基于災(zāi)區(qū)環(huán)境的礦井瓦斯爆炸事故應(yīng)急救援方法研究

李雷雷，丁曉文，梁躍強(qiáng)，張友杰，練茹楠

（1.北京市化工職業(yè)病防治院，北京 100093；2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）應(yīng)急管理與安全工程學(xué)院，北京 100083；3.中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)咨詢(xún)中心，北京 100013）

瓦斯爆炸是煤礦極為嚴(yán)重的災(zāi)害之一[1]，其產(chǎn)生的沖擊波和火焰鋒面均可以對(duì)井巷設(shè)施產(chǎn)生巨大破壞，形成垮落區(qū)，引燃瓦斯、木材等可燃物，有毒有害氣體也可能導(dǎo)致大量人員傷亡。瓦斯爆炸事故災(zāi)區(qū)環(huán)境復(fù)雜多變，給應(yīng)急救援增加了風(fēng)險(xiǎn)性。如2013年7月23日川煤集團(tuán)芙蓉公司杉木樹(shù)煤礦因?qū)?zāi)區(qū)環(huán)境認(rèn)識(shí)不足而發(fā)生礦山救援隊(duì)員自身傷亡事故[2]。因此，研究瓦斯爆炸災(zāi)區(qū)環(huán)境對(duì)應(yīng)急救援非常重要。針對(duì)礦井瓦斯爆炸，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了大量的研究，內(nèi)容涵蓋瓦斯爆炸規(guī)律[3-4]、演變特征[5]及破壞效應(yīng)[6]等方面。關(guān)于礦井瓦斯爆炸事故應(yīng)急救援，相關(guān)學(xué)者也進(jìn)行了研究，如對(duì)煤礦瓦斯爆炸事故應(yīng)急救援機(jī)制[7]和應(yīng)急決策問(wèn)題[8]進(jìn)行了探討，但鮮有針對(duì)瓦斯爆炸災(zāi)區(qū)環(huán)境的研究。事故應(yīng)急救援案例表明[9]，高溫、含有瓦斯等有毒有害氣體、存在垮落區(qū)是瓦斯爆炸事故災(zāi)區(qū)的典型特征?；谕咚贡ㄊ鹿蕿?zāi)區(qū)特征，救援人員應(yīng)采取何種救災(zāi)措施離不開(kāi)對(duì)災(zāi)區(qū)環(huán)境的判識(shí)。為提高煤礦瓦斯爆炸事故應(yīng)急救援的安全性，救援人員需要掌握災(zāi)區(qū)環(huán)境的形成機(jī)制。為此，通過(guò)到國(guó)家礦山應(yīng)急救援平頂山隊(duì)、國(guó)家礦山應(yīng)急救援大同隊(duì)、國(guó)家礦山應(yīng)急救援芙蓉隊(duì)調(diào)研，收集相關(guān)事故資料，并應(yīng)用爆炸力學(xué)及流體力學(xué)知識(shí)，對(duì)瓦斯爆炸災(zāi)區(qū)環(huán)境的形成機(jī)理進(jìn)行研究，并對(duì)典型地點(diǎn)瓦斯爆炸事故后的災(zāi)區(qū)環(huán)境進(jìn)行分析，進(jìn)而探討應(yīng)急救援方法，旨在提高礦井瓦斯爆炸事故應(yīng)急救援能力。

1 瓦斯爆炸災(zāi)區(qū)環(huán)境形成機(jī)制

將瓦斯爆炸發(fā)生至其影響區(qū)域得到完全恢復(fù)前的環(huán)境稱(chēng)為災(zāi)區(qū)環(huán)境，則礦井瓦斯爆炸災(zāi)區(qū)環(huán)境是瓦斯爆炸沖擊波、火焰、有毒有害氣體及施救措施相互作用形成并不斷變化的。根據(jù)瓦斯爆炸過(guò)程及應(yīng)急救援過(guò)程，可將災(zāi)區(qū)環(huán)境的形成過(guò)程劃分為3個(gè)階段[10]：

1）爆炸沖擊破壞和火焰毀壞作用階段。瓦斯爆炸在空間上可分為瓦斯燃燒區(qū)和一般空氣區(qū)[11]，瓦斯燃燒區(qū)為沖擊波和火焰波耦合傳播，一般空氣區(qū)僅為沖擊波的傳播。因此，瓦斯爆炸過(guò)程中對(duì)生產(chǎn)區(qū)域的影響可分為瓦斯燃燒區(qū)的沖擊與火焰毀壞作用和一般空氣區(qū)的沖擊破壞作用。在瓦斯燃燒區(qū)，受瓦斯燃燒化學(xué)反應(yīng)的驅(qū)動(dòng)和巷道中障礙物的加速效應(yīng)，爆炸波可能由爆燃狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楸Z狀態(tài)[12-13]，使沖擊波在空間上對(duì)井巷設(shè)施產(chǎn)生更為嚴(yán)重的破壞，水平方向上對(duì)巷道中的機(jī)電運(yùn)輸?shù)仍O(shè)施產(chǎn)生推動(dòng)擠壓破壞，導(dǎo)致設(shè)施變形等，垂直方向上對(duì)頂板產(chǎn)生沖擊破壞作用，形成垮落區(qū)域。同時(shí)，在瓦斯燃燒區(qū)，火焰鋒面隨沖擊波傳播過(guò)程中，巷道中的瓦斯、木材等易被引燃，由于被引燃物質(zhì)在井巷中的分布具有分散性，致使瓦斯燃燒區(qū)不同地點(diǎn)具備存在次生火源的可能性。在一般空氣區(qū)，由于失去瓦斯燃燒能量的支持，在井巷設(shè)施等的摩擦作用及空氣的阻礙作用下，沖擊波在傳播過(guò)程中不斷衰減，其破壞作用逐漸減小。整個(gè)爆炸過(guò)程中，殘余瓦斯及爆炸產(chǎn)生的有毒有害氣體隨沖擊波傳播至受影響區(qū)域，進(jìn)而形成了初步的災(zāi)區(qū)環(huán)境?？梢?jiàn)，爆炸強(qiáng)度、爆炸區(qū)域的空間尺寸、瓦斯涌出量及井巷設(shè)施是初始災(zāi)區(qū)環(huán)境形成的重要影響因素。

2）熱量及有毒有害氣體的再分布階段。瓦斯爆炸發(fā)生后至應(yīng)急救援開(kāi)始實(shí)施的過(guò)程稱(chēng)為災(zāi)區(qū)環(huán)境形成的第2階段。受流體效應(yīng)影響，瓦斯爆炸結(jié)束時(shí)的環(huán)境并非開(kāi)始應(yīng)急救援時(shí)的災(zāi)區(qū)環(huán)境。這期間災(zāi)區(qū)環(huán)境主要受風(fēng)流及氣體擴(kuò)散作用控制。在有風(fēng)流的區(qū)域，爆炸產(chǎn)生的熱量及有毒有害氣體逐漸被排離災(zāi)區(qū)。但在通風(fēng)系統(tǒng)破壞區(qū)域，通常無(wú)風(fēng)流或微風(fēng)，災(zāi)區(qū)瓦斯等有毒有害氣體通過(guò)擴(kuò)散作用向開(kāi)放空間逸散[14]。有毒有害氣體在運(yùn)移過(guò)程中，堆積在巷道中的垮落物對(duì)氣體運(yùn)移產(chǎn)生阻礙作用，為瓦斯積聚提供空間，致使垮落區(qū)域有可能成為應(yīng)急救援的安全隱患區(qū)域，垮落堆積物造成瓦斯等有毒有害氣體在局部區(qū)域積聚。2006年軒崗煤電公司焦家寨礦“11·5”特大瓦斯爆炸將進(jìn)風(fēng)巷局部通風(fēng)系統(tǒng)破壞，在局部區(qū)域形成5處大型垮落區(qū)，積聚了大量瓦斯[15]。同時(shí)，受火焰鋒面的影響，易自燃區(qū)域的垮落煤粉在高溫作用下加快氧化，成為可能的隱蔽性火源。因此，瓦斯爆炸后受災(zāi)區(qū)域呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)變化特性。在動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中，逐漸形成應(yīng)急救援前的災(zāi)區(qū)環(huán)境。

3）施救措施對(duì)災(zāi)區(qū)環(huán)境的干擾階段。救援過(guò)程中，實(shí)施救災(zāi)措施能夠改變?yōu)膮^(qū)環(huán)境。針對(duì)礦井瓦斯爆炸事故，除偵察搜救外，排放瓦斯、恢復(fù)通風(fēng)及封閉災(zāi)區(qū)是常用的施救措施，具體表現(xiàn)為局部通風(fēng)、清理垮落物、修復(fù)通風(fēng)系統(tǒng)和構(gòu)筑密閉墻，其中局部通風(fēng)和構(gòu)筑密閉墻對(duì)災(zāi)區(qū)環(huán)境的影響較大。采用局部通風(fēng)方式排放災(zāi)區(qū)瓦斯時(shí)，風(fēng)筒送入的部分新鮮風(fēng)流會(huì)與未排放區(qū)瓦斯混合，容易形成爆炸性混合氣體。對(duì)于煤層易自燃的區(qū)域，局部通風(fēng)可能會(huì)為煤自燃提供氧氣。構(gòu)筑密閉時(shí)，由于風(fēng)流被阻斷，導(dǎo)致爆炸區(qū)域局部壓力降低，如在采煤工作面區(qū)域，采空區(qū)瓦斯容易逸散至開(kāi)放空間，形成大規(guī)模瓦斯爆炸的條件，增加了救災(zāi)的危險(xiǎn)性。1992年11月5日至6日鐵法礦務(wù)局大興煤礦連續(xù)瓦斯爆炸事故表明，礦山救援隊(duì)在施救期間改變?yōu)膮^(qū)通風(fēng)狀況會(huì)造成災(zāi)區(qū)瓦斯積聚區(qū)域變化，發(fā)生不同強(qiáng)度的連續(xù)瓦斯爆炸[9]?？梢?jiàn)，應(yīng)急救援過(guò)程中救援措施的實(shí)施會(huì)形成新的災(zāi)區(qū)環(huán)境。若施救措施合理，則災(zāi)區(qū)環(huán)境不斷被改善，進(jìn)而得到恢復(fù)。

2 典型瓦斯爆炸災(zāi)區(qū)環(huán)境變化規(guī)律

不同地點(diǎn)的瓦斯爆炸往往形成不同的災(zāi)區(qū)環(huán)境，正確判識(shí)災(zāi)區(qū)環(huán)境的危險(xiǎn)性有助于安全施救。因此有必要對(duì)典型地點(diǎn)的瓦斯爆炸災(zāi)區(qū)環(huán)境進(jìn)行研究。有關(guān)研究表明[16]，采煤工作面，掘進(jìn)工作面和巷道是瓦斯爆炸發(fā)生的典型地點(diǎn)?；趹?yīng)急救援安全性的需求，對(duì)這類(lèi)地點(diǎn)的瓦斯爆炸災(zāi)區(qū)環(huán)境進(jìn)行分析很有意義。

2.1 采煤工作面災(zāi)區(qū)環(huán)境變化規(guī)律

針對(duì)采煤工作面，瓦斯爆炸產(chǎn)生的沖擊波在傳播過(guò)程中對(duì)巷道脆弱區(qū)域產(chǎn)生很大破壞，在進(jìn)回風(fēng)巷道形成垮落區(qū)，同時(shí)瓦斯爆炸火焰易在災(zāi)區(qū)誘發(fā)火災(zāi)。對(duì)于外因火源造成的瓦斯爆炸事故，采空區(qū)涌向工作面方向的瓦斯等氣體易被引燃，甚至再次爆炸。瓦斯爆炸發(fā)生后，災(zāi)區(qū)瓦斯等有毒有害氣體在風(fēng)流的作用下或自身擴(kuò)散作用下再分布，形成一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的災(zāi)區(qū)環(huán)境。災(zāi)區(qū)垮落區(qū)域?yàn)橥咚沟扔泻怏w積聚，形成瓦斯氣體庫(kù)創(chuàng)造了有利條件。應(yīng)急救援過(guò)程中，改變?yōu)膮^(qū)壓力的救災(zāi)措施能夠控制災(zāi)區(qū)氣體的運(yùn)移方向，在一定程度上控制了災(zāi)區(qū)環(huán)境的變化。對(duì)于火區(qū)瓦斯爆炸，一方面，建立密閉墻封閉災(zāi)區(qū)會(huì)導(dǎo)致災(zāi)區(qū)壓力減小，采空區(qū)瓦斯涌向工作面及巷道，導(dǎo)致瓦斯不斷積聚[17]，救災(zāi)過(guò)程中，積聚區(qū)域的變化控制瓦斯爆炸的規(guī)模及程度；另一方面，建立密閉墻的過(guò)程中，通過(guò)注入惰氣能夠有效防止災(zāi)區(qū)壓力減小并惰化災(zāi)區(qū)氣體，但注惰過(guò)程形成的射流效應(yīng)可能將災(zāi)區(qū)原有瓦斯等有害氣體推向?yàn)?zāi)區(qū)深部[18]。封閉災(zāi)區(qū)過(guò)程中曾發(fā)生重特大瓦斯爆炸事故[19-20]，封閉災(zāi)區(qū)過(guò)程中瓦斯爆炸案例見(jiàn)表1。值得注意的是，鎖風(fēng)縮封工作對(duì)采煤工作面區(qū)域?yàn)?zāi)區(qū)環(huán)境也可以產(chǎn)生很大影響，表1中豫新1號(hào)井瓦斯爆炸事故表明違章鎖風(fēng)縮封很有可能形成瓦斯爆炸的條件，造成救援人員自身傷亡事故。

表1 封閉災(zāi)區(qū)過(guò)程中瓦斯爆炸案例Table1 Gas explosion accidents in sealing the disaster area

2.2 掘進(jìn)工作面災(zāi)區(qū)環(huán)境變化規(guī)律

掘進(jìn)工作面采用局部通風(fēng)方式，很多情況下，掘進(jìn)工作面瓦斯爆炸對(duì)風(fēng)筒等局部通風(fēng)設(shè)施產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞。一旦通風(fēng)系統(tǒng)遭受破壞，瓦斯等有害氣體不能被有效排入回風(fēng)巷，大量瓦斯將在掘進(jìn)工作區(qū)域積聚，并逐漸向開(kāi)放空間擴(kuò)散。針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)極高的高瓦斯煤層工作區(qū)，由于壓力變化，短時(shí)間內(nèi)將形成高體積分?jǐn)?shù)瓦斯積聚區(qū)。尤其對(duì)于煤層易自燃區(qū)域，瓦斯爆炸火焰及其形成的高溫環(huán)境對(duì)自燃具有一定的加速作用。這形成了救災(zāi)前的災(zāi)區(qū)環(huán)境。

為應(yīng)對(duì)掘進(jìn)工作面瓦斯爆炸事故，采用局部通風(fēng)方式排放災(zāi)區(qū)瓦斯等有害氣體是應(yīng)急救援的常規(guī)手段，但這一救災(zāi)措施在排放瓦斯的過(guò)程中，部分風(fēng)流不斷與災(zāi)區(qū)深部瓦斯混合，容易形成具有爆炸性的混合氣體，多發(fā)生在排放災(zāi)區(qū)高濃度瓦斯的過(guò)程中。在隱蔽性火源存在的前提下，排放瓦斯極具危險(xiǎn)性。

2.3 巷道災(zāi)區(qū)環(huán)境變化規(guī)律

巷道瓦斯爆炸多發(fā)生在聯(lián)絡(luò)巷、回風(fēng)巷及巷道交叉處等地點(diǎn)。由于巷道的兩端開(kāi)放性，瓦斯爆炸產(chǎn)生的沖擊波、火焰鋒面及有毒有害氣體將在很大程度上傳播至開(kāi)放空間，波及范圍較大。不同巷道瓦斯爆炸后的災(zāi)區(qū)環(huán)境差異較大。發(fā)生在采掘工作區(qū)域巷道的瓦斯爆炸形成的災(zāi)區(qū)環(huán)境與采掘工作面瓦斯爆炸災(zāi)區(qū)環(huán)境具有相似之處，但發(fā)生在大巷中的瓦斯爆炸形成的災(zāi)區(qū)環(huán)境則有所差異，有時(shí)可以將礦井整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)破壞。由于大巷瓦斯爆炸相對(duì)少，瓦斯爆炸造成的破壞會(huì)因煤礦差異而有所不同，災(zāi)區(qū)環(huán)境演化也會(huì)呈現(xiàn)多樣性。

3 應(yīng)急救援方法

由于瓦斯爆炸災(zāi)區(qū)環(huán)境處于動(dòng)態(tài)變化之中，應(yīng)急救援必須考慮災(zāi)區(qū)環(huán)境的穩(wěn)定性。通過(guò)災(zāi)區(qū)行動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)估分析并控制應(yīng)急救援措施對(duì)災(zāi)區(qū)環(huán)境的影響作用，逐步改善災(zāi)區(qū)環(huán)境以實(shí)現(xiàn)安全救援。

3.1 采煤工作區(qū)域應(yīng)急救援

由于爆炸前采煤區(qū)域是一個(gè)完整的通風(fēng)系統(tǒng)，采煤區(qū)域瓦斯爆炸后主要出現(xiàn)有以下情況：爆炸后的垮落物將采煤工作面區(qū)域巷道堵塞，不同爆炸的堵塞程度存在差異；瓦斯爆炸火焰將殘余瓦斯或木材引燃，產(chǎn)生火源。施救前必須對(duì)爆炸破壞情況做出充分的評(píng)估，制定措施消除災(zāi)區(qū)爆炸危險(xiǎn)性。在采面區(qū)域巷道被嚴(yán)重堵塞的情況下，災(zāi)區(qū)環(huán)境會(huì)演化成獨(dú)頭巷道爆炸后的情況，在施救過(guò)程中應(yīng)謹(jǐn)慎處置垮落物堆積形成的含瓦斯氣體庫(kù)，如1999年8月24日平頂山市韓莊礦務(wù)局二礦瓦斯煤塵爆炸事故中，機(jī)巷和風(fēng)巷多處冒頂使火區(qū)處于封閉狀態(tài)，形成濃煙庫(kù)，救援過(guò)程中高溫濃煙短時(shí)間從裂隙中大量涌出，致使救災(zāi)工作中斷[9]。在火源存在的情況下，如果不能及時(shí)撲滅，應(yīng)及時(shí)撤人，堅(jiān)持安全施救。若采取封閉災(zāi)區(qū)措施，應(yīng)防止封閉災(zāi)區(qū)過(guò)程中發(fā)生次生瓦斯爆炸，封閉災(zāi)區(qū)過(guò)程中次生爆炸可能較初次爆炸威力更大。在微弱風(fēng)流存在的情況下，災(zāi)區(qū)瓦斯等有害氣體處于微弱的動(dòng)態(tài)變化中，瓦斯仍有可能在某些區(qū)域積聚，救援過(guò)程中防止瓦斯爆炸依然很關(guān)鍵，同時(shí)應(yīng)避免窒息事故的發(fā)生。

3.2 掘進(jìn)工作區(qū)域應(yīng)急救援

根據(jù)掘進(jìn)工作區(qū)域瓦斯爆炸災(zāi)區(qū)環(huán)境特點(diǎn)可知，瓦斯爆炸產(chǎn)生的高溫在短時(shí)間內(nèi)難以消散，在瓦斯涌出量較大的情況下，災(zāi)區(qū)瓦斯體積分?jǐn)?shù)較高。救援人員偵察搜救時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵照救援計(jì)劃，在保證安全的情況下執(zhí)行救援計(jì)劃，盡量減少在災(zāi)區(qū)的暴露時(shí)間，嚴(yán)防體力不支造成自身傷亡。為恢復(fù)災(zāi)區(qū)通風(fēng)，通常采用局部通風(fēng)方式排放災(zāi)區(qū)瓦斯等有害氣體。排放瓦斯有2個(gè)重要前提：①確保災(zāi)區(qū)不存在火源，尤其是無(wú)自燃火源，救災(zāi)過(guò)程中也不產(chǎn)生火源，特別應(yīng)防止災(zāi)區(qū)被破壞的設(shè)施產(chǎn)生火花，如破損的礦燈；②在災(zāi)區(qū)環(huán)境模糊的情況下，即無(wú)法確定災(zāi)區(qū)是否存在自燃火源，排放瓦斯過(guò)程中災(zāi)區(qū)可能出現(xiàn)爆炸性氣體的情況下，應(yīng)考慮采用其他方式處理災(zāi)區(qū)，如遠(yuǎn)距離封閉災(zāi)區(qū)，注惰氣等方式，保證災(zāi)區(qū)安全后再處理。

3.3 巷道瓦斯爆炸區(qū)域應(yīng)急救援

發(fā)生瓦斯爆炸的具體巷道位置不同，瓦斯爆炸造成的破壞也會(huì)存在較大差異。發(fā)生在采掘工作區(qū)域巷道的瓦斯爆炸，其破壞情況與發(fā)生在采煤工作區(qū)域和掘進(jìn)工作區(qū)域的情形相似。但對(duì)于特殊原因造成的瓦斯在運(yùn)輸大巷及封閉區(qū)域外的巷道中積聚的情況，瓦斯爆炸后果往往比較嚴(yán)重，可能引起一些非常規(guī)突發(fā)事件。針對(duì)這類(lèi)瓦斯爆炸事故，處理由瓦斯爆炸事故引發(fā)的次生事故或突發(fā)事件是應(yīng)急救援的關(guān)鍵點(diǎn)[21]。對(duì)于巷道瓦斯爆炸事故，因爆炸波傳播的雙向性，破壞范圍較大，災(zāi)區(qū)偵察的重點(diǎn)之一是探測(cè)并撲滅次生火源。應(yīng)注意的是，對(duì)于礦井主要通風(fēng)系統(tǒng)被破壞的情況，應(yīng)為施救創(chuàng)造有利條件。在恢復(fù)礦井主要通風(fēng)的過(guò)程中，應(yīng)在災(zāi)區(qū)環(huán)境穩(wěn)定后，才可采取下一步的救災(zāi)措施，尤其要避免利用爆炸間隙時(shí)間進(jìn)行施救。

4 案例應(yīng)用

以杉木樹(shù)煤礦N3022風(fēng)巷瓦斯爆炸事故為例說(shuō)明災(zāi)區(qū)環(huán)境判識(shí)及控制對(duì)于應(yīng)急救援的重要作用。2013年7月22日，川煤集團(tuán)芙蓉公司杉木樹(shù)煤礦N3022風(fēng)巷發(fā)生瓦斯爆炸事故，該風(fēng)巷長(zhǎng)620m，已掘進(jìn)工作面切眼10m。事故發(fā)生后，礦山救援隊(duì)對(duì)災(zāi)區(qū)的偵察結(jié)果表明井巷設(shè)施遭到嚴(yán)重破壞，災(zāi)區(qū)充滿(mǎn)大量有毒有害氣體，“7·22”瓦斯爆炸后災(zāi)區(qū)氣體情況見(jiàn)表2（巷道地點(diǎn)為距離巷道開(kāi)口的距離）。由表2可知，巷道150m處至磧頭處范圍內(nèi)的氣體具有爆炸危險(xiǎn)性。

表2 “7·22”瓦斯爆炸后災(zāi)區(qū)氣體情況Table2 Gas situation in disaster area after“7·22”gas explosion

由于使用紅外線(xiàn)探測(cè)儀器沒(méi)有發(fā)現(xiàn)火源，且沒(méi)有考慮隱蔽火源的存在，在排放瓦斯時(shí)誘發(fā)“7·23”瓦斯爆炸事故，造成7名礦山救援隊(duì)員身亡，說(shuō)明缺乏充分的災(zāi)區(qū)環(huán)境判識(shí)會(huì)導(dǎo)致救援傷亡?！?·23”瓦斯爆炸后災(zāi)區(qū)氣體情況見(jiàn)表3。

表3 “7·23”瓦斯爆炸后災(zāi)區(qū)氣體情況Table3 Gas situation in disaster area after“7·23”gas explosion

為應(yīng)對(duì)“7·23”瓦斯爆炸事故，隨后組建的搶險(xiǎn)救援指揮部根據(jù)災(zāi)區(qū)含有爆炸性氣體（巷道480m處）和火源隱蔽性極強(qiáng)的情況，通過(guò)制定安全措施進(jìn)行施救，向?yàn)?zāi)區(qū)注入足夠的氮?dú)?，將?zāi)區(qū)惰化，消除了災(zāi)區(qū)的爆炸危險(xiǎn)性，成功將遇險(xiǎn)隊(duì)員救出。該救援過(guò)程表明災(zāi)區(qū)環(huán)境判識(shí)及控制對(duì)制定應(yīng)急救援措施具有很大作用。惰化后的災(zāi)區(qū)氣體情況見(jiàn)表4。

表4 惰化后的災(zāi)區(qū)氣體情況Table4 Gas situation in disaster area after inerting

上述案例表明，假如能在排放瓦斯前對(duì)災(zāi)區(qū)環(huán)境進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)估，采取惰化災(zāi)區(qū)的施救方案，杉木樹(shù)煤礦“7·23”瓦斯爆炸事故則可以避免。實(shí)際上，惰化災(zāi)區(qū)的措施是對(duì)災(zāi)區(qū)環(huán)境的改善，消除了災(zāi)區(qū)氣體的爆炸危險(xiǎn)性。而忽視災(zāi)區(qū)環(huán)境的危險(xiǎn)性，直接排放瓦斯對(duì)災(zāi)區(qū)環(huán)境改善的過(guò)程使礦山救援隊(duì)員長(zhǎng)時(shí)間暴露在危險(xiǎn)環(huán)境中，救援風(fēng)險(xiǎn)性很大?？梢?jiàn)礦山救援自身傷亡事故很可能發(fā)生在不合理的施救措施對(duì)災(zāi)區(qū)環(huán)境的干擾階段。

5 結(jié) 語(yǔ)

1）瓦斯爆炸發(fā)生到應(yīng)急救援結(jié)束的整個(gè)過(guò)程中，災(zāi)區(qū)環(huán)境變化經(jīng)歷了3個(gè)階段：第1階段為瓦斯爆炸沖擊波與火焰鋒面對(duì)井巷設(shè)施的破壞以及有毒有害氣體的傳播過(guò)程；第2階段為熱量和有毒有害氣體在災(zāi)區(qū)的流動(dòng)和擴(kuò)散再分布過(guò)程；第3階段為施救措施對(duì)災(zāi)區(qū)環(huán)境的影響過(guò)程。

2）對(duì)采掘工作面及巷道瓦斯爆炸災(zāi)區(qū)環(huán)境形成過(guò)程的研究表明：不同地點(diǎn)瓦斯爆炸災(zāi)區(qū)環(huán)境的形成存在差異性，應(yīng)急救援過(guò)程中不合理的施救措施可能會(huì)導(dǎo)致災(zāi)區(qū)環(huán)境更加危險(xiǎn)，形成次生瓦斯爆炸的條件，且爆炸破壞效應(yīng)可能較初次爆炸大。

3）提出了通過(guò)災(zāi)區(qū)環(huán)境判識(shí)及控制逐步改善災(zāi)區(qū)環(huán)境的應(yīng)急救援方法。災(zāi)區(qū)環(huán)境判識(shí)及控制對(duì)應(yīng)急救援的安全性有重要作用。杉木樹(shù)煤礦“7·23”瓦斯爆炸事故表明，救援過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)掌握災(zāi)區(qū)環(huán)境的變化，分析救災(zāi)措施對(duì)災(zāi)區(qū)環(huán)境的影響，尤其需要考慮爆炸性氣體的形成與災(zāi)區(qū)是否存在火源的關(guān)系。根據(jù)以往事故救援案例與經(jīng)驗(yàn)，在爆炸性氣體存在與火源可能存在的情況下，為安全施救，應(yīng)采取措施惰化災(zāi)區(qū)或盡可能遠(yuǎn)距離封閉災(zāi)區(qū)。