智能放炮监控系统在预防煤与瓦斯突出伤亡事故中的作用

文/吴国华 毛允德

智能放炮监控系统在预防煤与瓦斯突出伤亡事故中的作用

文/吴国华 毛允德

贵州容光矿业有限责任公司是徐州矿务集团与贵州红星发展股份有限公司合资组建的一家子公司。容光煤矿属国家“西电东送”工程的配套煤矿，设计可采储量6220.7万吨，矿井服务年限为49.4年。矿井规划生产能力为120万吨/年，矿井设计机械化程度达到100%。

一、容光矿井煤层与瓦斯

容光矿井煤田含煤地层厚76.90～107.60m，平均厚90.34m。含煤层及煤线共10层，其中含可采煤层6层(编号为C5、C6、C8、C9、C11、C12)，煤线4层(编号为C3、C4、C7、C10)。井田内各煤层瓦斯含量较高：C5煤11.44～25.70m3/t·r，平均19.35m3/t·r；C6煤8.56～37.34m3/t·r，平均23.01m3/t·r；C8煤8.69～29.19m3/t·r，平均15.81m3/t·r；C11煤17.67～24.79m3/t·r，平均21.12m3/t·r；C12煤12.61～31.20m3/t·r，平均20.79m3/t·r。

井田内煤层瓦斯含量总体较高，平面分布上无明显变化，随煤层埋深增加，瓦斯含量有明显递增趋势。C11煤随煤层埋深的增加，瓦斯梯度为2.82m3/t/100m；C12煤瓦斯梯度为2.38m3/t/100m。

根据《煤矿安全规程》第133条，本矿井为高瓦斯矿井。考虑本矿井煤层具有突出危险性，因此，该矿井定为煤与瓦斯突出矿井。

二、容光煤矿“防突” 措施

1.采用迈步前进法和“五步揭煤”法防突。在建矿期间，严格执行《防治煤与瓦斯突出细则》中有关规定，制定区域综合防突措施和局部综合防突措施。区域综合防突措施包括：区域突出危险性预测、区域防突措施、区域措施效果检验、区域验证。局部综合防突措施包括：工作面突出危险性预测、工作面防突措施、工作面措施效果检验区域验证、安全防护措施验证。

工作面采取迈步前进法，即预测8m，前进5m，留3m再预测，为此成立了防突预测班，每时每刻准确无误监视各个工作面的每一个突出参数并及时汇报相关职能部门。在揭煤前，根据实际情况制定出“五步”揭煤法，在实际生产中得到了很好的应用。

2．装备智能放炮监控系统，保障安全措施切实落实。2009年12月，矿井装备了智能联锁放炮系统。智能联锁放炮监控系统是基于“不安全就不能放炮”的理念开发的放炮监控系统，实现了放炮管理的飞跃。

该系统具有“十个不能，一个监控”等功能：

（1）放炮监控终端机本身电量不足，可能出现瞎炮，就不能放炮。

（2）安全距离不够，就不能放炮。放炮监控终端只能在规定的地点使用，换了地点，就不能使用。

（3）不进行三人联锁，就不能放炮。根据每个人的音频不一样，识别人员，确保三人联锁的可靠。网络电阻不合格，可能有瞎炮，就不能放炮。

（4）系统可以自动检测母线电阻和网络电阻，发现超标、可能出现瞎炮，就自动闭锁不能放炮。

（5）瓦斯超限，就不能放炮。系统通过读取现场瓦斯传感器和无线移动瓦斯便携仪的瓦斯数据，控制放炮作业，当数值超过设定的标准时，自动闭锁，不能放炮。

（6）煤尘超限，就不能放炮。系统读取工作地点的煤尘传感器数据，超标时，实现自动闭锁，不能放炮。

（7）喷雾设施没有打开，就不能放炮。系统与工作面的喷雾传感器连接，实现放炮喷雾，不喷雾不放炮。

（8）有人在危险区域，就不能放炮。系统通过监控器检测放炮警戒区域内是否有人，发现区域有人就自动闭锁不能放炮。

（9）停风，就不能放炮。系统自动读取工作面附近的风速传感器数据，风速小于标准，自动闭锁，不能充电放炮。

（10）不切断工作面非本安电源，就不能放炮。在高瓦斯、高突地区，系统可以设置读取工作地点的动力电源供电情况的数据，供电时，实现自动闭锁，不能充电放炮。

（11）矿山各级领导能够通过网络对放炮全过程进行实时监控。

三、“5·6”煤与瓦斯突出事故的经过

今年5月6日，贵州容光煤矿二车场底抽巷岩石掘进工作面。完成打眼装药后，放炮员协同安全员督促巷道内作业人员离开巷道，退到风门外距迎头300余m的放炮起爆地点，在连接好放炮母线后，打开放炮监控终端，系统首先自检，提示电量充足可以使用，然后自动检测放炮地点，找到一车场放炮点；然后提示检测母线电阻和网络电阻，检测电阻合格；然后进行三人连锁确认，值班班长、放炮员及瓦检员责任确认，确认通过；系统依次检测警戒区域是否有人，确认无人，再检测检查放炮点瓦斯浓度以及其他参数；都没有异常，放炮作业进入最后程序，系统提示可以充电放炮。于是放炮员充电、起爆，放炮成功。放炮成功后大约3分钟，听到迎头传来沉闷的响声，瓦斯监控系统总回风巷的瓦斯传感器报警，在总回风量5000m3/min的情况下,最高瓦斯含量达39.8%。据此判断，一车场掘进工作面发生了放炮引起的煤与瓦斯突出事故。

回风道的39.8%瓦斯含量保持了一段时间之后，缓慢下降，到第二天已经是2%以下，在救护队陪同下的现场探险发现，大巷的两帮和顶板都覆盖着一层细细的煤粉，用手捏一捏，有一种石蜡的感觉，往里100m，脚下的煤粉有200mm厚，一段直径250mm厚10mm的PVC瓦斯抽放管支离破碎，120防爆开关横卧在大巷中间，瓦斯突出释放的能量可见一斑。

四、智能放炮监控系统在“5·6”事故中预防人员伤亡的作用分析

“5·6”煤与瓦斯突出没有造成任何人员伤亡，是一个综合管理综合装备的成果。有管理严格、装备了瓦斯监控系统、防突门等安全设施等原因。但是，装备智能放炮监控系统对于预防人员伤亡起到了突出作用。

1.放炮有可能造成事故或人员伤亡。智能放炮监控系统，具有放炮时必须喷雾功能，可以有效地抑制煤尘，防止煤尘爆炸。放炮时系统可以接受并分析甲烷传感器和无线甲烷便携仪的检测数据，监控放炮区域的瓦斯，一旦超标系统就闭锁不能放炮。

2.“5·6”事故中，由于使用了智能放炮监控系统，从而确保了放炮安全距离，确保了警戒区域内有人就不能放炮。因此，尽管出现大量的煤与瓦斯突出，却没有人员伤亡。但是，贵州省今年发生的其他四起放炮引起的类似事故，由于没有放炮监控系统，不能实现“十个不能，一个监控”，结果造成34人死亡、16人受伤的一幕幕惨剧。

（作者单位：贵州容光矿业有限责任公司，北京龙德时代科技发展有限公司）

（责任编辑：李元）