礦井災區環境多埋誤區預控與研究

王國鈞

(國家礦山應急救援靖遠隊,甘肅白銀 730913)

礦井災區環境多埋誤區預控與研究

王國鈞

(國家礦山應急救援靖遠隊,甘肅白銀 730913)

高溫、高濕、缺氧、大氣壓力差過大等因素影響到便攜式光學、電子瓦斯檢測儀器、唧筒式一氧化碳檢測器檢測結果的真實性;輕易改變通風系統——隨意啟閉風門、正常運轉的局部通風機停止運行;災區環境通風系統破壞,偵查人員現場未經科學、細致分析,仍然按照正常通風系統盲目冒進;窒息區域的片面性判斷;行政干預,違章指揮等。

救護隊 誤區 預控 研究

礦井災區環境主要由瓦斯煤塵爆炸、頂板坍塌、火災、水災、煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出、沖擊地壓等災變因素所致，形成井巷缺氧、有毒有害氣體超限、高溫煙流、通風系統破壞等災變環境，在搶險救援過程中往往造成瓦斯煤塵再次爆炸、巷道再次冒落等次生事故，直接威脅到救援人員的生命安全。所以，在救援過程中科學分析判斷災區環境因素，破解礦井災區環境多埋誤區，是減少和杜絕救援過程次生事故的重中之重。以下重點以光學瓦斯鑒定器檢測災區環境相關氣體濃度的誤區為主，將礦井災區環境多埋誤區予以剖析，希望救援人員借鑒。

1 誤區之一:高溫、高濕、氧氣濃度降低等環境條件下采用光學瓦斯鑒定器檢測所得數據與實際濃度的對比分析與判斷

在礦山井下常用的便攜式氣體檢測儀器光學瓦斯檢定器是根據光干涉原理制成，光通過氣體介質的折射率與氣體的密度有關，以空氣室與瓦斯室均充入同樣密度的新鮮空氣時產生的干涉條紋位置為準，當瓦斯室充入含有瓦斯的空氣時，由于氣體密度不同，引起折射率的變化，光程也隨之發生變化，于是干涉條紋產生位移，位移量的大小與瓦斯濃度的高低呈線性關系，根據干涉條紋的移動距離，由分劃板便可讀出瓦斯的濃度。

光學瓦斯檢定器是在1標準大氣壓下(1.013×105pa)、氧氣濃度20%、溫度在20℃的條件下標定刻度的，當檢測地點大氣壓力超過1標準大氣壓(1.013×105±100pa)、空氣溫度超過(20±2)℃的規定范圍的環境條件必須對測定結果進行修正，修訂公式如下：

校正公式：X=X′·101325/P′·T/293。

X-真實瓦斯濃度；

X′-檢測瓦斯濃度；

P-1標準大氣壓(760mmHg)；

P′-檢測地點大氣壓力(pa)；

T-檢測地點溫度，以絕對溫度(°K)表示，絕對溫度=273+攝氏溫度。

另外在正常環境條件下，氧氣濃度每降低1%，檢測數值偏大0.2%。如果火區有毒有害氣體超限、嚴重缺氧、濕度大、空氣溫度高的災區環境，采用上述便攜式儀器檢測所得參數正負偏值很大，往往偏差數倍甚至十幾倍、數十倍。

本人通過多年來參與事故救援，長期的實踐經驗總結，取得第一手資料：重點在同一災區環境條件下，同時間同地點采用光學瓦斯鑒定器和采用采樣球膽取樣進行色譜分析結果對比，做出如下總結：使用光學瓦斯鑒定器檢測災區環境瓦斯濃度時，氧氣濃度降低檢測值呈正值偏差、濕度增大檢測值呈正值偏差、溫度升高檢測值呈負值偏差，同時清洗氣室地點和檢測地點溫差超過±10℃、清洗氣室地點和檢測地點鉛垂高度超過20米，檢測結果誤差較大。當氧氣濃度低于17%時采用光學瓦斯鑒定器或便攜式電子檢測儀表檢測所得數據往往是錯誤的。

2 經驗總結

在窒息區采用光學瓦斯鑒定器或便攜式電子檢測儀所測得的瓦斯濃度比實際濃度擴大5倍，采用唧筒式一氧化碳檢測儀所測得的一氧化碳濃度比實際濃度縮小14倍，檢測的氧氣濃度比實際濃度縮小18%。

同時現場采用儀器檢測時，如果空氣中含有一氧化碳、硫化氫等其它有毒有害氣體時，因為該儀器沒有吸收諸如硫化氫、一氧化碳等氣體的功能，往往使瓦斯測定值呈正值偏差。為消除這一影響，應再附加一個裝有顆粒活性碳的輔助吸收管及裝有40%氧化銅和60%二氧化錳混合物的輔助吸收管可消除硫化氫、一氧化碳等氣體的影響。

3 誤區之二:對于改變通風系統改變的認知度不高

(1)救援指揮部盲目指揮，救護大隊長沒有被列入救援指揮部成員，同時由于事故發生，指揮部盲目指揮，救援隊伍到達事故礦井往往急于安排下井救援，難能清楚掌握礦井通風系統及發生事故詳細情況及過程，很難和事故單位面對面的分析判斷事故發生后系統可能存在的狀態，往往導致偵查過程發生次生事故。(2)救援隊在井下災區環境偵察過程中通過風門時隨意性較大，隨意啟閉風門，一是不能嚴格執行鎖風措施，輕易打開風門，很可能引起風流短路，導致正常供風區域風流短路，瓦斯超限或引起瓦斯爆炸，二是不加思索，隨手關閉開啟風門，同樣改變通風系統。救援隊員進入災區前要切斷通往災區的所有電源，往往忽視了供給局部通風機的電源，導致正常運轉局部通風機停止運行，同樣可以導致瓦斯超限，發生窒息甚至引起瓦斯爆炸事故。

4 誤區之三:窒息性的片面性判斷

空氣中瓦斯含量增加會使氧氣含量相對下降，關系式如下：RCO2＝20.96%(1－rCH4)式中：RCO2-空氣重二氧化碳含量，20.96%-地面大氣中氧氣含量，rCH4-空氣中瓦斯含量。

根據公式計算，得出空氣中瓦斯含量為40%時，氧氣含量為12.576%，人將失去知覺，對人的生命有嚴重影響。當瓦斯濃度達到57%時，氧氣濃度為9.013%，人在短時間內死亡。《安全規程》規定進風流中氧氣濃度不低于20%，若按20%計算，瓦斯含量為40%時氧氣含量為12%。

以上計算只是考慮瓦斯含量對氧氣含量的影響結果，但是井下情況十分復雜，千變萬化，還應考慮到影響氧氣含量降低的其它因素，例如二氧化碳、一氧化碳、硫化氫等。這樣瓦斯含量達不到40%時，氧氣含量也會下降到12%。國外有些專家認為，瓦斯達到28%時，人員就有窒息的危險。因此絕不能認純理論的斷定瓦斯在40%以上時才會使人窒息的盲目性結論。

筆者呼吁：事故發生后的救援指揮部成員及身臨災區的救援人員要加強對于上述誤區的深刻剖析，杜絕違章指揮和違章作業現象，以減少次生事故的發生。

5 誤區之四:行外行政干預嚴重,認為救援人員背負氧氣呼吸器什么事故可以處理

非內業人士認為，救護指戰員只要佩戴氧氣呼吸器，在災區就是萬能者，無論什么災區環境都可以進入，無論多復雜的災變事故都可以處理，個別救援指揮部決策者在事故發生后，思維混亂，在利益和官位思想的驅動下，獨斷專行，違章指揮，強令救援方冒險作業，導致事故擴大

總之，礦山救援隊在搶險救援中存在不少誤區，長期以來未引起高度重視，更有所謂的經驗主義者不以為然，直接制約著搶險救援工作任務的順利進行，威脅到救援人員的生命安全，萬望深刻反思，加以研究，實施科學救援。

[1]國家安全生產監督管理總局和國家煤礦安全監察局2010年3月1日頒發的《煤礦安全規程》.

[2]國家安全生產監督管理總局2009年4月1日頒發的《礦山救護規程》.

[3]煤礦安全技術培訓教材《礦井通風與安全》.

[4]國家礦山應急救援指揮中心大中隊指揮員培訓教材.