煤矿瓦斯危害形式分析与预防措施

【摘要】矿井瓦斯事故是煤矿安全生产中最严重的危害之一,在煤矿生产过程中,如果对瓦斯认识不足、控制不当或管理不到位,很可能造成灾难性事故。文章以分析煤矿瓦斯危害形式与防治对策为切入点,介绍预防和控制瓦斯灾害事故的技术措施及发展趋势,说明瓦斯爆炸事故的防治是煤矿安全工作的一项系统工程,必须放在安全工作的首位,才能使瓦斯爆炸事故及其他灾害事故大幅度减少。

【关键词】煤矿瓦斯;危害形式;分析;防治对策

The coal mine gas endanger a form analysis and prevention measure

Wen Ying-ming Li Yu-ping Han Yun-gang

【Abstract】The mineral well gas trouble is a coal mine safety produce medium most severity of endanger it a, in the coal mine production line, if to gas understanding shortage, control not appropriate or management not arrive, may result in very much disaster trouble.Article with analysis coal mine gas endanger form and prevention and cure counterplan for correspond point, introduction prevention and control gas disaster the technique measure of the trouble and development trend, elucidation gas explosion trouble of prevention and cure is a coal mine safety work of a system engineering, have to put at safety work of first, then can make gas explosion the trouble and other disaster trouble be significant decrease.

【Key words】Coal mine gas;Endanger a form;Analysis;Prevention and cure counterplan

近几年来,煤矿事故已经明显下降,但是,瓦斯爆炸事故是当前煤矿安全生产中威胁最大、最突出的一个问题。从每年的事故统计中来看,煤矿发生一次死亡10人以上的特大事故中,绝大多数是由于瓦斯爆炸,约占特大事故总数的70%左右,尤其是高瓦斯矿井或由于煤层瓦斯压力较高、地质构造较复杂、地应力较大、煤层破坏严重时,在此区域作业的采掘工作面极易发生煤与瓦斯突出导致瓦斯事故的发生。

1.煤矿瓦斯的主要危害形式分析

其主要危害形式有瓦斯窒息、瓦斯燃烧、瓦斯爆炸、瓦斯爆炸引起的煤尘爆炸或火灾等。

1.1瓦斯窒息

矿井瓦斯涌出量较大,如果通风系统管理不善;通风巷道风流反向、采空区或煤层中高浓度瓦斯涌出;工作人员误入未及时封闭停风的巷道;或由于停风导致瓦斯积聚而未采取相应措施等,都可能导致人员误入,缺氧窒息而亡。

1.2瓦斯燃烧

煤层瓦斯含量较高,生产过程中瓦斯涌出量较大,通风不能将瓦斯及时稀释并排出,将在局部地点形成瓦斯积聚,一旦接近火源就可能发生瓦斯燃烧,酿成火灾,火灾引起瓦斯爆炸等一系列灾难性事故。

1.3瓦斯爆炸

瓦斯爆炸发生的条件是瓦斯积聚达到爆炸极限浓度、引爆火源和足够的氧气。井下的照明、爆破火焰、电气火花、摩擦火花等都可能成为引爆火源。在煤矿的生产过程中要完全杜绝这些火花的产生是很困难的。在井下瓦斯超限和局部瓦斯积聚达到爆炸极限浓度时,接近火源都有可能发生瓦斯爆炸,甚至引起煤尘、瓦斯联锁爆炸,造成人员伤亡、财产巨大损失。根据煤矿井下生产的特点,全面分析工作场所及场所的分布,瓦斯积聚的原因及地点如表所列。

2.瓦斯事故的预防措施

2.1煤矿瓦斯抽放技术

2.1.1瓦斯抽放是减少矿井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施,同时也是开发利用瓦斯能源、保护大气环境的重要手段。

2.1.2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;完善和提高扩孔技术、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。

2.1.3瓦斯抽放方法有本煤层抽放、邻近层抽放和采空区抽放等;抽放工艺有顺层长钻孔、大直径钻孔、地面钻孔、顶板岩石和巷道钻孔等。目前已研制出多种抽放泵及配套的监控系统和仪表等,大大提高了瓦斯抽放量和抽放率,使安全环境得到进一步改善。

2.1.4利用多分支羽状适用技术,解决低渗煤层瓦斯治理问题,以提高抽采率。

5)煤矿瓦斯治理应该与煤层气产业化紧密结合起来。

2.2矿井瓦斯浓度及火源监测技术

矿井瓦斯浓度及火源的实时自动监测对于防止瓦斯爆炸非常重要,当发现瓦斯异常或有火源产生,立即采取措施可防止爆炸事故的发生。我国目前开发了KJ90. KJ92.KJ94. KJ95. KJ73. KJ66等型号的矿井安全监控系统,以及各类检测传感器、报警仪和断电仪。很多矿井安装了矿井安全综合监控系统,监控系统的安装极大地提高了煤矿的安全管理自动化水平,防止了许多事故的发生。

2.3井下火源防治 对煤矿井下的爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等火源都有一些相应的防治措施,除炸药安全性检验、电器防爆检验、摩擦火花检验外、还需防止火源与瓦斯积聚在同时同地点出现,如放炮时检测瓦斯浓度,采用风电闭锁、瓦斯电闭锁等措施。另外加强明火的管理,严格动火制度,消除引爆瓦斯的火源。

2.4优化通风网络及通风系统 合理可靠的通风系统是防止瓦斯事故和控制灾害扩大的重要措施,为此,瓦斯防治工程与采掘工程,必须同时设计,超前施工,同时投入使用。

2.5隔爆措施

矿井隔爆装置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障,当瓦斯爆炸发生后,依靠预先设置的装置可以阻止爆炸的传播,限制火焰的传播范围,主要有被动式隔爆棚和自动抑爆装置。

2.5.1被动式隔爆棚。隔爆岩粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、安装方便,因而得到了广泛的使用,其中隔爆水袋棚的使用最为广泛。目前研制的XGS型和KYG型隔爆棚,具有适应性强,安装、拆卸和移动方便的特点。

2.5.2自动式抑爆装置。使用压力或温度传感器,在爆炸发生时探测爆炸波,及时将预先放置的水、岩粉、N2 . CO2等喷洒到巷道中,从而达到抑制爆炸火焰传播的目的。如ZGB-Y型自动隔爆装置采用高压氮气引射消焰剂,能将爆炸限制在距爆源40-60m之内;YBW-1型无电源触发式抑爆装置,适合安装在距爆源20-45m的巷道中;ZYB-S型自动产气式抑爆装置采用实时产气原理,当传感器接收到燃烧或爆炸火焰时,触发气体发生器快速产生的高压气体喷洒消焰剂,抑制火焰的传播。

瓦斯爆炸事故的防治是煤矿安全工作的一个系统工程,除了完善可靠的安全装备和采取有效的措施外,还应加强安全管理和安全监督,重视员工安全意识的培养。只有把安全放在首位,认真落实瓦斯治理的“十二字”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根本好转。

来稿日期:2010-08-21