礦井瓦斯爆炸的防范與控制措施探討

李 江

（山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)古交鉑龍煤業(yè)有限公司，山西 古交 030200）

縱觀煤礦生產(chǎn)的安全事故中，瓦斯事故發(fā)生率最高，事故風(fēng)險大，后果嚴(yán)重，通常會伴有巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此，我們要始終保持頭腦清醒和高度警覺，仔細(xì)分析瓦斯事故的原因，深刻吸取事故的教訓(xùn)，時刻把煤礦安全生產(chǎn)放在一切工作的首位。

1 瓦斯爆炸的特點(diǎn)和原因

根據(jù)對我國煤礦瓦斯事故統(tǒng)計分析，不難發(fā)現(xiàn)其有很多共同的特點(diǎn)，瓦斯災(zāi)害事故多為大事故，事故地點(diǎn)多發(fā)生在采煤與掘進(jìn)工作面。其在高瓦斯礦井、低瓦斯礦井均會發(fā)生，基建、技改礦井和轉(zhuǎn)制礦井瓦斯爆炸事故多發(fā)。發(fā)生瓦斯爆炸事故的原因多為火花引爆，且瓦斯爆炸造成的破壞波及范圍非常巨大。煤礦發(fā)生瓦斯爆炸事故與許多因素有關(guān)，但總的來說，主要與管理水平、安全技術(shù)手段、安全設(shè)施是否齊全、安全意識、自然因素等有關(guān)，發(fā)生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所導(dǎo)致的。

第一，對于煤礦開采條件而言，我國煤礦井下開采條件普遍較差，并且大部分不進(jìn)行瓦斯等級鑒定，礦井煤塵爆炸傾向性、煤塵自燃發(fā)火傾向性鑒定，對于開采煤層的自燃性質(zhì)掌握不全，沒能采取有效的措施都可能導(dǎo)致事故發(fā)生。

第二，瓦斯積聚的原因。煤礦井下造成瓦斯積聚的原因主要有以下方面：通風(fēng)系統(tǒng)不合理和局部通風(fēng)管理不善；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；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；此外還有停電停風(fēng)引起瓦斯積聚、盲巷積聚的瓦斯被引爆等原因。

第三，引爆火源。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、電器設(shè)備的失爆是瓦斯爆炸事故的主要火源。

第四，管理不規(guī)范。許多瓦斯事故中我們發(fā)現(xiàn)，違章操作或管理不當(dāng)而引發(fā)了一些本可避免的事故，但終因未引起足夠重視，最終釀成特大瓦斯爆炸事故。2012年4月2日山西坤龍煤業(yè)有限公司發(fā)生瓦斯燃燒事故，造成7人燒傷，1人搶救無效死亡的事故。事故原因是：①違章指揮，違章作業(yè)；②無防滅火系統(tǒng)；③未建立自燃發(fā)火預(yù)報制度。事發(fā)單位有的礦井沒有安裝瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)或運(yùn)行不正常，有的礦井雖安裝有監(jiān)控系統(tǒng)，但因各種原因未能正常使用。因此，管理水平和職工的安全意識對于煤礦的長期安全生產(chǎn)非常重要。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)不完善引起事故，此外，作業(yè)規(guī)程編制不符合實際，針對性不強(qiáng)，也給安全生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重隱患。

2 礦井瓦斯爆炸控制技術(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，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。

2.1 瓦斯爆炸事故的預(yù)防措施

2.1.1 煤礦瓦斯抽放技術(shù)

我國國有煤礦高瓦斯和瓦斯突出礦井占總礦井?dāng)?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，同時也是開發(fā)利用瓦斯能源、保護(hù)大氣環(huán)境的重要手段。為提高瓦斯抽放率，目前主要需解決長鉆孔定向鉆進(jìn)技術(shù)，包括測斜、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；完善和提高擴(kuò)孔技術(shù)、排渣技術(shù)、造穴技術(shù)和封孔技術(shù)；開發(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，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。此外，還可利用多分支羽狀適用技術(shù)，解決低滲煤層瓦斯治理問題，以提高抽采率，降低瓦斯事故。

2.1.2 礦井瓦斯?jié)舛燃盎鹪幢O(jiān)測技術(shù)

礦井瓦斯?jié)舛燃盎鹪吹膶崟r自動監(jiān)測對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，立即采取措施可防止爆炸事故的發(fā)生。

我國國內(nèi)目前有多種型號的礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)，以及各類檢測傳感器、報警儀和斷電儀。許多礦井安裝了礦井安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)以下的功能：礦井環(huán)境和工況參數(shù)實時監(jiān)控；主要通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測；巷道火災(zāi)實時監(jiān)測；礦井瓦斯抽放實時監(jiān)測；中擊地壓實時監(jiān)測；煤與瓦斯突出實時監(jiān)測；煤層自然發(fā)火實時監(jiān)測；瓦斯爆炸或燃燒實時監(jiān)測；礦井電網(wǎng)監(jiān)測等多種功能。監(jiān)控系統(tǒng)的安裝極大地提高了煤礦的安全管理自動化水平，防止了許多事故的發(fā)生。

對于“一通三防”工作而言，要做好檢測防護(hù)儀器及機(jī)電設(shè)備采購把控，禁止使用淘汰設(shè)備。井下使用的“一通三防”檢測儀器、保護(hù)裝置及機(jī)電設(shè)備，必須具有礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志和相關(guān)證件、并符合標(biāo)準(zhǔn)要求，堅決杜絕禁止使用的儀器和設(shè)備，努力提高礦井的安全保障能力。

2.1.3 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、煤炭自燃等火源都要采取相應(yīng)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(diǎn)出現(xiàn)，如放炮時檢測瓦斯?jié)舛龋捎蔑L(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖等措施。另外還要加強(qiáng)明火的管理，嚴(yán)格執(zhí)行動火制度，從根源上消除引爆瓦斯的火源。

此外，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，必須同時設(shè)計，超前施工，同時投入使用。

2.2 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，主要有被動式隔爆棚和自動抑爆裝置。

被動式隔爆棚。主要是使用隔爆巖粉棚、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，其中隔爆水袋棚的使用最為廣泛。目前礦井使用的隔爆棚產(chǎn)品較為成熟，具有適應(yīng)性強(qiáng)，安裝、拆卸和移動方便的特點(diǎn)，應(yīng)用也非常廣泛。

自動式抑爆裝置是使用壓力或溫度傳感器，在爆炸發(fā)生時探測爆炸波，及時將預(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?。如ZGB－Y型自動隔爆裝置采用高壓氮?dú)庖湎鎰?，能將爆炸限制在距?0～60 m之內(nèi)；YBW－1型無電源觸發(fā)式抑爆裝置，適合安裝在距爆20～45 m的巷道中；ZYB－S型自動產(chǎn)氣式抑爆裝置采用實時產(chǎn)氣原理，當(dāng)傳感器接收到燃燒或爆炸火焰時，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。

總之，瓦斯災(zāi)害事故的防治是煤礦安全工作的一個系統(tǒng)工程，除了完善可靠的安全設(shè)施和采取有效的措施外，還應(yīng)加強(qiáng)安全管理和安全監(jiān)督，重視員工安全意識的培養(yǎng)，從瓦斯爆炸的根源進(jìn)行防范和治理，杜絕煤礦安全事故的發(fā)生。

[1]陳銘，王繼仁.煤礦瓦斯災(zāi)害防治技術(shù)的研究[J].煤炭技術(shù)，2009（03）.

[2]趙南方，張云峰.煤礦“一通三防”存在的問題及解決方法[J].煤炭工程，2009（11）.

[3]何昆.淺析礦井瓦斯防爆抑爆[J].煤礦現(xiàn)代化，2006（04）.