淺析低瓦斯礦井瓦斯事故及對策
李春祥 龐貴智 李春清 劉 佳 鄒熙源
(山西省介休市鑫峪溝煤業(yè)集團公司)
摘要：在低瓦斯礦井中發(fā)生了瓦斯燃燒事故，經過現(xiàn)場調研，確定為因掘進停風機造成局部瓦斯積聚，由于明火引燃瓦斯。本文對該事故在瓦斯積聚和引燃瓦斯火源等方面，進行了詳細的分析。為吸取事故教訓，提出了一系列加強通風管理、防止瓦斯積聚、加強火源管理、強化監(jiān)督與檢查等，杜絕瓦斯事故發(fā)生的防范措施。
關鍵詞：瓦斯燃燒 現(xiàn)場調查 加強通風 防范措施
0 前言
低瓦斯礦井在通風和瓦斯防治與管理等方面，同高瓦斯礦井及煤與突出礦井相對比要簡單許多。一是不需要采取防治煤與瓦斯突出的措施。二是瓦斯涌出量小，不需要采取瓦斯抽放措施。三是礦井的所需風量相對減少。四是防治礦井瓦斯的管理措施簡化。企業(yè)的成本也降低。而越是在這些管理難度比較小的低瓦斯礦井中，越容易發(fā)生通風瓦斯事故。其主要原因，就是從礦主要領導一直到員工對礦井瓦斯沒有高度的認識，忽視了礦井通風與瓦斯管理，造成了事故的發(fā)生。例如：2009年12月27日，山西省晉中市某礦南采區(qū)掘進工作面，發(fā)生一起局部瓦斯燃燒事故，１２人遇難，４人受傷。
1.礦井基本概況
該礦為民營企業(yè)。始建于1978年，1980年建成投產，井田面積1.10km2 。礦井設計生產能力9萬t/a，實際生產能力6萬t/a。2005年晉中市煤礦礦井瓦斯鑒定批復結果為低瓦斯礦井。其最大沼氣絕對涌出量為：0.23ｍ3／min；最大沼氣相對涌出量為：1.79ｍ３／ｔ。二氧化碳絕對涌出量為：0.45ｍ３／min；相對涌出量為：3.15ｍ３／ｔ。礦井采用中央并列式通風，使用55kw×2對旋主要通風機，總回風量為1120ｍ３／min。開采煤層為石炭系太原組９號煤層。煤層厚度1.75m。
2.瓦斯燃燒事故的現(xiàn)場調查及分析
2.1.現(xiàn)場勘查情況
事故地點：第三段絞車道南采區(qū)，下山掘進工作面,巷道長度50m，煤層坡度11度,巷道規(guī)格:寬2.0m；由于巷道浮煤較多高度只有1.5m，全煤巷道。巷道采用木支護。工作面使用電鉆打眼，火藥爆破。使用300mm型電溜子運輸。掘進工作面使用5.5kw×2局部通風機，直徑500ｍｍ風筒供風。通風機設在距離回風口10米水平運輸巷道的位置。經詳細檢查發(fā)現(xiàn)：
2.1.1. 回風口以外到風機的風筒經高溫后變硬，但該段風筒形狀和顏色沒有變化。說明瓦斯燃燒的明火沒有到達該地點，只是燃燒后將空氣膨脹的高溫推出，使風筒經過高溫后而變得發(fā)硬。
2.1.2. 自下山門子口開始以下的風筒，顏色變得油黑發(fā)亮，形狀收縮成長條狀。通過風筒的狀態(tài)可以斷定：瓦斯燃燒的主要地點是在下山50米的巷道內，瓦斯燃燒的明火高溫將風筒燒焦，收縮變形。風筒是在底板鋪設，沒有進行吊掛，說明瓦斯在巷道內的濃度比較均勻，頂板和底板的瓦斯?jié)舛然鞠嗤?/span>
2.1.3. 事故地點巷道是沿9#煤層施工，該煤層頂板比較完整，巷道內支護保持了原有的狀態(tài)，沒有被沖擊波沖擊的現(xiàn)象。在下山門子口（即瓦斯燃燒巷道）以外50米的位置，有2架已經接近傾倒的木支護還在保持原有狀態(tài)。事故地點附近的巷道沒有片幫和冒頂現(xiàn)象。這些跡象證明該事故只是瓦斯燃燒，不是瓦斯爆炸，因為沒有出現(xiàn)強烈的沖擊波。
2.1.4. 支護的正反面兩側以及巷道的兩幫和頂板沒有焦粒粘合的現(xiàn)象，說明瓦斯燃燒時沒有煤塵的參與。
2.1.5. 瓦斯?jié)舛龋赫{查現(xiàn)場檢查，在掘進巷道沒有供風的狀態(tài)下，自下山門子口5～30米的位置檢查，其沼氣濃度為0.6～0.8%，二氧化碳濃度為0.3～0.5%，混合氣體為0.9～1.3%。
2.1.6. 根據(jù)絕對瓦斯涌出量計算燃燒時的瓦斯?jié)舛龋壕蜻M工作面絕對瓦斯涌出量為0.065m3/min，停風時間90分鐘,積聚瓦斯量為5.85m3,巷道空間為：斷面3m2；長度50m,體積為150m3，5.85÷150×100%=3.9%。燃燒時的瓦斯?jié)舛葹?/span>3.9%。
2.2.瓦斯積聚原因
2.2.1.直接原因：隨著礦井的不斷延伸瓦斯涌出量也在不斷地增加。工作面在風機停止運轉的狀態(tài)下進行生產，造成了瓦斯積聚，遇有明火，發(fā)生了瓦斯燃燒事故。
2.2.2.間接原因：(1)礦井總風量不足，工作面布置過多，造成采區(qū)內出現(xiàn)多處串聯(lián)通風。（2）為了解決串聯(lián)通風問題，將南、北采區(qū)調整為分區(qū)通風，經過調整后造成了2個采區(qū)的風量更加不足。（3）采區(qū)風量不足的情況出現(xiàn)后，沒有引起足夠的重視，沒有進行認真的分析和研究，沒有采取有效措施進行處理消除隱患。
2.3.引燃瓦斯的火源分析:
2.3.1.工作面唯一的電器設備只有一臺電鉆。電鉆線使用2.5mm2的小電纜，勘查時發(fā)現(xiàn)電纜敷設在巷道底板，沒有被燒焦變色變硬的現(xiàn)象。電鉆線及電鉆沒有漏電及失爆現(xiàn)象，確定不是由于電器設備引起的瓦斯燃燒。
2.3.2.經檢查在遇難者的衣袋里發(fā)現(xiàn)有煙火。后經現(xiàn)場脫險人員證實，是由于有人在巷道內吸煙導致了這起瓦斯燃燒事故。
2.4.瓦斯燃燒事故的綜合分析：
2.4.1.局部通風管理混亂：隨意停風機；風機無專人管理；沒有實現(xiàn)雙風機雙電源自動轉換；風機安設高度距離底板不足0.3m；風筒沒有靠頂幫進行吊掛而是落在底板。
2.4.2.礦井通風網路過長，最大流程達到3300m，巷道斷面過小，采區(qū)進回風巷道在4m 2左右，造成礦井通風阻力過大，等積孔過?。ú蛔?/span>1m2），為通風困難礦井。
2.4.3.由于風門密閉等通風設施的施工質量不標準，造成漏風量大，使礦井有效風量率低于85%。
2.4.4.員工缺乏礦井通風基本知識，瓦斯意識淡薄，沒有執(zhí)行最基本的無風不作業(yè)的常識。
2.4.5.瓦斯檢查制度執(zhí)行的不嚴格。瓦斯檢查員配備不足，因工作面多無法做到全面細致的檢查瓦斯。沒有安裝瓦斯監(jiān)測監(jiān)控設施，班組長和放炮員也沒有佩戴便攜式瓦斯檢查儀器，當瓦斯超限時不能夠及時發(fā)現(xiàn)，得不到及時處理。
2.4.6.對礦井采區(qū)通風系統(tǒng)的調整，沒有執(zhí)行有計劃、有審批、有組織、有指揮、有驗收的規(guī)定。
2.4.7.井下嚴禁出現(xiàn)明火和高溫熱源，其目的就是防止引燃瓦斯、煤塵及其它易燃易爆的氣體和固體，這是煤礦最基本的常識，而個別員工卻帶煙帶火入井。這充分的說明：企業(yè)對員工的安全教育和培訓沒有做好;入井的檢身制度流于形式，雖然設了檢身人員但是沒有認真的去履行職責，讓個別員工將煙和火帶到了井下，并且明目仗膽的在工作面吸煙。
2.4.8.沒有嚴格執(zhí)行關于“一通三防” 工作的“先抽后采、監(jiān)測監(jiān)控、以風定產”的十二字方針。低瓦斯礦井不需要進行瓦斯抽放，但是，監(jiān)測監(jiān)控必須安設。假如工作面安設1個瓦斯監(jiān)測傳感器，或使用1臺便攜式瓦斯檢測儀，當瓦斯?jié)舛冗_到1%時能夠及時報警，提示員工引起注意，立即采取有效措施進行處理，完全可以避免瓦斯燃燒事故的發(fā)生。礦井規(guī)模比較大而通風能力卻很小，應該擴大通風能力或者根據(jù)現(xiàn)有的礦井風量進行合理的布置采掘工作面，做到以風定產。
2.4.9.煤礦的安全監(jiān)察工作不夠嚴格、不夠細致。礦井通風能力不足；井下無風作業(yè)；員工入井帶煙帶火；不合理的通風；工程質量低劣等現(xiàn)象，充分體現(xiàn)出安全管理混亂，已經是較長時間存在的問題了。
3.防止瓦斯燃燒與爆炸事故的對策
3.1.安全教育培訓
3.1.1.首先對礦級領導加強安全教育培訓，提高礦主要領導的安全意識和瓦斯意識。包括礦級領導班子集體都要樹立瓦斯為天的思想，在布置生產的同時必須布置安全工作。
3.1.2.采掘區(qū)隊及全體員工加強安全常識培訓。學習通風專業(yè)知識，掌握礦井通風的現(xiàn)場管理，提高對礦井瓦斯的認識和管理能力。認真學習煤礦“三大規(guī)程”（即：煤礦安全規(guī)程、作業(yè)規(guī)程、操作規(guī)程），養(yǎng)成自覺遵章守紀，干標準活的好習慣。
3.1.3.加強通風專業(yè)人員的安全教育培訓。為各個工作面在風量、風速、溫度和瓦斯管理等方面創(chuàng)造一個安全、可靠的工作環(huán)境。
3.2.加強礦井通風管理，防止瓦斯積聚
3.2.1.通風管理
礦井必須有足夠的通風能力，合理的通風系統(tǒng)，降低礦井通風阻力，杜絕出現(xiàn)不合理的串聯(lián)通風、擴散通風、老塘通風。加強通風設施管理，減少漏風提高礦井有效風量率。保證各采掘工作面有充足的風量。巷道貫通立即調整通風系統(tǒng)。掘進工作面安設“三專兩閉鎖”（三專：專用變壓器、開關、電纜；兩閉鎖：風電閉鎖和瓦斯閉鎖）實行雙風機雙電源供電，杜絕工作面隨意停風現(xiàn)象。加強局部通風管理，保證工作面末端風量達到要求。采空區(qū)和盲巷及時封閉。
3.2.2.瓦斯管理
配備足夠的高素質的瓦斯檢查人員，班組長、放炮員、電鉗工等特殊工種及各級領導干部佩帶便攜式瓦斯檢查儀器，隨時檢查瓦斯。安設瓦斯監(jiān)測監(jiān)控裝置，發(fā)現(xiàn)瓦斯超限及時處理。杜絕掘進工作面無計劃停風。積聚瓦斯的巷道必須制定措施限量進行排放。加強采煤工作面上隅角的瓦斯管理。把好放炮安全關，嚴格執(zhí)行好“一炮三檢”（即：裝藥前、放炮前、放炮后）和“三人放炮制”（即：瓦斯檢查員、班組長、放炮員）。加強煤塵的管理與防治。
3.3.控制和消除引爆火源
3.3.1.杜絕井下電氣失爆
防爆電氣設備必須取得合格證方可入井。防止電纜被碰撞、急彎、劃傷、刺傷等機械損傷 。電纜導線連接要牢固，無“雞爪子”、“羊尾巴”和明接頭。設置保護接地和漏電保護裝置，發(fā)現(xiàn)漏電要及時處理 。按程序操作電氣設備，嚴禁帶電維修電源開關閉鎖和搬遷電氣設備、電纜電線，做到日常維護檢修和巡回檢查相結合。
3.3.2.防止放炮引燃瓦斯
把好放炮安全關，認真檢查放炮前后的瓦斯情況，嚴格執(zhí)行好“一炮三檢”（即：裝藥前、放炮前、放炮后）和“三人放炮制”（即：瓦斯檢查員、班組長、放炮員）。加強煤塵的管理與防治，放炮前后沖刷煤塵，堅持使用水炮泥，黃泥封孔。嚴格執(zhí)行放炮管理規(guī)定和正規(guī)放炮操作程序。
3.3.3.消滅明火引燃瓦斯
全體員工學好煤炭行業(yè)的安全生產法律法規(guī)，提高法律意識，認識到工作中違反了煤礦安全規(guī)程就是違法。 學好煤礦工人入井安全生產的應知應會知識，入井的所有人員嚴禁攜帶煙火。 認真執(zhí)行入井檢身制度。
3.4. 嚴格煤礦安全監(jiān)察
依法治企。通過嚴格執(zhí)法，嚴厲查處違規(guī)違章行為，防止煤礦重特大事故發(fā)生。出現(xiàn)重大安全生產隱患必須立即進行整改，并要依法從嚴處罰 。企業(yè)內部安全機構，不定時的到現(xiàn)場進行抽查，加強煤礦隱患排查和治理報告工作的監(jiān)督和指導。狠抓煤礦培訓機構建設，及各類人員安全教育培訓工作。 嚴肅查處各類事故，確保事故責任追究到位。加強監(jiān)察隊伍建設，強化廉政工作，增強隊伍活力，真正發(fā)揮安全監(jiān)察和指導的重要作用。
3.5.積極進行瓦斯地質研究。
在全礦井選取有代表性的煤層和地點進行采樣，對數(shù)據(jù)進行分析處理，研究得出瓦斯地質數(shù)學模型，預測未采區(qū)域瓦斯含量情況。另外，對各煤層內炮眼瓦斯進行定期監(jiān)測，并記錄建檔，得出實際的瓦斯含量曲線。根據(jù)模型推算、實測數(shù)據(jù)和現(xiàn)場開采經驗，確定瓦斯涌出異常區(qū)，同時制定防治礦井瓦斯的安全可靠性措施。
參考文獻: 瓦斯地質學 張子戌 瓦斯參數(shù)測試
作者簡介：李春祥， 1949年1月12日出生， 男， 籍貫： 遼寧省寬甸縣， 職務： 集團公司總經理， 職稱：采礦高級工程師， 1968年12月12日 煤層開采專業(yè)畢業(yè)， 研究方向：煤礦企業(yè)管理。
作者通訊地址：山西省介休市張?zhí)m鎮(zhèn)上梁村振興煤礦，
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