淺析煤礦瓦斯災害事故的原因及預防

付常青

(汾西礦業集團公司安監局，山西 介休 032000)

近年來，國民經濟的飛速發展，極大地刺激了對煤炭能源的需求。作為基礎工業的煤炭企業，隨著產能的擴大，生產與安全的矛盾也在不斷升級，以致近些年來煤礦瓦斯事故頻發。其中，有國有礦也有地方礦，有高瓦斯礦井也有低瓦斯礦井。從歷次事故的原因分析來看，造成事故的原因是多樣的，也是多方面的。

1 瓦斯爆炸原因分析

1.1 瓦斯爆炸特點

根據對歷次煤礦瓦斯爆炸事故的統計分析，可以發現瓦斯爆炸有如下一些特點:①事故地點多發生在采煤與掘進工作面；②瓦斯爆炸造成的破壞波及范圍大；③多為火花引爆；④高瓦斯礦井、低瓦斯礦井均有發生，且低瓦斯礦井所占比例較大；⑤煤礦瓦斯爆炸事故多伴生煤塵爆炸。

1.2 事故原因分析

煤礦發生瓦斯爆炸事故與許多因素有關，但總的來說，主要與自然因素、安全技術手段、安全裝備水平、安全意識和管理水平等有關。發生瓦斯爆炸事故，往往是以上因素綜合作用的結果。

(1)瓦斯積聚的存在。煤礦井下造成瓦斯積聚的原因很多，但主要有通風系統不合理和局部通風管理不善，是瓦斯積聚的主要原因。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中，有22起主要是因通風系統不合理，存在風流短路、多次串聯和循環風，造成供風地點風量不足，而引起瓦斯積聚;有9起主要是因局部通風機安裝位置不當、風筒未延伸到供風點或脫落引起供風點有效風量不足，而造成瓦斯積聚;有2起事故主要是因停電停風而引起瓦斯積聚;有1起是盲巷積聚的瓦斯被引爆。

(2)引爆火源的存在。 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。但放炮和電器設備產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起是由放炮產生的火花引爆的;有15起事故是由電器設備及電源線電火花引爆的。

(3)裝備不足、管理不落實。 礦井安全裝備配置不足，“先抽后采，監測監控，以風定產”方針未得到完全落實。發生瓦斯事故的礦井中，礦井安全監控系統監控不力、監測不到位是普遍現象。有的礦井監控系統存在傳感器種類不全、數量不足、位置不當、線路故障、傳輸不暢等問題，不能有效發揮其應有的作用。

(4)瓦斯事故多為責任事故。 許多事故分析發現，違章操作或管理不當是造成事故的主要原因。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非常重要。

(5)采掘布置不合理。 一些煤礦企業由于短期利益驅動，礦井采掘布置不合理，通風系統不完善，此外，作業規程編制不符合實際，針對性不強，給安全生產帶來了嚴重隱患。

2 控制瓦斯爆炸事故的技術措施

瓦斯爆炸事故的防治分為預防爆炸和抑制爆炸。預防爆炸主要有:優化通風網絡及通風系統；防治瓦斯積聚；瓦斯抽放；加強瓦斯濃度和火源監測；防止點火源的出現等。抑制爆炸主要是采用隔爆抑爆裝置將瓦斯爆炸限制在一定范圍內，從而減少人員傷亡和災害事故所造成的損失。

2.1 瓦斯爆炸事故的預防措施

2.1.1 煤礦瓦斯抽放技術

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，同時也是開發利用瓦斯能源、保護大氣環境的重要手段。現在,我國煤礦的瓦斯利用技術和規模已有了長足進步,取得了可觀的經濟效益和社會效益。

提高瓦斯抽放率，目前主要需解決長鉆孔定向鉆進技術，包括測斜、糾偏技術;提高單一低透氣性煤層的抽放率;研制鉆進能力更強的鉆機具;完善和提高擴孔技術、排渣技術、造穴技術和封孔技術;開發新的瓦斯抽放技術及設備。

采用本煤層抽放、鄰近層抽放和采空區抽放等綜合抽放方法和順層長鉆孔、大直徑鉆孔、地面鉆孔、頂板巖石和巷道鉆孔等抽放工藝相結合,可提高瓦斯抽放量和抽放率。

煤礦瓦斯治理也應該與煤層氣產業化緊密結合起來,達到以抽促用、以用促抽的目的。

2.1.2 礦井瓦斯濃度及火源監測技術

礦井瓦斯濃度及火源的實時自動監測，對于防止瓦斯爆炸非常重要。當發現瓦斯異常或有火源產生，立即采取措施可防止爆炸事故的發生。我國目前開發了KJ90、KJ92、KJ94、KJ95、KJ73、KJ66等型號的礦井安全監控系統，以及各類檢測傳感器、報警儀和斷電儀。有的礦井安裝了礦井安全綜合監控系統，并具有如下功能:①礦井環境和工況參數實時監控;②主要通風機在線監測;③巷道火災實時監測;④礦井瓦斯抽放實時監測;⑤沖擊地壓實時監測;⑥煤與瓦斯突出實時監測;⑦煤層自然發火實時監測;⑧瓦斯爆炸或燃燒實時監測;⑨礦井電網監測等多種功能。監控系統的安裝，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生。

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、煤炭自燃等火源都有一些相應的防治措施，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出現。如放炮時檢測瓦斯濃度，采用風電閉鎖、瓦斯電閉鎖等措施。另外，加強明火的管理，嚴格動火制度，消除引爆瓦斯的火源。

2.1.4 優化通風網絡及通風系統

合理可靠的通風系統是防止瓦斯事故和控制災害擴大的重要措施。為此，瓦斯防治工程與采掘工程，須同時設計、同時施工、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。當瓦斯爆炸發生后，依靠預先設置的裝置，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。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，具有適應性強，安裝、拆卸和移動方便的特點。

自動式抑爆裝置。使用壓力或溫度傳感器，在爆炸發生時探測爆炸波，及時將預先放置的水、巖粉、N2.CO2等噴灑到巷道中，從而達到抑制爆炸火焰傳播的目的。如ZGB-Y型自動隔爆裝置采用高壓氮氣引射消焰劑，能將爆炸限制在距爆源40～60m之內;YBW-1型無電源觸發式抑爆裝置，適合安裝在距爆源20～45m的巷道中;ZYB-S型自動產氣式抑爆裝置采用實時產氣原理，當傳感器接收到燃燒或爆炸火焰時，觸發氣體發生器快速產生的高壓氣體噴灑消焰劑，抑制火焰的傳播。

3 結 語

瓦斯爆炸事故的防治，是煤礦安全工作的一個系統工程。除了完善可靠的安全裝備和采取有效的措施外，還應加強安全管理和安全監督，重視員工安全意識的培養。只有把安全放在首位，認真落實好“先抽后采、監測監控、以風定產”的瓦斯治理 “十二字”方針和建立起完善的“通風可靠、監控有效、抽采達標、管理到位”的瓦斯防治工作體系，健全各項規章制度，合理加大安全投入，瓦斯爆炸事故及其他災害事故才能大幅度地減少，煤礦的安全狀況才能得到根本好轉。