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煤矿瓦斯爆炸原因分析与防治对策

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【摘要】煤矿的五大自然灾害为:瓦斯,煤尘,水,火,顶板。减少或杜绝煤矿五大自然灾害的发生是保证煤矿安全生产的前提,为了使瓦斯爆炸事故带了危害降低到最低程度,为了我国煤炭行业的蒸蒸日上,我们必须把这项工程放在安全工作的首位,确保我国社会和人民的利益得到应用的保障。

【关键词】瓦斯爆炸;原因分析;控制措施;发展趋势

煤炭行业是我国的主心产业之一,是我国保持经济增长,获取能源的有效途径,近年来,全球经济持续增长,石油及天然气价格大幅上涨,煤炭的价格也节节攀升,所以对煤炭的采掘技术和设备要求也在不断改进。但在煤炭开采过程中,很难预料会何时何地会发生事故,如瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、煤尘爆炸、窒息、中毒、火灾、透水、顶板冒落等。在这些事故中瓦斯爆炸无疑是最严重的灾害,瓦斯爆炸一旦发生,不仅能够造成大量人员伤亡,而且会严重摧毁井下设施,中断生产,给国家,企业和个人造成不可弥补的损失。通过统计每年的煤矿特大死亡事故中得出,有70%的是瓦斯爆炸的结果。瓦斯爆炸的预防和治理,关系到全球人民的生命财产安全,势在必行。

1、瓦斯爆炸原因分析

1.1瓦斯爆炸特点 根据多年对煤矿瓦斯爆炸事故统计分析,可以发现有如下一些特点:①瓦斯爆炸多为大事故;②采煤与掘进工作面事故多发;③一般由电火花引爆;④瓦斯爆炸造成的破坏波及范围大;⑤瓦斯爆炸不分地域,没有规律可掌握;⑥瓦斯爆炸多发生在生产技术落后的煤矿;⑦基建、技改矿井和转制矿井瓦斯爆炸事故多发。

1.2事故原因分析

1.2.1煤矿开采技术水平低。我国煤炭事业经过几十年的发展,技术水平有了很大提高,国有煤矿已经基本上实现了采煤综采化、掘进综掘化、运输机械化、管理手段现代化、监测监控自动化。年产500万吨以上企业的开采技术装备实现了国产化。截止2005年年底,国有煤矿采煤机械化程度接近83%。有部分煤炭企业的生产和安全指标达到了世界先进水平。但是与发达国家相比,我国煤炭行业的整体技术水平还还处于低级阶段,特别是中小型企业矿井的技术装备水平非常低下,高瓦斯矿井,煤与瓦斯突出,有煤尘爆炸隐患的矿井占到了总数的64.5%,随着采掘的不断深入,地质结构趋于复杂,还有其它种种因素决定了我国的煤炭事业的道路艰难而崎岖。

1.2.2瓦斯积聚的存在。井下的地质条件不是一成不变的,在许多风量不足的地方容易积聚瓦斯,造成瓦斯积聚的主要原因是通风系统不合理和局部通风管理不完善。目前矿井通风系统存在的主要问题有:1)通风机效率低,全国31个矿务局使用老型号轴流式通风机的调查显示,有将近一半的风机运行效率低于50%,造成电能浪费;2)驱动风机电机额定功率过大,电机效率低,不少矿井存在“大马拉小车”的现象。3)通风阻力大,阻力分布不合理;4风量不足,漏风较多,有的矿井供风系统布置不合理,造成风量有效利用率偏低,造成瓦斯积聚。

1.2.3引爆火源的存在。火源是引起矿井瓦斯爆炸一个导火索。在井下,引火源一般是由电气设备及电源线故障产生的,其中电气设备失爆是造成电火花最重要的原因之一,电气设备失爆时,设备内部的电火花会点燃已进入开关内部的瓦斯,其火焰会从失爆的部位喷出而不能得到冷却,从而引起设备外部瓦斯的燃烧或爆炸。煤矿井下的电缆线受到挤压碰砸炮崩以及被拉断时,有可能会造成电缆绝缘损坏,造成短路,如果控制开关不能及时切断电源,就会引起电缆发热严重或燃烧。据调查,在2005年35起瓦斯爆炸事故中有31起是由于电火花引爆的。

1.2.4装备的综合管理技术薄弱。矿井生产其实是一个有机统一的整体,不同的设备之间联系密切。从井下工作面的采煤机到刮板输送机,转载机,给煤机,提升机一直到地面运输系统中间有任何一个环节出现问题到会影响到整个生产系统的停产。现代的矿井使用许多高科技含量的设备,这就要求维护人员提高自身的管理技术水平,设备的失灵或者故障并不是偶然事件,只是没有引起相关工作人员的足够重视才酿成大祸。

2、瓦斯爆炸防治措施

2.1煤矿瓦斯抽放技术。1)瓦斯抽放是利用专门的设备将矿井中的瓦斯抽出排除瓦斯的措施。随着开采深度的不断延伸和采掘技术的不断加强,瓦斯涌出量呈增大趋势,单靠通风很难达到降低瓦斯浓度的目的,因此抽放瓦斯是一个重要环节。瓦斯还可以作为一种洁净能源。矿井中抽出的大量瓦斯可以作为民用或工业染料。所以瓦斯抽放技术不但有效地降低了矿井生产事故的发生,而且也是开发利用瓦斯能源减少大气污染的的重要手段,这对我国的经济发展和社会稳定具有重大意义。2)为提高瓦斯抽放率,目前主要需解决长钻孔定向钻进技术,包括测斜、纠偏技术;提高单一低透气性煤层的抽放率;研制钻进能力更强的钻机具;完善和提高扩孔技、排渣技术、造穴技术和封孔技术;开发新的瓦斯抽放技术及设备。3)瓦斯抽放方法有顺层密集长钻孔抽放和网格式穿层钻孔抽放方法。顺层密集长钻孔用于区域性抽放,用于综采面降低煤层瓦斯含量或解决问题,并研制出与之相配套的强力钻机及配套机具,该方法具有广泛的实用性。

2.2建立健全瓦斯监控系统,加强对瓦斯的检查。井下瓦斯浓度是不断变化的,建立瓦斯监控系统,能够及时发现瓦斯超限,同时也可能为事故应急救援决策和事故调查提供参考依据。瓦斯的检查也是必不可少的,所有矿井要建立完善的瓦斯检查制度,每次检查时,要认真负责地把当场的瓦斯变化情况如实地记录在工作薄或记录牌上,并通知现场工作人员。

2.3井下火源防治。井下的电气设备或电缆在使用时难免会产生电弧或者电火花,所以要选择符合煤矿安全规程的防爆型电气设备,还要配备足够的安检人员定时维护,使其性能良好。电缆铺设要合理,尽可能避开死角、陡坡、或者矿山压力较大的地方,防止电缆出现折损、碰撞、拉断等现象。另外爆破火花也是引起瓦斯爆炸的重要因素,工人在放炮时必须严格执行“一炮三检”制。放炮前检查好每个炮眼是否已填充足够的炮泥,严禁明火放炮和放糊炮。

2.4优化通风网络及通风系统。合理可靠的通风系统是防治瓦斯事故和控制灾害扩大的重要措施,通风系统要力求简单有效,实行分区通风,各水平、各采区和工作面应有独立的进、回风巷,无用的盲巷应及时封闭,特别是连通进、出风井和总进、回风流的巷道都必须砌筑两道挡风墙,以防止瓦斯爆炸劝风流短路。

2.5隔爆措施。在煤矿井下巷道设置隔爆棚,当井下某个地方发生煤尘爆炸后,爆炸冲击波和火焰会迅速向四周扩散,不仅爆炸源遭到了摧毁,而且所涉及的地方的人员也难逃一死。冲击波的速度比火焰的传播速度快,冲击波扬起的积尘当遇到火焰时很可能会再度引发煤尘爆炸,使危害进一步加剧。在井下设置隔爆棚的目的就是当煤尘爆炸发生后,尽可能将其限制在最小的范围内,阻止其危害的传播和发展,将爆炸事故的影响降到最低程度。

3、结语

瓦斯爆炸事故的防治是煤矿安全工作的重中之重,煤矿瓦斯综合治理一个需要长期坚持,任重而道远的工作,除了完善可靠先进的安全设备和采取有效的措施外,还应加强安全管理和安全监督,摆正安全生产与职工生命的关系,站在维护矿工生命安全的高度,坚决杜绝重特大瓦斯事故的发生。只有把安全放在首要位置,认真落实瓦斯治理的“安全第一,预防为主,防治结合”方针,健全各项规章制度,合理加大安全投入,瓦斯爆炸事故及其他灾害事故才能大幅度地减少,煤矿的安全状况才能得到本质安全化。

参考文献

[1]孙彦峰.浅谈对瓦斯治理的一点看法[J].科学之友,2012(9):57-58.

[2]罗华锋.浅谈煤矿瓦斯治理的现状与发展[J].科技创新导报,2012(12):83.

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