煤矿瓦斯爆炸事故的治理措施

罗承廉 张晓阳

[摘要]瓦斯爆炸事故时有发生,因此应当加强防止瓦斯事故的措施,避免事故的发生;认真掌握瓦斯爆炸事故的处理方法,把握其技术要点、难点,科学决策,果断指挥,对于争取救灾时机、控制事故范围、减少人员伤亡和财产损失,具有十分重要的作用。

[关键词]煤矿瓦斯 爆炸事故 治理措施

煤炭资源作为三大能源之一,是与人民生活水平密切相关的资源,在生产力发展过程中,有着不可替代的作用。一方面我们要有效的开采煤矿资源,另一方面我们又要有效的防止煤矿事故的发生,而瓦斯事故在煤矿事故的比例非常高,从全国的情况来看(根据有关资料统计),煤矿一次死亡10人以上的特大事故中有74%是瓦斯爆炸或瓦斯煤尘爆炸事故。在处理瓦斯爆炸事故的过程中,还可能发生多次瓦斯爆炸,造成事故扩大,增加人员伤亡的事例,其原因是处理方法不当,要点把握不准。因此,了解并掌握瓦斯爆炸事故处理的方法,把握其技术要点、难点,科学决策,果断指挥,对于争取救灾时机、控制事故范围、减少人员伤亡和财产损失,具有十分重要的作用。

一、瓦斯爆炸的成因概述

瓦斯爆炸是一种热一链式反应(也叫链锁反应)。当爆炸混合物吸收一定能量(通常是引火源给予的热能)后,反应分子的链即行断裂,离解成两个或两个以上的游离基(也叫自由基)。这类游离基具有很大的化学活性,成为反应连续进行的活化中心。在适合的条件下,每一个游离基又可以进一步分解,再产生两个或两上以上的游离基。这样循环不已,游离基越来越多,化学反应速度也越来越快,最后就可以发展为燃烧或爆炸式的氧化反应。

反应方程式为 CH4+2O2=CO2+2H2O

瓦斯爆炸的条件是:一定浓度的瓦斯、高温火源的存在和充足的氧气。

瓦斯浓度:瓦斯爆炸有一定的浓度范围,瓦斯爆炸界限为5%～16%。

引火温度:瓦斯的引火温度为650℃～750℃,但因受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素影响而变化。

氧的浓度:氧气浓度达到12%以上,就可能发生爆炸。

瓦斯爆炸产生的高温高压,促使爆源附近的气体以极大的速度向外冲击,造成人员伤亡,破坏巷道和器材设施,扬起大量煤尘并使之参与爆炸,产生更大的破坏力。

二、瓦斯爆炸的防止措施

预防瓦斯爆炸的有效措施,主要从防止瓦斯积聚和消除火源两方面着手。

1.防止瓦斯积聚的措施

(1)加强通风。使瓦斯浓度降低到《煤矿安全规程》规定的浓度以下,即采掘工作面的进风风流中不超过0.5%,回风风流不超过0.8%,矿井总回风流中不超过0.5%。(2)加强检查工作。及时检查各用风地点的通风状况和瓦斯浓度,查明隐患进行处理,是日常进行瓦斯管理的重要内容。(3)对瓦斯含量大的煤层,进行瓦斯抽放,降低煤层及采空区的瓦斯涌出量。

2.防止瓦斯引燃的措施

(1)井口房、瓦斯抽放站及主要通风机房周围20m内禁止使用明火。(2)瓦斯矿井要使用安全照明灯,井下禁止打开矿灯,禁止携带烟草及点火工具下井。(3)严格管理井下火区。(4)严格执行放炮制度。(5)严格掘进工作面的局部通风机管理工作,局部通风机要设有风电闭锁装置。(6)瓦斯矿井的电气设备要符合《煤矿安全规程》关于防爆性能的规定。(7)随采矿机械化程度的提高,防止机械摩擦火花引燃瓦斯显得日益重要。煤矿井下由于摩擦火花而引起的瓦斯爆炸事故占有相当的比例,因此不少国家对这个问题进行了研究,并提出,在摩擦部件的金属表面溶敷一层活性小的金属(如铬),使形成的摩擦火花不能引燃瓦斯;在铝合金的表面涂各种涂料,以防止摩擦火花的发生和金属中加入少量的铍,降低摩擦火花的点燃性等。

三、瓦斯爆炸事故处理方法

1.一般处理原则

矿井一旦发生瓦斯爆炸事故,井下人员及财产处于极度危险境地,必须尽快组织抢救,刻不容缓,可以说是与时间展开赛跑。但救灾抢险还必须遵守一定的原则和程序,避免盲目指挥、愚昧蛮干而造成不必要的损失和人员伤亡。救灾的基本原则是:“沉着指挥,科学决策,协调行动,安全快速”。具体的处理程序是:首先应设法撤离灾区人员,抢救遇难人员;视情况切断灾区电源;通知救护队;迅速成立救灾指挥部,严格按照(灾害预防处理计划)的要求,设立若干抢救组各行其责;尽快恢复通风系统,排除爆炸产生的有毒有害气体,寻找遇难人员。

2.瓦斯爆炸常见的几个问题

事故发生后是否应该切断灾区电源?切断电源可能产生电火花,引起再次爆炸,不切断电源由于灾区供电遭到损坏,随时有触电威胁,也有产生火花可能;如何正确调度通风系统,尽快排除灾区的有害气体,控制事故范围,这是处理瓦斯爆炸事故的关键。由于事故发生的地点、条件不同,爆炸后是否引起了燃烧或火灾?决定了通风系统的调度方式(反风、短路、加强通风等)的不同;如何安全快速地恢复掘进巷道或无风区域的通风,避免再次爆炸。

3.瓦斯爆炸的处理措施

在事故发生的第一时间内要尽可能多地了解和掌握事故的情况及发展状况,对事故的相关情况、原因以及应采取的主要措施作出初步判断,并迅速制定救灾的技术方案。

(1)调查了解清楚情况,瓦斯爆炸事故是否迅速切断灾区电源。这就要看引发爆炸事故的瓦斯来源以及事故地点一般瓦斯涌出的速度来综合分析,如果是瓦斯突出或突发性的瓦斯来源而引发的瓦斯爆炸,那么就不宜改变供电状况,要维持现状,因为瓦斯突出后瓦斯来源充足,涌出量大,灾区内充满了大量的高浓度瓦斯,改变供电状况,产生电火花,容易引起瓦斯再次爆炸,如果不是突出引起的或突发性的瓦斯来源,是一般的积聚,而且瓦斯涌出速度不快、量不大,则必须迅速切断灾区电源。(2)调节好通风系统。首先必须通过汇报和检测手段判断爆炸是否引起了火灾,如果确认灾区发生了火或有燃烧火源存在,其处理方法必须参照(灾害处理计划)的“火灾事故处理内容”进行处理。若能判定爆炸未产生火灾或不存在燃烧火源,则须采取加大风量,强化通风的措施。(3)安全快速的营救遇难人员。一般采用的事“一次恢复,远距离启动”的办法,即由救护队员戴机在巷道内接好风筒,然后,所有人员撤离至安全区域,实行远距离启动局部通风机恢复供风,即使有再次发生爆炸的可能,也能确保救灾人员的人身安全。