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關鍵詞:瓦斯 爆炸 防治 措施
2004年10月20日,河南省鄭州煤炭工業集團有限責任公司(簡稱鄭煤集團公司)大平煤礦發生一起特大型煤與瓦斯突出引發的特別重大瓦斯爆炸事故,造成148人死亡,32人受傷(其中重傷5人),直接經濟損失3935.7萬元。大平煤礦隸屬于鄭煤集團公司,位于登封市與新密市交界處(鄭州市西南60 km)。大平煤礦四證(即:采礦許可證、煤炭生產許可證、營業執照、礦長資格證)齊全。1982年開始建井,1986年建成投產。礦井原設計生產能力60萬噸/年。2000年至2001年進行了礦井通風系統、提升系統改造,2003年礦井核定生產能力130萬噸/年,2004年1-9月份累計生產原煤96萬噸。礦井為立井單水平上下山開拓方式,采用抽出式混合通風方式。當時有2個生產采區,2個準備采區,2個掘進采區。布置有2個采煤工作面, 5個煤巷掘進工作面,3個巖巷掘進工作面。 2003年瓦斯等級鑒定為高瓦斯礦井。煤塵具有爆炸性。煤層自燃發火期為2-6個月。井下建立有局部瓦斯抽放系統。礦井安裝有KJ90安全監控系統。
一、煤與瓦斯突出事故簡況
2004年10月20日22時09分, 21軌道下山巖石掘進工作面(距地表垂深612m)發生特大型延期性煤與瓦斯突出,突出煤巖量為1894 t,瓦斯量約25萬m3。當班為掘進班,放炮員領有炸藥和雷管,但在事故后清理的現場卻沒有發現炸藥和雷管,即在現場清理突出物過程中沒有發現炸藥或雷管;專家組與技術組在突出現場勘察時,發現該工作面的炸藥箱內沒有炸藥。說明炸藥和雷管已用于放炮。突出的上一班是噴漿班,但據現場勘察,巷道壁錨噴的末端(即圖中的錨桿處)到突出孔洞的距離尚有1~1.5 m未錨噴新巖壁,表明這是當班放炮的進尺。
二、瓦斯爆炸事故簡況
2004年10月20日22時40分,在西大巷與11軌道石門交匯點附近的西大巷內,架線電機車取電弓與架線的電火花引發瓦斯爆炸。 爆炸波及范圍為礦井西翼進風系統,13、15、11、21四個采區和礦井西翼回風系統。
瓦斯爆炸的原因:
1、局部通風設施管理混亂, 21巖石下山回風聯絡巷堆積物料,并有帶有通風口的風墻,加大了突出瓦斯逆流,逆流到西大巷新鮮風流中的瓦斯達到爆炸濃度,由架線電機車取電弓與架線產生的電火花,引發了瓦斯爆炸。
2、瓦斯突出與瓦斯爆炸有31分鐘的間隔時間,應急處置措施不當,沒有按照事故應急預案要求,對瓦斯波及區域實施停電措施 。
3、技術管理、安全責任不落實,重生產輕安全。
通過以上分析我們不難發現這是一起特大型煤與瓦斯突出引發瓦斯爆炸的責任事故。
三、瓦斯爆炸的條件
我們知道瓦斯爆炸必須同時具備下列三個條件,缺一不可。
(1)瓦斯濃度——瓦斯與空氣混合,按體積計算瓦斯濃度達5%~16%時具有爆炸性。
(2)點燃瓦斯的火源——引爆火源溫度為650~750℃且火源存在時間大于瓦斯爆炸感應期。
(3)空氣中氧氣的含量——在空氣與瓦斯混合氣體中,如果氧氣含量低于12%,混合氣體就會失去爆炸性。
礦井瓦斯爆炸的防治主要從如下三個方面進行考慮,即防止瓦斯超限與積聚,防止瓦斯引燃和防止瓦斯爆炸事故的擴大。
1、防治瓦斯積聚的措施
1)加強通風管理
通風是防止瓦斯積聚的主要措施。礦井通風要做到有效穩定和連續不斷地向井下各用風地點輸送足夠的新鮮空氣,以保證及時排除和沖淡礦井瓦斯和礦塵,使井下各處的瓦斯濃度符合《煤礦安全規程》的要求,這是防止礦井瓦斯爆炸事故的可靠保證。
2)加強瓦斯檢查與檢測
井下瓦斯狀況的檢查和監測是判斷和預測井下瓦斯狀況、采取防范措施和處理措施的依據;隨時檢查和監測煤礦井下通風、瓦斯狀況是礦井安全管理的主要內容。它可以及時發現瓦斯超限和積聚,從而采區處理措施使事故消滅在萌芽狀態。
3)及時處理局部積聚的瓦斯
礦井瓦斯積聚是發生瓦斯事故的物質基礎,要及時處理。所謂局部瓦斯積聚是指瓦斯濃度超過2%,其體積超過0.5m3的現象。
生產過程中容易形成局部瓦斯積聚的地點有:采煤工作面的上隅角,頂板冒落的空洞內,綜采機、綜掘機附近,低風速巷道中的頂板附近,停風的獨頭,綜放工作面放煤口等,及時處理局部瓦斯積聚的瓦斯是日常管理中的重要內容。
4)瓦斯抽放
利用通風的方法,封閉和堵塞不能解決局部瓦斯積聚時,可建立移動式抽放泵站或地面抽放系統。
2、防止瓦斯引燃
防止瓦斯引燃的原則是井下消滅火源,嚴格管理和控制熱源。主要措施有:
1)防止明火。嚴禁任何人攜帶引火物下井,井下嚴禁吸煙;減少漏風,防止煤層自燃發火,加強火區管理;消滅一切高溫火源。
2)防止電火花。完善井下電器設備“三大保護”( 過流保護、漏電保護、接地保護);使用防爆性能良好的電器設備;消滅電纜接頭的“雞爪子、羊尾巴和明接頭”;檢修電氣設備不準帶電作業;推廣使用供電閉鎖和超前切斷電源的控制設備。
3)防爆破引燃瓦斯。按《規程》有關規定裝藥爆破,炮眼必須充足炮泥,嚴禁淺眼、明火爆破和一次裝藥分次爆破,嚴格執行“一炮三檢”和“三從聯鎖爆破制度”。
4)防止機械摩擦、沖擊火花。禁止使用磨鈍的截齒;截槽內噴霧灑水等,隨著煤礦機械化成度的不斷提高和鋼鐵化支架的發展,以及提升運輸方面的跑車撞車等,防止機械火花顯得日益重要。
3、防止瓦斯爆炸事故的擴大
井下一旦發生瓦斯爆炸,應使災害波及范圍局限在盡可能小的區域內,減輕傷害和損失,主要應做好以上工作:
1)編制災害預防和處理計劃
礦井每年初都要編制有針對性的、切實可行的災害預防和處理計劃,每季度根據礦井變化的情況進行修訂和補充,并且組織所有入井職工認真學習、貫徹,使每個入井人員都能了解和熟悉一旦發生瓦斯爆炸時的撤出和躲避路線與地點。每年由礦長組織一次實戰演習。
2)安設安全裝置
①安設防爆門(防爆井蓋)。
安裝主要通風機的出井口必須安裝防爆門(防爆井蓋),防爆門(防爆井蓋)每6個月檢修1次。當井下發生瓦斯爆炸時,爆炸沖擊波將防爆門(防爆井蓋)沖開釋放能量,從而保護主要通風機免遭破壞。
②安設反風設施
生產礦井主要通風機必須裝有反風設施,并能在10min內改變巷道中的風流方向;風流方向改變后,主要通風機的供給風量不應小于正常供風量的40%。每季度應至少檢查1次反風設施,每年應進行1次反風演習;礦井通風系統有較大變化時,應進行1次反風演習。
③安設隔爆設施
隔爆設施是根據瓦斯或煤塵爆炸時所產生的沖擊波與火焰的速度差的原理設計的。爆炸時產生的沖擊波在前,可使隔爆設施動作,將隨后而來的火焰撲滅、隔住,從而使爆炸范圍不再擴大。井下可設置水棚,巖粉棚進行隔爆,我國新進研制出了自動隔爆裝置。
④佩戴自救器
【關鍵詞】煤礦瓦斯;爆炸危害;控制措施
1 瓦斯的性質及特點
礦井瓦斯是各種氣體的混合物,其成分是很復雜的,它含有甲烷、二氧化碳、氮和數量不等的重烴以及微量的稀有氣體等,但主要成分是甲烷。因此,習慣上所說的礦井瓦斯就是指甲烷而言。
1.1瓦斯(通常指甲烷CH4)是一種無色、無味、無臭的氣體、在標準狀態(溫度為0℃、大氣壓力為101325Pa)下,瓦斯密度為0.7168Kkg/m3,相對密度為0.554。由于瓦斯較輕,故常積聚在巷道的頂部、上山掘進面及頂板冒落空洞中。
1.2瓦斯微溶于水,在20℃、101.3kPa條件下,溶解度為3.5L/100L水。瓦斯的擴散性很強,擴散速度是空氣的1.34倍,會很快的在空氣中擴散。
1.3 瓦斯本身無毒,但不能供人呼吸。瓦斯不助燃,但與空氣混合達到一定濃度后,遇到高溫火焰時能夠燃燒或爆炸。
1.4 礦井瓦斯是成煤過程中的一種伴生產物。古代植物遺體在形成泥炭過程中,由于厭氧菌的作用,植物的纖維質破分解、發酵,逐漸生成腐植酸和瀝青質,同時生成瓦斯;此后,在煤的炭化變質過程中,隨著化學成分和結構的變化,泥炭轉變成褐煤、煙煤和無煙煤,同時繼續有大量瓦斯伴隨生成。在長期的地質年代里,由于地層變動造成的斷裂和裂隙,部分瓦斯逸散到大氣中去,另一部分則被保存在煤體和圍巖之中。
2 礦井瓦斯主要危害
礦井瓦斯是一種有害氣體。當井下空氣中瓦斯濃度較高時,會相對地降低空氣中的氧氣濃度,使人窒息;另外,當瓦斯與空氣混合達到一定濃度時,遇火就能燃燒或爆炸,嚴重影響和威脅礦井生產安全,一旦形成災害事故,會給國家財產和職工生命造成巨大損失;瓦斯是礦井六大自然災害之首。
2.1 瓦斯爆炸的危害主要表現在以下5個方面。
2.1.1 爆炸產生高溫
試驗研究表明,當瓦斯濃度為9.5%時,爆炸產生的瞬間溫度可達1850~2650℃。這樣高的溫度,不僅會燒傷人員、燒壞設備及燒壞煤炭資源,還可能點燃木材、支架和煤塵,引起井下火災和煤塵爆炸事故,擴大災情。
2.1.2 爆炸產生高壓
經實驗和理論計算,瓦斯爆炸后的氣體壓力是爆炸前的7~10倍。氣體壓力的驟然增大,將形成強大的沖擊波(每秒幾百米或幾千米)向前沖擊,從而推倒支架、損壞設備、使巷道或工作面頂板坍塌和人員傷亡,使礦井遭受嚴重破壞。
2.1.3 爆炸產生大量有害氣體
瓦斯爆炸后,不僅氧減少而且會產生大量有害氣體。據分析,瓦斯爆炸后的氣體為:O26%~10%、N282%~88%、CO28~4%、C04%~2%。而當空氣中一氧化碳濃度達到0.4%時,人就會中毒死亡;當氧氣濃度減少到10%~12%時,人就會失去知覺窒息而死。統計表明,在瓦斯、煤塵爆炸事故中,死于一氧化碳中毒的人占總死亡人數的70%以上。因此,強調入井人員佩帶自救器是非常必要的。
2.1.4 爆炸產生正向沖擊
瓦斯爆炸產生的高溫、高壓使爆源附近的氣體以極大的速度向四周擴散,在所經過的路程上形成威力巨大的沖擊波現象,稱為正向沖擊(也稱進程沖擊)。正向沖擊由于是高溫、高壓氣流,因此,能造成人員傷亡、巷道和設施破壞,還能揚起大量煤塵使之參與爆炸,從而造成更大的破壞,還可點燃坑木或其他可燃物而引起火災。
3 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
3.1 優化通風網絡及通風系統,防治瓦斯積聚,進行瓦斯抽放,加強瓦斯濃度和火源監測,防止點火源的出現等。
3.2 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。
3.3 加強通風管理,使井下各地點瓦斯濃度都不超過規定,是防止瓦斯積聚、爆炸的一項極為重要的和有效的措施:
3.1.1建立合理、完善的通風系統要做到穩定、連續的向井下所有用風地點供風,并保持足夠風量。
3.1.2實行分區通風各水平、各采區(面)都要有單獨的回風道,使污濁風流直接進入采區回風道或礦井總回風道,而不得串入其他釆掘工作面。
3.1.3及時建筑和管理好通風構筑物對風門、風橋、擋風墻、凋節風窗等,要保證規格質量,并應經常檢查維修,以保持完好,還應根據需要,及時調量。
3.1.4加強局部通風管理,掘進工作面采取壓入式通風,風筒出口按規定接到工作面,及時沖淡瓦斯的涌出。
3.4 調整通風系統, 巷道貫通后要及時調整通風系統,嚴防風流短路或風量不足引起瓦斯積聚。加強和搞好礦井瓦斯管理是防止瓦斯爆炸的關鍵環節,必須做到以下幾點:
3.4.1建全機構,完善制度,要有適應通風瓦斯管理要求的組織機構和一支專業隊伍,配足瓦斯檢查人員;還必須建立一套較完善的瓦斯檢查與管理制度及相應的獎懲規定,并認真執行。
3.4.2強化現場瓦斯檢查,要求瓦斯員在低瓦斯礦井中,每班至少檢查2次,高瓦斯礦井中每班至少3次檢查,有煤與瓦斯突出危險的采堀工作面及瓦斯涌出較大、變化異常的采掘工作面,必須有專人經常檢查,并安設甲烷斷電儀。 防止和及時發現、處理局部瓦斯積聚,嚴禁超限作業。
3.4.3嚴格執行區域巡回檢查瓦斯和檢查次數的規定;控制各處風流瓦斯濃度及超限時必須采取相應措施的規定;停電檢修或臨時停工停風必須采取排放瓦斯措施的規定;“一炮三檢”、“三人連鎖放炮”和巷道貫通以及盲巷管理的規定等都必須嚴格遵守。
3.5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,主要有被動式隔爆棚和自動抑爆裝置。
3.5.1被動式隔爆棚。隔爆巖粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、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。
3.5.2自動式抑爆裝置。使用壓力或溫度傳感器,在爆炸發生時探測爆炸波,及時將預先放置的水、巖粉、N2 . CO2等噴灑到巷道中,從而達到抑制爆炸火焰傳播的目的。如ZGB-Y型自動隔爆裝置采用高壓氮氣引射消焰劑,能將爆炸限制在距爆源40-60m之內;YBW-1型無電源觸發式抑爆裝置,適合安裝在距爆源20-45m的巷道中;ZYB-S型自動產氣式抑爆裝置采用實時產氣原理,當傳感器接收到燃燒或爆炸火焰時,觸發氣體發生器快速產生的高壓氣體噴灑消焰劑,抑制火焰的傳播。
4 結束語
瓦斯爆炸事故的防治是煤礦安全工作的一個系統工程,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督,重視員工安全意識的培養。只有把安全放在首位,認真落實瓦斯治理的“先抽后采、監測監控、以風定產”十二字方針,健全各項規章制度,建立“通風可靠、抽采達標、監控有效、管理到位”的瓦斯治理工作體系,合理加大安全投入,瓦斯爆炸事故及其它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。
關鍵詞:煤礦安全;瓦斯事故;瓦斯地質影響因素;事故防治
1、礦井瓦斯事故防治措施
1.1建立瓦斯安全管理機制瓦斯是導致瓦斯爆炸事故發生的物質源,作為引發事故的主要物質因素而存在,為了預防和控制瓦斯爆炸事故的發生,實現安全系統工程中的本質安全,做好瓦斯安全管理工作是控制瓦斯爆炸事故的重要前提。首先,消除瓦斯爆炸的物質危險源。最大限度地抽放瓦斯,抽出開采煤層、鄰近煤層和采空區等瓦斯源中的瓦斯,減少井下瓦斯涌出量,是提前預防和控制瓦斯事故的根本措施,可實現瓦斯環境中采煤本質上的安全。對于局部聚集的瓦斯,可采用隔離法、分支通風法、引風法等措施來隔離或者吹散巷道內聚集的瓦斯,保障生產安全。其次,建立健全可靠的通風系統。強化通風的安全管理,保證整個礦井和井下各個工作面上都有足夠的風量,有效、穩定和連續不斷,保持足夠的風速,足以用來稀釋工作面的瓦斯和驅散涌出的瓦斯,這是防止瓦斯聚積含量超限,避免瓦斯爆炸事故發生最根本和最有效的措施。因此,要求礦井必須擁有完善的通風系統,按要求為井下提供足夠的風量。最后,建立礦井瓦斯監測系統。配置安全技術裝備供瓦斯檢測人員對整個礦井井下的瓦斯含量進行監測,每次監測都要如實地反映出現場的瓦斯變化情況,并將監測結果及時填寫在記錄本和瓦斯日報表上,通知現場工作人員。如果有瓦斯積聚超限的異常狀況,應及時采取措施,使之達到安全要求,真正做到及時發現及時改變,杜絕瓦斯事故的發生。
1.2建立火源安全管理機制
引爆火源的特征源主要有電氣火花、放炮火源、摩擦撞擊、吸煙明火等,火源安全管理應包括明火、電火花、放炮火花等的管理。因此,應從以下四方面加強管理:
(1)加強礦井用電安全管理。用于井下的電氣設備必須進行防爆檢測,合格后才能使用;井下電纜接頭不準留有明接頭,對電纜經常檢查,防止漏電,設置漏電保護器;礦燈必須經檢驗合格后方可使用,如在井下發生損壞,嚴禁在井下打開電池盒或自行修理。
(2)加強礦井用火安全管理。嚴禁在井下吸煙和生火取暖。瓦斯泵房及附近20 m以內不許存在明火。在井下不準進行電焊和氣焊等焊接作業,如確實需要則必須嚴格執行報批手續。
(3)加強井下放炮的安全管理。井下作業時要對火藥和雷管進行嚴格管理,實行審批使用程序。嚴禁簡化放炮程序、放明炮及明電放炮、多母線放炮、違規填充炮泥、反向爆破、一次裝藥多次爆破、使用巖石炸藥爆破等。
(4)加強摩擦撞擊的安全管理。
2、建立瓦斯預防制度
2.1 加強通風、監控裝備投入,確保通風、監控裝備完好運行,積極引進新的通風、瓦斯防治技術和瓦斯抽放設備,進行礦井通風技術創新,從源頭上防止瓦斯超限。
關鍵詞:瓦斯爆炸;原因分析;控制措施;發展趨勢
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,從每年的事故統計中來看,煤礦發生一次死亡10人以上的特大事故中,絕大多數是由于瓦斯爆炸,約占特大事故總數的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,制訂防治對策,顯得特別重要。
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計分析,可以發現有如下一些特點:①瓦斯爆炸多為大事故;②事故地點多發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、低瓦斯礦井均有發生;⑥瓦斯爆炸多發生在鄉鎮煤礦;⑦基建、技改礦井和轉制礦井瓦斯爆炸事故多發。
1.2事故原因分析
煤礦發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,據統計,2000年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,但主要有通風系統不合理和局部通風管理不善是瓦斯積聚的主要原因。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中,有22起主要是因通風系統不合理,存在風流短路、多次串聯和循環風,造成供風地點風量不足,而引起瓦斯積聚;有9起主要是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;有2起事故主要是因停電停風而引起瓦斯積聚;有1起是盲巷積聚的瓦斯被引爆。
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。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中,有16起是由放炮產生的火花引爆的;有15起事故是由電器設備及電源線電火花引爆的。
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,監測監控,以風定產”方針未得到完全落實。如2005年發生的41起特大瓦斯事故中,有的礦井沒有安裝瓦斯監控系統或運行不正常,有的礦井雖安裝有監控系統,但因傳感器數量不足、安裝位置不對、線路存在故障、顯示器不顯示數據等問題,不能有效發揮其應有的作用。此外鄉鎮煤礦發生的特大瓦斯事故都沒有裝備瓦斯抽放系統或抽放系統不能有效運行,監控系統也不能有效發揮作用。如內蒙古烏海市烏達區巴音賽煤焦有限責任公司某井雖安裝了瓦斯監控系統,但在其實際開采區域卻并沒有瓦斯傳感器,而造成特大瓦斯事故的發生,死亡16人。
1.2.5管理水平低
許多事故分析發現,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企業技術管理薄弱
一些煤礦企業由于采煤方法落后,引起礦井采掘布置不合理,通風系統不完善,此外,作業規程編制不符合實際,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:優化通風網絡及通風系統,防治瓦斯積聚,進行瓦斯抽放,加強瓦斯濃度和火源監測,防止點火源的出現等;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,同時也是開發利用瓦斯能源、保護大氣環境的重要手段。如皖北煤電集團公司祁東煤礦利用抽放瓦斯進行發電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,如MK型長鉆孔鉆機和ZSM順層強力鉆機等。此外已研制出多種抽放泵及配套的監控系統和儀表等,大大提高了瓦斯抽放量和抽放率,使安全環境得到進一步
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化緊密結合起來。
2.1.2礦井瓦斯濃度及火源監測技術
礦井瓦斯濃度及火源的實時自動監測對于防止瓦斯爆炸非常重要,當發現瓦斯異常或有火源產生,立即采取措施可防止爆炸事故的發生。我國目前開發了KJ90.KJ92.KJ94.KJ95.KJ73.KJ66等型號的礦井安全監控系統,以及各類檢測傳感器、報警儀和斷電儀。已有多個礦井安裝了礦井安全綜合監控系統,并具有如下功能:①礦井環境和工況參數實時監控;②主要通風機在線監測;③巷道火災實時監測;④礦井瓦斯抽放實時監測;⑤中擊地壓實時監測;⑥煤與瓦斯突出實時監測;⑦煤層自然發火實時監測;⑧瓦斯爆炸或燃燒實時監測;⑨礦井電網監測等多種功能。監控系統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,如放炮時檢測瓦斯濃度,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優化通風網絡及通風系統
合理可靠的通風系統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,主要有被動式隔爆棚和自動抑爆裝置。
1)被動式隔爆棚。隔爆巖粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、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。目前研制的XGS型和KYG型隔爆棚,具有適應性強,安裝、拆卸和移動方便的特點。
2)自動式抑爆裝置。使用壓力或溫度傳感器,在爆炸發生時探測爆炸波,及時將預先放置的水、巖粉、N2.CO2等噴灑到巷道中,從而達到抑制爆炸火焰傳播的目的。如ZGB-Y型自動隔爆裝置采用高壓氮氣引射消焰劑,能將爆炸限制在距爆源40-60m之內;YBW-1型無電源觸發式抑爆裝置,適合安裝在距爆源20-45m的巷道中;ZYB-S型自動產氣式抑爆裝置采用實時產氣原理,當傳感器接收到燃燒或爆炸火焰時,觸發氣體發生器快速產生的高壓氣體噴灑消焰劑,抑制火焰的傳播。
關鍵詞:煤礦瓦斯;危害;治理措施
中圖分類號: X752文獻標識碼: A
在進行煤礦采掘時,由于改變了煤巖的受力情況,使開采區由于采空結構壓力減小,周圍煤層中的瓦斯氣體在其質力的作用下向采掘巷道游移,隨著瓦斯流出,煤體里面的瓦斯壓力下降,這就破壞了原有的平衡。一部分吸附瓦斯將解吸轉化為游離瓦斯并涌出,隨著采掘工作的不斷擴展,煤體和圍巖受采的影響的范圍不斷擴大,瓦斯動平衡破壞的范圍不斷擴展,所以瓦斯能長時間地持續從煤體中釋放出來。
一、瓦斯爆炸的危害
瓦斯爆炸時會產生三個致命因素:高壓、高溫和有害氣體。(1)高壓。瓦斯爆炸后的爆炸壓力約爆炸前的10倍,在高壓作用下會損壞設備,甚至會引起塌方。(2)高溫。在自由狀態下,產生的溫度高達1850℃在封閉狀態下,產生的高溫可達2650℃。瓦斯爆炸產生的高溫將燒傷人員、燒壞設備,還會引起火災事故。(3)有害氣體。瓦斯爆炸后生成大量有害氣體,其中一氧化碳約占2%-8%,會造成人員的大量傷亡(CO達到0.4%時,人就會中毒死亡)。
二、煤礦瓦斯防治技術及存在的主要問題
1.煤礦瓦斯防治技術。(1)礦井瓦斯涌出量預測。預測瓦斯涌出量的方法目前有兩種: 礦山統計法是根據礦井以往生產中獲得的大量相對瓦斯涌出量和開采深度的數據,按統計規律預測深部水平的瓦斯涌出量; 瓦斯含量法采取相對瓦斯涌出量等于分量之和的方法。(2)瓦斯抽放技術。采用巷道抽放系統將瓦斯排至地面或回風巷道的安全地點。(3)瓦斯爆炸預防。防止瓦斯爆炸的技術措施包括防止瓦斯積聚、防止瓦斯引燃和防止瓦斯事故擴大三個方面,前兩者是預防瓦斯爆炸的根本措施。(4)瓦斯監測監控系統。在井下布置瓦斯監測監控系統進行瓦斯監測,以便及時采取有效措施加以處理,防止瓦斯事故的發生。
2.煤礦瓦斯防治存在的主要問題。(1)我國大多數煤礦自然條件差,瓦斯、火災、頂板來壓等自然災害多,國有煤礦中,高瓦斯及突出礦井約占50%,有煤塵爆炸危險的礦井超過70%。(2)目前,我國中小型煤礦技術裝備水平相對較低,尤其是大量的鄉鎮煤礦依然采用較為原始的開采方式,極易引發事故。(3)瓦斯治理專業技術人員相對緊缺,尤其在中小型煤礦,工人在瓦斯治理方面的專業技能較為匱乏。(4)瓦斯事故的理論研究、預測預報及治理措施研究相對滯后。目前還尚未完全掌握煤與瓦斯突出的機理,不能對瓦斯突出等災害進行準確的預測預報。(5)礦井瓦斯抽采效果不甚理想,瓦斯抽采利用的激勵機制和政策有待進一步完善。(6)部分煤礦從業人員法制觀念淡薄,經常進行違章、違法生產和操作,導致瓦斯事故頻發。
三、預防煤礦瓦斯事故的對策措施
可燃物的燃燒,必須具備相應的條件,首先要有足夠的溫度,使可燃物達到著火點,其次要有足夠的可燃物濃度,第三還要有助燃物體,瓦斯本身是易燃易爆氣體,在自然的煤炭開采情況下,瓦斯空氣混合氣體中的氧氣濃度達到瓦斯爆燃的濃度,瓦斯自燃爆炸事故就可能發生。
1.建立煤礦瓦斯監控預測系統。針對我國煤礦安全管理水平相對落后、瓦斯事故頻繁發生的現狀,通過建立煤礦瓦斯監測監控系統,實現井下瓦斯濃度、風速、負壓等參數及主要機電設備的開停狀態的動態監測,使煤礦管理人員實時掌握井下安全情況,尤其是瓦斯超限情況,從而及時予以處置。
2.防止瓦斯積聚。(1)加強通風管理。建立一個較好的礦井通風系統,是防止礦井發生煤礦瓦斯爆炸和煤礦瓦斯窒息事故的可靠保證。因此,瓦斯礦井必須做到通風系統合理、通風構筑物可靠、風流穩定,有足夠的風量和風速,避免串聯通風、避免循環通風。若是特殊情況要采用串聯通風的必須符合《煤礦安全規程》的規定。(2)及時處理局部積聚的瓦斯。對于容易積聚瓦斯的地點應采取加強通風等有效措施,沖淡和排出瓦斯。(3)抽放瓦斯。合理布置瓦斯抽放系統,預先降低瓦斯涌出量。(4)及時檢查瓦斯濃度和通風狀況。對于重點監測工作面,必須安排專人進行瓦斯檢查,并安設瓦斯自動報警斷電設備及地面監測監控裝置。
3.防止瓦斯引燃。(1)嚴禁攜帶點火工具等入井; 禁止在井下使用電爐等設備; 禁止拆卸礦燈; 嚴禁明火作業。(2)采用供電閉鎖裝置和超前切斷電源設備。采掘工作面的電氣設備和局部通風機必須裝有延時風電閉鎖裝置。高瓦斯采掘工作面必須安裝瓦斯自動檢測報警斷電裝置。(3)嚴格檢查機電設備的防爆性能。正確選型、安裝和使用煤礦井下電氣設備,經常檢查和維修使之處于完好狀態,防止電氣設備故障引燃瓦斯。(4)防止機械摩擦產生火花。(5)在有瓦斯或煤塵爆炸危險的煤層中進行采掘工作,必須使用煤礦安全炸藥和瞬發雷管。
4.優化煤礦瓦斯抽放技術。瓦斯抽放方法主要包括煤層瓦斯采前預抽,卸壓鄰近層瓦斯邊采邊抽、采空區瓦斯先采后抽、地面抽放及綜合瓦斯抽放。通過改進鉆孔抽放工藝參數和提高煤層透氣性,可以提高瓦斯抽采效率。利用定向鉆井技術可以在開采中的煤礦鉆井抽取瓦斯,也可以在尚未開采的煤田鉆井抽取瓦斯。定向鉆井采集瓦斯的原理同傳統方法一樣,但傳統方法只用豎井穿到煤層進行采集,而橫向井順著煤層的走勢大大增加了采集面積,因而提高了效率。
5.加強安全管理制度及安全培訓。(1)加強礦井安全生產管理制度。確保煤礦的生產運作能夠到達安全、規范的標準,就要對煤礦的安全管理進行強化,建立、健全安全生產管理制度,促使所有工作人員能夠嚴格按照安全生產管理制度進行煤礦生產作業。(2)加強安全培訓。煤礦企業應嚴格用工制度,建立健全考核、培訓、持證上崗制度; 加強特殊工種的專業知識和技能培訓; 將理論學習和實用技術培訓有機結合,加強崗位技術練兵和技術比武,全面提高職工的專業知識和技能水平。
6.加大安全投入,扎實推進瓦斯治理工作。(1)加大對瓦斯治理的安全投入。按照一定的標準提取瓦斯治理專項資金用于瓦斯治理,對此資金要嚴格管理,必須做到專款專用。(2)積極推廣應用先進適用的煤礦瓦斯治理新技術、新工藝和新裝備,提升礦井安全裝備水平和技術保障能力。
7.采用防爆電氣設備,采用先進的防暴電氣設備,保證設備運行產生的熱能,不能夠達到引爆瓦斯的能力,對工作中容易產生熱量的設備進行安全隔離,保證其工作安全。加大對熱源設備工作場所的通風量,保證設備周圍瓦斯含量低于可燃含量。對煤礦的弱電設備,盡可能采用低電壓、低電流設備,使其產生的熱量不至于引起瓦斯爆燃。做好基礎防范工作的同時,加強人員安全教育,提高安全防范意識和安全防范能力,不斷加大新技術、新設備的投入,利用傳感遙控技術和計算機控制系統進行井下瓦斯監控,及時發現安全隱患,防止瓦斯事故發生。
四、結語
總之,瓦斯防治工作是煤礦安全工作的重中之重,必須建立完善的管理制度并嚴格執行,在適當的范圍內能夠增加安全投入,增強職工的瓦斯治理安全意識,加強通風管理,切實做到抽采達標,同時采取全過程、全方位的瓦斯綜合治理措施,并通過不斷研究探索,提高防范和治理效果,只有認真做好這方面的工作,才能使煤礦安全、高效地生產。
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關鍵詞:煤礦;安全管理;瓦斯防治
【中圖分類號】 P57 【文獻標識碼】 B 【文章編號】 1671-1297(2012)07-0183-02
建國以來全國煤礦共發生死亡百人以上事故22起,其中瓦斯煤塵事故20起;2005年全國煤礦企業發生死亡事故3341起,死亡5986人,頂板事故占事故總起數的54.6%,死亡人數占34.66%,瓦斯與頂板事故起數、死亡人數均占總數的70%左右;某典型礦自建礦以來發生各類事故造成輕、重傷及死亡人數276人。對于上述各起事故調查分析發現,煤礦安全管理的松馳是事故發生最重要的原因之一,而且這些事故的發生是有規律可循的,只要引起重視,通過主觀努力加強管理,絕大部分事故是可以避免的。
一 安全管理
1.必須堅持安全第一,不安全不能生產
煤礦對安全生產有特殊要求,煤礦的效益對安全生產有特殊要求。煤礦的效益主要來自于煤炭生產,如果沒有安全保證,生產煤炭就是一句空話。事實上,一個煤炭企業安全生產的情況如何,必須會影響企業的效益。企業發生事故總要或多或少造成經濟損失和傷亡,還要花費一定的人力、物力、財力和時間去處理。這本身就是直接的經濟損失。安全生產對煤礦至關重要。要搞好安全生產,必須從基礎工作入手,狠抓管理,從嚴要求,從嚴把關,從嚴考核,從嚴獎懲。只要堅持嚴字當頭,認真強化安全管理,能逐步掌握安全生產的主動權,杜絕事故的偶然而走向成功的必然。
2.嚴格遵守規程,依法進行管理
安全管理的目的,是為了預防安全事故的發生,提高生產效率和經濟效益。而要實現這個目的,就必須嚴格遵守規程,依法管理。《煤礦三大規程》是煤礦企業的瑰寶,是廣大職工在長期與大自然搏斗的實踐中,不斷探索、總結出來的符合客觀實際的科學規律和科學程序,也是煤礦企業員工進行安全生產管理的行動指南。實踐證明,只要是嚴格遵守規程進行工作的,就能夠保證安全。如果不嚴格遵守規程,就違背了客觀規律,生產中也就容易出安全事故。為加強安全生產管理,我們還必須嚴格遵守《煤礦三大規程》、《礦山安全生產法》以及煤礦企業的各項安全生產管理制度等,切實做到依法管理。
3.落實安全責任,強化安全意識
管理就是一種責任。安全第一責任人,首先要明確自己所承擔的安全責任。各級安全第一責任人必須對本部門的安全生產工作和安全生產目標負全面責任,要對本企業、本部門、本單位的人員人身安全、家庭安全、集體安全以及社會安全高度負責。廣大職工要形成下級對上級逐級負責制,建立“四級包保”安全體系。“四級包保”即:個人包保班組、班組包保區隊、區隊包保企業、企業包保公司。企業安全管理者要逐步完善上級對下級的安全生產責任追究和考核制度。在安全生產工作中,安全第一責任人是安全管理的靈魂;廣大職工是安全生產的執行者。因此,落實安全責任,強化安全意識,安全第一責任人必須起模范帶頭作用,安全生產執行者必須自覺落實安全第一責任人的安全管理指令。
4、加強安全教育培訓、業務技能,提高人員素質,搞好隊伍建設。提高人員素質是安全生產管理的要求,是搞好隊伍建設的基礎,是單位整體發展的需要。加強有針對性的培訓,通過多樣化的培訓形式,把職工安全知識、安全技術水平、業務能力與職工個人業績考核相結合,與激勵機制相結合,使管理人員及職工達到較高的業務水平、較強的分析判斷和緊急情況處理能力,使廣大職工把安全作為工作、生活中的“第一需求”,實現安全工作“要我安全我要安全我懂安全我會安全”的思想觀念。
二 瓦斯事故的預防措施
1.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,同時也是開發利用瓦斯能源、保護大氣環境的重要手段。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;開發新的瓦斯抽放技術及設備。瓦斯抽放方法有本煤層抽放、鄰近層抽放和采空區抽放等;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。目前已研制出多種抽放泵及配套的監控系統和儀表等,大大提高了瓦斯抽放量和抽放率,使安全環境得到進一步改善。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。煤礦瓦斯治理應該與煤層氣產業化緊密結合起來。
2.礦井瓦斯濃度及火源的實時自動監測對于防止瓦斯爆炸非常重要,當發現瓦斯異常或有火源產生,立即采取措施可防止爆炸事故的發生。我國目前開發了KJ90. KJ92.KJ94. KJ95. KJ73. KJ66等型號的礦井安全監控系統,以及各類檢測傳感器、報警儀和斷電儀。很多礦井安裝了礦井安全綜合監控系統,監控系統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生。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,如放炮時檢測瓦斯濃度,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。
3.優化通風網絡及通風系統
2013年3月29日21時56分,吉林省吉煤集團通化礦業集團公司八寶煤業公司(以下簡稱“八寶煤礦”)發生特別重大瓦斯爆炸事故,造成36人遇難、12人受傷,直接經濟損失4708.9萬元。4月1日,該礦擅自違規安排人員入井施工密閉,10時12分又發生瓦斯爆炸事故,造成17人死亡、8人受傷,直接經濟損失1986.5萬元。前后共造成53人死亡,20人受傷。這是一起本來可以避免傷亡的事故,但是在關鍵時刻,關鍵人物在權衡財產和生命的重量時,迷失了方向,觸碰了“發展決不能以犧牲人的生命為代價”這條紅線。
接二連三的瓦斯爆炸
八寶煤礦采用立井開拓,共有5個井筒,發生事故前有5個生產采區(其中1個綜采區和4個水采區),事故采區為-416采區。
第一次爆炸
2013年3月28日16時左右,-416采區附近采空區發生瓦斯爆炸,該礦采取了在-416采區-380石門密閉外再加一道密閉,以及新構筑-315石門密閉兩項措施。
第二次爆炸
29日14時55分,-416采區附近采空區發生第二次瓦斯爆炸,新構筑密閉被破壞;-416采區-250石門一氧化碳傳感器報警,該采區人員撤出。通化礦業公司總工程師寧連江、副總工程師陳維良接到報告后,趕赴八寶煤礦,研究決定在-315、-380石門以及東一、東二、東三分層順槽施工5處密閉。16時59分,寧連江、陳維良帶領救護隊員和工人,到-416采區進行密閉作業。
第三次爆炸
19時30分左右,-416采區附近采空區發生第三次瓦斯爆炸,作業人員慌亂中撤至井底(其中有6名密閉工升井,堅決拒絕再冒險作業)。
以上3次瓦斯爆炸事故均發生在-416采區的-4164東水采工作面上區段采空區,未造成人員傷亡。第三次爆炸后,該礦不僅沒有按規定上報并撤出作業人員,而且仍然繼續在該區域施工密閉。21時左右,井下現場指揮人員強令施工人員再次返回實施密閉施工作業。
第四次爆炸
21時56分,事故采空區發生第四次瓦斯爆炸,該礦才通知井下停產撤人并向政府有關部門報告,此時全礦井下共有367人,共有332人自行升井和經救援升井。截至3月30日13時左右,井下搜救工作結束,事故共造成36人死亡。但當時,通化礦業公司為逃避國家調查,在明知井下死亡人數達到35人的情況下(之后有1名傷員在醫院死亡),隱瞞了7名遇難人員不報,只上報了28人。
“3·29”事故搜救工作結束后,鑒于井下已無人員,且災情嚴重,吉林省政府和國家安全監管總局工作組要求吉煤集團聘請省內外專家,對井下災區進行分析,制定安全可靠的滅火方案,并決定未經省人民政府同意,任何人不得下井作業。
第五次爆炸
2013年4月1日7時50分,八寶煤礦監控人員通過傳感器,發現井下-416采區一氧化碳濃度迅速升高,通化礦業公司常務副總經理王升宇違抗省政府指令,擅自決定派人員下井作業。9時20分,通化礦業公司駐礦安監處長王玉波和王清發分別帶領救護隊員下井,到-400大巷和-315石門實施掛風障措施,以阻擋風流,控制火情。10時12分,該區附近采空區發生第五次瓦斯爆炸,此時共有76人在井下作業,第五次爆炸又造成17人死亡、8人受傷。
至此,前后4天發生5次爆炸,共造成53人死亡,20人受傷。
事故原因和主要教訓
經詢問有關當事人、查閱有關資料和監控系統記錄,分析事故搶險救援報告、遇難人員尸檢報告,事故調查組認定事故的直接原因是:八寶煤礦忽視防滅火管理工作,措施嚴重不落實,-4164東水采工作面上區段采空區漏風,煤炭自燃發火,引起采空區瓦斯爆炸,爆炸產生的沖擊波和大量有毒有害氣體造成人員傷亡。
這起事故也暴露出八寶煤礦諸多安全管理問題。
安全發展理念不牢固
該企業重生產、輕安全,沒有牢固樹立以人為本、安全第一、生命至上的安全發展理念,沒有落實《煤礦礦長保護礦工生命安全七條規定》,沒有把礦工的生命安全放在第一位。在井下連續發生爆炸,災情逐步惡化時,首先考慮到的不是保護礦工生命安全,而是考慮怎樣減輕損失、保全礦井,逾越了“發展決不能以犧牲人的生命為代價”這條紅線。
安全技術管理不到位
八寶煤礦開采急傾斜、自燃煤層,防滅火方案缺乏科學論證。該礦采用采后封閉注惰氣方法,防止煤層自燃發火,-416采區屬急傾斜煤層(傾角55°),上下區段采空區相通,造成上部的老采空區漏風,客觀上增加了采空區防火工作的難度。八寶煤礦沒有采取灌漿措施,僅在封閉采空區后注過一次氮氣,沒有根據采空區氣體變化情況及時補充注氮。由于-250石門密閉質量不合格,出現裂隙、漏風,造成向-315至-250階段的采空區漏風,引發采空區煤炭自燃。該礦-416采區也沒有按設計設置防火門,為處置火區埋下隱患。沒有認真研判一氧化碳監測數據變化,分析發火趨勢和征兆。更重要的是,集團公司及煤礦防滅火工作的指導思想和工作原則,就是加快推進,認為在自燃發火期內采完封閉就沒事了,沒有體現“防止萬一”的技術原則。
應急處置不科學
該礦在井下出現險情時冒險蠻干,且有令不行、有禁不止。在連續發生3次瓦斯爆炸的情況下,仍然不按照規程要求制定方案、科學處置。沒有選擇在較遠的進風石門打密閉,而是選擇在更加靠近爆炸點附近的危險區域施工密閉。第3次瓦斯爆炸后,現場作業人員已經撤離危險區、部分工人拒絕繼續冒險作業,但該礦違反《煤礦安全規程》第528條“密閉的火區中發生爆炸密閉墻被破壞時,嚴禁派救護隊恢復密閉墻或探險,應在較遠的距離重新建造密閉”的規定,現場指揮人員又強令工人返回危險區域繼續作業,并從地面再次調人入井冒險作業。在沒有充分準備施工材料、設備的情況下,安排大量人員同時施工5處密閉,延長了作業時間,致使人員長時間滯留危險區。面對井下隨時可能發生爆炸的危險,一味地盡量縮小封閉區域,目的就是不影響工作面正常生產。在“3·29”事故搶險救援工作結束后,通化礦業公司置政府指令于不顧,在4月1日又組織76人到井下實施掛風障措施,結果發生第5次瓦斯爆炸,造成17人死亡,這是典型的有令不行、有禁不止。同時,這兩次爆炸事故遇難人員中,有9名通化公司、八寶煤礦管理人員和26名救護隊員,在應急處置時為什么還要帶頭冒險作業?為什么還要帶頭違反《煤礦安全規程》等法律法規?
蓄意瞞報謊報事故
“3·29”瓦斯爆炸事故發生后,通化礦業公司主要負責人在明知井下死亡人數達到35人(之后有1名傷員在醫院死亡)的情況下,卻向政府報告并通過新聞媒體“3·29”事故共造成28人死亡、13人受傷。在吉林省委、省政府多次強調核查遇難人數,向社會公布遇難礦工名單的情況下,吉煤集團通化公司作為一家國有重點煤礦企業,依然蓄意瞞報。經進一步調查,八寶煤礦2012年曾發生5起事故,共造成6人死亡,均通過私下向死者家屬賠償和偽造死亡證明的方式,隱瞞了事故,充分暴露出其存在僥幸心理,以及對社會監督的輕視、對法律的蔑視,性質極其惡劣。如果2012年通化公司八寶煤礦如實報告了事故,采取措施加強安全管理,2013年也許就能避免發生重特大事故;如果“3·29”事故發生后,該礦如實報告事故,嚴格執行政府指令,“4·1”事故也許就不會發生。
監管監察不到位
監管監察部門面對中央企業、國有大集團的非法違法生產建設行為,有時犯有“軟骨病”,執法軟弱無力,怕字當頭,嚴重損害了國家和政府的權威。八寶煤礦經過改擴建,2010年12月生產能力由120萬t/a提高到180萬t/a。2011年12月,吉林省能源局違反《關于進一步加強煤礦建設項目安全管理的通知》“改擴建煤礦項目投產后5年內不得通過能力核定來提高生產能力”的規定,批復該礦生產能力由180萬t/a提高到300萬t/a。八寶煤礦據此部署了5個采區、5個采煤工作面、24個掘進工作面,但是受煤層開采條件制約,實際生產能力達不到300萬t/a的水平。這也客觀上造成了通化公司和八寶煤礦在應急處置時,怕大面積封閉火區,造成其他采區停產,進一步影響煤礦產量和效益。所以制定滅火方案時,首先考慮的是盡量縮小封閉區域、不影響其他采區生產。
事故帶來的啟示與思考
前車之覆、后車之鑒,各相關部門及煤礦企業應深刻吸取八寶煤礦連續發生兩起同類型的重特大事故的慘痛教訓,加強和改進煤礦安全生產工作。
牢牢堅守安全生產紅線
要牢固樹立以人為本、安全第一、生命至上的安全發展理念,牢固樹立正確的政績觀和業績觀,認真實施安全發展戰略,堅持發展以安全為前提和保障,堅守“發展決不能以犧牲人的生命為代價”這條紅線,嚴格落實《煤礦礦長保護礦工生命安全七條規定》。長期來講,企業沒有安全,就沒有效益、就沒有發展。八寶煤礦為減少損失,縮小封閉火區范圍,但發生重特大事故后,不僅造成職工生命財產損失,也因最終采取注水滅火,導致了全礦井長期的停產,得不償失。
全面普查煤礦隱蔽致災因素
2005年以來,全國累計取締非法煤礦5.4萬處,關閉各類小煤礦1.6萬余處,遺留了大量采空區,且缺少技術資料。老窯、采空區的積水、瓦斯積聚等問題,給生產煤礦留下了嚴重安全隱患。據不完全統計,在煤礦重大事故中,與地質條件有關的占80%。八寶煤礦就是因為采空區瓦斯爆炸,造成重大人員傷亡的。《國務院辦公廳關于進一步加強煤礦安全生產工作的意見》已經明確要求全面普查煤礦隱蔽致災因素,各有關方面一定要嚴格落實。
提高事故應急處置能力
八寶煤礦處置井下火區時違規施工密閉、強令工人冒險作業、現場應急組織混亂的沉痛教訓刻骨銘心,也從側面暴露了煤礦企業應急處置水平低下的問題。煤礦企業要加強應急隊伍建設,加大應急投入,配備必要的應急物資、裝備和設施,制定和完善應急預案,一旦發現險情或發生事故,要嚴格按照有關規程、規范和應急預案,以安全可靠的原則進行應急處置,安全有力有效地組織施救,嚴禁違章指揮、嚴禁冒險作業、嚴禁盲目施救。
及時如實上報事故和險情
煤礦發生事故和險情后,要及時向地方政府及有關部門報告,這既是國家法律法規的要求,也是有效控制險情、減少損失的途徑。一個企業不可能具備處置各種險情的經驗和能力,也沒有政府強大的人力資源和設施設備。及時向政府報告事故,政府可以根據事故和災害情況聘請專家參與救援,科學制定救援方案,確保救援安全;可以從其他企業和單位調動設備和材料,全力支持救援,提高救援效率。八寶煤礦“3·29”事故前,井下連續發生3次瓦斯爆炸,都沒有上報,自己盲目冒險進行處置,最終釀成了特別重大事故。
Abstract: In recent years, the state has intensified efforts in coal safety management, and requires safety assessment and evaluation for coal mine. Coal mine safety assessment is an innovative method to manage coal mine production safety, is a reform of safety management and work method under market economy condition and is also an important step to achieve safety production. This paper mainly adopts Accident Tree Analysis(ATA) method to comprehensively evaluate the gas disaster in the mine and proposes rectification measures according to the risk factors.
關鍵詞: 安全評價;瓦斯災害;事故樹分析法
Key words: safety assessment;gas disaster;ATA
中圖分類號:TD712 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)22-0074-02
0 引言
安全評價是一個生產過程中的靜態概念,評價的深層次涵義在于指出該礦井安全工作的指導性方向,以便更有針對性的進行有效的和可持續性的安全工作。
評價所依據的法律法規、標準規范均為國家及貴州省現行的法律、法規、標準、規范;辨識的危險有害因素及定性定量評價結果均為該煤礦現場調查時的安全現狀。到現場分專業對井上、井下進行調查、座談、訪問和資料收集,并嚴格按《煤礦安全評價導則》的要求。對存在問題提出整改要求,并提出安全措施與建議,從而得出安全評價結論。
1 礦井概況
礦井位于貴州省六盤水市盤縣斷江鎮境內,距盤縣30km,水城169km,貴陽365km,昆明336km。2009年經國家煤礦安全監察局重新核定為180萬噸/a,礦井分為北井和南井,生產能力分別為90萬t/a。
礦井采用斜井開拓,劃分為兩個自然采區(南井和北井)。煤塵均具有爆炸性,煤層自燃傾向性等級為Ⅲ類不易自燃煤層,為煤與瓦斯突出礦井。采煤方法為走向長壁后退式,采用全部垮落法管理頂板,掘進方式為炮掘和綜掘。
2 評價方法的選擇
2.1 事故樹分析法 事故樹分析(ATA)是一種描述事故因果關系的“樹”,是安全系統工程中重要的分析方法之一。它能對各系統的危險性進行識辨評價,既適應于定性分析,又能進行定量分析。它具有簡明、形象化的特點,體現了以系統工程方法研究安全問題的系統性、準確性。事故樹分析作為安全分析、評價和事故預測的一種先進的科學方法,已得到國內外的公認和廣泛采用。
2.2 作業條件危險性評價法 作業條件危險性評價法是一種簡單易行的由評價人員對具有潛在危險性環境中作業時危險性的半定量評價方法,以所評價的環境與某些作為參考環境的對比為基礎,將作業條件的危險性作因變量(D),事故或危險事件發生的可能性(L)、暴露于危險環境的頻率(E)及危險嚴重程度(C)為自變量,確定了它們之間的函數式D=LEC,并給出了3個自變量的各種不同情況的分數值,采取對評價對象根據情況進行“打分”的辦法,然后根據公式計算出其危險性分數值,D值越大,作業條件的危險性越大。
3 定量、定性評價過程
定性的評價方法主要是根據工作經驗和判斷能力對生產系統的工藝、設備、環境、管理、人員等方面的安全狀況進行定性分析與評價。
3.1 事故樹確定 井下瓦斯爆炸主要發生在采煤工作面和掘進工作面,其中掘進工作面發生的頻率更大,所以,將頂上事件確定為掘進工作面瓦斯爆炸事故,事故樹分析如圖1所示。
3.2 列出事故樹函數、求出最小割集
T=A1*A2
其中:A1=B1+B2+X3+X4+X5+X6
=X1+X2+X3+X4+X5+X6+X7+X8+X9+X10+X11
A2=B3+B4+B5+X12+X19+X22
=X12+X13+X14+X15+X16+X17+X18+X19+X20+X21+X22+X23+X24+X25+X26+X27
結果:T=■Xi■Xj。根據上式解算,發生頂上事件共176個最小割集,說明發生瓦斯爆炸的致因因素較多,瓦斯爆炸發生的可能性較大。
3.3 求解結構重要度 根據最小割集事件得出各基本事件結構重要度順序為:I(1)=I(2)=I(3)=I(4)=I(5)=I(6)=I(7)=I(8)=I(9)=I(10)=I(11)>I(12)=I(13)=I(14)=I(15)=I(16)=I(17)=I(18)=I(19)=I(20)=I(21)=I(22)=I(23)=I(24)=I(25)=I(26)=I(27)
根據上式重要度分析,造成掘進工作面瓦斯爆炸事故危險因素依次為:①局部通風機沒有制定嚴格的停送電制度,隨意停風。②局部通風配風不足;出現不合理的串聯通風、循環風、老空區通風;需風量計算不合理;未嚴格按配風計劃配風;掘進作業規程中對局部通風機的選型不合理。③風筒末端至迎頭的距離及出口風量未嚴格按作業規程的要求執行,風筒多處漏風,風筒之間的接頭也漏風,風筒吊掛也不平直等。④引燃引爆瓦斯的火源有:明火、電氣火花、爆破火焰、摩擦火花、靜電火花、撞擊、煤炭自燃等,其中引起瓦斯爆炸的火源主要是電氣火花、爆破火焰。
4 應重視的安全整改措施
①加強通風安全管理,保證工作地點有足夠的新鮮風流;加強瓦斯檢查,特別是巷道遇地質構造處更應加強監測,要嚴格執行“一炮三檢”制度。②加強防塵管理,完善防塵系統,防塵管路未到達工作地點,嚴禁作業;采掘工作面要堅持濕式打眼,使用水炮泥;進行煤層注水。③采掘工作面嚴禁空頂作業,防止瓦斯積聚;爆破前必須加固,爆破后及時支護;巷道維修要制定專門的安全技術措施,并且在現場認真組織實施。④嚴禁配風不足;工作面超能力生產;局部通風機供風不足;上隅角防止瓦斯積聚的措施不當;電器失爆;漏電保護、接地保護、過流保護失效;靜電火花,機械摩擦火花,沖擊產生火花;放炮未填炮泥或炮泥長度不夠;未使用煤礦安全炸藥或毫秒雷管。⑤瓦斯檢查制度執行不嚴,瓦檢儀、便攜式瓦斯報報警儀數量不足或檢測數據不準;空班、漏檢、假檢;瓦斯監控系統或智能巡檢系統不可靠,出現故障處理不及時,不能發揮其作用,都有可能出現瓦斯事故。針對事故發生的各種因素進行整改:強化全員安全教育和技能培訓,嚴格考試、考核標準,提高全員的風險意識和業務素質;加強班前會對安全工作的布置和要求,加強作業現場的安全檢查;提高作業現場的安全條件,對特殊作業場所、地點進行重點監控,及時制定、執行安全補充措施。
參考文獻:
[1]曾強.煤礦安全評價指標體系確定原則及其應用分析[J].礦業安全與環保,2005,32(6):79.
一、氮氣在煤礦防滅火中的作用:
注氮防滅火的實質是向采空區氧化帶內或火區內注入一定流量的氮氣,使其氧含量降到10%或3%以下,達到防火、滅火和抑制瓦斯爆炸的目的,其作用有:
1、消除瓦斯爆炸的危險
在煤礦當采空區一旦出現火災,危害最大的是導致其內混合氣體的爆炸。由混合氣體爆炸三角形知,混合氣體中氧含量低于12%時就有減小爆炸的可能性。但是,混合氣體爆炸的界限不僅取決于這種氣體在空氣中所占的百分比,還部份地決定于混合氣體的溫度和氣壓。溫度和氣壓的增高使這個界限擴大,反之縮小。如果混合氣體被加熱到300℃,氧含量為9%時就能發生爆炸。因而國內的研究表明,將氧氣的臨界含量控制在5%以下時幾乎能防止任何爆炸,否則爆炸還有可能發生。而氧氣的含量低于10%時混合氣體的爆炸有顯著的降低。正是從這一理論出發,向火區注入氮氣后使其氧含量降低,而且只要氧含量低于10%時就能大大地減少爆炸的可能性。
2、減少漏風的作用
采空區漏風是造成自然發火的主要原因之一。對于封閉或半封閉的采空區而言,從理論上講,注入氮氣后增加了其注入空間內混合氣體的總量,能夠減少封閉區內外之間的壓力差,從而起到減少封閉區外部向內部漏風的作用。
如果巷道里的密閉墻有裂縫或密閉強有裂縫,當密閉區內為負壓時,空氣可以通過墻縫或繞過密閉墻而進入密閉區。為了防止密閉漏風,可向密閉前后墻之間的空間連續不斷地注入必要流量的氮氣,使該空間形成正壓,阻止新鮮空氣進入密閉區內。
3、降溫作用
對于有內因火災的采空區來說,其溫度大于外界溫度。當采用氮氣滅火時,無論是采用液氮,還是氮氣,其氮氣的溫度均低于火區的氣體溫度,加之氮氣在注入火區后的流動范圍大,對采空區來說都有顯的降溫作用。
4、防止煤的自燃發熱和自燃
煤炭自燃的三要素是:煤有自燃傾向性;有連續的供氧條件;熱量易于積聚。煤礦生產工作面采空區氧化帶內的漏入風量不足以帶走煤氧化產生的熱量,則煤溫就逐漸升高,這時煤處于自燃發熱。當溫度達到煤的臨界溫度以上,氧化急聚加快,大量產生熱量,又使煤溫迅速升高,達到煤的著火溫度時便著火燃燒起來,即進入自燃狀態。基于此煤氧復合學說,采取向工作面采空區氧化帶內注入一定流量的氮氣,降低該帶內的氧氣含量,達到破壞煤炭自燃的一個要素,使其氧含量降到煤自燃臨界值以下,就達到了防止煤自燃的目的。
5、 降低燃燒強度
無論是外因火災,還是內因火災,當火災已經發生,向火區內注入一定流量(大于漏風量)的氮氣,使該區內的氧含量由21%逐漸降低到10%以下,熊熊大火就逐漸處于自熄。
二、制氮機遠程控制改造的作用與意義
目前孫村煤礦主要使用DM-600型膜分離制氮機對回采工作面采空區注氮進行惰化處理。由于工作面防滅火需要,制氮機需要24小時運行,每班需要安排兩個人進行制氮機的開停、切換及維護。放假檢修期間,也需要安排專人進行看護。
通過對制氮機構造進行研究分析,在保證制氮機正常安全運行的前提下,進行制氮機的自動化及遠程控制改造。改造后能夠實現在地面集控中心對制氮機的遠程控制。利用科技的力量為實現礦井“無人則安”創造條件,同時也使制氮機的控制更加精準化,并且在一定程度上節約了勞動力,提高了職工工作效率,減少了職工的勞動強度。
主要改進方法:
1、在制氮機啟動開關控制回路中接入監測分站的復電、斷電接點,對制氮機進行控制,實現了制氮機電機的開機、停機。
2、將制氮機控制閥改為電動控制閥,利用監測分站的遠程控制對電動控制閥進行控制,實現了制氮機的加載、卸載。
3、利用監測分站的遠程斷電、復電功能,在地面集控中心通過對監測分站的控制,實現對井下制氮機的遠程自動化控制。