智能放炮監(jiān)控系統(tǒng)在預(yù)防煤與瓦斯突出傷亡事故中的作用

文/吳國(guó)華 毛允德

智能放炮監(jiān)控系統(tǒng)在預(yù)防煤與瓦斯突出傷亡事故中的作用

文/吳國(guó)華 毛允德

貴州容光礦業(yè)有限責(zé)任公司是徐州礦務(wù)集團(tuán)與貴州紅星發(fā)展股份有限公司合資組建的一家子公司。容光煤礦屬國(guó)家“西電東送”工程的配套煤礦，設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量6220.7萬(wàn)噸，礦井服務(wù)年限為49.4年。礦井規(guī)劃生產(chǎn)能力為120萬(wàn)噸/年，礦井設(shè)計(jì)機(jī)械化程度達(dá)到100%。

一、容光礦井煤層與瓦斯

容光礦井煤田含煤地層厚76.90～107.60m，平均厚90.34m。含煤層及煤線共10層，其中含可采煤層6層(編號(hào)為C5、C6、C8、C9、C11、C12)，煤線4層(編號(hào)為C3、C4、C7、C10)。井田內(nèi)各煤層瓦斯含量較高：C5煤11.44～25.70m3/t·r，平均19.35m3/t·r；C6煤8.56～37.34m3/t·r，平均23.01m3/t·r；C8煤8.69～29.19m3/t·r，平均15.81m3/t·r；C11煤17.67～24.79m3/t·r，平均21.12m3/t·r；C12煤12.61～31.20m3/t·r，平均20.79m3/t·r。

井田內(nèi)煤層瓦斯含量總體較高，平面分布上無(wú)明顯變化，隨煤層埋深增加，瓦斯含量有明顯遞增趨勢(shì)。C11煤隨煤層埋深的增加，瓦斯梯度為2.82m3/t/100m；C12煤瓦斯梯度為2.38m3/t/100m。

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第133條，本礦井為高瓦斯礦井?？紤]本礦井煤層具有突出危險(xiǎn)性，因此，該礦井定為煤與瓦斯突出礦井。

二、容光煤礦“防突” 措施

1.采用邁步前進(jìn)法和“五步揭煤”法防突。在建礦期間，嚴(yán)格執(zhí)行《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》中有關(guān)規(guī)定，制定區(qū)域綜合防突措施和局部綜合防突措施。區(qū)域綜合防突措施包括：區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)、區(qū)域防突措施、區(qū)域措施效果檢驗(yàn)、區(qū)域驗(yàn)證。局部綜合防突措施包括：工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)、工作面防突措施、工作面措施效果檢驗(yàn)區(qū)域驗(yàn)證、安全防護(hù)措施驗(yàn)證。

工作面采取邁步前進(jìn)法，即預(yù)測(cè)8m，前進(jìn)5m，留3m再預(yù)測(cè)，為此成立了防突預(yù)測(cè)班，每時(shí)每刻準(zhǔn)確無(wú)誤監(jiān)視各個(gè)工作面的每一個(gè)突出參數(shù)并及時(shí)匯報(bào)相關(guān)職能部門(mén)。在揭煤前，根據(jù)實(shí)際情況制定出“五步”揭煤法，在實(shí)際生產(chǎn)中得到了很好的應(yīng)用。

2．裝備智能放炮監(jiān)控系統(tǒng)，保障安全措施切實(shí)落實(shí)。2009年12月，礦井裝備了智能聯(lián)鎖放炮系統(tǒng)。智能聯(lián)鎖放炮監(jiān)控系統(tǒng)是基于“不安全就不能放炮”的理念開(kāi)發(fā)的放炮監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了放炮管理的飛躍。

該系統(tǒng)具有“十個(gè)不能，一個(gè)監(jiān)控”等功能：

（1）放炮監(jiān)控終端機(jī)本身電量不足，可能出現(xiàn)瞎炮，就不能放炮。

（2）安全距離不夠，就不能放炮。放炮監(jiān)控終端只能在規(guī)定的地點(diǎn)使用，換了地點(diǎn)，就不能使用。

（3）不進(jìn)行三人聯(lián)鎖，就不能放炮。根據(jù)每個(gè)人的音頻不一樣，識(shí)別人員，確保三人聯(lián)鎖的可靠。網(wǎng)絡(luò)電阻不合格，可能有瞎炮，就不能放炮。

（4）系統(tǒng)可以自動(dòng)檢測(cè)母線電阻和網(wǎng)絡(luò)電阻，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)、可能出現(xiàn)瞎炮，就自動(dòng)閉鎖不能放炮。

（5）瓦斯超限，就不能放炮。系統(tǒng)通過(guò)讀取現(xiàn)場(chǎng)瓦斯傳感器和無(wú)線移動(dòng)瓦斯便攜儀的瓦斯數(shù)據(jù)，控制放炮作業(yè)，當(dāng)數(shù)值超過(guò)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，自動(dòng)閉鎖，不能放炮。

（6）煤塵超限，就不能放炮。系統(tǒng)讀取工作地點(diǎn)的煤塵傳感器數(shù)據(jù)，超標(biāo)時(shí)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)閉鎖，不能放炮。

（7）噴霧設(shè)施沒(méi)有打開(kāi)，就不能放炮。系統(tǒng)與工作面的噴霧傳感器連接，實(shí)現(xiàn)放炮噴霧，不噴霧不放炮。

（8）有人在危險(xiǎn)區(qū)域，就不能放炮。系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)控器檢測(cè)放炮警戒區(qū)域內(nèi)是否有人，發(fā)現(xiàn)區(qū)域有人就自動(dòng)閉鎖不能放炮。

（9）停風(fēng)，就不能放炮。系統(tǒng)自動(dòng)讀取工作面附近的風(fēng)速傳感器數(shù)據(jù)，風(fēng)速小于標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)閉鎖，不能充電放炮。

（10）不切斷工作面非本安電源，就不能放炮。在高瓦斯、高突地區(qū)，系統(tǒng)可以設(shè)置讀取工作地點(diǎn)的動(dòng)力電源供電情況的數(shù)據(jù)，供電時(shí)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)閉鎖，不能充電放炮。

（11）礦山各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)放炮全過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

三、“5·6”煤與瓦斯突出事故的經(jīng)過(guò)

今年5月6日，貴州容光煤礦二車場(chǎng)底抽巷巖石掘進(jìn)工作面。完成打眼裝藥后，放炮員協(xié)同安全員督促巷道內(nèi)作業(yè)人員離開(kāi)巷道，退到風(fēng)門(mén)外距迎頭300余m的放炮起爆地點(diǎn)，在連接好放炮母線后，打開(kāi)放炮監(jiān)控終端，系統(tǒng)首先自檢，提示電量充足可以使用，然后自動(dòng)檢測(cè)放炮地點(diǎn)，找到一車場(chǎng)放炮點(diǎn)；然后提示檢測(cè)母線電阻和網(wǎng)絡(luò)電阻，檢測(cè)電阻合格；然后進(jìn)行三人連鎖確認(rèn)，值班班長(zhǎng)、放炮員及瓦檢員責(zé)任確認(rèn)，確認(rèn)通過(guò)；系統(tǒng)依次檢測(cè)警戒區(qū)域是否有人，確認(rèn)無(wú)人，再檢測(cè)檢查放炮點(diǎn)瓦斯?jié)舛纫约捌渌麉?shù)；都沒(méi)有異常，放炮作業(yè)進(jìn)入最后程序，系統(tǒng)提示可以充電放炮。于是放炮員充電、起爆，放炮成功。放炮成功后大約3分鐘，聽(tīng)到迎頭傳來(lái)沉悶的響聲，瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)總回風(fēng)巷的瓦斯傳感器報(bào)警，在總回風(fēng)量5000m3/min的情況下,最高瓦斯含量達(dá)39.8%。據(jù)此判斷，一車場(chǎng)掘進(jìn)工作面發(fā)生了放炮引起的煤與瓦斯突出事故。

回風(fēng)道的39.8%瓦斯含量保持了一段時(shí)間之后，緩慢下降，到第二天已經(jīng)是2%以下，在救護(hù)隊(duì)陪同下的現(xiàn)場(chǎng)探險(xiǎn)發(fā)現(xiàn)，大巷的兩幫和頂板都覆蓋著一層細(xì)細(xì)的煤粉，用手捏一捏，有一種石蠟的感覺(jué)，往里100m，腳下的煤粉有200mm厚，一段直徑250mm厚10mm的PVC瓦斯抽放管支離破碎，120防爆開(kāi)關(guān)橫臥在大巷中間，瓦斯突出釋放的能量可見(jiàn)一斑。

四、智能放炮監(jiān)控系統(tǒng)在“5·6”事故中預(yù)防人員傷亡的作用分析

“5·6”煤與瓦斯突出沒(méi)有造成任何人員傷亡，是一個(gè)綜合管理綜合裝備的成果。有管理嚴(yán)格、裝備了瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)、防突門(mén)等安全設(shè)施等原因。但是，裝備智能放炮監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于預(yù)防人員傷亡起到了突出作用。

1.放炮有可能造成事故或人員傷亡。智能放炮監(jiān)控系統(tǒng)，具有放炮時(shí)必須噴霧功能，可以有效地抑制煤塵，防止煤塵爆炸。放炮時(shí)系統(tǒng)可以接受并分析甲烷傳感器和無(wú)線甲烷便攜儀的檢測(cè)數(shù)據(jù)，監(jiān)控放炮區(qū)域的瓦斯，一旦超標(biāo)系統(tǒng)就閉鎖不能放炮。

2.“5·6”事故中，由于使用了智能放炮監(jiān)控系統(tǒng)，從而確保了放炮安全距離，確保了警戒區(qū)域內(nèi)有人就不能放炮。因此，盡管出現(xiàn)大量的煤與瓦斯突出，卻沒(méi)有人員傷亡。但是，貴州省今年發(fā)生的其他四起放炮引起的類似事故，由于沒(méi)有放炮監(jiān)控系統(tǒng)，不能實(shí)現(xiàn)“十個(gè)不能，一個(gè)監(jiān)控”，結(jié)果造成34人死亡、16人受傷的一幕幕慘劇。

（作者單位：貴州容光礦業(yè)有限責(zé)任公司，北京龍德時(shí)代科技發(fā)展有限公司）

（責(zé)任編輯：李元）