矿井瓦斯爆炸事故是我国煤矿最严重的事故之一。要解决瓦斯爆炸事故,就要研究瓦斯爆炸的条件、危害方式、如何预防及瓦斯爆炸事故发生后如何尽可能减小损失。
一、瓦斯爆炸机理
矿井瓦斯爆炸是一种热—链式反应(也叫链锁反应)。当爆炸混合物吸收一定能量后,反应分子的链即行断裂,离解成两个或两个以上的游离基。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,再产生两个或两个以上的游离基。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。所以,瓦斯爆炸就其本质来说,是一定浓度的甲烷和空气中的氧气在一定温度作用下产生的激烈氧化反应。
二、瓦斯爆炸的三个基本要素
1、合适浓度的瓦斯
瓦斯爆炸有一定的浓度范围,把空气中瓦斯遇火能够引起爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限。当瓦斯浓度在5%-16%之间时,遇到高热源会发生爆炸,其中瓦斯浓度达到9%左右时爆炸最强烈。
2、充足的氧气浓度
只有在氧气浓度大于12%的情况下瓦斯混合气体才会发生爆炸。
3、高温热源
瓦斯只有在一定高的温度以上才能爆炸,能够引起瓦斯爆炸的最低温度称为最低引燃温度,为650?C-750?C。
三、公司概况
司马煤业公司矿井于2006年6月18日投产,矿井设计能力为150万吨,公司现采3#煤层,煤尘经鉴定具有爆炸性,2008年瓦斯等级鉴定矿井绝对瓦斯涌出量为11.07m3/min,属低瓦斯矿井。但是随着矿井生产规模的不断扩大,巷道开拓的不断延伸,采掘工作面瓦斯涌出有大幅度的增加,存在瓦斯爆炸事故发生的可能。
四、瓦斯爆炸事故的预防控制
1、建立健全可靠的通风系统,保证全矿井和各工作面有足够的风量,按照“缩短通风流程,扩大通风断面,减小通风阻力,增大通风能力,提高抗灾能力”的原则,优化通风系统,做到网络简单、风流稳定、系统可靠、风量充足、风速风质符合要求。
2、强化瓦斯的安全管理、提高安全意识
始终坚持 “一个基础、两个防治、一条措施”的治灾思路,始终坚持“以风定产、先抽后采、瓦斯监控”的方针及“不安全不生产”的原则,杜绝突击生产,超通风能力生产。
严格执行低瓦斯矿井按高瓦斯矿井管理和高瓦斯矿井按高标准管理,进一步完善 “一通三防”各项管理制度,立足源头不断完善瓦斯治理各项措施,按照大超前管理规定加大瓦斯管理力度,健全齐抓共管责任制,把责任落实到现场,把“一通三防”管理落实到具体人员,坚持从严管理,从严考核。
①公司每季度、各矿每月召开一次瓦斯治理专题例会,及时解决在瓦斯治理方面存在的问题,对当月瓦斯治理情况进行总结分析。
②进一步加强“九个特殊环节”的瓦斯管理,严格执行采掘工作面宽帮、高冒区瓦斯管理的规定,对没有充填的片帮、高冒区等瓦斯易积聚点每班至少检查一次瓦斯,并在检查点设置瓦斯检查牌。对不再使用的高位抽采钻孔,在回采通过前必须制定专门安全措施进行处理。各矿对探放水作业点要列入正常瓦斯检查计划、加强对CO、H2S等有害气体的监测检查。
④强化电器设备管理,做到定期检查和维护,杜绝机电设备失爆现象。建立双风机、双电源自动切换装置准入制度,由机电部门牵头评出三个质量最好的厂家进行选购,双风机、双电源及自动切换装置由矿统一集中管理。
⑤根据瓦斯检查范围、类型等配足专职瓦斯检查人员,进一步强化瓦斯检查员业务技术培训和责任心教育,不合格瓦检工严禁上岗,对虚报、假报数据的开除瓦斯检查岗位。
6是齐抓共管。不定时开展瓦斯知识普及与瓦斯防治宣传活动,制定具体考核办法,责任到人。充分利用电视、广播、专栏、板报等多种形式,宣传局情、灾情,使“一通三防”工作家喻户晓,并营造党、政、工、团、妇齐抓共管的良好的氛围。
3、强化监控,整改隐患
一是完善瓦斯监测系统确保动态监控。 按照国家《煤矿安全规程》有关规定, KJ95监测系统。安设了CO传感器、风速传感器等,保证了对矿井瓦斯、风流方向等动态连续监控,大大提高了矿井防灾能力。
1加强监测监控系统日常管理维护,建立、健全监控系统及装置故障追查、考核制度,采取有效措施,保证系统数据准确,监控有效。
2监控中心站采用双回路供电并实现双机或多机热备份。健全并严格执行监控中心站24小时值班制度,确保瓦斯异常信息的及时处理及反馈。
3保证各类通风安全监测传感器安设数量及位置符合规定要求;保证甲烷传感器、风速传感器、CO传感器的定期校验。
4按规定定期对瓦斯超限断电闭锁和风电闭锁功能进行测试,保证超限断电和停风断电功能可靠。
5保证采掘机机载式瓦斯断电仪监测的连续性,在机组开机前能实时监测机组周围瓦斯情况。
6完善监控系统功能。实现主、局扇停风报警和开停时间、次数的自动统计功能;完善矿井风速监测,实现风速超限报警功能。
二是发挥瓦检员哨卡作用促进隐患排查整改。 为了有效监控矿井瓦斯,除了各采掘头面配有跟班瓦斯检查员专职检查瓦斯外,还实行每班巡查制度,对矿井各生产区域的气体状况和通风设施进行全面监控。矿井生产作业过程中,规定瓦斯检员在指定位置实行手上交接班,24小时在现场行使局部通风系统(如,风门、风窗、风阻.局部通风、风筒的吊挂、延接)管理和工作场所的瓦斯检测,以充分发挥瓦斯检查员安全尖兵哨卡作用。我们主要从四个方面着手,提高瓦斯管理的可靠性。
1对瓦斯检查员实行定期培训,不断提高其自身技术业务素质。
2加强责任感教育,使其尽职尽责。
3树立瓦检员的权威性,当安全与生产发生矛盾时,坚持不安全不生产的原则。
4建立激励和约束机制。
通过这些办法,增强了矿井瓦斯检查员责任感,保证了现场瓦斯隐患的及时排查和及时处理。
4、强化引爆火源的安全管理
1强化矿井用火的安全管理,严防各种明火导致的瓦斯爆事故。
2强化矿井用电的安全管理,严防电火花导致的瓦斯爆炸事故。
3强化井下放炮的安全管理,严防爆破火焰导致的瓦斯爆炸事故。
4强化机械磨擦和金属撞击的安全管理,严防撞击火花导致的瓦斯爆炸事故。
5强化静电安全管理,严防静电火花导致的瓦斯爆炸事故。
5、强化安全生产检查
防止瓦斯爆炸事故的安全检查,要侧重检查人们在井下作业中,违章把火种带入井下、抽烟,违章用电、违章放炮、违章敲打矿灯等具有导致瓦斯爆炸事故的异常行为;其次要侧重检查瓦斯抽放、通风管理、瓦斯监测、电气设备防爆,以及各种火源具有导致瓦斯爆炸的异常状态等,从而控制瓦斯爆炸事故的发生。
结束语:瓦斯爆炸事故的预防及控制是煤矿安全生产工作的重中之重,任重而道远,只有我们不断努力才能预防瓦斯爆炸事故和减少瓦斯爆炸危害。
作者简介:王建强(1962-),男,河北秦皇岛人,成绩优异高级工程师,从事生产管理工作。