隨之開展。本起事故發(fā)生地點(diǎn)在13采區(qū)+929 m水平下山階段130203綜放工作面上口，如圖1、圖2所示。

圖1 事故現(xiàn)場位置

圖2 事故現(xiàn)場人員位置

在事故救援過程中，有兩名受輕微傷的職工在第一批次升井后，沒有第一時(shí)間向礦應(yīng)急救援指揮部進(jìn)行匯報(bào)，造成事故快報(bào)信息存在誤差。事故應(yīng)急救援指揮部對(duì)事故受傷人員統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的前后不一致，暴露出事故發(fā)生后應(yīng)急救援處置上更多地是將工作重點(diǎn)放在了事故現(xiàn)場的應(yīng)急救援和處置上，對(duì)出井人數(shù)沒有做到有效和及時(shí)地匯總，造成數(shù)據(jù)前后報(bào)送不一致，給事故的處理和輿情管控帶來被動(dòng)影響。

2 事故礦井和事故工作面基本情況

事故礦的井田為南北走向向南傾伏、東西兩翼對(duì)稱的碎石井背斜主體構(gòu)造，南北長13 km，東西寬平均約4 km，面積50.86 km2。礦井可采及局部可采煤層8層，核定生產(chǎn)能力8.00 Mt/a。礦井分東、西兩翼建設(shè)，采用中央斜井開拓單水平上下山開采的布置方式。

礦井水文地質(zhì)類型為中等，礦井正常涌水量410 m3/h，最大涌水量468 m3/h。礦井屬于低瓦斯礦井。正在開采的2煤經(jīng)鑒定自然發(fā)火期為46天，屬容易自燃礦井，煤塵有爆炸性。

礦井采用分區(qū)式通風(fēng)、抽出式通風(fēng)方法。礦井布置8條進(jìn)風(fēng)井筒，總進(jìn)風(fēng)量34 991 m3/min，總回風(fēng)35 509 m3/min，礦井總負(fù)壓813 Pa。

130203綜放工作面煤層平均厚度7.88 m，工作面走向長2 660 m，傾斜寬213 m。采用膠帶巷進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)巷回風(fēng)的全負(fù)壓通風(fēng)方式。工作面設(shè)計(jì)風(fēng)量為1 995 m3/min，實(shí)際配風(fēng)量在2 100 m3/min左右。工作面于2020年6月20日開始回采，截至事故發(fā)生時(shí)剩余走向587 m。

3 事故調(diào)查及現(xiàn)場勘查

3.1 燃爆事故初步判定

經(jīng)現(xiàn)場勘查，130203綜放工作面可以確認(rèn)發(fā)生過燃爆事故。在對(duì)事故工作面勘查過程中，發(fā)現(xiàn)有明顯的爆炸沖擊波破壞痕跡、爆炸高溫產(chǎn)生的燒蝕痕跡。其中：回風(fēng)巷繞道的2組正反向風(fēng)門被完全摧毀，風(fēng)門掉落；風(fēng)門門扇遭到損壞和破壞；回風(fēng)巷內(nèi)的隔爆水棚被完全摧毀；回風(fēng)巷內(nèi)的大型設(shè)備被吹翻，小型設(shè)備大部分被破壞；回風(fēng)巷超前段監(jiān)控通信線纜存在明顯的燒蝕現(xiàn)象[1]，如圖3～圖6所示。

圖3 回風(fēng)巷繞道風(fēng)門被沖擊波完全破壞

圖4 監(jiān)控線路被沖擊波吹斷和燒蝕痕跡

圖5 回風(fēng)巷內(nèi)隔爆水棚被沖擊波完全摧毀

圖6 回風(fēng)巷內(nèi)施工卸壓鉆孔的臺(tái)車被沖擊波吹倒

3.2 爆炸中心的初步判定

（1）事故傷者情況

據(jù)調(diào)查了解，事故的死者馬某川倒臥在前刮板運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾與回風(fēng)隅角煤壁之間的空隙中；在124、123和122號(hào)液壓支架處工作的邵某忠、馬某剛和劉某兵受傷較嚴(yán)重；從121號(hào)液壓支架往下至113號(hào)支架間的5人受傷相對(duì)較輕；110號(hào)液壓支架往下的作業(yè)人員均未受傷。

（2）現(xiàn)場勘查

①130203回風(fēng)巷內(nèi)監(jiān)測監(jiān)控線纜從回風(fēng)隅角沿回風(fēng)流方向向外，線纜的破斷、破壞和燒蝕情況逐漸減弱?；仫L(fēng)巷內(nèi)打設(shè)的單體支柱外表面呈現(xiàn)迎風(fēng)流方向粉塵致密膠結(jié)在表面的現(xiàn)象。

②工作面125號(hào)支架前梁（采煤機(jī)上滾筒處）上的線纜燒蝕和破斷最為嚴(yán)重，前梁上掛了一只損壞剩余鞋跟的膠靴底和一片棉質(zhì)工作服碎片，如圖7、圖8所示。

圖7 單體柱迎風(fēng)面粉塵膠結(jié)和線纜燒蝕情況

圖8 液壓支架上殘留線纜、膠靴底和工作服碎片

③采煤機(jī)上滾筒底部留存有一個(gè)疑似40L乙炔瓶罐底座和少部分瓶體，瓶體疑似為受到爆炸破裂而至，有較為清晰的爆炸破裂斷口痕跡[2]，如圖9、圖10所示。

圖9 采煤機(jī)上滾筒底部殘留罐體

圖10 殘留罐體破裂斷口痕跡

④工作面122、123、124、125號(hào)液壓支架大立柱的表面朝向采煤機(jī)上滾筒方向均有焦?fàn)钗锔街?，且焦?fàn)钗锍氏虿煽諈^(qū)方向流動(dòng)的痕跡。

圖11 液壓支架大立柱表面附著的焦?fàn)钗?/p>

⑤經(jīng)調(diào)取工作面85號(hào)液壓支架上的視頻監(jiān)控，可以很清楚地看到，爆炸是從機(jī)尾逆風(fēng)流向機(jī)頭傳播。

圖12 85號(hào)液壓支架視頻監(jiān)控爆炸瞬間畫面

綜上調(diào)查和現(xiàn)場勘查結(jié)果，初步判定爆炸中心位于采煤機(jī)上滾筒與上巷煤壁之間位置。

4 爆炸事故類別分析

4.1 調(diào)查情況

（1）根據(jù)調(diào)取的130203綜放工作面85號(hào)液壓支架視頻監(jiān)控可以清楚地看到，在事故發(fā)生時(shí)，工作面前部刮板輸送機(jī)、采煤機(jī)均處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

（2）根據(jù)調(diào)查掌握的情況，130203工作面只在夜班組織對(duì)運(yùn)輸順槽底鼓段進(jìn)行爆破起底作業(yè)，工作面內(nèi)沒有爆破作業(yè)，爆炸點(diǎn)現(xiàn)場也未發(fā)現(xiàn)有爆炸物品、爆破線等殘留。

（3）經(jīng)調(diào)取130203綜放工作面及回風(fēng)流中甲烷傳感器在爆炸前的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，風(fēng)流中甲烷濃度均未超過1%的報(bào)警值，且風(fēng)流正常。

（4）根據(jù)查閱的資料顯示：一般工業(yè)乙炔（40L）爆炸的威力是死亡半徑12 m，重傷半徑40 m，本次爆炸所造成的人員傷害比較符合一般工業(yè)乙炔爆炸的威力范圍[3]。

4.2 現(xiàn)場勘查

（1）根據(jù)現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，在初步判斷的爆炸中心遺留有存在明顯爆炸破裂斷口痕跡的疑似40L乙炔瓶殘?bào)w，如圖9、圖10所示。

（2）根據(jù)現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，爆炸中心遺留的40L乙炔瓶殘?bào)w內(nèi)的填料（乙炔瓶內(nèi)需要填充由活性炭、木屑、浮石以及硅藻土等合制而成的多孔性填料）存在明顯的燃燒痕跡。

（3）根據(jù)現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，在130203綜放工作面回風(fēng)巷超前支護(hù)段有多處采用氣割作業(yè)的痕跡，如圖13、圖14所示。

圖13 40升乙炔瓶殘?bào)w內(nèi)燃燒過的填料

圖14 回風(fēng)巷超前支護(hù)段氣割作業(yè)痕跡

綜上調(diào)查了解和現(xiàn)場勘查結(jié)果，初步判定本次事故是由乙炔瓶受外力破壞，泄露的乙炔氣體被點(diǎn)燃爆炸所導(dǎo)致。

5 煤塵局部爆燃的可能性排除

5.1 調(diào)查情況

（1）根據(jù)調(diào)取事故前130203工作面粉塵傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，在爆炸事故發(fā)生前，工作面風(fēng)流中粉塵濃度達(dá)不到爆炸的下限。

（2）根據(jù)調(diào)取爆炸事故發(fā)生時(shí)工作面第85號(hào)液壓支架的視頻監(jiān)控顯示，爆炸火光只持續(xù)了一次，時(shí)長不超過7秒，未出現(xiàn)二次爆炸現(xiàn)象。

（3）根據(jù)調(diào)取13采區(qū)回風(fēng)巷中未受到破壞的一氧化碳傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可以看到，在130203綜放工作面發(fā)生爆炸后10分鐘內(nèi)，傳感器在2秒鐘內(nèi)一氧化碳濃度曾達(dá)到過8 ppm，然后迅速下降為0，與煤塵參與爆炸后產(chǎn)生大量一氧化碳的特征不符。

5.2 現(xiàn)場勘查

（1）現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，初步判斷的爆炸中心點(diǎn)回風(fēng)側(cè)的單體支柱、巷壁上未出現(xiàn)煤塵爆炸所特有的皮渣或粘塊[4]。

（2）現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，130203綜放工作面液壓支架間存在較嚴(yán)重的煤塵堆積現(xiàn)象，未發(fā)現(xiàn)這些煤塵參與爆炸的跡象，如圖15、圖16所示。

圖15 爆炸點(diǎn)回風(fēng)側(cè)單體支柱表面

圖16 液壓支架間堆積的煤塵

（3）現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，初步判斷的爆炸中心點(diǎn)朝向122、123、124和125號(hào)液壓支架的方向，在煤壁和液壓支架上有大量的焦?fàn)钗锍噬⑸洹⒉灰?guī)則和片狀附著。根據(jù)在現(xiàn)場周邊發(fā)現(xiàn)的多個(gè)高分子注漿材料桶內(nèi)存在呈完整塊狀類似焦?fàn)钗铮约俺醪脚袛嗟谋ㄖ行狞c(diǎn)回風(fēng)側(cè)無此類焦?fàn)钗锔街那闆r來判斷，這些焦?fàn)钗锸潜ㄖ行狞c(diǎn)附近存放的桶裝高分子注漿材料受爆炸的高溫、高壓和沖擊波影響，濺射到附著物上燒蝕而造成，而不是煤塵爆炸所產(chǎn)生[5]，如圖17、圖18所示。

圖17 125號(hào)液壓支架頂梁上焦?fàn)钗?/p>

圖18 123號(hào)支架處高分子材料桶內(nèi)的類似焦?fàn)钗?/p>

6 事故原因初步分析及事故類別

事故原因?yàn)?30203綜放工作面中班在采用采煤機(jī)對(duì)上端頭進(jìn)行巷道破底時(shí)，采煤機(jī)滾筒截齒割破乙炔瓶，泄露的乙炔氣體與產(chǎn)生的火花接觸所導(dǎo)致的爆炸事故。

通過對(duì)事故原因的判定，可以判定事故類別為煤礦其他類事故。

7 結(jié)語

通過棗泉煤礦130203綜放工作面發(fā)生爆燃事故后的應(yīng)急處置和事故調(diào)查分析的真實(shí)案列，實(shí)證了煤礦生產(chǎn)安全事故發(fā)生后，應(yīng)急救援預(yù)案得到及時(shí)、正確的啟動(dòng)和實(shí)施，各專業(yè)組能迅速進(jìn)入應(yīng)急工作狀態(tài)，是事故救援能否取得成功的基礎(chǔ)保障。事故發(fā)生后如何開展正確的應(yīng)急救援處置、事故現(xiàn)場勘查、對(duì)事故類別的分析和判斷，是及時(shí)處置事故的前置保證，其作用意義重大。