屯兰矿“2.22”特别重大瓦斯爆炸事故原因及主要教训

山西焦煤集团西山煤电集团公司屯兰矿“2.22”特别重大瓦斯爆炸事故事故原因及主要教训2009年9月孙继平国务院事故调查专家组组长中国矿业大学（北京）副校长教授博士生导师博士2009年2月22日2时20分，山西焦煤集团西山煤电公司屯兰矿井下发生特别重大瓦斯爆炸事故，造成78人死亡，114人受伤(其中重伤5人)。一、概况屯兰矿2002年正式投产，设计生产能力为400万吨/年，核定生产能力为500万吨/年。该矿属高瓦斯矿井,绝对瓦斯涌出量256.43m3/min，相对瓦斯涌出量33.58m3/t。煤尘具有爆炸性。属容易自燃煤层。安装有安全监控系统,但爆源处没有设置甲烷传感器。地面建有瓦斯抽采泵站，但抽采不达标（回风巷瓦斯浓度大于1%，长期超过1.5%）。事故发生在南四盘区12403综采工作面1#联络巷，该工作面煤层厚度4.26米。采用综合机械化采煤方法，一次采全高，工作面长181米，走向长2001米，已回采1330米，巷道为锚网支护。工作面绝对瓦斯涌出量37.77m3/min，相对瓦斯涌出量10.15m3/t。该工作面采用“二进一回”（皮带巷、轨道巷进风，尾巷回风）的通风方式，轨道进风巷与回风巷之间设有多个联络巷。风机开关1号联络巷安装有两部2×30kw局部通风机和4台风机开关,在靠尾巷侧约6m处设有一料石密闭墙，密闭墙上设有一个调节风窗。（开4指宽）据现场勘察等，经分析认定，事故发生的直接原因是：该矿南四盘区12403工作面1#联络巷处于微风或无风状态，造成瓦斯局部积聚达到爆炸浓度。1#联络巷内的电气开关失爆，引爆瓦斯。二、事故直接原因认定据现场勘察，经分析认定：本次事故瓦斯爆炸源位于12403工作面1#联络巷。1.爆炸冲击波由1#联络巷向外传播从整个矿井看，冲击波方向来自南四采区。从南四采区看，冲击波方向来自12403工作面区域。(一）爆源瓦斯爆炸冲击波从1号联络巷向12403轨道巷和12403尾巷传播；由尾巷1号联络巷口分别向内、外传播。冲击波方向表明爆源在12403工作面1号联络巷。NN222222F2F12401回风巷轨道巷回风巷南回风补巷南四轨道巷南四胶带巷巷风回南胶带巷轨道巷胶带巷轨道巷回风巷回风巷四四轨道巷胶带巷梁庄回风井南风巷回二北1240312405回风巷FF2山西焦煤屯兰矿“”事故区域通风示意图2.22双向风门单向风门风桥调节闭永久闭临时闭回风进风F2图例风机风筒1240212212爆炸冲击波方向2.1#联络巷有明显过火1号联络巷有明显过火痕迹，风筒烧毁仅剩金属筋条，锚网塑料烧脱露出金属线等。（二）瓦斯积聚的原因据现场勘察等，经分析认定：1#联络巷位于煤层中，巷道长约37m，无风、微风段长度约25m，具有瓦斯积聚条件。1.12403采煤工作面1号联络巷布置在煤层中。该矿属高瓦斯矿井,12403工作面绝对瓦斯涌出量37.77m3/min，相对瓦斯涌出量10.15m3/t，表明1号联络巷煤壁有大量瓦斯涌出。风机开关2.12403采煤工作面1号联络巷有瓦斯积聚条件。据现场勘查，12403采煤工作面1号联络巷长约37m（见下图），局部通风机安装在联络巷内，受通风机吸风影响，1号联络巷风机吸风口到调节风窗约25m长的巷道压差小、通过风量少，处于微风或无风状态，瓦斯易于积聚。3.1号联络巷为倾斜巷道，开关放在联络巷的背风侧，是瓦斯易积聚区。（三）引爆瓦斯的火源据现场勘察，经分析认定：本次事故引爆瓦斯的火源是12403工作面1#联络巷内防爆型电气开关失爆。1.12403工作面1号联络巷内的风机开关负荷接线腔接线柱有明显放电和过火痕迹。2.隔爆面有从接线腔内爆炸生成物和高温高压气体向外喷射的痕迹。3.电缆外护套爆裂，内部芯线冲出，电缆外护套无其它外力作用痕迹，这表明失爆开关是第1爆点火源。三教训和建议1.加强通风管理1#联络巷微风、无风是造成瓦斯积聚的主要原因。2.加强电气设备管理开关失爆是引起瓦斯爆炸的火源。3．开关等电气设备应设置在全风压进风处，若不能满足，应设置甲烷传感器屯兰矿4台电气开关设置在12403工作面1＃联络巷，既不设甲烷传感器，也不安排瓦检员检查瓦斯。4．减少井下作业人员无人就安全。屯兰矿“2.22”事故前，井下作业人员436人。事故造成78人死亡，114人受伤（其中重伤5人）。据现场勘察，本次事故煤尘没有参与爆炸，因此，死亡人数相对较少。5．矿长、区队长等各级领导要下井排查隐患6．除掘进、开拓和临时施工场所外，尽量减少局部通风机的使用7．严禁调高瓦斯报警浓度和断电浓度（1）空气中甲烷气体爆炸界限一般是5%～16%，当混入一氧化碳、硫化氢等其他可燃性气体和煤尘后，爆炸下限会下降至4%。（2）回风巷瓦斯报警和断电浓度应为1.0%，符合下列条件时可提高至1.5%：①装有煤矿安全监控系统的机械化采煤工作面；②经抽采和增加风量已达最高允许风速，其瓦斯浓度仍不能降低至1.0%以下；③工作面的风流控制必须可靠；④必须保持通风巷的设计断面；⑤必须配有专职瓦斯检查工。（3）瓦斯报警浓度和断电浓度的确定考虑了时间的滞后：①瓦斯运移时间；②传感器反应时间；③监控系统传输和处理时间等。（4）瓦斯报警和断电浓度的确定考虑了瓦斯空间分布的不均匀性：传感器吊挂位置不一定是瓦斯浓度最高的位置。屯兰矿12403工作面将回风巷作为专用排瓦斯巷管理，瓦斯报警值和断电值由1.5%调高至2.5%，实测瓦斯浓度长时间超过1.5%。8．淘汰存在安全隐患的电气设备及材料失爆的电气开关的安标证是96年的。12403工作面8号联络巷10m多长的电缆有两处冷接头。9．严禁带电作业该矿带电移钻机。10．严把电气设备下井关(1)虽然本次事故调查没有发现假冒防爆电气设备，但以前多次特别重大瓦斯爆炸事故调查发现有“沈阳防爆电器厂”等假冒防爆电气设备。(2)查安全标志证、查防爆合格证、查电气间隙、查隔爆间隙等。11．简化通风系统，简单就可靠。合理加大巷道截面，在设计施工时留有裕量，12.隐患自查、专业排查、企业互查。13．减少煤矿安全监控系统中间环节（1）事故前，瓦斯监测数据多次中断。（2）正确做法：（3）屯兰矿做法：传感器电缆井下交换机主机地面交换机光缆分站分站电缆传输接口主机传感器14高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井采用隔离式自救器种类名称防护的有害气体防护特点过滤式CO过滤式自救器CO人员呼吸时所需的O2仍是外界空气中的O2。适用于灾区内空气中氧浓度不低于18％和一氧化碳浓度不高于1.5％。隔离式化学氧自救器不限人员呼吸的O2由自救器本身供给，与外界空气成分无关。压缩氧自救器不限15不死人不等于安全，只有安全才能不死人事故前，屯兰矿连续数年无死亡事故。通过上面分析可以看出：事故矿并没有把瓦斯治理十六字体系落到实处。（1）“通风可靠”不落实：1#联络巷微风、无风，造成瓦斯积聚等。（2）“抽采达标”不落实：12403工作面回风巷瓦斯浓度长期超过1.5%，大于1.0%的要求等。（3）“监控有效”不落实：①1#联络巷设置有电气开关等，但没有设置甲烷传感器；②将12403工作面回风巷瓦斯报警和断电浓度调高至2.5%等。（4）“管理到位”不落实：电气开关失爆等。通风、监控和瓦斯抽采（放）是瓦斯防治的有效措施。其中通风和监控适用于低瓦斯、高瓦斯和煤与瓦斯突出各类矿井。高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井的瓦斯防治除应采取通风和监控措施外，还要进行瓦斯抽采（放）。1.矿井通风：（1）稀释矿井空气中瓦斯等有毒、有害气体；（2）提供井下作业人员所需的氧气等；2.安全监控：（1）控制电气火源和摩擦撞击火源；（2）撤人；（3）通风系统监测；（4）采空区自燃发火监测；（5）瓦斯抽采（放）系统监控等。3.瓦斯抽采（放）：（1）减少煤炭开采时的瓦斯涌出量；（2）降低煤层瓦斯含量和瓦斯压力；（3）瓦斯利用等。敬请各位领导指正！谢谢！