我国近五年瓦斯爆炸事故发生规律与预防措施的探讨

杨 涛，赵 星

(1. 华北科技学院 安全工程学院，北京 东燕郊 101601；2. 华北科技学院 研究生院，北京 东燕郊 101601)

我国近五年瓦斯爆炸事故发生规律与预防措施的探讨

杨 涛1，赵 星2

(1. 华北科技学院 安全工程学院，北京 东燕郊 101601；2. 华北科技学院 研究生院，北京 东燕郊 101601)

为了研究煤矿事故发生规律及提高其治理效率，本文对2010～2014年度的瓦斯爆炸事故的数据进行了统计，分析了瓦斯爆炸事故地域性及时间性的特点，对引发瓦斯积聚、引爆火源的原因及由瓦斯积聚和引爆火源引起的事故次数做了统计，并且给出多方面的治理措施。统计结果显示：①瓦斯爆炸事故南北存在差异，湖南省、四川省、云南省事故多发；②3月份和8月份是事故的高发期，在每月的29日事故发生率较大；③巷道无风或微风是瓦斯积聚的主要原因，电火花、放炮火焰、煤层自燃是火源产生的主要原因。为全面治理煤矿瓦斯提供了支持。

瓦斯爆炸；规律；特征；预防措施

0 引言

长期以来，我国能源最主要的依靠就是煤炭[1]，由于当前我国经济高速发展，对煤炭能源的需求量越来越大，更多的煤矿企业投入生产，与此同时煤矿事故的多发给我们带来了巨大的困扰。煤矿行业仍是我国高危行业之一[2]，而瓦斯爆炸事故是我国煤矿中最严重的事故之一[3]，不仅伤亡损失严重而且对社会产生深刻的影响，给国家和人民都带来了惨痛的代价。

除了从技术和管理上预防瓦斯爆炸以外，分析近些年来瓦斯爆炸发生的规律可以为将来生产中制定瓦斯预防对策提供一个良好的指导。

本文以我国近五年的煤矿瓦斯爆炸事故统计数据为依据[4]，对2010～2014年间的瓦斯爆炸事故进行了统计，并分析了该类事故发生的相关规律。

1 瓦斯爆炸事故规律统计

1.1 事故发生的地域性特征

我国近五年的煤矿瓦斯爆炸事故分布情况如图1所示，可知，在2010～2014年期间我国共有17个省份(包括自治区和直辖市)发生过煤矿瓦斯爆炸事故。以秦岭淮河为界，南北方发生事故的频率、死亡的人数差异较大，南方明显多于北方，南方发生煤矿瓦斯爆炸的省份主要集中在四川、湖南、重庆、贵州、云南五省，其中四川发生事故死亡人数最多。北方则是集中在新疆、黑龙江、吉林三省。

事故造成死亡人数分析，死亡人数超过100人的省份有四川、湖南和吉林省，死亡人数分别为137、112、117人；瓦斯爆炸造成死亡人数超过50人的省份有云南、重庆、贵州以及新疆。

图1 死亡人数省份分布图

图2为我国近五年各省发生瓦斯爆炸事故起数统计情况，由此统计可知湖南省是我国近五年来发生瓦斯爆炸事故起数最多的省份，达到了15起，其次是四川和云南，分别为12起、10起。

由上述统计可知，南北方差异悬殊，根本原因是各地地质条件不同。四川、吉林、湖南死亡人数最多，而又湖南发生煤矿瓦斯爆炸事故起数最多，分析其原因有：

(1)湖南省煤矿地质条件较差且没有先进的技术装备[5]，难以适应当地的煤矿条件。由于板块地区地质构造复杂，瓦斯灾害严重，进入深部开采后呈现突出-冲击地压复合型灾害特点。

(2)四川省煤矿多为私营煤矿且分布零散难以管理[6]，其次相关人员专业素质不高，多方面综合因素导致了四川省为近五年来死亡人数最多的省份。

(3)吉林省煤矿多为高瓦斯矿井[7]，更容易发生瓦斯积聚的现象，而且与安全相关的专业人员匮乏，瓦斯难以抽采，瓦斯超限问题不能得到及时的解决。

1.2 事故发生的时间特征

根据近五年来瓦斯爆炸数据的统计数据，事故在时间上也有着某种规律，以月、日为变量统计得到的规律图如图3和图4所示。

图2 各省瓦斯爆炸事故起数分布图

图3 按月份

图4 按日期

(1)由图3可知，3月发生瓦斯爆炸事故次数最多，达到了15起；其次是8月，12起；2、9、11月事故较少；8月死亡人数最多，130人；其次是3月，共有125人死亡；另外4月死亡的人数也超过了100人，共计101人。研究发现[8]，8月发生瓦斯爆炸事故的后果最严重，其原因是8月是温度最高的时期，在这段时间里，人的情绪很可能收到外界温度的影响，容易导致懒惰以及其他不安全行为的发生，从而导致了瓦斯爆炸事故概率的增加，也增加了重大事故发生的可能性。

(2)由日期分布图5可知，每月的29日发生瓦斯爆炸事故比其他日期稍多，达到了7起，其次是12、13、17日，为6起；同时29日死亡人数也最多，为143人；说明29日相对于其他日期更容易发生重大的瓦斯爆炸事故。研究认为[8]，每月月末是为了完成每月度矿井产量的集中时期，为了按时完成产量，降低了检修时间，所以不安全因素也得以增加，瓦斯爆炸事故也就越容易发生。

1.3 矿井瓦斯等级的事故特征

我国将矿井瓦斯等级分为三大类，即：瓦斯矿井、高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井[9]，通过对瓦斯爆炸事故的分析，不同瓦斯等级的矿井又有着不同的特征规律。

在不同瓦斯等级煤矿中，其中瓦斯煤矿的管理者更容易倾向于认为瓦斯矿井不容易发生瓦斯爆炸事故，相关专业技术人员匮乏，工人安全意识薄弱，如图5所示，瓦斯矿井在死亡人数上远超高瓦斯与煤与瓦斯突出矿井，分别为292、96、99人。

从图5可以看出，不同瓦斯等级煤矿在由于重大或者特别重大事故所致的死亡人数上有着相同的规律，大约占该瓦斯等级下总死亡人数的2/3，分别为229、75、70人。

图5 不同瓦斯等级煤矿事故死亡人数分布

2 瓦斯爆炸的原因分析

据有关研究，井下要发生瓦斯爆炸须具备以下3个条件[10]：井下空气中的氧气浓度要大于12%；井下空气中的瓦斯浓度要在5%～16%的范围内；要有一定热量的引爆火源。

而井下作业环境氧气浓度始终满足爆炸条件，所以只要预防瓦斯积聚与控制引爆火源就能很好的防止瓦斯爆炸的发生。

2.1 引起瓦斯积聚发生的原因统计

瓦斯浓度达到一定的爆炸范围是导致煤矿发生瓦斯爆炸的条件之一，且当釆掘工作面及其主巷道内，超过0.5 m3的空间内积聚的瓦斯浓度达到2.0%时就会形成瓦斯积聚现象[11]。所以避免瓦斯积聚也就能防止瓦斯浓度达到爆炸极限。近年导致瓦斯积聚的发生的原因分布图如图6所示。

图6 瓦斯积聚原因统计图

由图6可知，导致瓦斯积聚发生的主要原因是无风微风，共14次，占总比30%；其次是风量不足与通风混乱，分别计9、8次，占总比20%与17%。上述结果的原因主要是矿井通风系统有缺陷，采空区通风构筑物如风门、风桥等设施漏风，各种监测监控系统不完善造成的。

2.2 引爆火源的产生

瓦斯爆炸除了要有一定浓度的瓦斯外，还必须有一定温度的引火源，而引爆火源有着不同的类别[12]，如电火花、放炮火焰、明火等。近五年引爆瓦斯火源与次数分布，如图7所示。

图7 引爆火源统计图

从图7中可知，电火花引爆瓦斯16次；放炮火源引爆瓦斯12次。电火花主要是井下各种电气设备失灵、使用不符合煤矿安全规程的规定或人因操作失误造成的；放炮火焰是进行爆破作业时没有按照制度实施或者使用的炸药不合格引发的。因此电火花和放炮火焰得到有效的控制，瓦斯爆炸事故的发生将会有显著的下降。

3 预防措施

根据以上统计分析结果和目前的研究现状，今后治理煤矿应从以下几个角度分析煤矿的性质并选择合适的治理方式。从多个角度分析煤矿当前状态，寻找所含有的危险源，有助于找到正确的解决方法，有效地解决煤矿瓦斯爆炸的问题。笔者根据上述统计结果提出了以下的预防措施：

(1)瓦斯爆炸事故多发地区四川、吉林、湖南等地方的煤矿管理人员，要树立牢固的安全意识，研究发生在当地的重大事故，总结容易导致瓦斯爆炸的原因，在以后的治理中，重点防治与其有关的危险源[13]。

(2)时间上主要预防温度的变化引起人的不安全行为，进入夏季要采取工前调整，在工作前让作业人员得到适应的休息，确保工作时精力充沛，杜绝不安全行为的发生；节假日前后也需对从业人员进行培训与考核。

(3)矿井的管理上，不能因为是瓦斯矿井就疏于管理，甚至是不管理。要制定完善的管理制度，并且定期检查。

(4)防止瓦斯积聚除了认真研究煤层瓦斯赋存条件、设计合理的通风系统外，还要保证正确选用通风构筑物以及正确布置它们的位置，按照规定设置各类监测监控设备，定期进行检查，建立完善的管理制度。

(5)煤矿中引爆火源通常较瓦斯积聚容易控制[14]，加强煤矿井下电气设备管理，制定合理有效的管理制度，同时加强操作人员的技能教育和安全教育。可有效的降低引爆火源出现的概率，进而降低瓦斯爆炸发生的次数。

4 结论

(1)地域性的差异：以秦岭淮河为分界线，南北方发生事故的频率、死亡的人数较大，且南方发生事故的次数明显多于北方。南方发生煤矿瓦斯爆炸的省份主要集中在湖南、四川、云南、重庆、贵州五省，而北方则是集中在新疆、黑龙江、吉林三省。

(2)时间性的差异：3月份发生瓦斯爆炸事故次数最多，达到了15起。8月份的瓦斯爆炸事故，共有12起。并且每月的29日发生瓦斯爆炸事故比其他日期稍多，达到了7起；同时29日死亡人数也最多，为143人；统计结果表明29日相对于其他日期更容易发生重大的瓦斯爆炸事故。

(3)通过对瓦斯积聚和引爆火源的原因的统计，由统计结果可知无风微风和电火花是导致瓦斯爆炸事故发生的主要原因，应对存在该类问题的矿井规范治理。

(4)提出了应用于南北方地域的不同、时间的变化的措施及建议；矿井应建立健全瓦斯监控系统，全面检测瓦斯浓度，从员工的日常工作中抓安全，使得安全意识深入人心。

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Study on the occurrence regularity and preventive measures of gas explosion accidents in the past five years in China

YANG Tao1,ZHAO Xing2

(1.SchoolofSafetyEngineering,NorthChinaInstituteofScience&Technology,Yanjiao, 101601,China;2.GraduateSchool,NorthChinaInstituteofScience&Technology,Yanjiao, 101601,China)

In recent years, the coal mine industry has developed rapidly, but the coal mine accidents occur frequently. Gas explosion is the most serious hazard in all the accidents. In order to improve the safety level of coal mine. In this paper, the data of gas explosion accident in 2010～2014 are analyzed. The data from these accidents are analyzed about region and time. The characteristics of regional and time characteristics of gas explosion accident are analyzed. The reasons for the accumulation of gas, the source of the fire and the number of accidents caused by gas accumulation and ignition are analyzed. And according to the analysis of the results gave many aspects of governance measures. Statistical results show: ①Gas explosion accident in the north and South differences, Hunan Province, Sichuan Province, Yunnan Province, the accident prone; ②March and August is the high incidence of accidents, the 29th day of per month the accident rate is relatively large; ③Roadway no wind or breeze is the main reason that the gas accumulation, electric spark, shooting flames, spontaneous combustion of coal seam is main reason for the origin of the fire. Provide support for the comprehensive management of coal mine gas.

gas explosion；orderliness；property；preventive measures

2015-12-09

中央高校基本科研业务费项目(3142015002，3142014012，3142015138)；河北省高等学校科学技术研究项目(Z2015104)

杨涛(1983-)，男，山东枣庄人，博士，讲师，主要从事煤矿瓦斯动力灾害防治方面研究。E-mail: huakezhaoxing@163.com

TD712+.72

A

1672-7169(2016)01-0019-05