第五章重大事故防范

第五章重大事故防范第一节矿井瓦斯矿井瓦斯是煤矿一大危害因素，由此发生的事故占煤矿重大、特大事故的比重最大，死亡率最高，造成的损失也最严重。按其发生事故的类型可分为：瓦斯燃烧、瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、瓦斯窒息和中毒五种。其中瓦斯爆炸事故和煤与瓦斯突出事故往往是重大以上事故。本节主要对瓦斯爆炸事故和煤与瓦斯突出事故的预防和处理作以介绍。一矿井瓦斯防治（一）瓦斯爆炸事故的原因分析从以往瓦斯爆炸事故的统计资料可以看出，引起瓦斯爆炸的原因主要有违章作业、违章指挥与现场管理不妥，安全生产技术措施不完善、不落实，安全技术水平不高等。从瓦斯爆炸发生的地点看，绝大多数瓦斯爆炸事故发生在采煤工作面和掘进工作面，1994年全国10人以上的瓦斯爆炸事故共发生了53起，其中44起发生在采煤工作面，6起发生在掘进工作面，两项之和占这类瓦斯事故的94.34%。从引爆瓦斯的火源看，1996年去国煤矿发生的重大以上瓦斯爆炸事故268起，其中放炮火焰引爆的事故151起，占56.3%；明灯引爆的49起，占18.3%；电器设备失爆引起的34起，占12.7%；撞击火花引起的18起，占6.7%；吸烟引起的13起，占4.9%。瓦斯爆炸必须具备三个条件，瓦斯爆炸需要的氧气浓度条件在煤矿井下是普遍存在的，因此只要瓦斯浓度条件和引火源同时存在时，就会发生爆炸。造成瓦斯爆炸的原因很复杂，归纳如下：1.形成瓦斯积聚的原因通风是排除瓦斯最有效的手段。瓦斯积聚的主要原因是瓦斯聚集区的风量不足。（1）掘进工作面瓦斯积聚的原因掘进工作面发生瓦斯积聚的原因主要有两个方面，一是局部通风设备的安装与管理方面存在问题，二是瓦斯涌出异常所致。局部通风设备的安装不符合规定，造成瓦斯积聚，如：局部通风机与风咀连接处无橡胶垫圈，或橡胶垫圈老化、破损，不用螺栓紧固，漏风大；局部通风机及选型不合理，风机能力不足，或风机能力够，但风筒直径小，阻力大，造成工作面风量不足；供给局部通风机的全风压风量不足，或风机安装位置距回风口过近造成循环风，使工作面瓦斯积聚；风筒吊挂不符合规定，造成风筒局部阻力增大，漏风严重等。局部通风管理不善，造成瓦斯积聚，如：串联通风，风筒出口距工作面过远，一面局部通风机向两个及其以上工作面供风，风筒接头漏风严重，风筒破口未及时修补等使掘进工作面处于微风通风状态，造成瓦斯积聚。随意停开局部通风机、无计划停电、停风，风机开启不检查瓦斯等危险操作是引起瓦斯积聚和爆炸的根源。例如，黑龙江鸡东县某煤矿一井，1993年10月11日，由于局部通风机停用，瓦斯积聚，放炮母线短路产生火花，引起爆炸，死70人。掘进工作面遇到地质构造，瓦斯涌出量增大，使的正常通风状况下的供风量不足以排除瓦斯，造成瓦斯积聚。（2）采煤工作面瓦斯积聚原因采煤工作面瓦斯积聚原因主要有矿井通风设备的能力不足，通风系统不合理，通风管理不善，不定期测定风量不及时调节风量，工作面产量增大，不增加风量，串联通风等造成工作面风量不足，形成瓦斯积聚。采用非正规采煤方法，工作面无正规的通风系统易造成瓦斯积聚。例如：1989年12月26日，山西省忻州地区阳方口煤矿，采用高冒式采煤法，采区内串联通风，造成瓦斯积聚，放炮时引起爆炸，死亡52人。（3）通风设施质量差，管理不善引起瓦斯积聚井下风流之所以能按照预定的路线和流量流动，正是通风设施控制的效果，通风设施质量优劣与管理关系着矿井通风效果好坏，通风设施质量差，漏风严重，给矿井风量调节带来不良后果，使风量调节达不到预期效果。另外，通风设施管理不善，破坏的设施得不到及时修理，使用风地点风量降低，甚至风流短路，造成瓦斯积聚的现象在小煤矿比较严重，应引起重视。（4）不稳定风路引起瓦斯积聚不稳定风路会造成风流的无计划流动，从而形成难以预测的瓦斯积聚。除总进风、总回风外，采区之间、采区内应尽量避免出现角联风路。角联风路的风流方向和风量受自然风压及与其相连接的其他风路阻力的变化而发生变化，从而使原来的回风流污染进风，造成瓦斯积聚。（5）盲巷瓦斯排放引起其下风侧巷道或工作面瓦斯积聚盲巷瓦斯排放应先制定措施，以防排放风流下风侧瓦斯浓度超限。在排放盲巷瓦斯过程中，由于组织管理不善引起瓦斯爆炸事故曾多次发生过。（6）采空区及盲巷中积聚的瓦斯采空区和盲巷中往往积存有大量高浓度的瓦斯，当大气压力发生变化或采空区发生大面积冒顶时，这些区域中的瓦斯会突然涌出，造成采掘空间瓦斯积聚。（7）巷道冒空区等处的瓦斯积聚巷道冒空区由于风速小，顶板涌出的瓦斯不易排除和冲淡，容易形成瓦斯积聚，通风不良或风速过小的煤层巷道中，顶板有瓦斯源时，易在顶板附近形成瓦斯积聚；煤仓由于不通风，也是瓦斯积聚的地点。2.引起瓦斯爆炸的火源引起瓦斯爆炸的火源主要有以下几类：（1）井下爆破爆破是煤矿井下开采中经常开展的一项工作。正规的爆破工作一般不会引起瓦斯爆炸，但不符合规定的爆破如：使用不符合安全要求的炸药、雷管或变质过期的煤矿许用炸药和雷管，炮眼不合格或炮泥充填不够，或无封泥，爆破电线连线不合格，放炮器不合格或用明电放炮，违章放明炮，糊炮等，易造成放炮火焰存在时间过长，炸药残块燃烧，产生电火花引爆瓦斯。（2）电火花电火花引起的瓦斯爆炸与电器设备的不合格人员违章操作有关，其主要原因有线路接头不符合要求，电器设备失爆，带电检修，井下违章打开矿灯，使用非煤矿用的电器设备等。（3）摩擦撞击火花井下工作中的摩擦、撞击有时难以避免，因此，在瓦斯高浓度的区域，如排放瓦斯的路线上，瓦斯排放巷等，应减少或停止工作。（4）明火点燃井下不允许有明火，此类火源多数是由井下吸烟造成的。另外，还有自然发火，或井下焊接等明火。（二）预防瓦斯爆炸的措施1.防止瓦斯积聚的措施（1）加强通风管理加强通风是防止瓦斯积聚的有效措施。加强通风就要求各用风地点的风量按实际排瓦斯、炮烟的有害气体、以及《煤矿安全规程》规定的风速等需要的风量供给，要做到这一点，首先要有可靠的通风设备和通风系统做保证。为此，必须采取以下措施：a.每一矿井都必须采用机械通风，必须装置两套同等能力的主要通风机，一台运转，一台备用；通风机的供电系统必须采用双回路，以保证矿井通风连续可靠。b.建立合理的通风系统，实行风区通风。尽量避免角联、串联通风，并及时维修变形的井巷，使之保持足够的通风面积。c.根据矿井生产需要配足风量。d.掘进工作面必须使用局部通风机通风，禁止扩散通风或微风、无风作业。e.临时停工的地点不得停风，否则必须切断电源，设置栅栏、警标，禁止人员进入。如果停工区内瓦斯或CO2浓度超过3%或其他有害气体超过规定，不能立即处理时，必须在24小时内封闭完毕。停工区恢复通风时，必须制定排放瓦斯的专门措施，严禁采用“一风吹”的作法。f.矿井因停电或检修主要通风机停止运转或通风系统遭到破坏后，必须有恢复通风、排除瓦斯和送电的安全措施。掘进工作的局部通风机若因停电停风时，必须停止放炮和其他作业；恢复通风时，必须检查局部通风机20m以内的瓦斯和停风区中的瓦斯和CO2，符合《煤矿安全规程》有关规定时，方可恢复正常通风；若停风时间过长，应按排放瓦斯的措施处理后，方可恢复正常通风。（2）加强瓦斯检查和监测瓦斯检查或监测是目前发现瓦斯隐患的唯一手段，检查、监测的结果是判断和预测井下瓦斯情况、采取防范和处理措施的依据。随时检查和监测矿井通风、瓦斯状况是矿井安全管理的主要内容。每个矿都必须建立瓦斯检查制度，设立的瓦斯检查和通风管理机构，配备相应的瓦斯检查仪器仪表，以监测监控井下的瓦斯。矿井应配备足够数量的专职瓦斯检查、监测工，专管瓦斯检测工作。从瓦斯检查员、监测工、通风值班员到有关领导都必须认真负责，严格把关，不能疏忽大意。严禁瓦斯检查空班、漏检、假报等，一经发现，严肃处理。通风安全管理部门的值班人员，必须阅读瓦斯检查报表，掌握瓦斯变化情况，发现问题及时处理，并向矿调度室汇报。每日通风、瓦斯日报必须送矿长、总工程师审阅，一矿多井的矿必须同时送井长、井技术负责人审阅。高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出的矿井、低瓦斯矿井中的高瓦斯区必须装备矿井安全监控系统。安全监测所使用的仪器仪表必须定期调试、校正，以保证其测试结果正确。（3）及时处理局部积聚的瓦斯井下易形成局部瓦斯积聚的地点有：采煤工作面回风隅角煤壁附近，采煤机滚筒下风侧附近，刮板输送机溜槽下部，顶板冒空处；掘进工作面煤壁附近；低风速巷道中顶板附近；角联巷道内；停风的独头、盲巷、废巷；瓦斯突出后的孔洞内；大直径的钻孔内；老空积水的地区等。处理积聚瓦斯的方法大多数是加强通风，将积聚的瓦斯吹散、稀释、排除，使瓦斯浓度降到《煤矿安全规程》规定的允许界限以下。有些地点积聚瓦斯不能采用通风方法处理时，可采用局部抽放、封闭、填充等方法进行处理。3.防止瓦斯引燃防止瓦斯引燃就是要严禁一切非生产性火源，严格管理和限制生产中可能出现的火源、热源。（1）严格明火管制严禁带火种、点火工具、烟草入井，严禁用灯泡和电炉取暖。加强职工安全教育工作，提高安全意识。井口房和通风机房20m范围内严禁烟火。井下、井口房内不得从事电焊、气焊和喷灯焊接等工作。若必须焊接时必须制定安全措施，并遵守《规程》第二百二十三条规定。加强井下火区管理。（2）防止放炮火源a.井下爆破必须使用符合《规程》的安全炸药，严禁使用不合格或变质、过期的炸药。b.炮眼的布置、深度、角度、装药量应符合爆破说明书和爆破图表中的规定；炮泥要用不燃性材料，封泥长度符合《规程》有关规定。炮眼深度不够，抵抗线过小，严禁装药放炮。c.禁止使用明接头或裸露的放炮母线。放炮连线。放炮工作等必须由经过专门训练，并取得操作资格证的人员操作，放炮员尽量在入风流中操作。d.爆破工作必须坚持“一炮三检”和“三人连锁放炮”制度。e.禁止放明炮、糊炮。f.严格执行井下炸药、雷管的存放、运输管理规定，放炮员持证上岗。（3）电火的防治井下电气设备应根据矿井瓦斯等级选型配置。严禁带电检修、搬迁电器设备。井下防爆电器在入井前需由专门的防爆设备检察员进行安全检查，合格后方可入井。井下供电应做到无“鸡爪子”“羊尾巴”明接头，有过流和漏电保护，有接地装置；坚持使用检漏继电器，煤电钻综合保护、局部通风机风电闭锁和瓦斯电闭锁装置；发放的矿灯要符合要求。加强电器设备的检查、维修工作，对失爆的设备及时维修或更换。防止静电火花引爆瓦斯，井下作业人员禁止穿化纤类工作服；井下使用的高分子材料制品，其表面电阻应低于其安全限定值。采取有效措施消除井下杂散电流。（4）摩擦冲击火花防治随着煤矿机械化程度的日益提高，机械摩擦、冲击引燃瓦斯的危险性相应增加。防治的主要措施有：在摩擦发热的装置上安设过热保护装置和温度检测报警断电装置；在摩擦部件金属表面附着活性低的金属，使其形成的摩擦火花难以引燃瓦斯，或在合金表面涂苯乙烯醇酸,以防止摩擦火花的产生；工作面遇到坚硬夹石或硫化铁夹层时，放炮处理。（二）防止煤与瓦斯突出的措施煤与瓦斯突出是一中复杂的自然现象。它的发生对矿井造成的损失很严重。我省韩城矿务桑树坪矿、下峪口矿属于这一类矿井。1.煤与瓦斯突出的原因煤与瓦斯突出是一种很复杂的动力现象，对其发生的原因目前有多种假说，但都不能完全解释突出的原因，还有待于继续探索研究。2.煤与瓦斯突出的预兆a.煤层结构与煤质方面的预兆：层理紊乱，煤质松软不均，煤的光泽暗淡，煤层突然增厚或变薄，软分层厚度增大，煤层的倾角突然变陡等。b.地压方面的预兆：响煤炮、煤岩开裂、掉渣、底鼓、煤壁颤动剥落、支架声响移位，打钻时、卡钻、钻机负荷增大、钻孔变形等。c.瓦斯涌出方面的预兆：瓦斯涌出忽大忽小，瓦斯从钻孔中喷出并显现压力，煤壁或工作面温度变冷，打钻时钻孔中向外喷瓦斯和煤粉等。在发生突出前，不是各种预兆都能同时出现，只要其中一种或几种预兆发生时，都必须引起作业人员的高度重视，及时采取对策，进行处理或撤退。3.预防瓦斯突出的措施突出煤层的开采必须制定防突措施。（1）区域性防突措施区域性防突措施指开采保护层，预抽煤层瓦斯等措施。a开采保护层对开采煤层群的突出矿井，开采保护层是首先的防突措施。《规程》规定：开采保护层后，在被保护层中受到保护的区域可按无突出危险区进行采掘