淺談煤礦瓦斯爆炸事故火災(zāi)特點(diǎn)及對(duì)策

淺談煤礦瓦斯爆炸事故火災(zāi)特點(diǎn)及對(duì)策1、什么是瓦斯爆炸

瓦斯爆炸是一種鏈?zhǔn)椒磻?yīng)〔也叫鏈鎖反應(yīng)〕。當(dāng)爆炸混合物汲取一定能量〔通常是引火源給予的熱能〕后，反應(yīng)分子的鏈即行斷裂，離解成兩個(gè)或兩個(gè)以上的游離基〔也叫自由基〕。這類游離基具有很大的化學(xué)活性，成為反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行的活化中心。在合適的條件下，每一個(gè)游離基又可以進(jìn)一步分解，再產(chǎn)生兩個(gè)或兩上以上的游離基。這樣循環(huán)不已，游離基越來(lái)越多，化學(xué)反應(yīng)速度也越來(lái)越快，最后就可以發(fā)展為燃燒或爆炸式的氧化反應(yīng)。所以，瓦斯爆炸就其本質(zhì)來(lái)說(shuō)，是一定濃度的甲烷和空氣中的氧氣在一定溫度作用下產(chǎn)生的激烈氧化反應(yīng)。化學(xué)反應(yīng)方程式為CH4+2O2→CO2+2H2O。

瓦斯爆炸有一定的濃度范圍，我們把在空氣中瓦斯遇火后能引起爆炸的濃度范圍稱為瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限為5％～16％。當(dāng)瓦斯?jié)舛鹊陀?％時(shí)，遇火不爆炸，但能在火焰外圍形成燃燒層，當(dāng)瓦斯?jié)舛葹?．5％時(shí)，其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反應(yīng))；瓦斯?jié)舛仍?6％以上時(shí)，失去其爆炸性，但在空氣中遇火仍會(huì)燃燒。瓦斯爆炸界限并不是固定不變的，它還受溫度、壓力以及煤塵、其它可燃性氣體、惰性氣體的混入等因素的影響。

瓦斯的引火溫度，即點(diǎn)燃瓦斯的最低溫度。一般認(rèn)為，瓦斯的引火溫度為650℃～750℃。但因受瓦斯的濃度、火源的性質(zhì)及混合氣體的壓力等因素影響而變化。當(dāng)瓦斯含量在7％一8％時(shí)，最易引燃；當(dāng)混合氣體的壓力增高時(shí)，引燃溫度即降低；在引火溫度相同時(shí)，火源面積越大、點(diǎn)火時(shí)間越長(zhǎng)，越易引燃瓦斯。高溫火源的存在，是引起瓦斯爆炸的必要條件之一。井下抽煙、電氣火花、違章放炮、煤炭自燃、明火作業(yè)等都易引起瓦斯爆炸。

施行證實(shí)，空氣中的氧氣濃度降低時(shí)，瓦斯爆炸界限隨之縮小，當(dāng)氧氣濃度減少到12％以下時(shí)，瓦斯混合氣體即失去爆炸性。這一性質(zhì)對(duì)井下密閉的火區(qū)有很大影響，在密閉的火區(qū)內(nèi)往往積存大量瓦斯，且有火源存在，但因氧的濃度低，并不會(huì)發(fā)生爆炸。如果有新鮮空氣進(jìn)入，氧氣濃度達(dá)到12％以上，就可能發(fā)生爆炸。因此，對(duì)火區(qū)應(yīng)嚴(yán)加管理，在啟封火區(qū)時(shí)更應(yīng)分外慎重，必須在火熄滅后才能啟封。瓦斯爆炸產(chǎn)生的高溫高壓，促使爆源四周的氣體以極大的速度向外沖擊，造成人員傷亡，破壞巷道和器材設(shè)施，揚(yáng)起大量煤塵并使之參加爆炸，產(chǎn)生更大的破壞力。另外，爆炸后生成大量的有害氣體，造成人員中毒死亡。

2、我國(guó)煤礦瓦斯爆炸事故概況及原因

在煤炭開(kāi)采過(guò)程中，多種災(zāi)害事故時(shí)有發(fā)生。但一次死亡10人以上的特大事故中，絕大多數(shù)是由于瓦斯爆炸，約占特大事故總數(shù)的70%左右。在我國(guó)的能源工業(yè)中，煤炭占我國(guó)一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的70%左右，估計(jì)到2050年還將占50%以上。因此，煤炭在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)仍將是我國(guó)的主要能源。當(dāng)前，國(guó)家對(duì)煤炭工業(yè)發(fā)展提出了更高的要求，所以必須強(qiáng)化安全生產(chǎn)，保證煤炭工業(yè)繼續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展。在煤炭開(kāi)采過(guò)程中，瓦斯煤塵爆炸、火災(zāi)、透水、頂板冒落、煤與瓦斯特別、沖擊地壓、中毒、窒息等多種災(zāi)害事故時(shí)有發(fā)生。從每年的事故統(tǒng)計(jì)中來(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)是由于瓦斯爆炸，約占特大事故總數(shù)的70%左右。我國(guó)目前國(guó)有重點(diǎn)煤礦大多數(shù)屬于瓦斯礦井，其中高瓦斯礦井和特別礦井占全國(guó)礦井總數(shù)的44%。因此，預(yù)防、控制瓦斯爆炸事故，是實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。瓦斯防治是煤礦安全工作的重中之重，必須采用有利措施，有效防治煤礦重特大瓦斯事故的發(fā)生，以保證煤礦的安全生產(chǎn)。

2.2.1裝備不夠、管理不落實(shí)

礦井安全裝備配置不夠，“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)。很多煤礦發(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)也不能有效發(fā)揮作用。另外瓦斯爆炸事故的發(fā)生，主要是由于管理上存在缺陷造成某些作業(yè)人員的違章失職。

2.2.2企業(yè)職工安全意識(shí)淡薄，文化素養(yǎng)較低

據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)分析，大部分煤礦的瓦斯爆炸都是由于工作人員的違章操作造成的，并且絕大多數(shù)瓦斯事故都是由于“三違〞引起的。煤礦的很多職工文化程度低，沒(méi)有經(jīng)過(guò)正式安全培訓(xùn)就下井，常常采納師帶徒的方式參加采掘等作業(yè)，缺乏基本的安全生產(chǎn)知識(shí)，不懂通風(fēng)安全管理和操作規(guī)程，思想麻痹，違章作業(yè)，冒險(xiǎn)蠻干現(xiàn)象嚴(yán)重。

瓦斯積聚是指采掘工作面及其他地點(diǎn)，體積大于0.5m3的空間內(nèi)積聚瓦斯?jié)舛冗_(dá)到或超過(guò)2%的現(xiàn)象。瓦斯積聚是造成瓦斯爆炸的根本原因。造成瓦斯積聚的原因很多，主要有：礦井主通風(fēng)機(jī)供風(fēng)能力不夠或通風(fēng)系統(tǒng)不合理造成礦井缺風(fēng)；掘進(jìn)工作面或其它需單獨(dú)供風(fēng)的巷道，因局部通風(fēng)機(jī)、風(fēng)筒原因使得瓦斯積聚；采煤工作面上隅角和采空區(qū)瓦斯積聚；巷道變形、調(diào)節(jié)風(fēng)門故障等造成通風(fēng)不良。

在各別煤礦中，引爆火源的問(wèn)題仍然存在。如有的礦井仍有明電、明火下井，井下電氣設(shè)備存在失爆的現(xiàn)象，甚至有的電工不懂技術(shù)或不負(fù)責(zé)任的，在拆掉或損壞了防爆密閉圈，造成了失爆。煤礦井下引爆瓦斯的火源主要有:爆破火花、電氣火花、摩擦撞擊火花、靜電火花、煤炭自燃等。

3、煤礦瓦斯爆炸事故特點(diǎn)

3.1事故區(qū)域面積大，火勢(shì)兇猛。

瓦斯爆炸事故發(fā)生后，由于爆炸威力大，事故現(xiàn)場(chǎng)可燃物多，伴隨爆炸引起燃燒，燃燒引發(fā)爆炸，易造成大面積燃燒，并且火勢(shì)兇猛，形成大面積立體火災(zāi)。

3.2事故現(xiàn)場(chǎng)狀況復(fù)雜，爆炸危險(xiǎn)性極大。

多數(shù)瓦斯爆炸伴隨坍塌、大面積燃燒，人員被埋，救援工作伴隨爆炸危險(xiǎn)性極大。各種化學(xué)、物理性質(zhì)復(fù)雜，輻射熱十分高，受到火勢(shì)嚴(yán)重威脅，如果處置冷卻保護(hù)不堅(jiān)決，供水不夠，隨時(shí)都會(huì)發(fā)生再次爆炸的危險(xiǎn)。另外，風(fēng)向變化，事故處置帶來(lái)一定難度，對(duì)控制火災(zāi)決策易造成干擾?，F(xiàn)場(chǎng)可能發(fā)生多次爆炸，事故現(xiàn)場(chǎng)四周影響區(qū)域廣，極易造成人員傷亡。

3.3設(shè)施破壞嚴(yán)重，器材裝備有限，事故處置難度大。

由于瞬間的激烈爆炸，將礦區(qū)大部分消防設(shè)施破壞，即刻帶來(lái)的坍塌、掩埋等災(zāi)害，一時(shí)使礦區(qū)消防及應(yīng)急設(shè)施處于了癱瘓狀態(tài)。公安消防部隊(duì)到場(chǎng)后，面對(duì)狀況復(fù)雜的事故現(xiàn)場(chǎng)和隨時(shí)二次爆炸的危險(xiǎn)，只能利用消防部隊(duì)的移動(dòng)滅火設(shè)施進(jìn)行滅火，火場(chǎng)難以接近，滅火效力難以達(dá)到；消防水源又嚴(yán)重不夠，使前期滅火戰(zhàn)斗十分困難，事故處置難度十分龐大。

3.4事故現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域大，參加處置部門多，協(xié)調(diào)困難。

煤礦瓦斯爆炸事故多為重特大事故，往往對(duì)人民群眾的造成龐大生命財(cái)產(chǎn)損失，社會(huì)影響大，波及范圍廣。事故處置多是政府、消防、公安、安監(jiān)等社會(huì)多部門聯(lián)合處置，由于現(xiàn)場(chǎng)狀況復(fù)雜，參加處置人員較多，部門之間的協(xié)調(diào)容易出現(xiàn)混亂，協(xié)調(diào)出現(xiàn)困難，對(duì)事故處置帶來(lái)一定影響。

4、瓦斯爆炸事故處置對(duì)策

礦井一旦發(fā)生瓦斯爆炸事故，井下人員及財(cái)產(chǎn)處于極度危險(xiǎn)境地，必須盡快組織搶救，刻不容緩，可以說(shuō)是與時(shí)間展開(kāi)賽跑。但搶險(xiǎn)救援還必須遵守一定的原則和程序，避免盲目指揮、愚昧蠻干而造成不必要的損失和人員傷亡。救災(zāi)的基本原則是：“冷靜指揮，科學(xué)決策，協(xié)調(diào)行動(dòng)，安全快速〞。具體的處理程序是：首先應(yīng)設(shè)法撤離災(zāi)區(qū)人員，搶救遇難人員；視狀況切斷災(zāi)區(qū)電源；通知救護(hù)隊(duì)；迅速成立救災(zāi)指揮部，設(shè)立假設(shè)干搶救組各行其責(zé)；盡快恢復(fù)通風(fēng)系統(tǒng)，排除爆炸產(chǎn)生的有毒有害氣體，尋找遇難人員。

在處理瓦斯爆炸事故的過(guò)程中，常常會(huì)碰到以下幾方面的技術(shù)難題，需要及時(shí)而果斷地作出判斷：(1)事故發(fā)生后是否應(yīng)該切斷災(zāi)區(qū)電源?切斷電源可能產(chǎn)生電火花，引起再次爆炸，不切斷電源由于災(zāi)區(qū)供電遭到損壞，隨時(shí)有觸電威脅，也有產(chǎn)生火花可能，此為難點(diǎn)一。(2)如何正確調(diào)度通風(fēng)系統(tǒng)，盡快排除災(zāi)區(qū)的有害氣體，控制事故范圍，這是處理瓦斯爆炸事故的關(guān)鍵。由于事故發(fā)生的地點(diǎn)、條件不同，爆炸后是否引起了燃燒或火災(zāi)?決定了通風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)度方式(反風(fēng)、短路、強(qiáng)化通風(fēng)等)的不同，此為難點(diǎn)二。(3)如何安全快速地恢復(fù)掘進(jìn)巷道或無(wú)風(fēng)區(qū)域的通風(fēng)，避免再次爆炸，此為難點(diǎn)三。因此，如果爆炸發(fā)生在掘進(jìn)巷道內(nèi)，其內(nèi)積存有大量的瓦斯和有害氣體，又可能存在火源，如遇難者損壞的礦燈放電等，一旦恢復(fù)通風(fēng)，氧含量上升，達(dá)到爆炸條件就極易引發(fā)二次爆炸，其危害是相當(dāng)嚴(yán)重的。未恢復(fù)通風(fēng)時(shí)，由于氧濃度很低，不會(huì)爆炸。

在事故發(fā)生的第一時(shí)間內(nèi)要盡可能多地了解和掌握事故的狀況及發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)事故的相關(guān)狀況、原因以及應(yīng)采用的主要措施作出初步判斷，并迅速制定救災(zāi)的技術(shù)方案。

(1)接到瓦斯爆炸事故的匯報(bào)后，是否迅速切斷災(zāi)區(qū)電源?其判斷的標(biāo)準(zhǔn)是：切斷電源會(huì)否引起再次爆炸，假設(shè)能肯定不會(huì)引起爆炸，則必須切斷災(zāi)區(qū)電源。但往往是時(shí)間緊、狀況不清，無(wú)法準(zhǔn)確判斷，又容不得半點(diǎn)猶疑不決和拖延。這時(shí)要看引發(fā)爆炸事故的瓦斯來(lái)源以及事故地點(diǎn)一般瓦斯涌出的速度來(lái)綜合分析，如果是瓦斯特別或突發(fā)性的瓦斯來(lái)源而引發(fā)的瓦斯爆炸，那么就不宜改變供電狀況，要維持現(xiàn)狀，因?yàn)橥咚固貏e后瓦斯來(lái)源充足，涌出量大，災(zāi)區(qū)內(nèi)充滿了大量的高濃度瓦斯，改變供電狀況，產(chǎn)生電火花，容易引起瓦斯再次爆炸，如果不是特別引起的或突發(fā)性的瓦斯來(lái)源，是一般的積聚，而且瓦斯涌出速度不快、量不大，則必須迅速切斷災(zāi)區(qū)電源。

(2)正確調(diào)度通風(fēng)系統(tǒng)，控制災(zāi)區(qū)范圍。盡快排除災(zāi)區(qū)有害氣體，這是處理瓦斯爆炸事故技術(shù)關(guān)鍵。由于每次瓦斯爆炸事故的狀況和條件不同，采用的措施和辦法也不同；首先必須判斷爆炸是否引起了火災(zāi)，其判斷的依據(jù)：一是得到確切匯報(bào)；二是通過(guò)檢測(cè)災(zāi)區(qū)回風(fēng)系統(tǒng)的CO等有毒氣體的變化來(lái)加以判斷。假設(shè)能判定爆炸未產(chǎn)生火災(zāi)或不存在燃燒火源，則須采用加大風(fēng)量，強(qiáng)化通風(fēng)的措施(控制其他地點(diǎn)風(fēng)量，開(kāi)大功率的風(fēng)機(jī)，甚至還可合計(jì)啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī)等措施)。反風(fēng)的辦法必須慎重選擇，只有在能救更多的人時(shí)才采納，一般狀況下不宜反風(fēng)。在恢復(fù)通風(fēng)系統(tǒng)的程序上，必須遵循“先大后小，先主后次〞的原則。即先恢復(fù)主要設(shè)施、修復(fù)主要通風(fēng)巷道，再恢復(fù)其他地點(diǎn)，以求取得好的效果。

(3)安全快速地恢復(fù)掘進(jìn)巷道的通風(fēng)，尋找遇難人員，盡快結(jié)束救援工作。如果按照一般的方法逐步恢復(fù)通風(fēng)，則存在容易引發(fā)二次爆炸的問(wèn)題，給救災(zāi)人員帶來(lái)嚴(yán)重的威脅。為了保證安全，建議采納“一次恢復(fù)，遠(yuǎn)距離啟動(dòng)〞的辦法，具體操作是：佩戴空呼氣在巷道內(nèi)接好風(fēng)筒(由于巷道內(nèi)缺氧，即使有高濃度瓦斯、有火源存在，也不會(huì)爆炸)，然后，所有人員撤離至安全區(qū)域，執(zhí)行遠(yuǎn)距離啟動(dòng)局部通風(fēng)機(jī)恢復(fù)供風(fēng)，即使有再次發(fā)生爆炸的可能，也能保證搶險(xiǎn)救援人員的人身安全。此方法在多次處理瓦斯爆炸的事故施行中，取得了很好的效果，十分成功。

5、防止瓦斯爆炸的措施

5.1優(yōu)化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)及通風(fēng)系統(tǒng)，防止瓦斯積聚

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)展的重要措施，瓦斯防治工程與采掘工程，必須同時(shí)制定，超前施工，同時(shí)投入使用。采煤工作面必須堅(jiān)持風(fēng)路暢通，每個(gè)掘進(jìn)工作面必須有合理的進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)路線，避免形成串聯(lián)通風(fēng)。另外在采煤過(guò)程中，采煤工作面回風(fēng)隅角容易積聚瓦斯，應(yīng)及時(shí)有效地處理該區(qū)域積聚的瓦斯。處理的方法有:掛風(fēng)障引流法、風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)法、移動(dòng)泵站抽放法、尾巷排放瓦斯法、液壓局部通風(fēng)機(jī)吹散法。

5.2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)關(guān)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，馬上采用措施可防止爆炸事故的發(fā)生。我國(guó)目前開(kāi)發(fā)了KJ系列礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)，以及各類檢測(cè)傳感器、報(bào)警儀和斷電儀。按照國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局要求，所有礦井均要求安裝礦井安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)。安全監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，為煤礦的安全生產(chǎn)做出了很大的貢獻(xiàn)，但是，決不能替代專職安全檢測(cè)人員的井下現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

要側(cè)重檢查人們?cè)诰伦鳂I(yè)中，違章把火種帶人井下、違章用電、違章放炮、違章敲打礦燈等具有導(dǎo)致瓦斯爆炸事故的異常行為，另外要側(cè)重