我国煤矿瓦斯爆炸的原因及防治措施

在煤炭开采过程中,多种灾害事故时有发生。但一次死亡10 人以上的特大事故中,绝大多数是由于瓦斯爆炸,约占特大事故总数的70%左右。本文对煤矿瓦斯爆炸事故发生的各方面原因进行了分析,探讨了有效防止瓦斯爆炸事故发生的预防措施,对推动煤矿安全生产形势的根本好转有一定的借鉴意义。 
  关键词:瓦斯爆炸 原因 防治措施

  0 引言

  在我国的能源工业中,煤炭占我国一次能源生产和消费结构中的70%左右,预计到2050年还将占50%以上。因此,煤炭在相当长的时期内仍将是我国的主要能源。当前,国家对煤炭工业发展提出了更高的要求,所以必须加强安全生产,确保煤炭工业持续、稳定、健康发展。在煤炭开采过程中,瓦斯煤尘爆炸、火灾、透水、顶板冒落、煤与瓦斯突出、冲击地压、中毒、窒息等多种灾害事故时有发生。从每年的事故统计中来看,煤矿发生一次死亡10人以上的特大事故中,绝大多数是由于瓦斯爆炸,约占特大事故总数的70%左右。我国目前国有重点煤矿大多数属于瓦斯矿井,其中高瓦斯矿井和突出矿井占全国矿井总数的44%。因此,预防、控制瓦斯爆炸事故,是实现煤矿安全生产的关键。瓦斯防治是煤矿安全工作的重中之重,必须采取有利措施,有效防治煤矿重特大瓦斯事故的发生,以确保煤矿的安全生产。

  矿井瓦斯的爆炸必须具备以下3个条件:①瓦斯浓度。当空气中的瓦斯浓度达到5%~16%时,就达到爆炸浓度,也称爆炸界限。在瓦斯浓度低于5%时,由于参加化学反应的瓦斯较少,不能形成能量积聚,因此不会爆炸。浓度在5%~9.5%时,瓦斯威力逐渐增强;在浓度为9.5%时,因空气中的全部瓦斯和氧气都能参加反应,所以这时的爆炸威力最强。②一定的引火温度。点燃瓦斯所需的最低温度,称为引火温度。在空气中瓦斯的引火温度是650~750℃。明火、煤炭自燃、电气火花、炽热的金属表面、爆破等都能引起瓦斯爆炸。③氧气的浓度。氧气的作用是助燃,当空气中氧气的浓度超过12%时,瓦斯就能爆炸,这是最容易获得的条件,因为在正常通风风流中氧气的浓度通常大于20%。

  1 煤矿常见的瓦斯爆炸的原因

  1.1 装备不足、管理不落实 矿井安全装备配置不足,“先抽后采,监测监控,以风定产”方针未得到完全落实。很多煤矿发生的特大瓦斯事故都没有装备瓦斯抽放系统或抽放系统不能有效运行,监控系统也不能有效发挥作用。另外瓦斯爆炸事故的发生,主要是由于管理上存在缺陷造成某些作业人员的违章失职。

  1.2 企业职工安全意识淡薄,文化素质较低 据有关数据分析,大部分煤矿的瓦斯爆炸都是由于工作人员的违章操作造成的,并且绝大多数瓦斯事故都是由于“三违”引起的。煤矿的很多职工文化程度低,没有经过正式安全培训就下井,常常采用师带徒的方式参与采掘等作业,缺乏基本的安全生产知识,不懂通风安全管理和操作规程,思想麻痹,违章作业,冒险蛮干现象严重。

  1.3 瓦斯积聚的存在 瓦斯积聚是指采掘工作面及其他地点,体积大于0.5m3的空间内积聚瓦斯浓度达到或超过2%的现象。瓦斯积聚是造成瓦斯爆炸的根本原因。造成瓦斯积聚的原因很多,主要有:矿井主通风机供风能力不足或通风系统不合理造成矿井缺风;掘进工作面或其它需单独供风的巷道,因局部通风机、风筒原因使得瓦斯积聚;采煤工作面上隅角和采空区瓦斯积聚;巷道变形、调节风门故障等造成通风不良。

  1.4 引爆火源的现象存在 在个别煤矿中,引爆火源的问题仍然存在。如有的矿井仍有明电、明火下井,井下电气设备存在失爆的现象,甚至有的电工不懂技术或不负责任的,在拆除或损坏了防爆密闭圈,造成了失爆。煤矿井下引爆瓦斯的火源主要有:爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等。

  2 防止瓦斯爆炸的措施

  2.1 优化通风网络及通风系统,防止瓦斯积聚 合理可靠的通风系统是防止瓦斯事故和控制灾害扩大的重要措施,瓦斯防治工程与采掘工程,必须同时设计,超前施工,同时投入使用。采煤工作面必须保持风路畅通,每个掘进工作面必须有合理的进风和回风路线,避免形成串联通风。另外在采煤过程中,采煤工作面回风隅角容易积聚瓦斯,应及时有效地处理该区域积聚的瓦斯。处理的方法有:挂风障引流法、风筒导风法、移动泵站抽放法、尾巷排放瓦斯法、液压局部通风机吹散法。

  2.2 矿井瓦斯浓度及火源监测技术 矿井瓦斯浓度及火源的实时自动监测对于防止瓦斯爆炸非常重要,当发现瓦斯异常或有火源产生,立即采取措施可防止爆炸事故的发生。我国目前开发了KJ系列矿井安全监控系统,以及各类检测传感器、报警仪和断电仪。按照国家煤矿安全监察局要求,所有矿井均要求安装矿井安全综合监控系统。安全监控系统的应用,为煤矿的安全生产做出了很大的贡献,但是,决不能替代专职安全检测人员的井下现场检测。

  2.3 强化安全生产检查 要侧重检查人们在井下作业中,违章把火种带人井下、违章用电、违章放炮、违章敲打矿灯等具有导致瓦斯爆炸事故的异常行为,另外要侧重检查瓦斯抽放、通风管理、瓦斯监测、电气设备防爆等,并要做到改变其异常,达到安全生产的客观要求,从而控制瓦斯爆炸事故的发生。

  2.4 强化进行全员安全培训工作 首先企业领导干部要进行安全生产培训,使其懂技术、懂经营管理、懂安全生产法规,学会按煤矿生产规律办事,严格执行“安全第一、预防为主”的安全生产方针,做到“责任明确,制度完善,执行有力,监督严格”。另外工人是第一生产者,通过生产技术和安全培训,提高煤矿工人的技术素质、应变能力、安全意识和自我保护能力,才能杜绝违章作业、冒险蛮干和避免瓦斯事故的发生。

  2.5 加快新技术的研究力度,实现瓦斯综合治理跨越式发展 加大“先抽后采”力度,实现煤矿瓦斯治理的根本转变。积极实施“可保尽保、应抽尽抽、先抽后采、煤气共采”的瓦斯综合治理战略,依靠科技进步,实现采煤采气一体化、地面与井下抽放一体化,瓦斯抽放和利用一体化。积极开展松软突出煤层水平长钻孔打钻技术、低透气性煤层快速高效增透强化抽放技术、地面钻孔钻进固孔技术等关键技术攻关研究。加快巷道瓦斯涌出特征、声发射监测技术、电磁辐射监测技术等工作面非接触连续预测及预警技术研究进度,并将信号并入矿井安全监测系统实现连续监测技术的创新性研究。通过工艺技术攻关研究,实现瓦斯综合治理的技术突破。

  3 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。在生产实践中,我们应不断的研究、探索,进行防范和治理,保证煤矿的安全生产。煤矿企业要加大瓦斯管理投入,拿出资金,进行瓦斯治理与监控及其他安全问题的研究,以寻求科学合理的防治措施,保障煤矿安全状况得到改善。另外瓦斯又是一种优良的资源,相信一定可以把目前单纯的瓦斯灾害防治逐步转变为瓦斯治理和开发利用相结合的产业体系。

上一篇:高温矿井降温技术研究动态
下一篇:矿井煤炭自燃高温火源点区域的探测实践