談瓦斯爆炸事故的綜合預(yù)防

談瓦斯爆炸事故的綜合預(yù)防
瓦斯是煤礦最嚴重的危害。煤礦所發(fā)生的重特大事故中絕大多數(shù)是瓦斯爆炸事故。歷年來,煤礦重特大瓦斯爆炸事故的起數(shù)和死亡人數(shù)每年均占全國的80%左右。
眾所周知,引起瓦斯爆炸的三要素是足夠量的瓦斯、足夠量的空氣和引爆火源。三要素中足夠量的瓦斯應(yīng)該是最重要的因素。井下作業(yè)場所瓦斯達不到爆炸濃度,再有足夠的空氣和引爆火源也不會引起爆炸。所以,討論煤礦井下作業(yè)場所的瓦斯爆炸,首先應(yīng)該討論作業(yè)場所瓦斯的積聚。

筆者在多次參加煤礦重特大瓦斯事故的調(diào)查和分析過程中體會到,造成煤礦井下作業(yè)場所瓦斯積聚和超限的原因和條件是非常復(fù)雜的,不是僅通過通風(fēng)管理和瓦斯監(jiān)控就能夠解決的。作業(yè)場所的瓦斯積聚不但與周邊地質(zhì)構(gòu)造和瓦斯地質(zhì)狀況有關(guān),同時與所在采區(qū)的巷道布置、巷道狀況,作業(yè)場所所處的工作狀態(tài),開采工藝的變化和調(diào)整,甚至礦井的開拓部署和采煤方法的變革等,都有著密切的聯(lián)系。造成煤礦井下作業(yè)場所的瓦斯積聚具有其多元性和復(fù)雜性。

某國有重點煤礦1994年一采煤工作面發(fā)生過一起特大瓦斯爆炸事故。該工作面開采的15號煤層,煤厚9米,傾角8度,為高沼氣煤層。該礦屬煤與瓦斯突出危險礦井。該區(qū)的15號第一分層剛剛采過,現(xiàn)采煤工作面沿底板使用單體液壓支柱絞接頂梁,利用放頂煤的方法開采上部煤炭。分析該工作面瓦斯積聚和超限的原因,歸結(jié)于積聚在采空區(qū)的瓦斯涌入工作面及通風(fēng)管理混亂是一個方面,必須充分考慮到當(dāng)時工作面所處的特定情況:

（1）事故前工作面自開切眼起始仰采了12米,事故時工作面恰好到達變?yōu)檎齼A斜開采的拐點位置,處于采空區(qū)的斜上方,整個采空區(qū)的瓦斯會向工作面空間匯集,成為采場內(nèi)瓦斯的重要（2）采用單體液壓支柱和絞結(jié)頂梁配合的非正規(guī)的方式進行放頂煤開采,瓦斯難于控制,安全又無保證;

（3）工作面上出口10米向下左右的位置上有一個斷層,將下部有突出危險的18號煤層抬起,局部暴露在工作面,為18號層的瓦斯大量涌入采場創(chuàng)造了條件;

（4）當(dāng)班為采煤班,采一趟幫后拉平底板,不但增加了工作面的瓦斯量,而且揭露了有瓦斯突出危險的煤層。

某地方煤礦(系高沼氣有突出危險礦井)采煤工作面發(fā)生了一起特大瓦斯爆炸事故。爆點通常應(yīng)在工作面的上隅角,但在現(xiàn)場實際勘察時發(fā)現(xiàn)爆點在工作面入風(fēng)側(cè)的運輸順槽外部溜煤眼口上方,從正常的瓦斯涌出量和瓦斯積聚條件都無法解釋。因此,進一步分析該工作面所處的特定情況:

1．該工作面所采煤層一般厚度在7～8米,而工作面運輸順槽溜煤眼正處在地質(zhì)構(gòu)造帶,煤層變厚為20米,且無支護;

2．發(fā)生事故時順槽溜煤眼距工作面開采位置約30米左右,正處在工作面超前應(yīng)力增加區(qū)的影響范圍內(nèi);

3．當(dāng)班為準備班,剛剛放完頂,工作面和工作面前方的地應(yīng)力正在變化過程中,溜煤眼內(nèi)壁煤體和溜煤眼附近地應(yīng)力的平衡狀態(tài)受到?jīng)_擊。經(jīng)再次赴現(xiàn)場探查,在溜煤眼內(nèi)壁發(fā)現(xiàn)了一條長114米、寬017米的瓦斯噴出口,證實了上述特定情況的影響,確認:工作面入風(fēng)一側(cè)溜煤眼口附近具備瓦斯積聚達到爆炸極限的條件。

通過上述實例說明,煤礦井下形成瓦斯積聚的條件和因素是復(fù)雜的,多元的。從礦井開拓部署到采區(qū)巷道布置,從采煤方法的確定到采掘工藝流程的調(diào)整,從通風(fēng)、防滅火管理到生產(chǎn)安排、煤料運輸和巷道的維護,無不與井下作業(yè)場所的瓦斯積聚有著密切的關(guān)系。要控制瓦斯積聚,減少瓦斯事故,加強通風(fēng)管理,被動的監(jiān)控和報警是必要的,但是從多方面分析造成煤礦井下瓦斯積聚的條件,尋求解決的途徑,是擺在每個煤礦安全工作者面前的重大課題,

必須密切協(xié)作,綜合治理。筆者認為應(yīng)該從以下幾個主要方面進行考慮:

1．煤礦開采技術(shù)上的重大改革和應(yīng)用,必須充分研究解決礦井的瓦斯問題。要通力合作,改變那種專業(yè)研究單位分兵把守,各自攻關(guān)和局部不考慮條件盲目推廣的狀況。一項新的技術(shù),不僅在經(jīng)濟上合理、技術(shù)上可行,還必須組織有關(guān)安全方面的專家和人員進行充分的論證,無十分把握不能實施。如無煤柱開采對降低巷道掘進率、提高煤炭資源回收率起到重要作用,但給礦井通風(fēng)管理、風(fēng)流控制、采空區(qū)管理及防滅火造成極大困難,采空區(qū)范圍大,不安全因素增加,提高了發(fā)生災(zāi)變的機率。一旦發(fā)生事故,作業(yè)場所的人員難以生還,搶險人員又面臨著二次和多次爆炸的威脅,給搶救工作帶來困難。同樣,綜采放頂煤開采方法的應(yīng)用應(yīng)該有其特定條件,不考慮限定條件盲目推廣引發(fā)特大事故的教訓(xùn),已夠深刻的了。

2．在提出礦井或水平開拓部署和采區(qū)設(shè)計時在考慮技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的同時,必須充分考慮有關(guān)部門提供的可靠的區(qū)域內(nèi)局部地質(zhì)構(gòu)造、瓦斯賦存、瓦斯抽放以及其他的諸多因素和資料,做到系統(tǒng)不但合理、簡潔,而且安全、可靠,并確保一旦發(fā)生災(zāi)害能夠?qū)⑵淇刂圃谧钚》秶鷥?nèi),為安全開采打下牢固的基礎(chǔ)。

3．把日常的礦井生產(chǎn)地質(zhì)和測量工作擺在重要位置,隨時記錄作業(yè)場所內(nèi)地質(zhì)、構(gòu)造以及可能引起瓦斯活動的各種微小變化,并結(jié)合周邊的地質(zhì)情況提出準確的地質(zhì)資料,為編制工作面作業(yè)規(guī)程、提出安全措施和現(xiàn)場指揮生產(chǎn)提供可靠依據(jù)。

4．現(xiàn)場組織生產(chǎn)、工藝安排和技術(shù)管理的失誤往往是引發(fā)事故的導(dǎo)火索。隨著開采活動的移動,作業(yè)場所周圍的地質(zhì)和圍巖情況、地應(yīng)力分布和巷道狀況、生產(chǎn)系統(tǒng)和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)等也在發(fā)生變化。現(xiàn)場管理人員必須及時掌握各種動態(tài)變化,盡量避免各種變化的加劇和疊加,減少誘發(fā)瓦斯涌出的外部條件。

5．加強通風(fēng)管理是預(yù)防瓦斯事故的重要措施,但通風(fēng)問題絕不只是通風(fēng)部門的責(zé)任。從上述可以看出,礦井開拓部署、開采方法、采區(qū)設(shè)計、地質(zhì)測量、巷道及機電設(shè)備維護等都對礦井和作業(yè)場所瓦斯管理產(chǎn)生影響,不容忽視和淡化,現(xiàn)場組織生產(chǎn)必須綜合考慮,協(xié)調(diào)指揮。

6．管好、用好控制和監(jiān)測瓦斯行之有效的技術(shù)、方法和儀器、裝備,加強對瓦斯的監(jiān)控。

煤礦井下作業(yè)場所瓦斯積聚的條件是極其復(fù)雜的,但只要我們從科研設(shè)計到現(xiàn)場管理各個環(huán)節(jié)都切實充分予以重視,針對生產(chǎn)實際情況采取措施,進行綜合預(yù)防,煤礦瓦斯事故是可以得到控制的。