煤礦瓦斯爆炸原因分析及防治辦法

1、煤礦瓦斯爆炸原因分析及防治辦法 煤礦在開(kāi)采煤炭資源過(guò)程中會(huì)伴隨著多種災(zāi)害事故的發(fā)生，如瓦斯爆炸、煤塵爆炸、煤與瓦斯突出、中毒、窒息、火災(zāi)、透水、頂板冒落等。在這些事故中瓦斯爆炸無(wú)疑是最嚴(yán)重的，它不光是造成的損失最大，發(fā)生的頻率也是最大的，根據(jù)每年國(guó)家煤監(jiān)局的事故統(tǒng)計(jì)來(lái)看，煤礦發(fā)生一次死亡10人以上的特大事故中，絕大多數(shù)是瓦斯爆炸，約占特大事故總數(shù)的70%左右，為此，瓦斯可稱(chēng)為煤礦安全的最大威脅者。所以，分析瓦斯爆炸原因，制訂瓦斯防治對(duì)策，就顯得尤為重要。一、瓦斯爆炸原因分析1.瓦斯爆炸特點(diǎn)根據(jù)多年對(duì)煤礦瓦斯爆炸事故統(tǒng)計(jì)分析，可以發(fā)現(xiàn)有如下一些特點(diǎn)：瓦斯爆炸多為特大事故，造成的損失巨大；事故地點(diǎn)

2、多發(fā)生在采煤與掘進(jìn)工作面；瓦斯爆炸造成的破壞波及范圍大，破壞力極強(qiáng)；多為火花引爆;高瓦斯礦井、低瓦斯礦井均有發(fā)生；瓦斯爆炸多發(fā)生在鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦；基建、技改礦井和轉(zhuǎn)制礦井瓦斯爆炸事故容易發(fā)生等。2.事故原因分析煤礦發(fā)生瓦斯爆炸事故是由很多原因造成的，但總的來(lái)說(shuō)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(shù)手段、安全裝備水平、安全意識(shí)和管理水平等有關(guān)，發(fā)生瓦斯爆炸事故往往就是以上原因相互作用所導(dǎo)致的。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(fēng)系統(tǒng)不合理和局部通風(fēng)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

3、要是因通風(fēng)系統(tǒng)不合理，存在風(fēng)流短路、多次串聯(lián)和循環(huán)風(fēng)，造成供風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量不足而引起瓦斯積聚；有9起主要是因局部通風(fēng)機(jī)安裝位置不當(dāng)，風(fēng)筒未延伸到供風(fēng)點(diǎn)或脫落引起供風(fēng)點(diǎn)有效風(fēng)量不足而造成瓦斯積聚；有2起事故主要是因停電停風(fēng)而引起瓦斯積聚；有1起是盲巷積聚的瓦斯被引爆。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(shè)備產(chǎn)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(chǎn)生的火花引爆的；有15起事故是由電器設(shè)備及電源線電火花引爆的。煤礦開(kāi)采條件差我國(guó)煤礦井下開(kāi)采條件普遍較差，特別是南方煤礦。據(jù)統(tǒng)計(jì)，200

4、0年全國(guó)國(guó)有重點(diǎn)煤礦共有580處礦井進(jìn)行了瓦斯等級(jí)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(fā)火礦井372處，占64%，有煤塵爆炸危險(xiǎn)礦井427處，占73.6% 。裝備不足、管理不落實(shí)礦井安全裝備配置不足，“先抽后采，監(jiān)測(cè)監(jiān)控，以風(fēng)定產(chǎn)”方針未得到完全落實(shí)。如2005年發(fā)生的41起特大瓦斯事故中，有的礦井沒(méi)有安裝瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)或運(yùn)行不正常，有的礦井雖安裝了瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，但因傳感器數(shù)量不足、安裝位置不對(duì)、線路存在故障、顯示器不顯示數(shù)據(jù)等問(wèn)題，不能有效發(fā)揮其應(yīng)有的作用。此外鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦發(fā)生的特大瓦斯事故都沒(méi)有裝備瓦斯抽放系統(tǒng)或抽放系統(tǒng)不能有效運(yùn)行，監(jiān)控系統(tǒng)也不能有

5、效發(fā)揮作用。如內(nèi)蒙古烏海市烏達(dá)區(qū)巴音賽煤焦有限責(zé)任公司某礦井雖安裝了瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，但在其實(shí)際開(kāi)采區(qū)域卻并沒(méi)有瓦斯傳感器，造成了特大瓦斯事故的發(fā)生，死亡16人。管理水平低許多事故分析發(fā)現(xiàn)，違章操作或管理不當(dāng)而造成了一些本可避免的事故，但未引起重視，最終釀成特大瓦斯爆炸事故。因此，管理水平和職工的安全意識(shí)對(duì)于煤礦的長(zhǎng)期安全生產(chǎn)起到了舉足輕重的作用。企業(yè)技術(shù)管理薄弱一些煤礦企業(yè)由于采煤方法落后，礦井采掘布置不合理，通風(fēng)系統(tǒng)不完善，此外，作業(yè)規(guī)程編制不符合實(shí)際，針對(duì)性不強(qiáng)，給安全生產(chǎn)帶來(lái)了嚴(yán)重隱患。二、控制瓦斯爆炸事故的技術(shù)措施瓦斯爆炸事故的防治可分為預(yù)防爆炸和抑制爆炸。預(yù)防爆炸主要有:優(yōu)化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)及

6、通風(fēng)系統(tǒng)，防治瓦斯積聚，進(jìn)行瓦斯抽放，加強(qiáng)瓦斯?jié)舛群突鹪幢O(jiān)測(cè)，防止點(diǎn)火源的出現(xiàn)等；抑制爆炸主要采用隔爆抑爆裝置將瓦斯爆炸限制在一定范圍內(nèi)，從而減少人員傷亡和災(zāi)害事故所造成的損失。1.瓦斯爆炸事故的預(yù)防措施煤礦瓦斯抽放技術(shù)我國(guó)國(guó)有煤礦高瓦斯和瓦斯突出礦井占礦井總數(shù)的46%。瓦斯抽放是減少礦井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施，同時(shí)也是開(kāi)發(fā)利用瓦斯能源、保護(hù)大氣環(huán)境的重要手段。如皖北煤電集團(tuán)公司祁東煤礦利用抽放瓦斯進(jìn)行發(fā)電,并取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。為提高瓦斯抽放率，目前主要需解決長(zhǎng)鉆孔定向鉆進(jìn)技術(shù)，包括測(cè)斜、糾偏技術(shù)；提高單一低透氣性煤層的抽放率;研制鉆進(jìn)能力更強(qiáng)的鉆機(jī)具；完善和提

7、高擴(kuò)孔技術(shù)、排渣技術(shù)、造穴技術(shù)和封孔技術(shù)；開(kāi)發(fā)新的瓦斯抽放技術(shù)及設(shè)備。瓦斯抽放方法有本煤層抽放、鄰近層抽放和采空區(qū)抽放等；抽放工藝有順層長(zhǎng)鉆孔、大直徑鉆孔、地面鉆孔、頂板巖石和巷道鉆孔等。并研制出與之相配套的強(qiáng)力鉆機(jī)及配套機(jī)具，如mk型長(zhǎng)鉆孔鉆機(jī)和zsm順層強(qiáng)力鉆機(jī)等。此外已研制出多種抽放泵及配套的監(jiān)控系統(tǒng)和儀表等，大大提高了瓦斯抽放量和抽放率，使安全環(huán)境得到進(jìn)一步改善。利用多分支羽狀適用技術(shù)，解決低滲煤層瓦斯治理問(wèn)題，以提高抽采率。煤礦瓦斯治理也應(yīng)該與煤層氣產(chǎn)業(yè)化緊密結(jié)合起來(lái)。礦井瓦斯?jié)舛燃盎鹪幢O(jiān)測(cè)技術(shù)礦井瓦斯?jié)舛燃盎鹪吹膶?shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)對(duì)于防止瓦斯爆炸非常重要，當(dāng)發(fā)現(xiàn)瓦斯異?；蛴谢鹪串a(chǎn)生，立即

8、采取措施可防止爆炸事故的發(fā)生。我國(guó)目前開(kāi)發(fā)了kj90、kj92、kj94、kj95、kj73、kj66等型號(hào)的礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)，以及各類(lèi)檢測(cè)傳感器、報(bào)警儀和斷電儀。已有多個(gè)礦井安裝了礦井安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)，并具有如下功能：礦井環(huán)境和工況參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控；主要通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)；巷道火災(zāi)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；礦井瓦斯抽放實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；沖擊地壓實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；煤層自然發(fā)火實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；瓦斯爆炸或燃燒實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；礦井電網(wǎng)監(jiān)測(cè)等多種功能。監(jiān)控系統(tǒng)的安裝極大地提高了煤礦的安全管理自動(dòng)化水平，防止了許多事故的發(fā)生。井下火源防治對(duì)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(yīng)的防治措施，除

9、炸藥安全性檢驗(yàn)、電器防爆檢驗(yàn)、摩擦火花檢驗(yàn)外、還需防止火源與瓦斯積聚在同時(shí)同地點(diǎn)出現(xiàn)，如放炮時(shí)檢測(cè)瓦斯?jié)舛?，采用風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖等措施。另外加強(qiáng)明火的管理，嚴(yán)格用火制度，消除引爆瓦斯的火源。優(yōu)化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)及通風(fēng)系統(tǒng)合理可靠的通風(fēng)系統(tǒng)是防止瓦斯事故和控制災(zāi)害擴(kuò)大的重要措施，為此，瓦斯防治工程與采掘工程，必須同時(shí)設(shè)計(jì)，超前施工，同時(shí)投入使用。2.隔爆措施礦井隔爆抑爆裝置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障，當(dāng)瓦斯爆炸發(fā)生后，依靠預(yù)先設(shè)置的裝置可以阻止爆炸的傳播，限制火焰的傳播范圍，主要有被動(dòng)式隔爆棚和自動(dòng)抑爆裝置。被動(dòng)式隔爆棚。隔爆巖粉棚、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，

10、其中隔爆水袋棚的使用最為廣泛。目前研制的xgs型和kyg型隔爆棚，具有適應(yīng)性強(qiáng)，安裝、拆卸和移動(dòng)方便的特點(diǎn)。自動(dòng)式抑爆裝置。使用壓力或溫度傳感器，在爆炸發(fā)生時(shí)探測(cè)爆炸波，及時(shí)將預(yù)先放置的水、巖粉、n2、co2等噴灑到巷道中，從而達(dá)到抑制爆炸火焰?zhèn)鞑サ哪康摹Ｈ鐉gb-y型自動(dòng)隔爆裝置采用高壓氮?dú)庖湎鎰?，能將爆炸限制在距爆?0-60m之內(nèi)；ybw-1型無(wú)電源觸發(fā)式抑爆裝置，適合安裝在距爆源20-45m的巷道中；zyb-s型自動(dòng)產(chǎn)氣式抑爆裝置采用實(shí)時(shí)產(chǎn)氣原理，當(dāng)傳感器接收到燃燒或爆炸火焰時(shí)，觸發(fā)氣體發(fā)生器快速產(chǎn)生的高壓氣體噴灑消焰劑，抑制火焰的傳播。三、結(jié)束語(yǔ)瓦斯爆炸事故的防治是煤礦安全工作的一個(gè)系統(tǒng)工程，除了完善可靠的安全裝備、