防止瓦斯爆炸措施实用13篇

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防止瓦斯爆炸措施

篇1

在煤炭开采过程中,瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、中毒、窒息矿井火灾、透水、顶板冒落等多种灾害事故时有发生。在这些事故中尤以瓦斯爆炸造成的损失最大,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,为此,瓦斯称为煤矿灾害之王。因此,分析瓦斯爆炸原因,制订防治措施,十分重要。

1 瓦斯爆炸原因分析

1.1 瓦斯爆炸特点

根据多年对煤矿瓦斯爆炸事故统计分析,可以发现有如下一些特点:①瓦斯爆炸多为大事故;②事故地点多发生在采煤与掘进工作面;③瓦斯爆炸造成的破坏波及范围大;④多为火花引爆;⑤高瓦斯矿井、低瓦斯矿井均有发生;⑥瓦斯爆炸多发生在乡镇煤矿。

1.2 事故原因分析

煤矿发生瓦斯爆炸事故与许多因素有关,但总的来说,主要与自然因素、安全技术手段、安全装备水平、安全意识和管理水平等有关,发生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所导致的。

1.2.1 煤矿开采条件差

我国煤矿井下开采条件普遍较差,据统计,全国国有重点煤矿共有580处矿井进行了瓦斯等级鉴定,其中高瓦斯矿井160处,低瓦斯矿井298处,煤与瓦斯突出矿井122处;有自然发火矿井372处,占64%,有煤尘爆炸危险矿井427处,占73.6% 。

例:南山煤矿现开采的15#层和18#层,均为容易自燃煤层,最短发火期为37天,一般发火期3~6个月,煤层自燃发火是影响南山矿煤安全生产的主要因素之一。

另外15号煤层、18-1号煤层、18-2号煤层已由有资质鉴定部门进行了煤尘爆炸性鉴定,经鉴定煤尘爆炸指数30.65%~35.44%,有爆炸危险。

经过2008年瓦斯等级鉴定为高瓦斯突出矿井。

1.2.2 瓦斯积聚的存在

煤矿井下造成瓦斯积聚的原因很多,但主要有通风系统不合理和局部通风管理不善是瓦斯积聚的主要原因。如1994年9月17日17时30分左右,南山煤矿西一区南部七层235普放区发生了一起特大瓦斯爆炸事故,造成56人死亡,11人受伤。

这起事故主要是涉及该区的通风设备较多,通风系统复杂、不稳定,上山角风机停运,造成瓦斯大量涌出到工作面及上山角,而引起瓦斯积聚:在工作面上出口处,采煤工在架梁过程中,使用手锤敲打铰接顶梁联结销时产生的火花而引起瓦斯爆炸。

1.2.3 引爆火源的存在

煤矿井下引爆瓦斯的火源有:爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等。但放炮和电器设备产生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。据统计在多起特大瓦斯爆炸事故中,有大部分是由放炮产生的火花引爆的;电器设备及电源线电火花引起爆炸的也占相当一部分比例。

1.2.4 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。经过特大瓦斯事故处理调查后得知,有的矿井没有安装瓦斯监控系统或运行不正常,有的矿井虽安装有监控系统,但因传感器数量不足、安装位置不对、线路存在故障、显示器不显示数据等问题,不能有效发挥其应有的作用。此外乡镇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。

1.2.5 管理水平低

许多事故分析发现,违章操作或管理不当而造成了一些本可避免的事故,但未引起重视,最终酿成特大瓦斯爆炸事故。因此,管理水平和职工的安全意识对于煤矿的长期安全生产非常重要。

1.2.6 企业技术管理薄弱

一些煤矿企业由于采煤方法落后,引起矿井采掘布置不合理,通风系统不完善,此外,作业规程编制不符合实际,针对性不强,给安全生产带来了严重隐患。

2 加强瓦斯管理、制定技术措施、预防瓦斯爆炸

瓦斯爆炸事故的防治可分为预防爆炸和抑制爆炸。预防爆炸主要有:优化通风网络及通风系统,防治瓦斯积聚,进行瓦斯抽放,加强瓦斯浓度和火源监测,防止点火源的出现等;抑制爆炸主要采用隔爆抑爆装置将瓦斯爆炸限制在一定范围内,从而减少人员伤亡和灾害事故所造成的损失。

2.1 加强预防措施管理

2.1.1煤矿瓦斯抽放技术

提高瓦斯抽放率,主要对本煤层抽放、邻近层抽放和采空区抽放等;抽放工艺有顺层长钻孔、大直径钻孔、地面钻孔、顶板岩石和巷道钻孔等,并研制出与之相配套的强力钻机及配套机具。

例:南山煤矿使用的ZY-300型钻机、ZY-750型钻机对井下采取采前预抽、边掘边抽、采后边采边抽、上隅角埋管抽、顶板巷打高位孔抽等方法,真正做到了多措并举治理瓦斯,大大提高了瓦斯抽放量和抽放率,使安全环境得到进一步改善。

2.1.2 提高监测技术管理

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KJ90.KJ92.KJ94. KJ95. KJ73. KJ66. KJ2000. KJ2000N等型号的矿井安全监控系统,以及各类检测传感器、报警仪和断电仪。

例:现南山煤矿安装了KJ2000N型号矿井安全综合监控系统,并具有如下功能:

①矿井环境和工况参数实时监控;②主要通风机在线监测;③巷道火灾实时监测;④矿井瓦斯抽放实时监测;⑤冲击地压实时监测;⑥煤与瓦斯突出实时监测;⑦煤层自然发火实时监测; ⑧分布式光纤测温监测预报系统,对采空区内“三带”温度变化能够进行同时监测,提高了发火点精准定位。监控系统的安装极大地提高了煤矿的安全管理自动化水平,防止了许多事故的发生。

2.1.3 加强井下火源管理

对煤矿井下的爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等火源加强管理、制定防治措施,除炸药安全性检验、电器防爆检验、摩擦火花检验外、还需防止火源与瓦斯积聚在同时同地点出现,如放炮时检测瓦斯浓度,采用风电闭锁、瓦斯电闭锁等措施。所以加强明火管理,严格动火制度,可以消除引爆瓦斯的火源。

2.2 隔爆措施管理

矿井隔爆抑爆装置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障,当瓦斯爆炸发生后,依靠预先设置的装置可以阻止爆炸的传播,限制火焰的传播范围,主要有被动式隔爆水袋棚、隔爆岩粉棚装置。

被动式隔爆水袋棚、隔爆岩粉棚因成本低、安装方便,因而得到了广泛的使用,其中隔爆水袋棚的使用最为广泛。具有适应性强,安装、拆卸和移动方便的特点。

例:南山煤矿井下对各主要运输大巷、运输机道、采煤工作面、煤掘工作面进行安设隔爆水袋棚,经核定安设44处隔爆水袋棚,实际安设46处隔爆水袋棚。

3 结论

篇2

1煤矿瓦斯爆炸产生的原因分析

煤矿瓦斯爆炸,首先是瓦斯源,其是发生爆炸的根源之一,其次是火源,火源是瓦斯燃烧和爆炸的必要条件之一。没有火源,即使瓦斯浓度达到爆炸范围也不会发生爆炸。因此,在煤矿井下防止出现火源是十分重要的。因此煤矿瓦斯爆炸产生的原因主要由以下两个方面形成,也就是煤矿瓦斯爆炸产生的原因。

1.1瓦斯源

对于煤矿开采过程中,从矿井的井口到井下都会有可能引起瓦斯爆炸,因此对于瓦斯源主要来自于各种煤矿开采设备,和排放的尾巷。如果对这些地方不能及时地将瓦斯气体通过通风口排放出去,当积聚到一定的程度就会越有可能发生瓦斯爆炸,危险性也非常大。如何针对这些瓦斯源的地点,进行有效的处理措施,是煤矿企业需要严格抓的关键问题。

1.2瓦斯爆炸的引火源

瓦斯爆炸除了有瓦斯源外,还需要有引火源。对于煤矿开采过程的引火源,主要有各种电弧、电火花及压缩热等等,这些都会对甲烷的燃点有作用,如果到达一定的程度,只要遇到引火源就会引起瓦斯爆炸[2]。

瓦斯爆炸的发生会严重影响煤矿井下受到破坏,如果处理的不好,井下会发生火灾、透水和中毒等事故的发生,因此要注重井下生命财产的安全,要从根本上防治煤矿瓦斯爆炸。

2煤矿瓦斯爆炸的防范及其治理措施

对于煤矿开采而言,煤矿瓦斯爆炸需要进行有效地防范与治理措施如下:

2.1防止瓦斯积聚

瓦斯积聚主要是指瓦斯在局部的浓度超过2%,即体积方面超过0.5m3的这种情况。在这个体积内的浓度越高发生爆炸的可能性越大,因此,要防止瓦斯产生积聚现象,主要从几个方面进行防止,从生产技术管理上要避免出现盲巷,要加强矿井的通风管理系统,并要制定相应的井下的规章制度和奖罚制度,并能够安全地进行井下瓦斯积聚的控制。回采工作面回风道口的三角区附近如积聚瓦斯,可用席子设置风墙,引导风流,吹散局部积聚的瓦斯。

2.2防止瓦斯引燃点

为了杜绝火源,防止瓦斯爆炸事故,应采取以下措施:防止瓦斯引燃的措施是要防止引火源,从源头上控制火和热源,要杜绝一切能够引燃瓦斯爆炸的情况发生,在井下严禁携带烟草和火源,对矿灯要严格的保护,各种电源线要避免产生火花或电弧,在瓦斯浓度相对较高的地方更要进行防范,避免有在外的电源线头。要制定一系列关于引火源的防治的制度,并严格遵守,不得有半点容忍,以免酿成大灾害。如果井下发生瓦斯爆炸,必将会带来非常大的人员伤亡现象。要按规程规定检查密闭火墙,严防火墙漏风。并定期测定火区温度与瓦斯浓度,防止高温和瓦斯积聚。火区启封前一定要经过鉴定,确定火区已熄灭时才可启封。同时,也要有效地控制火源,还要控制各种容易产生电火花、电弧、压缩热等对甲烷燃点比较敏感的情形,并及时检查各种线头,以免发生短路现象而引起瓦斯爆炸[3]。

2.3防止瓦斯爆炸的范围扩大

如果瓦斯爆炸不可避免地发生,要尽最大可能把灾害减到最低的范围,将损失降到最低,首先要考虑到人员的生命安全,以免瓦斯爆炸发生透水、坍塌事件。要采用并联式的通风,而不是进行通风[4]。电气设备的防爆和防火花性能要经常检查,不符合要求应及时更换和修理。井下禁止带电检修或迁移任何电气设备。

结论

总之,就当前煤矿瓦斯爆炸是矿难中出现最严重的,直接威胁到人类的生命财产安全,煤矿管理者和相关部门要时刻以人为本,从瓦斯爆炸的根源出发进行防范及治理,将损失和灾害尽量减少到最小的情况,甚至零矿难。

参考文献:

[1]李树砖,田水承,郭彬彬. 基于ISM的煤矿瓦斯爆炸事故致因分析[J]. 矿业安全与环保. 2011(05):115-116.

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瓦斯爆炸的发生必须具备3个基本条件,一是瓦斯浓度在爆炸界限内,一般为5%-16%;二是有足够能量的点火源;三是混合气体中的氧气浓度不低于12%。

2 引起瓦斯爆炸的主要原因

2.1 思想因素

思想决定行为,引起瓦斯爆炸事故的根源在于思想上认识不足。干部思想认识不到位,就会造成投入不到位,或者设施设备投入到位,而随意减少瓦斯检查和管理人员,或使瓦斯管理人员和检测人员的工资低下。职工思想认识不到位,就会出现漏检、虚报等。特别是在近两年煤炭行情利好的情况下,许多煤炭企业一味的扩大生产能力,增加煤炭产量,而不能够正确处理安全与生产,安全与效益的关系。“安全第一”的观念淡化,因此思想认识不到位是当前煤矿安全生产的最大隐患。

2.2 技术装备因素

随着以高产高效为基本特征的集约化生产技术的采用。已有的瓦斯灾害防治技术及装备已经不能有效地控制矿井重大瓦斯灾害事故的发生。主要原因:①瓦斯灾害防治技术分散。没有形成完整系统的体系;②瓦斯灾害防治技术缺乏相应的装备支撑;③还有很多需要解决的共性关键技术问题,特别是运用于集约化生产技术条件下的共性关键技术问题。

2.3 培训考核因素

随着监控技术升级,对操作人员和管理人员的技术要求越来越高,煤矿的管理人员知识更新,新技术新标准的掌握就显得尤为重要。强制性的培训和学习是提高员工素质,减少操作失误,发挥高新技术设备性能的关键。

2.4 资金投入因素

在前几年,由于煤矿的经济效益不好,许多煤矿企业降低了安全投入,存在不同程度的通风系统及配套设施不完善、“一通三防”监测系统不完善和设备设施老化等问题。近两年煤矿效益好转的情况下,许多企业只注重生产投入,安全投入仍然存在严重不足,安全生产条件没有得到明显改善。

2.5 管理因素

随着煤矿开采深度的不断增加,瓦斯地质条件越来越复杂多变。再加上传统的安全管理方式受到人的经验、知识和责任心的限制,所以管理因素也是瓦斯事故多发的原因之一。

3 防止瓦斯爆炸基本措施

从瓦斯爆炸条件看,氧气的浓度是引起瓦斯爆炸的因素之一,但在煤矿井下一般不存在氧气浓度低于12%的情况。因此,搞好瓦斯爆炸的防治措施体现在两个方面:严格监控矿井各区域的瓦斯浓度、杜绝火源和演习预案。

3.1 控制方法

(1)建立合理的通风系统通风是排放瓦斯最主要的手段。做好通风安全技术管理是防治煤矿主要事故的先决条件和关键环节。建立合理的通风系统,能够保证井下所有工作地点有足够多的风量将井下涌出的瓦斯及时冲淡并排放出井外,避免瓦斯积聚,所以建立合理的通风系统是防止瓦斯爆炸最有效、最基本的措施。

(2)搞好瓦斯抽放,降低煤层瓦斯涌出量,抽放瓦斯是防止瓦斯积聚的有效措施。随着煤矿开采深度不断加深,瓦斯涌出量变得越来越大,通过通风的方法来使瓦斯的浓度降低到煤矿安全规程要求范围内,从技术和经济角度两方面来看,都是不合理的。瓦斯抽放不仅能够有效利用瓦斯,还能够降低煤层的瓦斯涌出量。实行瓦斯抽放是控制采掘空间瓦斯浓度,减少瓦斯积聚。也防止煤与瓦斯突出的根本措施。

(3)加强瓦斯日常管理对于突出矿井,还应做好瓦斯突出预测工作。瓦斯日常管理是预防瓦斯爆炸事故的重要措施之一。瓦斯日常管理就是建立巡回检查瓦斯制度,就是要瓦检员不间断地下井检查通风情况和瓦斯的浓度,当发现局部积聚瓦斯问题时。要即时处理。

3.2 监测方法

(1)人工检测检查,传统的使用光干涉瓦斯检查仪检查人员必不可减少,每班的瓦斯检查员不仅是沿一定线路定点定时检查瓦斯,而且可以沿途对监控设施的完好和使用情况进行检查,比对光瓦和传感器数值,最大限度的降低瓦斯浓度超限的几率。

(2)瓦斯监控系统能够实现连续监测瓦斯,及时掌握瓦斯浓度的变化,同时也可能为事故应急救援决策和事故调查提供参考依据。人对瓦斯的监测是一个间断性的过程,有其必然的缺点,而事故发生的特点是一个随机性与偶然性相结合的统一体,这就决定了单纯依靠人来管理瓦斯,显然不能够达到控制瓦斯浓度的目的。所以,建立瓦斯监控系统,对控制瓦斯的浓度具有非常重要的作用。

3.3 杜绝火源是防止矿井瓦斯爆炸一个基本条件

要认真执行煤矿安全规程,在井下要杜绝一切非生产火源,严格管理和限制生产中可能发生的火源、热源。

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瓦斯爆炸的发生必须具备3个基本条件,一是瓦斯浓度在爆炸界限内,一般为5%-16%;二是有足够能量的点火源;三是混合气体中的氧气浓度不低于12%。

2引起瓦斯爆炸的主要原因

2.1思想因素

思想决定行为,引起瓦斯爆炸事故的根源在于思想上认识不足。干部思想认识不到位,就会造成投入不到位,或者设施设备投入到位,而随意减少瓦斯检查和管理人员,或使瓦斯管理人员和检测人员的工资低下。职工思想认识不到位,就会出现漏检、虚报等。特别是在近两年煤炭行情利好的情况下,许多煤炭企业一味的扩大生产能力,增加煤炭产量,而不能够正确处理安全与生产,安全与效益的关系。“安全第一”的观念淡化,因此思想认识不到位是当前煤矿安全生产的最大隐患。

2.2技术装备因素

随着以高产高效为基本特征的集约化生产技术的采用。已有的瓦斯灾害防治技术及装备已经不能有效地控制矿井重大瓦斯灾害事故的发生。主要原因:①瓦斯灾害防治技术分散。没有形成完整系统的体系;②瓦斯灾害防治技术缺乏相应的装备支撑;③还有很多需要解决的共性关键技术问题,特别是运用于集约化生产技术条件下的共性关键技术问题。

2.3培训考核因素

随着监控技术升级,对操作人员和管理人员的技术要求越来越高,煤矿的管理人员知识更新,新技术新标准的掌握就显得尤为重要。强制性的培训和学习是提高员工素质,减少操作失误,发挥高新技术设备性能的关键。

2.4资金投入因素

在前几年,由于煤矿的经济效益不好,许多煤矿企业降低了安全投入,存在不同程度的通风系统及配套设施不完善、“一通三防”监测系统不完善和设备设施老化等问题。近两年煤矿效益好转的情况下,许多企业只注重生产投入,安全投入仍然存在严重不足,安全生产条件没有得到明显改善。

2.5管理因素

随着煤矿开采深度的不断增加,瓦斯地质条件越来越复杂多变。再加上传统的安全管理方式受到人的经验、知识和责任心的限制,所以管理因素也是瓦斯事故多发的原因之一。

3防止瓦斯爆炸基本措施

从瓦斯爆炸条件看,氧气的浓度是引起瓦斯爆炸的因素之一,但在煤矿井下一般不存在氧气浓度低于12%的情况。因此,搞好瓦斯爆炸的防治措施体现在两个方面:严格监控矿井各区域的瓦斯浓度、杜绝火源和演习预案。

3.1控制方法

(1)建立合理的通风系统通风是排放瓦斯最主要的手段。做好通风安全技术管理是防治煤矿主要事故的先决条件和关键环节。建立合理的通风系统,能够保证井下所有工作地点有足够多的风量将井下涌出的瓦斯及时冲淡并排放出井外,避免瓦斯积聚,所以建立合理的通风系统是防止瓦斯爆炸最有效、最基本的措施。

(2)搞好瓦斯抽放,降低煤层瓦斯涌出量,抽放瓦斯是防止瓦斯积聚的有效措施。随着煤矿开采深度不断加深,瓦斯涌出量变得越来越大,通过通风的方法来使瓦斯的浓度降低到煤矿安全规程要求范围内,从技术和经济角度两方面来看,都是不合理的。瓦斯抽放不仅能够有效利用瓦斯,还能够降低煤层的瓦斯涌出量。实行瓦斯抽放是控制采掘空间瓦斯浓度,减少瓦斯积聚。也防止煤与瓦斯突出的根本措施。

(3)加强瓦斯日常管理对于突出矿井,还应做好瓦斯突出预测工作。瓦斯日常管理是预防瓦斯爆炸事故的重要措施之一。瓦斯日常管理就是建立巡回检查瓦斯制度,就是要瓦检员不间断地下井检查通风情况和瓦斯的浓度,当发现局部积聚瓦斯问题时。要即时处理。

3.2监测方法

(1)人工检测检查,传统的使用光干涉瓦斯检查仪检查人员必不可减少,每班的瓦斯检查员不仅是沿一定线路定点定时检查瓦斯,而且可以沿途对监控设施的完好和使用情况进行检查,比对光瓦和传感器数值,最大限度的降低瓦斯浓度超限的几率。

(2)瓦斯监控系统能够实现连续监测瓦斯,及时掌握瓦斯浓度的变化,同时也可能为事故应急救援决策和事故调查提供参考依据。人对瓦斯的监测是一个间断性的过程,有其必然的缺点,而事故发生的特点是一个随机性与偶然性相结合的统一体,这就决定了单纯依靠人来管理瓦斯,显然不能够达到控制瓦斯浓度的目的。所以,建立瓦斯监控系统,对控制瓦斯的浓度具有非常重要的作用。

3.3杜绝火源是防止矿井瓦斯爆炸一个基本条件

要认真执行煤矿安全规程,在井下要杜绝一切非生产火源,严格管理和限制生产中可能发生的火源、热源。

篇5

在煤炭开采过程中,瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、中毒、窒息矿井火灾、透水、顶板冒落等多种灾害事故时有发生。在这些事故中尤以瓦斯爆炸造成的损失最大,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,为此,瓦斯称为煤矿灾害之王。因此,分析瓦斯爆炸原因,制订防治对策,显得特别重要。

一、瓦斯爆炸特点

根据历年煤矿瓦斯爆炸事故统计分析,可以发现有如下一些特点:

①瓦斯爆炸多为大事故;

②事故地点多发生在采煤与掘进工作面;

③瓦斯爆炸造成的破坏波及范围大;

④多为火花引爆;

⑤高瓦斯矿井、低瓦斯矿井均有发生;

⑥瓦斯爆炸多发生在乡镇煤矿;

⑦基建、技改矿井和转制矿井瓦斯爆炸事故多发。

二、事故原因分析

煤矿发生瓦斯爆炸事故与许多因素有关,但总的来说,主要与自然因素、安全技术手段、安全装备水平、安全意识和管理水平等有关,发生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所导致的。

我国煤矿井下开采条件普遍较差。①煤矿井下造成瓦斯积聚的原因很多,但主要有通风系统不合理和局部通风管理不善是瓦斯积聚的主要原因。②煤矿井下引爆瓦斯的火源有:爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等。但放炮和电器设备产生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。③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。许多事故分析发现,违章操作或管理不当而造成了一些本可避免的事故,但未引起重视,最终酿成特大瓦斯爆炸事故。因此,管理水平和职工的安全意识对于煤矿的长期安全生产非常重要。④一些煤矿企业由于采煤方法落后,引起矿井采掘布置不合理,通风系统不完善,此外,作业规程编制不符合实际,针对性不强,给安全生产带来了严重隐患。

三、瓦斯爆炸事故的预防措施

1)对煤矿井下的爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等火源都有一些相应的防治措施,除炸药安全『生检验、电器防爆检验、摩擦火花检验外、还需防止火源与瓦斯积聚在同时同地点出现,如放炮时检测瓦斯浓度,采用风电闭锁、瓦斯电闭锁等措施。另外加强明火的管理,严格动火制度,消除引爆瓦斯的火源。

2)优化通风网络及通风系统

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,为此,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。

3)隔爆措施

矿井隔爆抑爆装置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障,当瓦斯爆炸发生后,依靠预先设置的装置可以阻止爆炸的传播,限制火焰的传播范围,主要有被动式隔爆棚和自动抑爆装置。

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1瓦斯爆炸原因分析

1.1瓦斯爆炸特点

根据多年对煤矿瓦斯爆炸事故统计分析,可以发现有如下一些特点:①瓦斯爆炸多为大事故;②事故地点多发生在采煤与掘进工作面;③瓦斯爆炸造成的破坏波及范围大;④多为火花引爆;⑤高瓦斯矿井、低瓦斯矿井均有发生;⑥瓦斯爆炸多发生在乡镇煤矿;⑦基建、技改矿井和转制矿井瓦斯爆炸事故多发。

1.2事故原因分析

煤矿发生瓦斯爆炸事故与许多因素有关,但总的来说,主要与自然因素、安全技术手段、安全装备水平、安全意识和管理水平等有关,发生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所导致的。

1.2.1煤矿开采条件差

我国煤矿井下开采条件普遍较差,据统计,2000年全国国有重点煤矿共有580处矿井进行了瓦斯等级鉴定,其中高瓦斯矿井160处,低瓦斯矿井298处,煤与瓦斯突出矿井122处;有自然发火矿井372处,占64%,有煤尘爆炸危险矿井427处,占73.6%。

1.2.2瓦斯积聚的存在

煤矿井下造成瓦斯积聚的原因很多,但主要有通风系统不合理和局部通风管理不善是瓦斯积聚的主要原因。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中,有22起主要是因通风系统不合理,存在风流短路、多次串联和循环风,造成供风地点风量不足,而引起瓦斯积聚;有9起主要是因局部通风机安装位置不当、风筒未延伸到供风点或脱落引起供风点有效风量不足,而造成瓦斯积聚;有2起事故主要是因停电停风而引起瓦斯积聚;有1起是盲巷积聚的瓦斯被引爆。

1.2.3引爆火源的存在

煤矿井下引爆瓦斯的火源有:爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等。但放炮和电器设备产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起是由放炮产生的火花引爆的;有15起事故是由电器设备及电源线电火花引爆的。

1.2.4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。如2005年发生的41起特大瓦斯事故中,有的矿井没有安装瓦斯监控系统或运行不正常,有的矿井虽安装有监控系统,但因传感器数量不足、安装位置不对、线路存在故障、显示器不显示数据等问题,不能有效发挥其应有的作用。此外乡镇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。如内蒙古乌海市乌达区巴音赛煤焦有限责任公司某井虽安装了瓦斯监控系统,但在其实际开采区域却并没有瓦斯传感器,而造成特大瓦斯事故的发生,死亡16人。

1.2.5管理水平低

许多事故分析发现,违章操作或管理不当而造成了一些本可避免的事故,但未引起重视,最终酿成特大瓦斯爆炸事故。因此,管理水平和职工的安全意识对于煤矿的长期安全生产非常重要。

1.2.6企业技术管理薄弱

一些煤矿企业由于采煤方法落后,引起矿井采掘布置不合理,通风系统不完善,此外,作业规程编制不符合实际,针对性不强,给安全生产带来了严重隐患。

2控制瓦斯爆炸事故的技术措施

瓦斯爆炸事故的防治可分为预防爆炸和抑制爆炸。预防爆炸主要有:优化通风网络及通风系统,防治瓦斯积聚,进行瓦斯抽放,加强瓦斯浓度和火源监测,防止点火源的出现等;抑制爆炸主要采用隔爆抑爆装置将瓦斯爆炸限制在一定范围内,从而减少人员伤亡和灾害事故所造成的损失。

2.1瓦斯爆炸事故的预防措施

2.1.1煤矿瓦斯抽放技术

1)我国国有煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占总矿井数的46%。瓦斯抽放是减少矿井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施,同时也是开发利用瓦斯能源、保护大气环境的重要手段。如皖北煤电集团公司祁东煤矿利用抽放瓦斯进行发电取得了可观的经济效益和社会效益。

2)为提高瓦斯抽放率,目前主要需解决长钻孔定向钻进技术,包括测斜、纠偏技术;提高单一低透气性煤层的抽放率;研制钻进能力更强的钻机具;完善和提高扩孔技术、排渣技术、造穴技术和封孔技术;开发新的瓦斯抽放技术及设备。

3)瓦斯抽放方法有本煤层抽放、邻近层抽放和采空区抽放等;抽放工艺有顺层长钻孔、大直径钻孔、地面钻孔、顶板岩石和巷道钻孔等。并研制出与之相配套的强力钻机及配套机具,如MK型长钻孔钻机和ZSM顺层强力钻机等。此外已研制出多种抽放泵及配套的监控系统和仪表等,大大提高了瓦斯抽放量和抽放率,使安全环境得到进一步

改善。

4)利用多分支羽状适用技术,解决低渗煤层瓦斯治理问题,以提高抽采率。

5)煤矿瓦斯治理也应该与煤层气产业化紧密结合起来。

2.1.2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KJ90.KJ92.KJ94.KJ95.KJ73.KJ66等型号的矿井安全监控系统,以及各类检测传感器、报警仪和断电仪。已有多个矿井安装了矿井安全综合监控系统,并具有如下功能:①矿井环境和工况参数实时监控;②主要通风机在线监测;③巷道火灾实时监测;④矿井瓦斯抽放实时监测;⑤中击地压实时监测;⑥煤与瓦斯突出实时监测;⑦煤层自然发火实时监测;⑧瓦斯爆炸或燃烧实时监测;⑨矿井电网监测等多种功能。监控系统的安装极大地提高了煤矿的安全管理自动化水平,防止了许多事故的发生。

2.1.3井下火源防治

对煤矿井下的爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等火源都有一些相应的防治措施,除炸药安全性检验、电器防爆检验、摩擦火花检验外、还需防止火源与瓦斯积聚在同时同地点出现,如放炮时检测瓦斯浓度,采用风电闭锁、瓦斯电闭锁等措施。另外加强明火的管理,严格动火制度,消除引爆瓦斯的火源。

2.1.4优化通风网络及通风系统

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,为此,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。

2.2隔爆措施

矿井隔爆抑爆装置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障,当瓦斯爆炸发生后,依靠预先设置的装置可以阻止爆炸的传播,限制火焰的传播范围,主要有被动式隔爆棚和自动抑爆装置。

1)被动式隔爆棚。隔爆岩粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、安装方便,因而得到了广泛的使用,其中隔爆水袋棚的使用最为广泛。目前研制的XGS型和KYG型隔爆棚,具有适应性强,安装、拆卸和移动方便的特点。

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1瓦斯爆炸原因分析

1.1瓦斯爆炸特点

根据多年对煤矿瓦斯爆炸事故统计分析,可以发现有如下一些特点:①瓦斯爆炸多为大事故;②事故地点多发生在采煤与掘进工作面;③瓦斯爆炸造成的破坏波及范围大;④多为火花引爆;⑤高瓦斯矿井、低瓦斯矿井均有发生;⑥瓦斯爆炸多发生在乡镇煤矿;⑦基建、技改矿井和转制矿井瓦斯爆炸事故多发。

1.2事故原因分析

煤矿发生瓦斯爆炸事故与许多因素有关,但总的来说,主要与自然因素、安全技术手段、安全装备水平、安全意识和管理水平等有关,发生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所导致的。

1.2.1煤矿开采条件差

我国煤矿井下开采条件普遍较差,据统计,2000年全国国有重点煤矿共有580处矿井进行了瓦斯等级鉴定,其中高瓦斯矿井160处,低瓦斯矿井298处,煤与瓦斯突出矿井122处;有自然发火矿井372处,占64%,有煤尘爆炸危险矿井427处,占73.6%。

1.2.2瓦斯积聚的存在

煤矿井下造成瓦斯积聚的原因很多,但主要有通风系统不合理和局部通风管理不善是瓦斯积聚的主要原因。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中,有22起主要是因通风系统不合理,存在风流短路、多次串联和循环风,造成供风地点风量不足,而引起瓦斯积聚;有9起主要是因局部通风机安装位置不当、风筒未延伸到供风点或脱落引起供风点有效风量不足,而造成瓦斯积聚;有2起事故主要是因停电停风而引起瓦斯积聚;有1起是盲巷积聚的瓦斯被引爆。

1.2.3引爆火源的存在

煤矿井下引爆瓦斯的火源有:爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等。但放炮和电器设备产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起是由放炮产生的火花引爆的;有15起事故是由电器设备及电源线电火花引爆的。

1.2.4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。如2005年发生的41起特大瓦斯事故中,有的矿井没有安装瓦斯监控系统或运行不正常,有的矿井虽安装有监控系统,但因传感器数量不足、安装位置不对、线路存在故障、显示器不显示数据等问题,不能有效发挥其应有的作用。此外乡镇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。如内蒙古乌海市乌达区巴音赛煤焦有限责任公司某井虽安装了瓦斯监控系统,但在其实际开采区域却并没有瓦斯传感器,而造成特大瓦斯事故的发生,死亡16人。

1.2.5管理水平低

许多事故分析发现,违章操作或管理不当而造成了一些本可避免的事故,但未引起重视,最终酿成特大瓦斯爆炸事故。因此,管理水平和职工的安全意识对于煤矿的长期安全生产非常重要。

1.2.6企业技术管理薄弱

一些煤矿企业由于采煤方法落后,引起矿井采掘布置不合理,通风系统不完善,此外,作业规程编制不符合实际,针对性不强,给安全生产带来了严重隐患。

2控制瓦斯爆炸事故的技术措施

瓦斯爆炸事故的防治可分为预防爆炸和抑制爆炸。预防爆炸主要有:优化通风网络及通风系统,防治瓦斯积聚,进行瓦斯抽放,加强瓦斯浓度和火源监测,防止点火源的出现等;抑制爆炸主要采用隔爆抑爆装置将瓦斯爆炸限制在一定范围内,从而减少人员伤亡和灾害事故所造成的损失。

2.1瓦斯爆炸事故的预防措施

2.1.1煤矿瓦斯抽放技术

1)我国国有煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占总矿井数的46%。瓦斯抽放是减少矿井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施,同时也是开发利用瓦斯能源、保护大气环境的重要手段。如皖北煤电集团公司祁东煤矿利用抽放瓦斯进行发电取得了可观的经济效益和社会效益。

2)为提高瓦斯抽放率,目前主要需解决长钻孔定向钻进技术,包括测斜、纠偏技术;提高单一低透气性煤层的抽放率;研制钻进能力更强的钻机具;完善和提高扩孔技术、排渣技术、造穴技术和封孔技术;开发新的瓦斯抽放技术及设备。

3)瓦斯抽放方法有本煤层抽放、邻近层抽放和采空区抽放等;抽放工艺有顺层长钻孔、大直径钻孔、地面钻孔、顶板岩石和巷道钻孔等。并研制出与之相配套的强力钻机及配套机具,如MK型长钻孔钻机和ZSM顺层强力钻机等。此外已研制出多种抽放泵及配套的监控系统和仪表等,大大提高了瓦斯抽放量和抽放率,使安全环境得到进一步

改善。

4)利用多分支羽状适用技术,解决低渗煤层瓦斯治理问题,以提高抽采率。

5)煤矿瓦斯治理也应该与煤层气产业化紧密结合起来。

2.1.2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KJ90.KJ92.KJ94.KJ95.KJ73.KJ66等型号的矿井安全监控系统,以及各类检测传感器、报警仪和断电仪。已有多个矿井安装了矿井安全综合监控系统,并具有如下功能:①矿井环境和工况参数实时监控;②主要通风机在线监测;③巷道火灾实时监测;④矿井瓦斯抽放实时监测;⑤中击地压实时监测;⑥煤与瓦斯突出实时监测;⑦煤层自然发火实时监测;⑧瓦斯爆炸或燃烧实时监测;⑨矿井电网监测等多种功能。监控系统的安装极大地提高了煤矿的安全管理自动化水平,防止了许多事故的发生。

2.1.3井下火源防治

对煤矿井下的爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等火源都有一些相应的防治措施,除炸药安全性检验、电器防爆检验、摩擦火花检验外、还需防止火源与瓦斯积聚在同时同地点出现,如放炮时检测瓦斯浓度,采用风电闭锁、瓦斯电闭锁等措施。另外加强明火的管理,严格动火制度,消除引爆瓦斯的火源。

2.1.4优化通风网络及通风系统

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,为此,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。

2.2隔爆措施

矿井隔爆抑爆装置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障,当瓦斯爆炸发生后,依靠预先设置的装置可以阻止爆炸的传播,限制火焰的传播范围,主要有被动式隔爆棚和自动抑爆装置。

1)被动式隔爆棚。隔爆岩粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、安装方便,因而得到了广泛的使用,其中隔爆水袋棚的使用最为广泛。目前研制的XGS型和KYG型隔爆棚,具有适应性强,安装、拆卸和移动方便的特点。

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(一)矿井瓦斯的威胁

(1)井下空气中瓦斯浓度较高时,会相对地降低空气中氧气含量,使人窒息死亡。

(2)瓦斯爆炸后产生高温,即爆炸产生的热量迅速加热周围空气,一般情况下温度在1850℃以上;瓦斯爆炸后产生高压,即周围气体温度急剧升高时,就必然引起气体压力的突然增大,一般爆炸后的压力可以达到爆炸前的9倍;瓦斯爆炸后产生正向及反向冲击,直接造成人员伤亡、设备损失。

(3)某些地区煤(岩)体内的瓦斯量较大时,瓦斯会因采掘活动的影响而以突然的、猛烈的形式被释放出来,同时带出大量的煤(岩),直接造成人员伤亡,设备、设施或巷道的破坏。

二、矿井瓦斯涌出及瓦斯等级

(一)瓦斯涌出的概念

矿井在生产或建设过,煤体受到破坏,贮存在煤体内的部分瓦斯就会离开煤体而涌入采掘空间,这种现象叫做瓦斯涌出。

(二)瓦斯涌出的形式

普通涌出。瓦斯沿着煤、岩体内的微细空隙缓缓地、连续地涌向采掘空间的现象,称为矿井瓦斯的普通涌出。

特殊涌出。如果煤岩层中含有大量瓦斯,采掘工作进入这些地段时,这些瓦斯就会在极端内,突然大量地涌出,可能还伴有碎煤或岩块,这种现象叫特殊涌出。它包括瓦斯喷出及煤与瓦斯突出。

(三)瓦斯涌出量

矿井瓦斯涌出量是指矿井在生产过程中实际涌进巷道的瓦斯量。表示矿井瓦斯涌出量的方法有两种。绝对瓦斯涌出量,单位时间内涌进采掘巷道的瓦斯量,称为绝对瓦斯涌出量,用m3/min或m3/d表示;相对瓦斯涌出量,矿井在正常生产条件下,平均日产1t煤所涌出的瓦斯量,用m3/t表示。

(四)影响瓦斯涌出的因素

开采规模,开采范围越大,瓦斯涌出量越大;开采深度,开采深度越深,瓦斯涌出量越大;煤层瓦斯含量,瓦斯含量越高,其涌出量就越大;地面大气压力增大,矿井瓦斯涌出量减少,相反,则瓦斯涌出量增大;生产工艺,打眼、放炮、落煤时,瓦斯涌出量增加,其余时间瓦斯涌出量减少;矿井通风压力,抽出式通风的矿井,瓦斯涌出量大,压入式通风的矿井,瓦斯涌出量少;开采顺序、采煤方法、顶板管理、采空区管理以及开采层的地质构造都对瓦斯涌出量的影响较大。因此,可根据矿井的具体条件,找出主要影响因素,采取有效的防治措施。

(五)矿井瓦斯等级的确定

《煤矿安全规程》规定:矿井瓦斯等级,根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分。划分的类型有:低瓦斯矿井,矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t,且矿井绝对瓦斯涌出量小于40m3/min;高瓦斯矿井,矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min;煤与瓦斯突出矿井。

矿井按照瓦斯涌出量的大小和瓦斯涌出的不同形式,划分成不同类型的瓦斯矿井,以便于矿井开采设计、便于矿井的安全管理、便于矿井设备的选择和资金投入。

三、瓦斯爆炸的条件及其影响因素

(一)瓦斯浓度

瓦斯爆炸有一定的浓度范围,我们在把空气中瓦斯遇火后能引起爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限为5%—16%,5%为爆炸下限,16%为爆炸上限。瓦斯爆炸界限不是固定不变的,它受许多因素的影响:可燃气体的混入,使瓦斯爆炸界限扩大;惰性气体的混入,降低了氧浓度,使瓦斯爆炸的危险性和爆炸界限降低;煤尘掺入可降低瓦斯爆炸下限;瓦斯与空气混合气体的初始压力越大,爆炸界限范围越大;瓦斯与空气混合气体的初始温度越高,爆炸界限范围越大。

(二)引火温度

瓦斯的引火温度,即点燃瓦斯的最低温度。一般认为瓦斯的引火温度是650—750℃。但因受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素影响而变化,当瓦斯含量在7%—8%时,最易引燃;当混合气体的压力增高时,引火温度降低;在引火温度相同时,火源面积越大、点火时间越长,越易引燃瓦斯。

(三)氧气浓度

当氧浓度低于12%时,混合气体中的瓦斯失去爆炸性。正确认识氧含量对瓦斯爆炸的作用,对密闭或启封火区及对封闭火区灭火时,判断火区内有无瓦斯爆炸性均有指导意义。

四、预防瓦斯爆炸的措施

(一)防止瓦斯积聚的措施

(1)加强通风。使瓦斯浓度降低到《煤矿安全规程》规定的浓度以下,即采掘工作面的进风风流中不超过0.5%,回风风流不超过1%,矿井总回风流中不超过0.75%。

(2)加强检查工作。及时检查各用风地点的通风状况和瓦斯浓度,查明隐患进行处理,是日常进行瓦斯管理的重要内容。我国20世纪80年代所用的甲烷检查仪器有:光学甲烷检定器、热放式甲烷检定器、甲烷警报器和甲烷遥测警报仪等。90年代以后使用比较先进的TX系列智能便携式气体监测仪和遥测仪器等。

(3)对瓦斯含量大的煤层,进行瓦斯抽放,降低煤层及采空区的瓦斯涌出量。

(二)防止瓦斯引燃的措施

井口房、瓦斯抽放站及主要通风机房周围20m内禁止使用明火;瓦斯矿井要使用安全照明灯,井下禁止打开矿灯,禁止携带烟草及点火工具下井;严格管理井下火区;严格执行放炮制度;严格掘进工作面的局部通风机管理工作,局部通风机要设有风电闭锁装置;瓦斯矿井的电气设备要符合《煤矿安全规程》关于防爆性能的规定;随采矿机械化程度的提高,防止机械摩擦火花引燃瓦斯显得日益重要。煤矿井下由于摩擦火花而引起的瓦斯爆炸事故占有相当的比例,因此不少国家对这个问题进行了研究,并提出,在摩擦部件的金属表面溶敷一层活性小的金属(如铬),使形成的摩擦火花不能引燃瓦斯;在铝合金的表面涂各种涂料,以防止摩擦火花的发生和金属中加入少量的铍,降低摩擦火花的点燃性等。

参考文献:

[1]贺勇.截止品位与入选品位智能优化的理论与方法研究[D].中国地质大学,2009.

[2 杨应迪.瓦斯爆炸对矿井通风网络的动力效应研究[D].安徽理工大学,2011

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3、空气中氧气浓度大于百分之十二。

防止瓦斯爆炸的措施:

1、优化通风网络及通风系统,防止瓦斯积聚。

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矿井瓦斯爆炸是一种热链式反应。当爆炸混合物吸收一定能量后,反应分子的链即行断裂,离解成两个或两个以上的游离基。游离基具有很大的化学活性,成为反应连续进行的活化中心。在适合的条件下,每一个游离基又可以进一步分解,再产生两个或两上以上的游离基。如此循环不已,游离基越来越多,化学反应速度也越来越快,发展为燃烧或爆炸式的氧化反应。所以,瓦斯爆炸就其本质来说,是一定浓度的甲烷和空气中度作用下产生的激烈氧化反应。

防止瓦斯爆炸的措施:

1、优化通风网络及通风系统,防止瓦斯积聚;

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煤的瓦斯含量是指单位体积或重量的煤在自然状态下所含有的瓦斯量(标准状态下的瓦斯体积),是计算瓦斯蕴藏量、预测瓦斯涌出量的重要依据。影响煤层瓦斯含量的主要因素有煤层的埋藏深度、煤层与围岩的透气性、煤层倾角和露头、地质构造、煤的吸附特性、水文地质条件等。

2 矿井瓦斯的抽放与涌出量

矿井瓦斯涌出是指在矿井建设和生产过程中从煤与岩石内涌出的瓦斯,其涌出的严重与否,则由瓦斯涌出量来表示。在研究瓦斯来源和瓦斯涌出量时,既要考虑矿井地质条件,也要分析采矿技术条件。当用通风方法不能使工作地点涌出的瓦斯稀释到《煤矿安全规程》规定的最高允许浓度时,就必须预先抽放瓦斯。瓦斯抽放已成为降低工作面瓦斯涌出量和防止突出的主要措施。

3 煤矿瓦斯事故原因分析

3.1瓦斯爆炸的三要素

瓦斯爆炸的条件是一定浓度的瓦斯、高温火源的存在和充足的氧气,这三个要素缺一不可。当一定体积的空气中瓦斯浓度达到5%~16%时,就可以产生爆炸,而当浓度高于5%时,瓦斯的爆炸可能性逐渐增加,当浓度介于9.0%~9.5%时,瓦斯和氧气充分混合,会产生最强的爆炸威力。空气中的氧气浓度降低时,瓦斯爆炸界限随之缩小,当氧气浓度减少到12%以下时,瓦斯混合气体即失去爆炸性。这一性质对井下密闭的火区有很大影响,在密闭的火区内往往积存大量瓦斯,且有火源存在,但因氧气的浓度低,并不会发生爆炸。瓦斯的引火温度,即点燃瓦斯的最低温度。一般认为,瓦斯的引火温度为650~750℃,受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素影响而变化。当瓦斯浓度在7%~8%时,最易引燃。当混合气体的压力增高时,引燃温度即降低,在引火温度相同时,火源面积越大、点火时间越长,越易引燃瓦斯。

3.2安全装备配备不足

部分矿井虽安装了瓦斯监控系统,但因传感器数量不足、安装位置不正确、线路存在故障、显示器不显示数据等问题,不能有效发挥其应有的作用。某些矿井为了提高产量,调高瓦斯探头下限,甚至使用损坏的瓦斯监测设备等,类似的违规操作就容易造成严重的瓦斯事故。

3.3通风效果不好

通风系统不合理,存在风流短路、多次串联和循环风,造成供风地点风量不足,而引起瓦斯积聚; 局部通风机安装位置不当,风筒未延伸到供风地点或脱落,引起供风地点有效风量不足而造成瓦斯积聚;掘进工作面擅自停电停风而引起瓦斯积聚; 盲巷的瓦斯积聚等; 都容易引起瓦斯事故。

4 瓦斯爆炸事故的危害

瓦斯爆炸产生高温高压火源、冲击波,造成人员伤亡,破坏矿井设施及设备,产生有毒有害气体。在密闭的空间里,甲烷爆炸时温度可达2150~2650℃,这样高的温度会产生很高的压力,如果产生二次爆炸,爆炸将会更猛。甲烷爆炸后产生大量有毒有害气体,空气中的氧含量大大减少,倘若有煤尘参与爆炸,则生成的一氧化碳更多。在瓦斯爆炸所造成的伤亡事故中,一氧化碳中毒者往往占有很大的比重。

5 防治瓦斯事故的技术措施

5.1建立合理的通风系统

通风是排放瓦斯最主要的手段,做好通风管理工作是防治煤矿瓦斯事故的关键。因此,所有矿井都必须建立安全可靠的、独立的通风系统。建立合理的通风系统,能够保证井下所有工作地点有足够多的风量将涌出的瓦斯及时冲淡,并排放出井外,避免瓦斯积聚。使用局部通风机要做到选型合理、安装到位、配置完好,使掘进工作面保持足够、稳定的风量,严防风筒破损、断开等原因产生漏风和循环风。控制风流的风门、风桥、风墙、风窗等通风设施质量必须可靠,出现漏风、损坏时要及时修复。对采区工作面必须保证生产所需风量,并有一定备用系数。因检修、停电等原因造成主要通风机或局部通风机停止运行,在恢复通风前,要执行《煤矿安全规程》相关规定检查瓦斯并采取安全措施。建立合理的通风系统是防止瓦斯事故最有效、最基本的方法。

5.2井下火源防治

火源是引起矿井瓦斯爆炸的一个基本条件,对煤矿井下的爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等火源都要有相应的防治措施。除炸药安全性检验、电器防爆检验、摩擦火花检验外还需防止火源与瓦斯积聚在同时同地点出现。如放炮时必须进行“一炮三检”,掘进工作面采用风电闭锁、瓦斯电闭锁等措施。另外要加强明火的管理,严格动火制度,消除引爆瓦斯的火源。

5.3建立瓦斯监控系统,加强瓦斯日常管理

建立瓦斯监控系统,对有效控制瓦斯的浓度具有重要作用。瓦斯监控系统能够实现全天24h连续监测瓦斯,及时掌握瓦斯浓度的变化。在井下安装瓦斯监控仪器,对井下主要巷道瓦斯的异常情况实行连续监控,能够预防瓦斯事故。瓦斯日常管理就是建立瓦斯巡回检查制度,瓦检员要跟班检查通风情况和测量瓦斯浓度,当发现局部瓦斯积聚时,要采取措施及时处理,严禁空班漏检情况发生。对于突出矿井,还应做好瓦斯突出预测工作。

5.4开展瓦斯事故应急演习

演练对预防瓦斯事故具有非常重要的意义。煤矿企业应当在“防救结合,预防为主”的方针指导下,认真编制瓦斯爆炸事故专项应急预案,并进行演习。通过预案的演习,不但能够使矿工掌握各种应急技能,提高应急救援人员的应变能力,而且还能够在演习的过程中发现瓦斯事故防治措施的不足,并完善措施,杜绝瓦斯事故的发生。

结束语

瓦斯治理是一项复杂的系统工程,必须有强的责任心、精益求精的业务知识和一支过硬的团队,才能做好瓦斯治理工作。严格执行瓦斯治理“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针,了解瓦斯的涌出规律,采取积极的安全措施治理瓦斯,为矿井安全生产创造条件。

参考文献:

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目前,我国煤矿企业中均通过机械化进行采矿的生产,在现代的采煤生产中综掘属于比较重要的生产设施,该设备主要是构建自动化工作面辅助采矿设施进行采矿作业,能够将陈旧的的采煤工艺中存在不足之处明显的改变,促进开采煤矿的质量以及产量得到有效的提高[1]。通过在长期的在煤矿开采工作中较为广泛的应用挖掘工作发现,在进行采矿综掘工作中瓦斯爆炸仍然属于比较常见的一种安全事故,因此,煤矿企业应该构建一些比较且有效的控制防止策略,为采矿生产活动构建较为稳定安全的环境。

1 预防与治理煤矿综掘工作面瓦斯的要点

通过分析煤炭企业过往开采利用资源的相关资料发现,因为在开发过程中受到工艺、技术以及设备等方面的影响,煤矿企业的生产情况经常达不到理想中的经济利润。在煤矿企业机械化生产中综掘机有着非常重要的作用,该生产机械能够综合进行运煤、装岩以及掘进等工作,促进综掘机在煤矿内进行挖掘施工的进度获得较快的提高。但就算是通过较为先进的综掘机设备进行生产开采活动,在实际的开采过程中还是经常出现瓦斯爆炸等安全事故,为了使这种安全事故得到全面防范,则需要找到导致瓦斯出现爆炸情况的原因,并且针对性的采取一些防治措施,其中主要有几个方面。

1.1 煤矿中的可燃物质

一般煤矿内出现瓦斯爆炸等情况都会带来不同方面的危害,为了尽可能的降低危害,应该禁止在煤矿内存放一些容易燃烧的物质,从根本上避免出现燃烧范围更大。具体可以采取以下措施:将采掘完成的原煤在最快的时间内运输到煤矿外面,防止堆积过多的原煤在矿井内会导致发生燃烧的危害;另外,将采煤过程中出现的废弃物在最快的时间内清理,避免废弃物变成导致瓦斯爆炸的因素。同时,应该将煤矿开采工作人员生产的积极性全面的调动,在综合自动化挖掘机器进行作业时通过全方位的落实安全生产的思想[2]。如果在生产过程中发现一些可能会导致危险的因素,那么则要立即采取相应的对策,创造较为稳定安全的环境促进采矿生产作业的快速进行。

1.2 引火的温度

导致瓦斯爆炸最重要的一个原因是引火的问题,一般情况下是指瓦斯点燃时的所需的最低温度。通过分析相关试验的结果得知,一般达到600℃~700℃时则是引火的温度,而采用综合自动化挖掘机械进行煤矿开采工作时是这种温度的情况时,则会导致较为剧烈的爆炸或者燃烧等情况。分析采矿生产活动的实际情况,一般煤矿企业在进行开采作业时基本上没有满足500 ℃的温度条件,与瓦斯气体自身的浓度有着比较大的相关性。一般在空气中含有瓦斯的量超过12%过后则会较为容易出现安全隐患,因此,应该合理的控制煤矿开采工作时瓦斯的浓度。

1.3 瓦斯浓度

导致煤矿开采工作中瓦斯出现爆炸等安全隐患的因素中瓦斯的浓度是比较重要的原因,特别是煤矿内瓦斯的浓度高于相关的规范标准,则会出现瓦斯爆炸等情况。例如,瓦斯的浓度没有超过5%,遇到火苗等物质不会出现爆炸的情况,一旦受到火焰的包围出现燃烧层等,同时煤矿内瓦斯的浓度超过9.5%以上,煤矿内的瓦斯爆炸则会出现较大的危害[3]。

1.4 煤矿内氧气浓度

一旦煤矿内的氧气超过相关的标准时,遇到具有燃烧性质的物体同样会出现瓦斯爆炸的情况。瓦斯爆炸的可能会随着降低煤矿内氧气的浓度而缩小,如果煤矿内瓦斯的浓度不超过15%时,则不会发生瓦斯爆炸的安全事故。这样的现象在很大程度上影响到火区在井下密封的状态,通常火区处于密封的状态时同样存在着一定的火源以及瓦斯,因此,一定要采取相应措施严格的控制矿井内瓦斯的浓度,从根本上避免出现瓦斯爆炸的情况。例如,采矿工作人员不定期的在火区密封区进行环境出现,确保煤矿内氧气的成分能够控制在合理的范围内。

2 严格控制发生瓦斯爆炸事故的对策

2.1 煤矿内需要优化通风

煤矿企业在进行矿井开采生产工作是具有良好的通风系统有着非常重要的作用,通过相应的措施改善矿井内的通风系统可以促进空气的流通情况得到一定的改变,从根本上杜绝由于有着过高的气体浓度而出现瓦斯爆炸的情况。矿井内进行优化同分处理具体是改变矿井在生产过程中的通风情况,同时将瓦斯的浓度严格的控制在一定的范围内[4]。

2.2 矿井内杜绝出现火源

根据国家下发安全标准的相关文件得知,采用综合自动化挖掘机械进行开发煤矿的过程中杜绝有火源存在,避免发生瓦斯爆炸的安全事故。另外,如果不是生产需要的火源,严禁带入矿井的施工现场,例如施工人员身上有火柴、在矿井内吸烟等。

2.3 加大煤矿安全检查的力度

随着我国煤矿行业的快速发展,在煤矿行业的实际生产是依靠安全生产为主要指导,煤矿企业在进行生产过程中应该要积极的做好安全检查的工作,确保能够推动煤矿企业的快速发展,给煤炭企业带来较为客观的经济利润。

3 结语

总而言之,我国工业经济发展中煤矿产业的发展有着至关重要的作用,煤矿产业不仅可以提供大量的资源与物质给不同的行业的发展,同时还能够与现代社会生产的具体需求互相符合。新时期煤矿企业的开采活动中综合自动化挖掘机器有着非常重要的作用,自动化挖掘机械能够综合进行筛选、运输以及挖进等不同方面的工作,给煤矿采掘作业奠定了一定的基础。根据分析煤矿企业采用综合自动挖掘机械进行开采活动中存在的瓦斯爆炸危害的可能,企业应该构建一些防治对策,给开采煤矿的工作创造可靠安全的环境,促进煤矿企业获得更加快速的发展。

参考文献

[1] 张蜀疆,孙明兵.浅析我国煤矿瓦斯爆炸的原因及防治措施[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2009,12(8):124-125.

篇13

瓦斯爆炸事故的必要条件有三个,即瓦斯浓度达到爆炸极限范围、存在高温火源和足够的氧气,当三者同时满足时瓦斯爆炸事故便会发生。瓦斯爆炸会在采煤工作面瞬间形成高温、高压气流和冲击波,扬起煤尘,引发煤尘爆炸或二次爆炸,同时瓦斯爆炸产生大量的有毒有害气体,消耗大量的氧气,致使工作人员中毒和窒息。据统计,在瓦斯爆炸事故所造成的人员伤亡中,大部分是CO中毒和窒息造成的。正常工作情况下通风为采煤工作面提供了足够的氧气,瓦斯爆炸事故中直接危险源是瓦斯,触发危险源可能是电火花、明火、摩擦火花、爆破四种之一或其组合,当三者在空间和时间上相遇时便发生瓦斯爆炸事故。因此,预防瓦斯爆炸事故须从阻止瓦斯积聚和避免高温火源着手。 

文章用FTA法分析瓦斯爆炸事故的动态发展过程,把最不希望发生的瓦斯爆炸事故作为顶上事件,寻找直接导致顶上事件发生的全部直接因素,逐次下推一直追查到那些不需要再深究的因素为止,找出其最小割集,有针对性的对危险源设置安全标示牌,在事故的孕育阶段实现对触发危险源的安全警示,避免触发危险源发生的条件,防范事故的发生。FTA法绘制瓦斯爆炸事故树形图[3]如下: 

布尔代数法找出瓦斯爆炸事故树的最小割集: 

T0=M1M2 

=(M3+M4+M5+M6)(M7+M8+M9+X1) 

=(X2+X3+X4+X5+X6+X7+X8+X9+X10+X11X12+X13+X14+X15+X16+X17+X18)(X19 

构造矩阵A、B,使得矩阵A、B如下: 

A=[X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9,X10,X11,X12,X13,X14,X15,X16,X17,X18] 

B=[X19,X20,X21,X22,X23,X24,X1] 

矩阵T0中的每一个元素即为一个最小割集,而最小割集中基本事件为一级触发危险源,中间事件为N级触发危险源,瓦斯爆炸事故的最小割集数为112个,即瓦斯爆炸事故有112种事故发生模式,说明瓦斯爆炸事故发生的危险性大。因为最小割集中基本事件全部发生才可能导致顶上事件的发生,所以煤炭企业要做的就是避免或减少最小割集中N级触发危险源发生的条件。 

瓦斯爆炸事故树中各基本事件的结构重要度大小顺序为: 

IΦ(1)=IΦ(19)=IΦ(20)=IΦ(21)=IΦ(22)=IΦ(23)=IΦ(24)>IΦ(2)=IΦ(3)=IΦ(4)=IΦ(5)=IΦ(6)=IΦ(7)=IΦ(8)=IΦ(9)=IΦ(10)=IΦ(13)=IΦ(14)=IΦ(15)=IΦ(16)=IΦ(17)=IΦ(18)>IΦ(11)=IΦ(12) 

基本事件的结构重要度大小反映了其在事故树结构上对瓦斯爆炸事故的危险程度,防止瓦斯积聚是保证采煤工作面安全生产的首要措施。高瓦斯煤矿必须要进行瓦斯抽放作业,要保证足够的通风量,定时对瓦斯进行检测,及时处理工作面上隅角、空顶处的积聚瓦斯,严格控制和防范明火、电气火花、摩擦火花、爆破火花产生等。 

2 安全标志牌设置 

事故的直接原因是人的不安全行为和物的不安全状态,共性原因是人的安全知识、意识和习惯不足[4]。通过纠正工人的个体行为,可以有效的减少或避免因工人的不安全动作。安全标志牌通过视觉刺激来充分调动工人自身的心理状态和生理技能,警示劳动者自觉或本能地警惕危险有害因素,提高安全意识,进而采取防护措施,促使工人对威胁安全与健康的危险源作出尽快反应,以减少或避免事故的发生。 

安全标志是由图形符号、安全色、几何形状或文字组成的用以表达特定安全信息的标志,由禁止标志、警告标志、指令标志和提示标志四大类型[5]。煤矿井下安全标志分为主标志和文字补充标志两类,文字补充标志是对主标志的文字说明或方向指示,只能与主标志同时使用,单独使用没有任何意义[6]。安全色有红、黄、蓝、绿四种,黄色对比色为黑色,其他安全色的对比色均为白色[7]。目前国内很少有煤矿在采煤工作面设置安全标志牌,或者即使设置安全标志牌也很不规范,起不到警醒工人危险的作用。根据瓦斯爆炸事故树最小割集和结构重要度分析结果,对采煤工作面瓦斯爆炸事故触发危险源有针对性的设计和设置安全标志,通过井下环境标志的刺激使得危险源“看得见”,警示、指引和规范工人的不安全行为,阻止触发危险源发生,实现对危险源的可视化管理,进而减少人这一危险源对直接危险源的多级触发,促进采煤工作面的安全生产。基于此给出以下建议: 

(1)高瓦斯煤矿要进行瓦斯抽放,保证通风,防止瓦斯积聚达到爆炸极限,在采煤面上下山端头出口设置岗位操作安全指令标志“必须规范作业,定时检测风量和瓦斯浓度、开工前检修机电、通风设备,当心瓦斯积聚”。

(2)瓦斯由于密度小生产过程中易于在采煤工作面上隅角、巷道顶板冒空处容易产生积聚,在这些位置设置警告标志“当心瓦斯积聚”,警告工人要在这些瓦斯容易积聚的地方严格进行瓦斯监测,对积聚的瓦斯必须要及时采取措施进行疏散;在风门处设置警告标志“禁止打开两道风门”,以防造成风流短路,致使采煤工作面风量不够或无风。 

(3)对于高温火源的控制,在采煤面上下山端头出口设置岗位操作指令标志“必须规范作业,开工前检修机电设备、电缆,严禁拆卸矿灯,电缆置于电缆夹板内,严禁攀牵电缆,停电、维修机电设备时必须闭电联锁”。 

(4)在采煤机开关控制处设置指令标志“维修、停电、停采时必须停电连锁”和临时禁止标志“禁止送电”,以防设备误启动和误送电伤人,在电缆线附近可以悬挂警告标志“禁止攀牵电缆”、“禁止拖曳电缆”以防因高压电击穿伤人或拖曳造成电缆短路产生电火花。在采煤工作面、通风机房、瓦斯抽放站危险区域要控制明火,设置禁止标志“禁止明火作业”、“禁止拆卸矿灯”、“禁止使用大功率灯泡”,警示工人在这些危险区域要严格控制火源以防引发火灾或者瓦斯爆炸。在配电箱、变电站有高压危险的地方设置安全警告标志“高压危险,当心触电”。对于炮采掘进工作面,要严格按照规范章程进行作业,可以设置警告标志“禁止放明炮、糊炮”,同时放炮时人员要撤离到爆破警戒线以外,并在爆破警戒线处设置禁告标志“禁止通行”,以防因工人误入造成人身伤害。对于井下煤自然发火区,要设置警告标志“当心火区”、指令标志“必须密闭火区”,警示工人要提高警惕、规范作业,以防造成火区瓦斯积聚,煤尘飞扬,火势扩大和烟火逆转,引起瓦斯煤尘爆炸。 

(5)国内几乎所有煤矿在入进口处均设置有“必须戴安全帽”、“禁止穿化纤衣物”、“禁止携带通讯设备”等安全标志[7],此类标志在源头上警示工人避免因无意识的违章行为而在井下产生电气火花、静电火花带来的危害,无需在采煤工作面重复设置。 

以上文字信息需与安全色、图形按照国家标准进行合理搭配设计,在设计过程中要符合生产、管理的实际,要以规范、新颖、活泼、生动的内容和形式传递安全信息,最大限度地刺激劳动者接受信息,并用发光材料、逆反光材料或组合材料制作以保证安全标志牌的质量。在其使用过程中要规范管理,进行定期、定人检查、维护、更换,形成一种具有自我完善机制的动态跟踪管理模式,以增长安全标志牌的使用寿命,使安全标志牌达到服务于安全生产,服务于广大职工的安全与健康,服务于社会效益和经济效益的目标。 

3 结束语