某矿瓦斯事故的技术层面剖析
杜 义
（山西煤炭运销集团，山西 太原 030002）
摘要：本论文通过从技术层面对某矿的瓦斯爆炸事故进行分析，从矿井通风系统上多风井多主扇联合运行和巷道布置方式方面分析了造成事故的原因，并提出几条建议。
1 事故概况
2009年X月X日X时X分，某煤电公司某矿井下发生特别重大瓦斯爆炸事故，造成78人死亡，114人受伤(其中重伤5人) 。
该矿2002年正式投产，设计生产能力为400万吨/年，核定生产能力为500万吨/年。该矿属高瓦斯矿井,绝对瓦斯涌出量256.43 m3/min，相对瓦斯涌出量33.58 m3/t。煤尘具有爆炸性。属容易自燃煤层。安装有安全监控系统,但爆源处没有设置甲烷传感器。地面建有瓦斯抽采泵站，但抽采不达标（回风巷瓦斯浓度大于1%，长期超过1.5%）。
事故发生在南四盘区12403综采工作面1#联络巷，该工作面煤层厚度4.26米。工作面绝对瓦斯涌出量37.77 m3/min ，相对瓦斯涌出量10.15 m3/t。
采用综合机械化采煤方法，一次采全高，工作面长181米，走向长2001米，已回采1330米，巷道为锚网支护。
该工作面采用“二进一回”（皮带巷、轨道巷进风，尾巷回风）的通风方式，轨道进风巷与回风巷之间设有多个联络巷。
1号联络巷安装有两部2×30kw局部通风机和4台风机开关, 在靠尾巷侧约6m处设有一料石密闭墙，密闭墙上设有一个调节风窗。（开4指宽 ）
2 事故直接原因认定
据现场勘察等，经分析认定，事故发生的直接原因是：
该矿南四盘区12403工作面1#联络巷处于微风或无风状态，造成瓦斯局部积聚达到爆炸浓度。1#联络巷内的电气开关失爆，引爆瓦斯。
2.1爆源
据现场勘察，经分析认定：本次事故瓦斯爆炸源位于12403工作面1#联络巷。
1. 爆炸冲击波由1#联络巷向外传播
从整个矿井看，冲击波方向来自南四采区。从南四采区看，冲击波方向来自12403工作面区域。
图2.1事故现场图
瓦斯爆炸冲击波从1号联络巷向12403轨道巷和12403 尾巷传播；由尾巷1号联络巷口分别向内、外传播。
冲击波方向表明爆源在12403工作面1号联络巷。
图2.2 事故现场布置图
2. 1#联络巷有明显过火
1号联络巷有明显过火痕迹，风筒烧毁仅剩金属筋条，锚网塑料烧脱露出金属线等。
图2.3爆炸现场图
2.2瓦斯积聚的原因
据现场勘察等，经分析认定：1#联络巷位于煤层中，巷道长约37m，无风、微风段长度约25m，具有瓦斯积聚条件。
1. 12403采煤工作面1号联络巷布置在煤层中。该矿属高瓦斯矿井, 12403工作面绝对瓦斯涌出量37.77m3/min，相对瓦斯涌出量10.15m3/t ，表明1号联络巷煤壁有大量瓦斯涌出。
2. 12403采煤工作面1号联络巷有瓦斯积聚条件。据现场勘查，12403采煤工作面1号联络巷长约37m（见图2.4），局部通风机安装在联络巷内，受通风机吸风影响，1号联络巷风机吸风口到调节风窗约25m长的巷道压差小、通过风量少，处于微风或无风状态，瓦斯易于积聚。
3. 1号联络巷为倾斜巷道，开关放在联络巷的背风侧，是瓦斯易积聚区。
图2.4 事故现场布置图
2.3 引爆瓦斯的火源
据现场勘察，经分析认定：本次事故引爆瓦斯的火源是12403工作面1#联络巷内防爆型电气开关失爆。
（1）12403工作面1号联络巷内的风机开关负荷接线腔接线柱有明显放电和过火痕迹（见图2.5）。
图2.5 事故现场风机接线盒图片
（2）隔爆面有从接线腔内爆炸生成物和高温高压气体向外喷射的痕迹。
（3）电缆外护套爆裂，内部芯线冲出，电缆外护套无其它外力作用痕迹，这表明失爆开关是第1爆点火源。
图2.6 事故现场失爆开关图
3 从技术层面的主要原因剖析
事故发生，伤亡惨重，教训深刻，认真分析事故的原因是多方面的，但从技术层面剖析其原因，以下两条值得很好地分析、总结。
3.1 矿井通风系统上多风井多主扇联合运行，发生事故，其中一台主扇遭到破坏，通风系统混乱，事故灾区有毒有害难以控制，造成事故伤亡扩大。
3.2 工作面通风布置上外错尾巷布置，存在多方面较大的隐患问题：
（1）与工作面U型通风布置方式相比，只是改变了瓦斯移运的流场，把U型通风工作面上隅角瓦斯容易积聚超限的安全隐患转移到尾巷，而且尾巷还要进入进行拆除封堵横贯密闭、移动安装抽放管路等作业，极其不安全。
（2）为了稀释、降低瓦斯浓度，采用局部通风机外供风，增加了局部通风设施，不仅占用矿井风量，而且增加了不安全、不可靠因素。
（3）尾巷在通风横贯以里段形成事实上的盲巷，其内瓦斯浓度高，造成重大安全隐患。
（4）掘进工程量大。
（5）通风密闭工程量大。
（6）密闭施工难度大，而且经过拆堵，气密性往往得不到保证，造成有害气体泄漏。
（7）存在事实上的古塘通风，容易导致自然发火，而且由于横贯的窜通。所有采空区成为一个大火区，防灭火难度大。
（8）采空区积水相互窜通，难以隔绝。
（9）尾巷如果用作相邻接替工作面巷道时，相互影响，通风系统难以布置，风流稳定控制难度大。
（10）另掘巷道又会增加煤柱损失，降低矿井资源回收率。
4 改进意见
4.1 矿井应推行“一矿一井一面”，简化矿井通风系统，优化设计，尽可能采用一个风井担负全矿井通风任务，做到通风可靠。
4.2 彻底根治瓦斯灾害
（1）根据井田煤层赋存条件和瓦斯含量等情况，优先考虑地面钻井抽采。
（2）对煤层瓦斯含量较小的工作面，采用U型布置的方式解决通风瓦斯问题，是比较合理的通风方式。
（3）采取本煤层预抽、上隅角预埋管抽放方式解决瓦斯涌出量稍大工作面的瓦斯问题。
（4）采用工作面回风巷超前打高位钻孔至裂隙带抽放采空区、邻近层瓦斯。
（5）厚煤层和条件适宜的工作面可布置内错尾巷，采用U+I通风方式，解决上隅角瓦斯容易积聚超限的问题。
（6）布置高位抽放巷是解决瓦斯涌出量较大的工作面瓦斯问题的有效通风布置方式。
（7）条件具备的矿井，工作面可采用Y型通风沿空留巷的布置方式，这种布置方式既有效解决工作面瓦斯，又可提高资源回收率。
（8）高、突出矿井，选择开采解放层、结合综合抽放是有效治理瓦斯的手段。
（9）突出矿井必须采取区域性为主和局部性结合的“四位一体”防突措施。
作者简介：杜义（1965-），男，山西大同人，本科，正处，现任山西煤销集团通风副总工程师，联系电话：0351-4073182，邮箱：SXTMDY@163.com。
