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煤礦在開采煤炭資源過程中會伴隨著多種災害事故的發生,如瓦斯爆炸、煤塵爆炸、煤與瓦斯突出、中毒、窒息、火災、透水、頂ding板ban冒mao落luo等deng。在zai這zhe些xie事shi故gu中zhong瓦wa斯si爆bao炸zha無wu疑yi是shi最zui嚴yan重zhong的de,它ta不bu光guang是shi造zao成cheng的de損sun失shi最zui大da,發fa生sheng的de頻pin率lv也ye是shi最zui大da的de,根gen據ju每mei年nian國guo家jia煤mei監jian局ju的de事shi故gu統tong計ji來lai看kan,煤mei礦kuang發fa生sheng一yi次ci死si亡wang10人以上的特大事故中,絕大多數是瓦斯爆炸,約占特大事故總數的70%左右,為此,瓦斯可稱為煤礦安全的最大威脅者。所以,分析瓦斯爆炸原因,製訂瓦斯防治對策,就顯得尤為重要。
一、瓦斯爆炸原因分析
1.瓦斯爆炸特點
根據多年對煤礦瓦斯爆炸事故統計分析,可以發現有如下一些特點:①瓦斯爆炸多為特大事故,造成的損失巨大;②事故地點多發生在采煤與掘進工作麵;③瓦斯爆炸造成的破壞波及範圍大,破壞力極強;④多為火花引爆;⑤高瓦斯礦井、低瓦斯礦井均有發生;⑥瓦斯爆炸多發生在鄉鎮煤礦;⑦基建、技改礦井和轉製礦井瓦斯爆炸事故容易發生等。
2.事故原因分析
煤礦發生瓦斯爆炸事故是由很多原因造成的,但總的來說分為客觀原因和主觀原因兩種。主觀原因就是瓦斯積聚和引爆火源的存在;客觀原因與自然條件、安全技術手段、安全裝備水平、安全意識和管理水平等有關,發生瓦斯爆炸事故往往就是以上原因相互作用所導致的。
⑴瓦斯積聚的存在
煤礦井下造成瓦斯積聚的原因很多,但主要有通風係統不合理和局部通風管理不善是瓦斯積聚的主要原因。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中,有22起主要是因通風係統不合理,存在風流短路、多次串聯和循環風,造成供風地點風量不足而引起瓦斯積聚;有9起主要是因局部通風機安裝位置不當,風筒未延伸到供風點或脫落引起供風點有效風量不足而造成瓦斯積聚;有2起事故主要是因停電停風而引起瓦斯積聚;有1起是盲巷積聚的瓦斯被引爆。
⑵引爆火源的存在
煤礦井下引爆瓦斯的火源有爆破火花、電氣火花、摩擦撞擊火花、靜電火花、煤炭自燃等。但放炮和電器設備產生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中,有16起是由放炮產生的火花引爆的;有15起事故是由電器設備及電源線電火花引爆的。
⑶煤礦開采條件差
我國煤礦井下開采條件普遍較差,特別是南方煤礦。據統計,2000年全國國有重點煤礦共有580處礦井進行了瓦斯等級鑒定,其中高瓦斯礦井160處,低瓦斯礦井298處,煤與瓦斯突出礦井122處,有自然發火礦井372處,占64%,有煤塵爆炸危險礦井427處,占73.6% 。
⑷裝備不足、管理不落實
礦井安全裝備配置不足,“先抽後采,監測監控,以風定產”方針未得到完全落實。如2005年發生的41起特大瓦斯事故中,有的礦井沒有安裝瓦斯監控係統或運行不正常,有的礦井雖安裝了瓦斯監控係統,但因傳感器數量不足、安裝位置不對、線路存在故障、xianshiqibuxianshishujudengwenti,bunengyouxiaofahuiqiyingyoudezuoyong。ciwaixiangzhenmeikuangfashengdetedawasishigudoumeiyouzhuangbeiwasichoufangxitonghuochoufangxitongbunengyouxiaoyunxing,jiankongxitongyebunengyouxiaofahuizuoyong。runeimengguwuhaishiwudaqubayinsaimeijiaoyouxianzerengongsimoukuangjingsuianzhuanglewasijiankongxitong,danzaiqishijikaicaiquyuquebingmeiyouwasichuanganqi,zaochengletedawasishigudefasheng,siwang16人。
⑸管理水平低
xuduoshigufenxifaxian,weizhangcaozuohuoguanlibudangerzaochengleyixiebenkebimiandeshigu,danweiyinqizhongshi,zuizhongniangchengtedawasibaozhashigu。yinci,guanlishuipinghezhigongdeanquanyishiduiyumeikuangdechangqianquanshengchanqidaolejuzuqingzhongdezuoyong。
⑹企業技術管理薄弱
一(yi)些(xie)煤(mei)礦(kuang)企(qi)業(ye)由(you)於(yu)采(cai)煤(mei)方(fang)法(fa)落(luo)後(hou),礦(kuang)井(jing)采(cai)掘(jue)布(bu)置(zhi)不(bu)合(he)理(li),通(tong)風(feng)係(xi)統(tong)不(bu)完(wan)善(shan),此(ci)外(wai),作(zuo)業(ye)規(gui)程(cheng)編(bian)製(zhi)不(bu)符(fu)合(he)實(shi)際(ji),針(zhen)對(dui)性(xing)不(bu)強(qiang),給(gei)安(an)全(quan)生(sheng)產(chan)帶(dai)來(lai)了(le)嚴(yan)重(zhong)隱(yin)患(huan)。
二、控製瓦斯爆炸事故的技術措施
瓦斯爆炸事故的防治可分為預防爆炸和抑製爆炸。預防爆炸主要有:優化通風網絡及通風係統,防治瓦斯積聚,進行瓦斯抽放,加強瓦斯濃度和火源監測,防止點火源的出現等;抑製爆炸主要采用隔爆抑爆裝置將瓦斯爆炸限製在一定範圍內,從而減少人員傷亡和災害事故所造成的損失。
1.瓦斯爆炸事故的預防措施
⑴煤礦瓦斯抽放技術
①我國國有煤礦高瓦斯和瓦斯突出礦井占礦井總數的46%。瓦斯
抽放是減少礦井瓦斯湧出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施,同時也是開發利用瓦斯能源、保護大氣環境的重要手段。如皖北煤電集團公司祁東煤礦利用抽放瓦斯進行發電,並取得了可觀的經濟效益和社會效益。
②為提高瓦斯抽放率,目前主要需解決長鑽孔定向鑽進技術,包括測斜、糾偏技術;提高單一低透氣性煤層的抽放率;研製鑽進能力更強的鑽機具;完善和提高擴孔技術、排渣技術、造穴技術和封孔技術;開發新的瓦斯抽放技術及設備。
③瓦斯抽放方法有本煤層抽放、鄰近層抽放和采空區抽放等;抽放工藝有順層長鑽孔、大直徑鑽孔、地麵鑽孔、頂板岩石和巷道鑽孔等。並研製出與之相配套的強力鑽機及配套機具,如MK型長鑽孔鑽機和ZSM順shun層ceng強qiang力li鑽zuan機ji等deng。此ci外wai已yi研yan製zhi出chu多duo種zhong抽chou放fang泵beng及ji配pei套tao的de監jian控kong係xi統tong和he儀yi表biao等deng,大da大da提ti高gao了le瓦wa斯si抽chou放fang量liang和he抽chou放fang率lv,使shi安an全quan環huan境jing得de到dao進jin一yi步bu改gai善shan。
④利用多分支羽狀適用技術,解決低滲煤層瓦斯治理問題,以提高抽采率。
⑤煤礦瓦斯治理也應該與煤層氣產業化緊密結合起來。
⑵礦井瓦斯濃度及火源監測技術
礦kuang井jing瓦wa斯si濃nong度du及ji火huo源yuan的de實shi時shi自zi動dong監jian測ce對dui於yu防fang止zhi瓦wa斯si爆bao炸zha非fei常chang重zhong要yao,當dang發fa現xian瓦wa斯si異yi常chang或huo有you火huo源yuan產chan生sheng,立li即ji采cai取qu措cuo施shi可ke防fang止zhi爆bao炸zha事shi故gu的de發fa生sheng。我wo國guo目mu前qian開kai發fa了leKJ90、KJ92、KJ94、KJ95、KJ73、KJ66等型號的礦井安全監控係統,以及各類檢測傳感器、報警儀和斷電儀。已有多個礦井安裝了礦井安全綜合監控係統,並具有如下功能:①礦井環境和工況參數實時監控;②主要通風機在線監測;③巷道火災實時監測;④礦井瓦斯抽放實時監測;⑤衝擊地壓實時監測;⑥煤與瓦斯突出實時監測;⑦煤層自然發火實時監測;⑧瓦斯爆炸或燃燒實時監測;⑨礦井電網監測等多種功能。監控係統的安裝極大地提高了煤礦的安全管理自動化水平,防止了許多事故的發生。
⑶井下火源防治
對煤礦井下的爆破火花、電氣火花、摩擦撞擊火花、靜電火花、煤炭自燃等火源都有一些相應的防治措施,除炸藥安全性檢驗、電器防爆檢驗、摩擦火花檢驗外、還需防止火源與瓦斯積聚在同時同地點出現,如放炮時檢測瓦斯濃度,采用風電閉鎖、瓦斯電閉鎖等措施。另外加強明火的管理,嚴格用火製度,消除引爆瓦斯的火源。
⑷優化通風網絡及通風係統
合he理li可ke靠kao的de通tong風feng係xi統tong是shi防fang止zhi瓦wa斯si事shi故gu和he控kong製zhi災zai害hai擴kuo大da的de重zhong要yao措cuo施shi,為wei此ci,瓦wa斯si防fang治zhi工gong程cheng與yu采cai掘jue工gong程cheng,必bi須xu同tong時shi設she計ji,超chao前qian施shi工gong,同tong時shi投tou入ru使shi用yong。
2.隔爆措施
礦(kuang)井(jing)隔(ge)爆(bao)抑(yi)爆(bao)裝(zhuang)置(zhi)是(shi)控(kong)製(zhi)瓦(wa)斯(si)爆(bao)炸(zha)的(de)最(zui)後(hou)一(yi)道(dao)屏(ping)障(zhang),當(dang)瓦(wa)斯(si)爆(bao)炸(zha)發(fa)生(sheng)後(hou),依(yi)靠(kao)預(yu)先(xian)設(she)置(zhi)的(de)裝(zhuang)置(zhi)可(ke)以(yi)阻(zu)止(zhi)爆(bao)炸(zha)的(de)傳(chuan)播(bo),限(xian)製(zhi)火(huo)焰(yan)的(de)傳(chuan)播(bo)範(fan)圍(wei),主(zhu)要(yao)有(you)被(bei)動(dong)式(shi)隔(ge)爆(bao)棚(peng)和(he)自(zi)動(dong)抑(yi)爆(bao)裝(zhuang)置(zhi)。
①被動式隔爆棚。隔爆岩粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、安裝方便,因而得到了廣泛的使用,其中隔爆水袋棚的使用最為廣泛。目前研製的XGS型和KYG型隔爆棚,具有適應性強,安裝、拆卸和移動方便的特點。\
②自動式抑爆裝置。使用壓力或溫度傳感器,在爆炸發生時探測爆炸波,及時將預先放置的水、岩粉、N2、CO2等噴灑到巷道中,從而達到抑製爆炸火焰傳播的目的。如ZGB-Y型自動隔爆裝置采用高壓氮氣引射消焰劑,能將爆炸限製在距爆源40-60m之內;YBW-1型無電源觸發式抑爆裝置,適合安裝在距爆源20-45m的巷道中;ZYB-S型xing自zi動dong產chan氣qi式shi抑yi爆bao裝zhuang置zhi采cai用yong實shi時shi產chan氣qi原yuan理li,當dang傳chuan感gan器qi接jie收shou到dao燃ran燒shao或huo爆bao炸zha火huo焰yan時shi,觸chu發fa氣qi體ti發fa生sheng器qi快kuai速su產chan生sheng的de高gao壓ya氣qi體ti噴pen灑sa消xiao焰yan劑ji,抑yi製zhi火huo焰yan的de傳chuan播bo。
三、結束語
瓦斯爆炸事故的防治是煤礦安全工作的一個係統工程,除了完善可靠的安全裝備、helikexingdejishushouduanhecaiquyouxiaodecuoshiwai,haiyingjiaqianganquanguanliheanquanjiandu,tebieshizhongshiyuangonganquanyishidepeiyang。zhiyoubaanquanfangzaishouwei,renzhenluoshiwasizhilide“安全第一,預防為主,防治結合”fangzhen,jianquangexiangguizhangzhidu,helijiadaanquantouru,wasibaozhashigujiqitazaihaishigucainengdafududijianshao,meikuangdeanquanzhuangkuangcainengdedaogenbenhaozhuan,zheyangdemeikuangcaijuyougenghaodefazhanqianjing。
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