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关键词:瓦斯 爆炸 防治 措施
2004年10月20日,河南省郑州煤炭工业集团有限责任公司(简称郑煤集团公司)大平煤矿发生一起特大型煤与瓦斯突出引发的特别重大瓦斯爆炸事故,造成148人死亡,32人受伤(其中重伤5人),直接经济损失3935.7万元。大平煤矿隶属于郑煤集团公司,位于登封市与新密市交界处(郑州市西南60 km)。大平煤矿四证(即:采矿许可证、煤炭生产许可证、营业执照、矿长资格证)齐全。1982年开始建井,1986年建成投产。矿井原设计生产能力60万吨/年。2000年至2001年进行了矿井通风系统、提升系统改造,2003年矿井核定生产能力130万吨/年,2004年1-9月份累计生产原煤96万吨。矿井为立井单水平上下山开拓方式,采用抽出式混合通风方式。当时有2个生产采区,2个准备采区,2个掘进采区。布置有2个采煤工作面, 5个煤巷掘进工作面,3个岩巷掘进工作面。 2003年瓦斯等级鉴定为高瓦斯矿井。煤尘具有爆炸性。煤层自燃发火期为2-6个月。井下建立有局部瓦斯抽放系统。矿井安装有KJ90安全监控系统。
一、煤与瓦斯突出事故简况
2004年10月20日22时09分, 21轨道下山岩石掘进工作面(距地表垂深612m)发生特大型延期性煤与瓦斯突出,突出煤岩量为1894 t,瓦斯量约25万m3。当班为掘进班,放炮员领有炸药和雷管,但在事故后清理的现场却没有发现炸药和雷管,即在现场清理突出物过程中没有发现炸药或雷管;专家组与技术组在突出现场勘察时,发现该工作面的炸药箱内没有炸药。说明炸药和雷管已用于放炮。突出的上一班是喷浆班,但据现场勘察,巷道壁锚喷的末端(即图中的锚杆处)到突出孔洞的距离尚有1~1.5 m未锚喷新岩壁,表明这是当班放炮的进尺。
二、瓦斯爆炸事故简况
2004年10月20日22时40分,在西大巷与11轨道石门交汇点附近的西大巷内,架线电机车取电弓与架线的电火花引发瓦斯爆炸。 爆炸波及范围为矿井西翼进风系统,13、15、11、21四个采区和矿井西翼回风系统。
瓦斯爆炸的原因:
1、局部通风设施管理混乱, 21岩石下山回风联络巷堆积物料,并有带有通风口的风墙,加大了突出瓦斯逆流,逆流到西大巷新鲜风流中的瓦斯达到爆炸浓度,由架线电机车取电弓与架线产生的电火花,引发了瓦斯爆炸。
2、瓦斯突出与瓦斯爆炸有31分钟的间隔时间,应急处置措施不当,没有按照事故应急预案要求,对瓦斯波及区域实施停电措施 。
3、技术管理、安全责任不落实,重生产轻安全。
通过以上分析我们不难发现这是一起特大型煤与瓦斯突出引发瓦斯爆炸的责任事故。
三、瓦斯爆炸的条件
我们知道瓦斯爆炸必须同时具备下列三个条件,缺一不可。
(1)瓦斯浓度——瓦斯与空气混合,按体积计算瓦斯浓度达5%~16%时具有爆炸性。
(2)点燃瓦斯的火源——引爆火源温度为650~750℃且火源存在时间大于瓦斯爆炸感应期。
(3)空气中氧气的含量——在空气与瓦斯混合气体中,如果氧气含量低于12%,混合气体就会失去爆炸性。
矿井瓦斯爆炸的防治主要从如下三个方面进行考虑,即防止瓦斯超限与积聚,防止瓦斯引燃和防止瓦斯爆炸事故的扩大。
1、防治瓦斯积聚的措施
1)加强通风管理
通风是防止瓦斯积聚的主要措施。矿井通风要做到有效稳定和连续不断地向井下各用风地点输送足够的新鲜空气,以保证及时排除和冲淡矿井瓦斯和矿尘,使井下各处的瓦斯浓度符合《煤矿安全规程》的要求,这是防止矿井瓦斯爆炸事故的可靠保证。
2)加强瓦斯检查与检测
井下瓦斯状况的检查和监测是判断和预测井下瓦斯状况、采取防范措施和处理措施的依据;随时检查和监测煤矿井下通风、瓦斯状况是矿井安全管理的主要内容。它可以及时发现瓦斯超限和积聚,从而采区处理措施使事故消灭在萌芽状态。
3)及时处理局部积聚的瓦斯
矿井瓦斯积聚是发生瓦斯事故的物质基础,要及时处理。所谓局部瓦斯积聚是指瓦斯浓度超过2%,其体积超过0.5m3的现象。
生产过程中容易形成局部瓦斯积聚的地点有:采煤工作面的上隅角,顶板冒落的空洞内,综采机、综掘机附近,低风速巷道中的顶板附近,停风的独头,综放工作面放煤口等,及时处理局部瓦斯积聚的瓦斯是日常管理中的重要内容。
4)瓦斯抽放
利用通风的方法,封闭和堵塞不能解决局部瓦斯积聚时,可建立移动式抽放泵站或地面抽放系统。
2、防止瓦斯引燃
防止瓦斯引燃的原则是井下消灭火源,严格管理和控制热源。主要措施有:
1)防止明火。严禁任何人携带引火物下井,井下严禁吸烟;减少漏风,防止煤层自燃发火,加强火区管理;消灭一切高温火源。
2)防止电火花。完善井下电器设备“三大保护”( 过流保护、漏电保护、接地保护);使用防爆性能良好的电器设备;消灭电缆接头的“鸡爪子、羊尾巴和明接头”;检修电气设备不准带电作业;推广使用供电闭锁和超前切断电源的控制设备。
3)防爆破引燃瓦斯。按《规程》有关规定装药爆破,炮眼必须充足炮泥,严禁浅眼、明火爆破和一次装药分次爆破,严格执行“一炮三检”和“三从联锁爆破制度”。
4)防止机械摩擦、冲击火花。禁止使用磨钝的截齿;截槽内喷雾洒水等,随着煤矿机械化成度的不断提高和钢铁化支架的发展,以及提升运输方面的跑车撞车等,防止机械火花显得日益重要。
3、防止瓦斯爆炸事故的扩大
井下一旦发生瓦斯爆炸,应使灾害波及范围局限在尽可能小的区域内,减轻伤害和损失,主要应做好以上工作:
1)编制灾害预防和处理计划
矿井每年初都要编制有针对性的、切实可行的灾害预防和处理计划,每季度根据矿井变化的情况进行修订和补充,并且组织所有入井职工认真学习、贯彻,使每个入井人员都能了解和熟悉一旦发生瓦斯爆炸时的撤出和躲避路线与地点。每年由矿长组织一次实战演习。
2)安设安全装置
①安设防爆门(防爆井盖)。
安装主要通风机的出井口必须安装防爆门(防爆井盖),防爆门(防爆井盖)每6个月检修1次。当井下发生瓦斯爆炸时,爆炸冲击波将防爆门(防爆井盖)冲开释放能量,从而保护主要通风机免遭破坏。
②安设反风设施
生产矿井主要通风机必须装有反风设施,并能在10min内改变巷道中的风流方向;风流方向改变后,主要通风机的供给风量不应小于正常供风量的40%。每季度应至少检查1次反风设施,每年应进行1次反风演习;矿井通风系统有较大变化时,应进行1次反风演习。
③安设隔爆设施
隔爆设施是根据瓦斯或煤尘爆炸时所产生的冲击波与火焰的速度差的原理设计的。爆炸时产生的冲击波在前,可使隔爆设施动作,将随后而来的火焰扑灭、隔住,从而使爆炸范围不再扩大。井下可设置水棚,岩粉棚进行隔爆,我国新进研制出了自动隔爆装置。
④佩戴自救器
【关键词】瓦斯爆炸事故;防治
一、瓦斯爆炸的条件
瓦斯爆炸的条件是:一定浓度的瓦斯、高温火源的存在和充足的氧气。(1)浓度。瓦斯爆炸有一定的浓度范围,我们把在空气中瓦斯遇火后能引起爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限为5%~16%。当瓦斯浓度低于5%时,遇火不爆炸,但能在火焰形成燃烧层,当瓦斯浓度为9.5%时,其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反应);瓦斯浓度在16%以上时,失去其爆炸性,但在空气中遇火仍会燃烧。瓦斯爆炸界限并不是固定不变的,它还受温度、压力以及煤尘、其它可燃性气体、惰性气体的混入等因素的影响。(2)一定的引火温度。瓦斯的引火温度,即点燃瓦斯的最低温度。一般认为,瓦斯的引火温度为650℃~750℃。但因受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素影响而变化。当瓦斯含量在7%~8%时,最易引燃;当混合气体的压力增高时,引燃温度即降低;在引火温度相同时,火源面积越大、点火时间越长,越易引燃瓦斯。(3)氧气的浓度。实践证明,空气中的氧气浓度降低时,瓦斯爆炸界限随之缩小,当氧气浓度减少到12%以下时,瓦斯混合气体即失去爆炸性。如果有新鲜空气进入,氧气浓度达到12%以上,就可能发生爆炸。因此,对火区应严加管理,在启封火区时更应格外慎重,必须在火熄灭后才能启封。
二、煤矿发生瓦斯爆炸事故的原因
(1)装备设置不足,管理存在缺陷。瓦斯爆炸事故的发生原因很多,但最为直接的是工作人员的违章失职、监控系统没有启动,安全装备配置不足,没有瓦斯抽放系统或者抽放系统不能正常的运行。(2)煤矿职工素质较低、受到的教育较少,没有经过严格的安全培训,不懂通风安全管理和操作规程,安全意识淡薄。(3)瓦斯积聚的存在。瓦斯浓度达到或超过2%在采掘工作面及其他地点体积大于0.5m。另外就是种种原因包括矿井主通风机不能很好地供风或者是通风系统不合理,巷道变形、调节风门故障等原因都会造成的矿井通风不畅,导致瓦斯积聚,发生瓦斯爆炸。(4)引爆火源的现象存在。引爆火源比较多,又不易被注意,比如电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等,只能尽量的避免而不能彻底的防范。另外就是专业技术不够的电工无意损坏或拆除了防爆密闭圈,造成失爆。最后就是明灯明火、电气设备下井存在失爆的现象,造成瓦斯爆炸。
三、瓦斯爆炸事故的防治措施
(1)防止瓦斯积聚的措施。防止瓦斯爆炸事故,根本的技术措施是防止瓦斯积聚。井下防止瓦斯积聚的措施很多,最常用、最可靠的是加强通风,加强检查,加强局部瓦斯积聚处理,消除微风区或无风区,构筑科学、合理、可靠的通风设施,树立“微风作业就是事故”的观念。(2)杜绝火源是防治瓦斯事故的重要手段。瓦斯与空气混合气体的最低点燃温度,绝热压缩时565℃,其它情况下650℃,最小点燃能量为0.28mj。煤矿井下能引爆瓦斯的火源很多,矿井井下的明火(1000℃以上)、煤炭自燃、电弧(平均4000℃)、电火花、赤热的金属表面(可达1500℃)撞击和磨擦火花,都能点燃瓦斯。(3)建立健全防治瓦斯制度并强化落实到生产中。瓦斯事故的有力保障建立健全双巷间横贯、角联巷道、高冒区等薄弱地点通风和瓦斯的管理制度,消除盲区,消灭盲点。加强矿井瓦斯监测监控建设和管理,提高事故预警能力和反应能力,是很重要的防治瓦斯措施。预防瓦斯首先必须强化安全生产责任。从国家到地方,从地方到企业,先后制定了一系列的安全生产法规和制度。(4)坚持“以人为本”的思想防治瓦斯事故。瓦斯事故的核心在生产力的三大要素中,人是最具有决定性的力量和最活跃因素。“领导不重视安全等于杀人,职工不重视安全等于自杀”。因此,人在安全管理中起着举足轻重的作用。抓安全就要始终如一地坚持“以人为本”的思想,充分发挥每个人的主观能动性,使人们自身的潜能得到充分地发挥。坚决树立“瓦斯不治,矿无宁日”等一系列先进理念;全力推行开采保护层和区域预抽等最可靠、最有效的防治瓦斯治本之策。加强实现三个转变,即治理瓦斯由“局部治理”向“区域治理”,由“过程治理”向“超前治理”,由“管理措施型”向“技术工程型”转变,建设高标准的瓦斯综合治理示范矿井。而实践证明了的有效做法是:“高投入、高素质、强技术、严管理、重利用”。
参考文献
[1]李瑞新.《防治煤矿瓦斯事故的方法探讨》.山西煤炭.2010(1)
【关键词】煤矿瓦斯;爆炸危害;控制措施
1 瓦斯的性质及特点
矿井瓦斯是各种气体的混合物,其成分是很复杂的,它含有甲烷、二氧化碳、氮和数量不等的重烃以及微量的稀有气体等,但主要成分是甲烷。因此,习惯上所说的矿井瓦斯就是指甲烷而言。
1.1瓦斯(通常指甲烷CH4)是一种无色、无味、无臭的气体、在标准状态(温度为0℃、大气压力为101325Pa)下,瓦斯密度为0.7168Kkg/m3,相对密度为0.554。由于瓦斯较轻,故常积聚在巷道的顶部、上山掘进面及顶板冒落空洞中。
1.2瓦斯微溶于水,在20℃、101.3kPa条件下,溶解度为3.5L/100L水。瓦斯的扩散性很强,扩散速度是空气的1.34倍,会很快的在空气中扩散。
1.3 瓦斯本身无毒,但不能供人呼吸。瓦斯不助燃,但与空气混合达到一定浓度后,遇到高温火焰时能够燃烧或爆炸。
1.4 矿井瓦斯是成煤过程中的一种伴生产物。古代植物遗体在形成泥炭过程中,由于厌氧菌的作用,植物的纤维质破分解、发酵,逐渐生成腐植酸和沥青质,同时生成瓦斯;此后,在煤的炭化变质过程中,随着化学成分和结构的变化,泥炭转变成褐煤、烟煤和无烟煤,同时继续有大量瓦斯伴随生成。在长期的地质年代里,由于地层变动造成的断裂和裂隙,部分瓦斯逸散到大气中去,另一部分则被保存在煤体和围岩之中。
2 矿井瓦斯主要危害
矿井瓦斯是一种有害气体。当井下空气中瓦斯浓度较高时,会相对地降低空气中的氧气浓度,使人窒息;另外,当瓦斯与空气混合达到一定浓度时,遇火就能燃烧或爆炸,严重影响和威胁矿井生产安全,一旦形成灾害事故,会给国家财产和职工生命造成巨大损失;瓦斯是矿井六大自然灾害之首。
2.1 瓦斯爆炸的危害主要表现在以下5个方面。
2.1.1 爆炸产生高温
试验研究表明,当瓦斯浓度为9.5%时,爆炸产生的瞬间温度可达1850~2650℃。这样高的温度,不仅会烧伤人员、烧坏设备及烧坏煤炭资源,还可能点燃木材、支架和煤尘,引起井下火灾和煤尘爆炸事故,扩大灾情。
2.1.2 爆炸产生高压
经实验和理论计算,瓦斯爆炸后的气体压力是爆炸前的7~10倍。气体压力的骤然增大,将形成强大的冲击波(每秒几百米或几千米)向前冲击,从而推倒支架、损坏设备、使巷道或工作面顶板坍塌和人员伤亡,使矿井遭受严重破坏。
2.1.3 爆炸产生大量有害气体
瓦斯爆炸后,不仅氧减少而且会产生大量有害气体。据分析,瓦斯爆炸后的气体为:O26%~10%、N282%~88%、CO28~4%、C04%~2%。而当空气中一氧化碳浓度达到0.4%时,人就会中毒死亡;当氧气浓度减少到10%~12%时,人就会失去知觉窒息而死。统计表明,在瓦斯、煤尘爆炸事故中,死于一氧化碳中毒的人占总死亡人数的70%以上。因此,强调入井人员佩带自救器是非常必要的。
2.1.4 爆炸产生正向冲击
瓦斯爆炸产生的高温、高压使爆源附近的气体以极大的速度向四周扩散,在所经过的路程上形成威力巨大的冲击波现象,称为正向冲击(也称进程冲击)。正向冲击由于是高温、高压气流,因此,能造成人员伤亡、巷道和设施破坏,还能扬起大量煤尘使之参与爆炸,从而造成更大的破坏,还可点燃坑木或其他可燃物而引起火灾。
3 控制瓦斯爆炸事故的技术措施
瓦斯爆炸事故的防治可分为预防爆炸和抑制爆炸
3.1 优化通风网络及通风系统,防治瓦斯积聚,进行瓦斯抽放,加强瓦斯浓度和火源监测,防止点火源的出现等。
3.2 抑制爆炸主要采用隔爆抑爆装置将瓦斯爆炸限制在一定范围内,从而减少人员伤亡和灾害事故所造成的损失。
3.3 加强通风管理,使井下各地点瓦斯浓度都不超过规定,是防止瓦斯积聚、爆炸的一项极为重要的和有效的措施:
3.1.1建立合理、完善的通风系统要做到稳定、连续的向井下所有用风地点供风,并保持足够风量。
3.1.2实行分区通风各水平、各采区(面)都要有单独的回风道,使污浊风流直接进入采区回风道或矿井总回风道,而不得串入其他釆掘工作面。
3.1.3及时建筑和管理好通风构筑物对风门、风桥、挡风墙、凋节风窗等,要保证规格质量,并应经常检查维修,以保持完好,还应根据需要,及时调量。
3.1.4加强局部通风管理,掘进工作面采取压入式通风,风筒出口按规定接到工作面,及时冲淡瓦斯的涌出。
3.4 调整通风系统, 巷道贯通后要及时调整通风系统,严防风流短路或风量不足引起瓦斯积聚。加强和搞好矿井瓦斯管理是防止瓦斯爆炸的关键环节,必须做到以下几点:
3.4.1建全机构,完善制度,要有适应通风瓦斯管理要求的组织机构和一支专业队伍,配足瓦斯检查人员;还必须建立一套较完善的瓦斯检查与管理制度及相应的奖惩规定,并认真执行。
3.4.2强化现场瓦斯检查,要求瓦斯员在低瓦斯矿井中,每班至少检查2次,高瓦斯矿井中每班至少3次检查,有煤与瓦斯突出危险的采堀工作面及瓦斯涌出较大、变化异常的采掘工作面,必须有专人经常检查,并安设甲烷断电仪。 防止和及时发现、处理局部瓦斯积聚,严禁超限作业。
3.4.3严格执行区域巡回检查瓦斯和检查次数的规定;控制各处风流瓦斯浓度及超限时必须采取相应措施的规定;停电检修或临时停工停风必须采取排放瓦斯措施的规定;“一炮三检”、“三人连锁放炮”和巷道贯通以及盲巷管理的规定等都必须严格遵守。
3.5隔爆措施
矿井隔爆抑爆装置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障,当瓦斯爆炸发生后,依靠预先设置的装置可以阻止爆炸的传播,限制火焰的传播范围,主要有被动式隔爆棚和自动抑爆装置。
3.5.1被动式隔爆棚。隔爆岩粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、安装方便,因而得到了广泛的使用,其中隔爆水袋棚的使用最为广泛。
3.5.2自动式抑爆装置。使用压力或温度传感器,在爆炸发生时探测爆炸波,及时将预先放置的水、岩粉、N2 . CO2等喷洒到巷道中,从而达到抑制爆炸火焰传播的目的。如ZGB-Y型自动隔爆装置采用高压氮气引射消焰剂,能将爆炸限制在距爆源40-60m之内;YBW-1型无电源触发式抑爆装置,适合安装在距爆源20-45m的巷道中;ZYB-S型自动产气式抑爆装置采用实时产气原理,当传感器接收到燃烧或爆炸火焰时,触发气体发生器快速产生的高压气体喷洒消焰剂,抑制火焰的传播。
4 结束语
瓦斯爆炸事故的防治是煤矿安全工作的一个系统工程,除了完善可靠的安全装备和采取有效的措施外,还应加强安全管理和安全监督,重视员工安全意识的培养。只有把安全放在首位,认真落实瓦斯治理的“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针,健全各项规章制度,建立“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯治理工作体系,合理加大安全投入,瓦斯爆炸事故及其它灾害事故才能大幅度地减少,煤矿的安全状况才能得到根本好转。
关键词:矿山瓦斯;问题;预防措施
中图分类号:C35文献标识码: A
引言
瓦斯灾害是煤矿生产中最严重的灾害之一,在煤矿生产过程中,发生一次死亡人数多的重大事故主要是瓦斯爆炸事故和瓦斯突出事故。在我国,虽然我国煤炭资源丰富,分布地域广阔,但由于煤层赋存条件差异大,含瓦斯煤层多,瓦斯储量大,煤与瓦斯突出严重。
1.治理瓦斯的必要性
瓦斯气体的主要成分是甲烷,因而非常容易发生爆炸。据调查显示,大概41%的矿难以及36%遭遇矿难的人员都是由瓦斯爆炸引起。首先瓦斯爆炸会产生大量的热,这会对人员以及器械产生严重的破坏。其次,爆炸会产生巨大的冲击波,冲击矿工人员以及器械,还会使很多煤尘发生爆炸,加重爆炸程度。再次,瓦斯爆炸会产生大量的有毒气体,这些毒气足以导致人员窒息。所以,瓦斯爆炸的危害极大,严重影响着煤矿的正常开采及矿工的生命安全,因而必须对瓦斯采取有效的治理策略。随着经济的不断发展,我国对煤矿的需求日益增加,煤矿的开采深度也在不断地加深,煤层中的瓦斯含量也随之不断增加,这导致治理瓦斯的难度也进一步加大。此外,由于很多矿井地质非常复杂,加上开采过程中没有科学地开采,也未做出相应的安全措施,这些原因导致瓦斯问题非常严峻,因而更加必须要尽快对瓦斯加以治理。
对煤矿瓦斯的合理治理,可以有效地防止矿难事件发生,在一定程度上保证人员的安全。在治理时,不能仅仅依靠理论,应当切实结合矿井的实际情况,只有适合某个矿井的治理方法,才有助于矿井的瓦斯治理。治理瓦斯是一项复杂的工作,需要相关人员具有充足的耐心与决心,不断地对瓦斯加以监控、治理,以便于保证瓦斯浓度控制在安全的范围,推动采煤工作的有序开展。
2.瓦斯矿井的分布情况及瓦斯事故造成的危害
2.1瓦斯井的分布情况
在中国,大部分的煤矿都有瓦斯矿井。其中大中型煤矿中约有20.34%的矿井是高瓦斯矿井,约有19.77%矿井是突出矿井;小型煤矿中约有15%的矿井是高瓦斯矿井。而且瓦斯的涌现量与矿井的挖掘深度、机械化程度成正比,也就是矿井越深、机械化程度越高,瓦斯的涌出量就越大。因此瓦斯的整治工作已成为预防煤矿灾害的重点。
2.2煤和瓦斯突出危险矿井的现状与发展趋势
在中国,煤与瓦斯突出危险矿井的数量及突出频度、强度与煤矿的挖掘深度、开挖强度成正比,也就是煤矿挖的越深、挖掘的强度越大,煤和瓦斯突出危险矿井的数量增加的就越快,突出危险性、突出的频度及突出的强度就越高,突出危险地区就越大,甚至是一些曾经不是突出危险地区也出现了突出危险特征,一些不是突出危险矿井得参照突出危险矿井来管理。例如2000年初,全国共有104个突出危险矿井。其中重庆市的100%、贵州的91.7%、江西与湖南的50%、河南的40%,大中型煤矿都存在突出的危险;1999年全年,大中型煤矿共发生2128起各不相同的瓦斯突出事故,其中有5个煤矿在一年就各自发生了100起以上的瓦斯突出事故;据统计,2002年全年共有36起煤矿突出事故出现了伤亡,占全年瓦斯事故的11个百分比,死亡了270人,占瓦斯事故伤亡人数的15.9个百分比。
2.3瓦斯爆炸造成的损害
对于高瓦斯煤矿来说,随时都有可能发生瓦斯爆炸。由于瓦斯爆炸是经济损失最严重、伤亡最惨重的安全事故,所以其是严重制约社会生产生活的重大煤矿安全事故。据统计2002年,我国煤矿总共发生了153起瓦斯爆炸伤亡事故,占全国瓦斯事故的47个百分比,共死亡了1216人,占全国瓦斯事故的47个百分比。通过这些数据可以得出,预防瓦斯爆炸是降低煤矿安全事故的有效手段。
3.防止瓦斯爆炸基本措施
3.1控制方法
(1)建立合理的通风系统。通风是排放瓦斯最主要的手段。做好通风安全技术管理是防治煤矿主要事故的先决条件和关键环节。建立合理的通风系统,能够保证井下所有工作地点有足够多的风量将井下涌出的瓦斯及时冲淡并排放出井外,避免瓦斯积聚,所以建立合理的通风系统是防止瓦斯爆炸最有效、最基本的措施。
(2)搞好瓦斯抽放,降低煤层瓦斯涌出量,抽放瓦斯是防止瓦斯积聚的有效措施。随着煤矿开采深度不断加深,瓦斯涌出量变得越来越大,通过通风的方法来使瓦斯的浓度降低到煤矿安全规程要求范围内,从技术和经济角度两方面来看,都是不合理的。瓦斯抽放不仅能够有效利用瓦斯,还能够降低煤层的瓦斯涌出量。实行瓦斯抽放是控制采掘空间瓦斯浓度,减少瓦斯积聚。也防止煤与瓦斯突出的根本措施。
(3)加强瓦斯日常管理对于突出矿井,还应做好瓦斯突出预测工作。瓦斯日常管理是预防瓦斯爆炸事故的重要措施之一。瓦斯日常管理就是建立巡回检查瓦斯制度,就是要瓦检员不间断地下井检查通风情况和瓦斯的浓度,当发现局部积聚瓦斯问题时,要即时处理。
(4)瓦斯抽放与资源利用。瓦斯是我国煤矿的主要灾害源,但同时也是一种洁净能源和原料。瓦斯抽采的最高目标就是瓦斯利用。政府通过采取法律、经济、政策扶持等手段加强对企业瓦斯抽放工作的引导,充分调动煤矿瓦斯抽采利用的积极性,带动更多具有条件的矿井建立并完善瓦斯抽放系统,推动煤矿瓦斯抽放与利用产业的发展。我们同时也要按照采气采煤相互兼顾的原则,针对煤与瓦斯共采的相关技术问题进行可行性分析,重点扶持具备条件的矿区开展煤层气开发与利用,真正实现“变抽放为抽采,煤与瓦斯共采,治理与利用并重”的瓦斯治理规划。
3.2具体管理对策
(1)加大对突出危险性预测工作的开展力度。煤与瓦斯突出矿井和高瓦斯矿井,应按规定测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量及其他与突出危险性相关的参数,建立矿井瓦斯基础资料数据库,编制矿井瓦斯地质图。有条件的煤矿应积极开展突出敏感指标及其临界值考察工作,建立科学合理、适合矿区实际的煤与瓦斯突出预测预报指标体系。
(2)加大瓦斯检查管理工作的开展力度。作为企业管理者,必须从根本上意识到瓦斯管理工作的开展意义及价值,明确其在煤矿生产中的关键性地位。从煤矿生产实际出发,将瓦斯管理工作落到实处。实现防突发性事故机构的完善与落实,将责任加以精细化管理,并落实到个人。另外,还要成立一支高素质水平的技术人才对队伍,确保满足实际的工作操作需求。
(3)完善安全管理制度,加强安全培训。目前我国大多数采矿企业的安全管理制度有所欠缺,急需企业完善自身安全管理制度,从而使采矿的生产工作能够得到安全的保障。企业应当规范的生产的标准和流程,强化采矿的安全管理工作。同时企业要及时生产管理中问题,并完善制度内容,预防安全事故的发生。
采矿企业应重视工作人员的安全培训工作,并规范人员选拔制度、严格用工制度。企业管理人员应该定期组织员工进行专业知识和技能培训,从而提高职工的专业理论知识储备和技能水平,进而防范由于操作不当引起的安全事故。
4.结束语
要做好瓦斯治理工作,要树立应有的瓦斯治理观念,增强“瓦斯不治,矿无宁日”的瓦斯治理工作意识,突出重点,抓住关键,标本兼治,把各项治理措施做到实处、做到位。只有加强瓦斯治理,把瓦斯治理工作推向一个新台阶,才能实现矿场的安全生产,才能真正做到采矿工业的健康可持续发展。
5.参考文献:
[1]梁可进。邱春亮.高瓦斯特厚易自燃工作面瓦斯防治措施[J].中州煤炭。2014。08:84-85+105.
关键词:煤矿;瓦斯爆炸事故;重大危险源辨识;评价模型;定量化分析;风险评价 文献标识码:A
中图分类号:TD712 文章编号:1009-2374(2015)08- DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.
1 概述
煤炭资源是我国第一大能源,其使用量占我国目前一次能源消费量70%左右,据统计,2013年我国的煤炭年产量已经达到了37亿。但是随着煤炭产量的逐渐提高,相关事故的发生率也在逐年增加,如煤矿透水、冒顶、火灾以及瓦斯爆炸等。其中,瓦斯爆炸是最为严重的灾难事故,它造成的人员伤亡数最多,经济损失最大,社会影响最恶劣。据不完全统计,仅2013年,我国发生的瓦斯爆炸事故多达189起,死亡总人数接近1500人。因此,采用有效的措施来评价煤矿瓦斯爆炸风险,对于遏止瓦斯爆炸事故和安全生产具有重要的现实意义。
2 瓦斯爆炸危险源及风险评价指标
2.1 煤矿瓦斯爆炸危险源理论
对瓦斯爆炸危险源的研究最早始于20世纪70年代的英国,由专门的技术咨询委员会负责执行。对于瓦斯爆炸危险源的辨识是保证煤矿安全工作的前提与关键,也是整个系统风险评价的第一步,其优点是可应用于复杂系统的辨识且快速高效。辨别危险源要确定哪些是潜在发生事故的危险因素,通常采用经验分析预测法和理论分析法两种方法来进行辨别。所谓的经验分析法就是根据已经发生过的事故案例,通过查找其触发因素找出基于现实条件下的危险源;理论分析法就是采用数学模型的方法,预测系统内尚未发生的事故,反推其发生原因,找出其触发因素及潜在的危险源。在本文中,主要采用理论分析法来辨别危险源。
2.2 煤矿瓦斯爆炸危险源辨识方法
根据危险源在事故中起到的作用,我国研究者提出了三类危险源理论,即瓦斯爆炸事故具有第一类、第二类和第三类危险源。第一类危险源:根据传统的能量释放理论,我们认为爆炸事故是危险物质或能量意外释放的一种形式,它可能造成过量的能量作用于人体或者是释放出干扰人体和外界自然能量交换的物质,这些就是造成人身伤害的直接原因。第二类危险源:为了防止能量的意外释放而导致的限制能量措施的破坏失衡的各种因素称之为第二类危险源。第三类危险源是一种主观的危险源,是由于组织者的安全管理决策上的失误以及一些不安全的行为从而造成了系统的失衡而导致的,这类危险源是一种隐藏的危险源,不易辨识。这三种危险源是息息相关的,第一类危险源在事故中会释放出大量的能量,是导致人员伤亡以及财产损失的主体因素,直接决定着事故的严重程度;第二类危险源的出现是第一类危险源事故的产生的必要条件,其难易程度决定了事故发生的可能性的大小;第三类危险源的出现又增加了人们辨别前两类危险源的难度。
瓦斯爆炸的危险源存在着以下特点:动态性。在煤矿开采过程中,随着生产过程的进行,对象和环境不断的更新,连续送入工作空间的新风对瓦斯的稀释是非均匀性的,具有动态特征;非线性。整个瓦斯爆炸危险源系统是一个非常复杂的非线性体系,火源和瓦斯的浓度聚集具有相当大的偶然性,瓦斯聚集的形成变化是非线性的,浓度变化具有随机性,瓦斯和空气的混合有可能是由于瓦斯的长时间积聚,也有可能是瓦斯无规律的大量喷涌而造成;评价单元的复杂性。主要难点在于复杂系统的评价单元的划分,单元内的瓦斯浓度不仅和开采技术、煤矿性质、工作空间状态等有关,还和井下通风系统有关。
综合上述观点和瓦斯爆炸危险源的特点,容易看出这种三类危险源的分类方法可以全面反映危险存在的原因和根源,为从多角度多方面来辨识、评价、管理控制危险源提供了强有力的工具。
2.3 煤矿瓦斯爆炸危险源概述
瓦斯是一种煤层气,其主要成分为甲烷,主要吸附在于围岩或者煤体中。当甲烷和空气以一定比例混合时,如果附近有火种,则两者之间会发生猛烈的氧还原反应并伴随强烈的力学冲击,存在着爆炸的危险。因此,瓦斯浓度达到一定限度,存在高温、火源以及氧气充足是瓦斯爆炸的三个必须条件。
当瓦斯的浓度累计到一定范围时,遇到火源才会发生爆炸,这个临界浓度称之为瓦斯的爆炸界限,据研究,这个爆炸界限为5%~16%。如果瓦斯浓度低于5%,遇到火源时不会爆炸,只会产生一层明显的燃烧层;瓦斯浓度为9%时,爆炸性最强;瓦斯浓度高于16%时,则失去爆炸性,但是遇到明火会发生燃烧。这一爆炸界限并不是恒定的,它还受压力,温度,以及气体组分的影响。瓦斯的着火温度为650℃~750℃,受瓦斯的相对浓度、火源性质以及气压的影响。另外环境中的氧气浓度达到12%时,瓦斯与空气混合气体才会发生爆炸。因此,在开启封闭区域的时需要格外慎重,必须在火种完全熄灭后才能打开,防止新鲜空气的进入导致瓦斯爆炸。因此,通过分析我们得出,瓦斯爆炸事故危险源模型与下述的五种因素紧密相关:(1)固有的瓦斯危险源,瓦斯涌入量(第一类危险源);(2)引燃瓦斯的火源(诱发危险源,第二类危险源);(3)环境中的氧气浓度达到12%(诱发危险源,第二类危险源);(4)瓦斯浓度处于爆炸的极限范围内(诱发危险源,第二类危险源);(5)人为的管理缺陷,制度缺失(第三类危险源)。
一般来说,绝大多数瓦斯爆炸事故只有在这五种因素同时存在并且相互作用时才有可能发生。采用这种因素分析方法模型,能够准确地描述事故的过程,迅速地确定事故的发生原因。
3 瓦斯爆炸危险源风险评价体系的建立
建立瓦斯爆炸危险源风险评价体系有以下原则:(1)理论性原则。根据危险源理论分析得到的指标,必须和实际工况相联,真实地反映爆炸事故的特征;(2)明确性原则。指标的概念必须要明确,明确指标的范围;(3)层次性原则。各指标之间需要有明确的从属关系和相互作用关系,具有明晰的层级结构,更好地反映系统风险评价功能;(4)适用性原则。建立评价体系时要结合不同地区的实际情况和特征进行评价。
根据事故发生理论可知,人、机器和环境这三个必需的要素只有在同一时空中两两相交的时候才有可能发生事故,图1所示为瓦斯爆炸人-机-环境系统,有三种危险因素,图中两个圆交叉的部分为事故较易发生区,三个圆的交叉部分为事故高发频率区。
图1 瓦斯爆炸的人、机、环境系统示意图
为了研究煤矿瓦斯事故爆炸的危险性,寻找整个运行系统的薄弱环节从而进一步提高系统安全性,我们在遵守危险源风险评价体系建立原则的基础上,充分考虑瓦斯爆炸“人-机-环境”这一特点,初步建立了重大危险源风险评价模型并将其应用于实践。
重大危险源风险评价模型方程。本文根据煤矿瓦斯的爆炸特点和对以往事故的分析,参考其他行业的评估方法,提出了一个简化的风险评价模型。
H=K*D/6000 (1)
式1中H为系统危险源总的风险度,0
其中:
K=(P1+P2+P3)/3 (2)
P1,P2,P3分别为人,机器和环境的不安全系数。
D=L*E*C (3)
L为事故发生的可能概率,E为作业场所的人口密度,C为预估的事故严重度
上述公式中的所有参数都可以在相应的国标中查出。该方法简便易行,分析简单,具有较强的实际操作意义。
4 相关案例分析
某矿区发生特大瓦斯爆炸事故,作业人员64人,死亡52人,受伤12人中重伤2人,直接经济损失200万。勘测得瓦斯涌出量为1.9cm3/min,浓度达到10%以上。勘测得事故原因为相关人员违章操作拉出电线,电火花引起了瓦斯爆炸。
根据我国相关国标的规定,可以得到可能发生事故的概率L=10,作业场所人口密度E=6,事故严重度C=100,计算得到D=6000,查找相关规定,属于极其危险的级别,企业应该停产整顿。
由经验可以判断,在本事故中,人、机、环境的不安全情况均比较严重,P1、P2、P3均取0.6,则K=0.6。
根据公式1,H=0.6,属于风险较大的级别,该事故是极其容易发生的。
5 结语
本论文以安全工程学、危险源学说以及相应的事故致因理论为基础,结合实际情况下煤矿瓦斯爆炸的特点,对如何辨识煤矿瓦斯爆炸危险源进行了探讨,提出了评价瓦斯爆炸风险的半定量模型和计算方法,通过实际案例分析证实了其可能性,对于瓦斯爆炸的事前预防具有积极的意义。但是瓦斯爆炸是一种非常复杂的现象,因此该评价模型仍需进一步的完善,从而更好地预测事故可能性,进一步降低瓦斯爆炸造成的经济损失。
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2013年3月29日21时56分,吉林省吉煤集团通化矿业集团公司八宝煤业公司(以下简称“八宝煤矿”)发生特别重大瓦斯爆炸事故,造成36人遇难、12人受伤,直接经济损失4708.9万元。4月1日,该矿擅自违规安排人员入井施工密闭,10时12分又发生瓦斯爆炸事故,造成17人死亡、8人受伤,直接经济损失1986.5万元。前后共造成53人死亡,20人受伤。这是一起本来可以避免伤亡的事故,但是在关键时刻,关键人物在权衡财产和生命的重量时,迷失了方向,触碰了“发展决不能以牺牲人的生命为代价”这条红线。
接二连三的瓦斯爆炸
八宝煤矿采用立井开拓,共有5个井筒,发生事故前有5个生产采区(其中1个综采区和4个水采区),事故采区为-416采区。
第一次爆炸
2013年3月28日16时左右,-416采区附近采空区发生瓦斯爆炸,该矿采取了在-416采区-380石门密闭外再加一道密闭,以及新构筑-315石门密闭两项措施。
第二次爆炸
29日14时55分,-416采区附近采空区发生第二次瓦斯爆炸,新构筑密闭被破坏;-416采区-250石门一氧化碳传感器报警,该采区人员撤出。通化矿业公司总工程师宁连江、副总工程师陈维良接到报告后,赶赴八宝煤矿,研究决定在-315、-380石门以及东一、东二、东三分层顺槽施工5处密闭。16时59分,宁连江、陈维良带领救护队员和工人,到-416采区进行密闭作业。
第三次爆炸
19时30分左右,-416采区附近采空区发生第三次瓦斯爆炸,作业人员慌乱中撤至井底(其中有6名密闭工升井,坚决拒绝再冒险作业)。
以上3次瓦斯爆炸事故均发生在-416采区的-4164东水采工作面上区段采空区,未造成人员伤亡。第三次爆炸后,该矿不仅没有按规定上报并撤出作业人员,而且仍然继续在该区域施工密闭。21时左右,井下现场指挥人员强令施工人员再次返回实施密闭施工作业。
第四次爆炸
21时56分,事故采空区发生第四次瓦斯爆炸,该矿才通知井下停产撤人并向政府有关部门报告,此时全矿井下共有367人,共有332人自行升井和经救援升井。截至3月30日13时左右,井下搜救工作结束,事故共造成36人死亡。但当时,通化矿业公司为逃避国家调查,在明知井下死亡人数达到35人的情况下(之后有1名伤员在医院死亡),隐瞒了7名遇难人员不报,只上报了28人。
“3·29”事故搜救工作结束后,鉴于井下已无人员,且灾情严重,吉林省政府和国家安全监管总局工作组要求吉煤集团聘请省内外专家,对井下灾区进行分析,制定安全可靠的灭火方案,并决定未经省人民政府同意,任何人不得下井作业。
第五次爆炸
2013年4月1日7时50分,八宝煤矿监控人员通过传感器,发现井下-416采区一氧化碳浓度迅速升高,通化矿业公司常务副总经理王升宇违抗省政府指令,擅自决定派人员下井作业。9时20分,通化矿业公司驻矿安监处长王玉波和王清发分别带领救护队员下井,到-400大巷和-315石门实施挂风障措施,以阻挡风流,控制火情。10时12分,该区附近采空区发生第五次瓦斯爆炸,此时共有76人在井下作业,第五次爆炸又造成17人死亡、8人受伤。
至此,前后4天发生5次爆炸,共造成53人死亡,20人受伤。
事故原因和主要教训
经询问有关当事人、查阅有关资料和监控系统记录,分析事故抢险救援报告、遇难人员尸检报告,事故调查组认定事故的直接原因是:八宝煤矿忽视防灭火管理工作,措施严重不落实,-4164东水采工作面上区段采空区漏风,煤炭自燃发火,引起采空区瓦斯爆炸,爆炸产生的冲击波和大量有毒有害气体造成人员伤亡。
这起事故也暴露出八宝煤矿诸多安全管理问题。
安全发展理念不牢固
该企业重生产、轻安全,没有牢固树立以人为本、安全第一、生命至上的安全发展理念,没有落实《煤矿矿长保护矿工生命安全七条规定》,没有把矿工的生命安全放在第一位。在井下连续发生爆炸,灾情逐步恶化时,首先考虑到的不是保护矿工生命安全,而是考虑怎样减轻损失、保全矿井,逾越了“发展决不能以牺牲人的生命为代价”这条红线。
安全技术管理不到位
八宝煤矿开采急倾斜、自燃煤层,防灭火方案缺乏科学论证。该矿采用采后封闭注惰气方法,防止煤层自燃发火,-416采区属急倾斜煤层(倾角55°),上下区段采空区相通,造成上部的老采空区漏风,客观上增加了采空区防火工作的难度。八宝煤矿没有采取灌浆措施,仅在封闭采空区后注过一次氮气,没有根据采空区气体变化情况及时补充注氮。由于-250石门密闭质量不合格,出现裂隙、漏风,造成向-315至-250阶段的采空区漏风,引发采空区煤炭自燃。该矿-416采区也没有按设计设置防火门,为处置火区埋下隐患。没有认真研判一氧化碳监测数据变化,分析发火趋势和征兆。更重要的是,集团公司及煤矿防灭火工作的指导思想和工作原则,就是加快推进,认为在自燃发火期内采完封闭就没事了,没有体现“防止万一”的技术原则。
应急处置不科学
该矿在井下出现险情时冒险蛮干,且有令不行、有禁不止。在连续发生3次瓦斯爆炸的情况下,仍然不按照规程要求制定方案、科学处置。没有选择在较远的进风石门打密闭,而是选择在更加靠近爆炸点附近的危险区域施工密闭。第3次瓦斯爆炸后,现场作业人员已经撤离危险区、部分工人拒绝继续冒险作业,但该矿违反《煤矿安全规程》第528条“密闭的火区中发生爆炸密闭墙被破坏时,严禁派救护队恢复密闭墙或探险,应在较远的距离重新建造密闭”的规定,现场指挥人员又强令工人返回危险区域继续作业,并从地面再次调人入井冒险作业。在没有充分准备施工材料、设备的情况下,安排大量人员同时施工5处密闭,延长了作业时间,致使人员长时间滞留危险区。面对井下随时可能发生爆炸的危险,一味地尽量缩小封闭区域,目的就是不影响工作面正常生产。在“3·29”事故抢险救援工作结束后,通化矿业公司置政府指令于不顾,在4月1日又组织76人到井下实施挂风障措施,结果发生第5次瓦斯爆炸,造成17人死亡,这是典型的有令不行、有禁不止。同时,这两次爆炸事故遇难人员中,有9名通化公司、八宝煤矿管理人员和26名救护队员,在应急处置时为什么还要带头冒险作业?为什么还要带头违反《煤矿安全规程》等法律法规?
蓄意瞒报谎报事故
“3·29”瓦斯爆炸事故发生后,通化矿业公司主要负责人在明知井下死亡人数达到35人(之后有1名伤员在医院死亡)的情况下,却向政府报告并通过新闻媒体“3·29”事故共造成28人死亡、13人受伤。在吉林省委、省政府多次强调核查遇难人数,向社会公布遇难矿工名单的情况下,吉煤集团通化公司作为一家国有重点煤矿企业,依然蓄意瞒报。经进一步调查,八宝煤矿2012年曾发生5起事故,共造成6人死亡,均通过私下向死者家属赔偿和伪造死亡证明的方式,隐瞒了事故,充分暴露出其存在侥幸心理,以及对社会监督的轻视、对法律的蔑视,性质极其恶劣。如果2012年通化公司八宝煤矿如实报告了事故,采取措施加强安全管理,2013年也许就能避免发生重特大事故;如果“3·29”事故发生后,该矿如实报告事故,严格执行政府指令,“4·1”事故也许就不会发生。
监管监察不到位
监管监察部门面对中央企业、国有大集团的非法违法生产建设行为,有时犯有“软骨病”,执法软弱无力,怕字当头,严重损害了国家和政府的权威。八宝煤矿经过改扩建,2010年12月生产能力由120万t/a提高到180万t/a。2011年12月,吉林省能源局违反《关于进一步加强煤矿建设项目安全管理的通知》“改扩建煤矿项目投产后5年内不得通过能力核定来提高生产能力”的规定,批复该矿生产能力由180万t/a提高到300万t/a。八宝煤矿据此部署了5个采区、5个采煤工作面、24个掘进工作面,但是受煤层开采条件制约,实际生产能力达不到300万t/a的水平。这也客观上造成了通化公司和八宝煤矿在应急处置时,怕大面积封闭火区,造成其他采区停产,进一步影响煤矿产量和效益。所以制定灭火方案时,首先考虑的是尽量缩小封闭区域、不影响其他采区生产。
事故带来的启示与思考
前车之覆、后车之鉴,各相关部门及煤矿企业应深刻吸取八宝煤矿连续发生两起同类型的重特大事故的惨痛教训,加强和改进煤矿安全生产工作。
牢牢坚守安全生产红线
要牢固树立以人为本、安全第一、生命至上的安全发展理念,牢固树立正确的政绩观和业绩观,认真实施安全发展战略,坚持发展以安全为前提和保障,坚守“发展决不能以牺牲人的生命为代价”这条红线,严格落实《煤矿矿长保护矿工生命安全七条规定》。长期来讲,企业没有安全,就没有效益、就没有发展。八宝煤矿为减少损失,缩小封闭火区范围,但发生重特大事故后,不仅造成职工生命财产损失,也因最终采取注水灭火,导致了全矿井长期的停产,得不偿失。
全面普查煤矿隐蔽致灾因素
2005年以来,全国累计取缔非法煤矿5.4万处,关闭各类小煤矿1.6万余处,遗留了大量采空区,且缺少技术资料。老窑、采空区的积水、瓦斯积聚等问题,给生产煤矿留下了严重安全隐患。据不完全统计,在煤矿重大事故中,与地质条件有关的占80%。八宝煤矿就是因为采空区瓦斯爆炸,造成重大人员伤亡的。《国务院办公厅关于进一步加强煤矿安全生产工作的意见》已经明确要求全面普查煤矿隐蔽致灾因素,各有关方面一定要严格落实。
提高事故应急处置能力
八宝煤矿处置井下火区时违规施工密闭、强令工人冒险作业、现场应急组织混乱的沉痛教训刻骨铭心,也从侧面暴露了煤矿企业应急处置水平低下的问题。煤矿企业要加强应急队伍建设,加大应急投入,配备必要的应急物资、装备和设施,制定和完善应急预案,一旦发现险情或发生事故,要严格按照有关规程、规范和应急预案,以安全可靠的原则进行应急处置,安全有力有效地组织施救,严禁违章指挥、严禁冒险作业、严禁盲目施救。
及时如实上报事故和险情
煤矿发生事故和险情后,要及时向地方政府及有关部门报告,这既是国家法律法规的要求,也是有效控制险情、减少损失的途径。一个企业不可能具备处置各种险情的经验和能力,也没有政府强大的人力资源和设施设备。及时向政府报告事故,政府可以根据事故和灾害情况聘请专家参与救援,科学制定救援方案,确保救援安全;可以从其他企业和单位调动设备和材料,全力支持救援,提高救援效率。八宝煤矿“3·29”事故前,井下连续发生3次瓦斯爆炸,都没有上报,自己盲目冒险进行处置,最终酿成了特别重大事故。
“先抽后采、检测监控、以风定产”的瓦斯治理十二字方针确立了瓦斯防治的知道思想和方法。在煤矿生产过程中,瓦斯爆炸、燃烧和窒息事故的防治应以预防为主,落实好各项规章制度,杜绝日常生产中存在的瓦斯危害隐患。
1 落实矿井瓦斯管理制度
根据矿井生产情况,按照《煤矿安全规程》有关规定,要建立和健全矿井瓦斯管理的有关规定和制度,相关工作人员要严格遵守、执行。例如:爆破过程中的瓦斯管理制度,排放瓦斯的有关规定,瓦斯监测装备使用、管理的有关规定,盲巷、旧区和密封启封等瓦斯管理规定,矿井瓦斯抽放、防止煤与瓦斯突出的
规定。
2 加强瓦斯抽放管理
瓦斯抽放可以讲煤层中存在或释放出的瓦斯通过机械设备和专用管路抽出来,输送到地面或其他安全地点。抽放瓦斯是防治瓦斯灾害的治本措施,不仅降低了瓦斯涌出量,消除了瓦斯爆炸隐患,还能降抽出的瓦斯收集并加以利用,变害为利。
加强瓦斯抽放,降低煤层瓦斯含量。做到应抽必抽,瓦斯抽采指标必须符合《煤矿瓦斯抽采基本指示》要求。
3 建立健全瓦斯和通风监测监控系统
1)按照《煤矿安全监控系统通用技术标准》及《煤矿安全规程》的要求,建立完整、可靠的煤矿瓦斯、通风监测监控系统。
2)掌握瓦斯涌出规律,进行科学、合理通风,及时发现瓦斯超限或积聚事故隐患,通过加强通风等措施消除瓦斯积聚,通过报警、断电停止作业、撤出人员等措施避免瓦斯事故的发生。
4 加强通风管理
防止井下瓦斯积聚,首先应加强矿井通风。按实际需要分配风量并及时调节风量,利用新鲜空气来稀释并排出瓦斯,必须确保风量、风速符合《煤矿安全规程》的要求。为此,应做好几下几方面的工作:
1)采用机械通风。每个矿井都必须采用机械通风,禁止单独利用自然通风。主要通风机一套运转,一套备用。
2)实行分区通风。实行分区通风,不仅可以保证各采掘面都有新鲜风流,而且在发生瓦斯燃烧或爆炸事故时,可以减小灾难范围,减少灾难损失。
3)加强掘进巷道通风。掘进巷道采用全风压通风或局部通风机通风。做好局部通风机管理,风筒“三个末端”管理,特别是高、突矿井掘进工作面要严格执行局部通风机供电要求。局部通风机要设置在进风口的新鲜风流处,禁止产生循环风。风筒要悬挂在巷道一帮,保持完好。风筒口离工作面的距离最大不超过5m。临时停工的地点不准停风。
4)及时构建通风设施。为保证矿井正常通风,应在井下适当位置设置控制风流的设施,如风门、风桥、挡风墙、调节风窗等。井下要及时构建通风设施,并保证质量,经常维修,保持完好。通过风门时,应随手关好。每个矿工对任何通风构筑物都必须爱护,绝不允许任意损坏。
5)保证风流畅通。加强通风是目前处理瓦斯的主要手段,风流不畅就会发生瓦斯事故。为保持井下采掘工作面、巷道和其他工作地点风流畅通,不得在这些地点堆积杂物,并应加强维护,以保证足够的通风断面。
5 加强爆破过程中的瓦斯管理
爆破过程中要严格执行瓦斯管理制度,做到严格检查,严格执行“一炮三检”和“三人连锁放炮”制度。
1)“一炮三检”制度。“一炮三检”要求爆破工在井下爆破工艺过程中的装药前、爆破前和爆破后必须分别检查爆破地点及附近20 m内风流中的瓦斯浓度,只有瓦斯浓度符合《煤矿安全规程》规定时才允许进行装药、爆破,瓦斯浓度达到1%时严禁爆破。需要强调的是不准检查一次而多次爆破。爆破工随身携带“一炮三检”记录手册,做到检查一次填写一次。
2)“三人连锁放炮”制度。“三人连锁放炮”制度是实现安全爆破的有效措施,即可防止瓦斯燃烧、爆炸事故的发生,又可防止爆破伤人。三人连锁中的“三人”是指生产组长(队长)、爆破工和瓦斯检查工,这三人分别携带爆破起爆器的钥匙、工作牌、爆破牌。在爆破前、后,要严格按照《煤矿安全规程》检查爆破地点附近的风流、瓦斯浓度和其他爆破安全事项,符合要求后依照相关操作规定连锁交换钥匙、工作牌、爆破牌,进行安全爆破。
6 结束语
只有严格按照《煤矿安全规程》的有关规定,我国煤矿安全生产工作才能有稳定好转。
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[关键词]瓦斯灾害;治理;管理;对策
中图分类号:TD712 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)18-0001-01
1 瓦斯灾害治理存在的问题
虽然我们在瓦斯灾害治理方面取得了一定成绩,但特大瓦斯事故仍时有发生,瓦斯灾害依然严峻,煤矿在防治瓦斯灾害方面存在的问题主要表现在以下几方面:
(1)认识上尚存在着定位不准、认识不清的问题。
(2)瓦斯管理仍存在着大量问题和隐患,瓦斯治理已成为煤矿安全生产工作中的薄弱环节。
(3)突出理论还没有实现重大突破,不能为突出事故的预防提供理论上的必然保障。
(4)煤层瓦斯抽采效率偏低。
2 瓦斯涌出的掘进巷道管理安全技术措施
在有瓦斯涌出巷道掘进时 掘进通风必须稳定、可靠,以预防瓦斯超限和积聚,杜绝瓦斯爆炸事故。在煤层内掘进巷道时,局扇通风必须采用压入式,使局扇及其电气设备处于新鲜风流内,应推广采用高效对旋式局扇和智能对旋风机,并遵循先抽采瓦斯、后掘进的原则,未进行瓦斯抽采且抽采未达标的一律禁止作业。局扇和风筒的布置必须遵守《规程》及有关规定,防止发生局扇吸循环风和工作面瓦斯积聚。瓦斯员不能限于牌板上规定每班三次检查,要做到随时、多次地进行巡回检查。
2.1 预防瓦斯爆炸的措施
防止瓦斯积聚和引燃是预防瓦斯爆炸的根本措施,加强通风是防止瓦斯聚积的有效措施,矿井通风应做到有效稳定和连续不断,要有足够的风速、风量把瓦斯吹散、冲淡,稀释到规程规定以下,为此必须做到矿井主要通风机应采用抽出式通风,可减少停风以后瓦斯涌出量突然增大,有突出危险采掘工作面必须有足够的风量稀释瓦斯浓度,因此要推广使用大风机,大风筒,大断面;煤层倾角大于12°的回采工作面必须采用上行通风,如果采用下行通风必须符合规程有关规定,掘进工作面应采用全风压或局部扇风机通风,禁止采用扩散通风,掘进工作面都应采用独立通风。开采有瓦斯喷出或有煤与瓦斯突出危险的煤层。严禁任何两个工作面之间串联通风,加强瓦斯检查,准确掌握瓦斯浓度是防止瓦斯爆炸的重要手段之一。
2.2 发生瓦斯事故时的应急措施
井下发生瓦斯爆炸事故时,现场人员一定要沉着,不要惊慌,也不要乱喊乱跑,一定要注意空气震动的方向,背着它的方向脸向下卧倒,头要尽量低,用湿毛巾捂住口鼻,用衣服等物盖住身体,使身体的外露部分尽量减少,巷道内有水沟时,要卧在水沟一侧,在爆炸的一瞬间,要尽量屏住呼吸,防止吸入大量高浓度的有害气体,与此同时,要迅速摘下自救器,按操作方法把它戴好,然后辨明方向,沿着避灾路线,尽快进入新鲜风流离开灾区。事故发生后要迅速切断灾区电源,井下人员要积极自救,要有组织地在队、班长或有经验的老工人带领下按避灾路线撤退到安全地点采用最快速的、最有效的传报技术和方法,通知和引导灾区人员和受威胁区域的人员迅速撤退至安全地点当巷道破坏严重,又不知道避灾路线中是否安全时,先到安全的地方暂时躲避。并发出信号等待救护遇瓦斯大量喷出时,先撤人,切断电源,然后加强通风,并将含有大量瓦斯的风流直接引入回风巷道。
3 煤矿瓦斯灾害的治理方针与对策
瓦斯事故虽然破坏性极强,危害极大,但瓦斯防治是有规律可循的,瓦斯事故是可以预防的。为了有效治理煤矿瓦斯灾害,减少重大瓦斯事故的发生,在认真总结借鉴我国煤矿瓦斯治理工作中成功的经验和血的教训的基础上,从瓦斯防治在煤矿安全生产中极为重要的特殊位置考虑,提出了“先抽后采,监测监控,以风定产”的瓦斯治理工作方针,这一方针就是我国煤矿瓦斯灾害防治方针与对策,也是我们今后的工作方向和重点“先抽后采、监测监控、以风定产”的十二字工作方针,是实现预防为主关口前移,建立防范瓦斯事故的长效机制的基础,也是在治理煤矿瓦斯方面的又一项重要举措,体现了技术装备和管理并重的原则。
3.1 先抽后采是瓦斯治理的基础
“先抽后采”就是坚持在进行采区工作面布置前和工作面回采前,利用一切可以利用的条件,通过矿井瓦斯抽放管路系统将煤层 采空区中瓦斯抽出加以利用或直接排放到矿井外大气 矿井回风系统中,确保矿井生产过程中不受或少受瓦斯因素影响 实现安全生产的技术手段。采取先抽后采的技术措施后,由于极大地降低了煤层和采空区中的瓦斯含量,尤其是降低了煤层中瓦斯压力,一方面大大减弱了向采掘空间涌出瓦斯的瓦斯源的强度,另一方面消除了造成瓦斯突出的瓦斯压力因素,因而可有效防止采掘空间的瓦斯积聚现象的发生和瓦斯突出事故的发生。实践证明,先抽后采 措施是瓦斯灾害防治的基础,也是治理瓦斯灾害的治本之策和关键之举。
3.2 监测监控是瓦斯治理和保障
“监测监控”就是通过矿井安全监测监控系统或甲烷断电仪、甲烷风电闭锁装置,对采掘工作面、机电设备峒室等按规定需要安设甲烷传感器的地点的瓦斯浓度进行实时自动 连续监测,在所控区域瓦斯浓度达到规定的临界点时,及时报警并切断所控区域所有机电设备的电源,迫使其停止生产,实现安全生产的技术手段。
“监测监控”是预防瓦斯事故的重要防线和保障措施,是现行的瓦斯检查员制度的重要补充,是实现矿井信息化管理的基础,同时由于能够将监测数据记录保存下来,还为瓦斯超限原因分析、事故调查进而制定与修改日常的瓦斯管理措施提供第一手资料。近年来,曲江公司在加大安全投入的基础上,建立了瓦斯监测监控联网系统,将瓦斯监测由矿级管理提升到局、省监控中心管理,对企业瓦斯矿井实施24小时监控,有力地促进了煤矿企业的安全生产。
3.3 以风定产是根本
“以风定产”就是根据矿井现有实际供风能力核定矿井生产能力,通过控制矿井的实际产煤量来减少矿井瓦斯的涌出量 降低瓦斯危害程度,从而实现安全生产的技术措施。“以风定产”是防治瓦斯的最基本的生产管理措施,也是防止井下瓦斯积聚的先决条件和根本措施,当生产能力超过矿井的实际通风能力后,由于矿井总进风量已无法将涌出的瓦斯稀释到规定的浓度以下,而煤矿企业为了能维持正常生产就必须在风量分配上做文章,这样就会造成矿井通风系统的紊乱,从而降低了矿井的防灾和抗灾能力,同时因风量不足不会经常造成瓦斯超限和积聚,给安全生产带严重隐患。近年来国有煤矿发生的几起重特大瓦斯爆炸事故几乎都是超通风能力突击生产酿成的,所以必须坚持“以风定产”方针不动摇,不安全不生产。
4 结束语
“十二字方针”反映了对瓦斯防治工作规律性的认识,概括了瓦斯治理的三个最基本的环节。“先抽后采、监测监控、以风定产”三条是相辅相成的有机整体,抓住了这三条,就等于抓住了瓦斯治理的关键,就可以从根本上解决问题这一点,我们要从思想上给以高度的重视,只要坚持按“十二字方针”办事,确保各项措施的贯彻落实,重特大瓦斯事故完全可以避免。曲江公司在瓦斯治理方面多年来坚持“瓦斯为天、瓦斯超限就是事故、通风工作无小事”的瓦斯管理理念,形成了集通风、抽放、监测为一体的瓦斯管理体系,保障了煤矿企业的安全生产,为企业做强、做大,建设“科技同煤、绿色同煤、诚信同煤”奠定了坚实基础。
参考文献
一、煤矿地质灾害的研究意义
煤矿地质灾害主要是人们在地下开采时不合理的破坏地质构造,给地面环境及人们生命财产带来严重危协的矿区灾害。它主要是自然地质灾害的一小部分,也是影响地质构造的最重要的一部分。矿井的采煤及掘进,会不断的把石块及煤炭掏空,造成地下水位降底,加速水土流失,给地面带来埸陷,不仅影响地面农作物的生长,而且严重时导致矿区房毁人亡。加速了山体滑坡的概率;同时地下开采也会诱发地震、岩爆、冒顶片帮突水、瓦斯爆炸、矿车脱轨,甚至煤堆滑落都成为事故原因最终夺去矿工生命。以上现象基本都是煤矿地质灾害的具体表现。
据有关部门统计国家能源有百分之八十来自煤炭,可见煤炭对我国经济建设的重要性;虽然煤炭在我国经济建设占有重要作用,但是因煤矿生产所造成的灾害也是相当严重的。在一定程度上制约着煤炭行业的发展,更严重是地质灾害带来的经济损失和人员伤亡,从死亡的人数看,因煤矿灾害所造成的死亡率占全国的十分之一以上。自1942年我国最严重的矿难发生在的日本占领下的中国辽宁(见本溪湖煤矿爆炸),共1549人死亡。近几年来中国一些地方因为违规开采,经常会出一些大的事故发生。2009年2月22日凌晨2时23分,山西省西山煤电集团屯兰煤矿南2采区发生瓦斯爆炸事故,当班入井436人,有77人丧生,还有113人本文由收集整理住院观察,其中21人伤势较重。同年12月6日山西洪洞105人死亡。瓦斯爆炸,矿方瞒报。不断发生的瓦斯事故再一次给我们敲晌了灾害防治的警钟。根据国家安监局数字,2012年,全国发生煤矿1120起,全年实际死亡人数1680人,煤炭百万吨死亡率从2002年的4.97降到2012年的0.56。虽然今年前十月这个比率进一步下降到0.35,但是相对于美国的这一数字高出了10倍,在中国煤矿采掘业仍然是一个高风险行业。
二、煤矿地质灾害形成的原因
矿井作业一般都在地下百米千米深进行,它不不像地面水利工程建设那样,能够因地制宜,可以利用预防避让的原则进行避与防。采矿的情况则相反,基本上都是明知道条件不好也得进行采掘。这样较容易造成各种地质灾害。其最主要的特征主要表现在以下几个方面。
1、在掘进过程中潜在的灾害特征
1.1山体滑坡
煤矿的开采、矸石的堆放破坏了坡体的原始应力平衡,是诱导滑坡崩塌灾害的重要因素。据不完全统计,每年因山体滑坡所造成的直接经济损失以数亿元计。比如,2011年7月7日经过一整天的紧张救援,山西某一露天煤矿山体滑坡中的5位被困者已不幸。据不完全统计,山西省某煤矿自上个世纪五十年代成立开始,共发生滑坡60多次,其本上每年都会发生一两次滑坡,其中一次最大的塌方量达到223万m3,2003年的滑坡还伴有泥石流。露天矿的滑坡不仅造成了停产事故,而且还对附近工厂的安全生产造成严重的危协。发生在今年1月11日上午8时20分,云南省镇雄县果珠乡高坡村赵家沟村民组发生特大山体滑坡,46人被山体掩埋。12日确定遇难人数为46人。可见因采煤造成的山体滑坡对人们生命财产安全影响之大。
1.2地面沉降与塌陷
地面沉降与塌陷是煤矿开采后经常出现的一种地质灾害。在煤矿的开采过程中,地下开采工程破坏了采空区围岩的初始应力场及地下水位被人为的大量抽排,造成地下塌陷。由于采掘引起地面不均匀沉降,使水田无法排水、房屋墙体开裂、地基塌落陷洞。
1.3瓦斯突出
瓦斯可以在储气封闭系统中,以吸附或游离状态赋存于煤层的孔隙、裂隙、缝隙之中,当地应力作局部平衡调整时,破坏储气封闭系统,使蓄积的气体外溢释放。在自然和人为的某种作用下,亦可造成瓦斯突出的爆炸、火灾、人员中毒等灾害。据统计,我国在1992—2008年的10年,煤矿中发生煤与瓦斯突出近6万余次。造成的经济损失约120亿元。2005年2月14日辽宁阜心矿业集团孙家湾煤矿发生特别重大瓦斯爆炸事故以来,全国煤矿又接连发生29起瓦斯事故,共造成死亡及下落不明151人,受伤25人。其中瓦斯窒息事故18起,死亡35人,受伤4人;瓦斯爆炸和突出事故11起,死亡94人,下落不明22人,受伤21人。特大事故4起,分别是2月15日16时10分,云南省富源县竹园镇松林村一非法小煤矿发生瓦斯爆炸,造成13人死亡,15人受伤,9人下落不明;3月9日18时30分左右,山西吕梁地区交城县岭底乡香源沟煤矿(乡镇)发生瓦斯爆炸事故,28人遇难;3月14日11时左右,黑龙江省七台河矿业精煤(集团)有限责任公司新富煤矿
三区一采区发生爆炸事故,共有16名矿工遇难,2人生死不明;3月17日15时40分,重庆奉节县竹园镇新镇乡的苏龙寺煤矿(乡镇矿,有证)发生爆炸事故,已发现18人死亡,1人生死不明。
1.4矿井突水
煤矿突水事件在煤矿生产中也是常见的,掘进或采矿过程中当巷道揭穿导水断裂、富水溶洞、积水老窿,大量地下水突然涌人矿山井巷的现象。矿井突水一般来势凶猛,常会在短时间内淹没坑道,给矿山生产带来危害,造成人员伤亡。在富水的岩溶水充水的矿区及顶底板有较厚高压含水层分布的矿山区,在构造破碎的地段,常易发生矿井突水。但只要查明水文地质条件,采取措施,矿井突水是可以预防和治理的。当巷道底板下有间接充水层时,便会在地下水压力和矿山压力作用下,破坏底板隔水层,形成人工裂隙通道,导致下部高压地下水涌入井巷造成突水。
三、煤矿地质灾害的防治分析
1、煤矿地质灾害的防治措施
1.1加强地质灾害宣传教育以形成全民防灾意识
各级政府和有关部门应对防御煤矿地质灾害工作予以高度重视,开展各种形式煤矿地质灾害骑治知识的宣传教育活动,以提高民众对灾害的承受能力,使市、县(区)镇、乡各级领导及矿业管理员详细了解煤矿地质灾害灾情和掌握各项防灾减灾方法,积极主动地开展地质灾害防治工作,对可能出现地质灾害的煤矿地区。开展灾害预测和提出防范措施。
1.2合理开采煤矿资源,保护地质环境
遵循《环境保护法》、《矿产资源法》合理开发利用和保护地质环境的准则,加强地质灾害防治管理工作,提高人们的环境意识,避免或减少煤矿地质灾害事件发生。各级矿管部门应加强管理和监督,防止只图经济效益和生产指标的完成、回采原留保安煤柱的采掘活动。