我國煤礦災害特征及安全對策
我國煤炭資源占已探明化石能源總量的96%以上。2008年,全國煤炭產量27.93億t,約占世界煤炭產量的42%,其增量占2008年世界的80%以上,分別占一次能源生產和消費的76.7%和68.7%,與2002年相比增加92%。整個煤炭工業,正支撐著國民經濟持續、高速發展。
與此對應的是,我國煤炭行業安全生產形勢在我國工業生產中又最為嚴峻,煤礦02manbetx.com 起數和死亡人數,曆來占據著全國生產02manbetx.com 總量和傷亡總量的大頭。近年來,隨著安全生產監管力度的加強,全國煤礦02manbetx.com 起數和死亡人數大幅下降,煤礦安全生產形勢也呈現出持續好轉趨勢,但談及全國1萬7352處各類煤礦的安全生產,依然是一個並不輕鬆的話題。
煤礦災害及基本特征
我國煤礦主要災害有瓦斯、頂板、衝擊地壓、火災、水害、塵害、熱害等。其中,瓦斯02manbetx.com 危害性最高,被冠以煤礦“第一殺手”。2001-2006年,全國一次死亡10人以上的重大事故中,瓦斯事故占到80%;一次死亡30人以上的特別重大事故中,瓦斯事故占到83%;24起死亡百人以上的特別重大事故中,瓦斯煤塵事故21起,事故起數和死亡人數分別占88%和90%。瓦斯事故危害性最高,平均每起事故造成3.30人死亡。除此之外,幾乎全國所有的煤礦都有瓦斯湧出,年湧出量超過150億m3。全國高瓦斯礦井有4462處,突出礦井911處。國有重點煤礦中,高瓦斯突出礦井占到50%左右,約有250處為突出礦井。截至到2007年底,全國累計突出1萬6400餘次,占世界總突出次數的40%左右。因此,我國是世界上煤與瓦斯突出最嚴重的國家之一。
除了瓦斯事故,煤礦頂板事故發生率最高,占到事故總起數的55%,死亡人數最多,占到總事故死亡人數的43%。頂板和瓦斯事故的發生起數和死亡人數,分別占全國02manbetx.com 起數和死亡人數的66%和69%。在一次死亡3人以上的事故中,瓦斯、頂板和水害事故就占90%以上。
我國煤礦的塵害也很嚴重。由於采掘工作麵產塵強度大,易導致礦工患塵肺病。據2007年不完全統計,全國累計塵肺病例有61.3萬人,其中煤礦塵肺病例約占一半。並且,87.37%的國有重點煤礦還存在煤塵爆炸危險性。
我國幾乎所有產煤區還存在自然發火危險,其中北方煤田火災問題比較突出,露天礦也存在自然發火危險。我國煤礦水文地質條件也比較複雜,大中型煤礦中,水文地質條件屬複雜或極其複雜類型的就占25.04%,屬於簡單的僅占39.49%,采空區、老窯積水已成為煤礦一大隱患。我國5%的礦井還存在衝擊地壓災害,已有102處煤礦發生過程度不同的衝擊地壓,最大的達到了4.3級。
這些02manbetx.com ,多發生在采掘工作麵。近年來的數據表明,國有煤礦發生的一次死亡3人以上的事故中,采掘工作麵事故起數和死亡人數均占75%以上。其中,掘進工作麵事故起數和死亡人數,又分別占40.92%和42.62%。2008年17起重大以上瓦斯事故中,掘進工作麵發生11起,占到65%。25起較大的煤與瓦斯突出事故中,16起發生在掘進工作麵,也占到64%。
這些02manbetx.com 中,又以小02manbetx.com 居多、非法開采問題居多。2008年,全國鄉鎮煤礦事故起數和死亡人數,分別占全國煤礦事故起數和死亡人數的74%和73.4%。在2008年38起重大以上煤礦事故中,違法生產礦井事故就有20起,死亡361人,分別占重大以上事故總量的52.6%和51.1%;非法礦井3起,死亡73人,分別占重大以上事故總量的7.9%和10.3%。
全國煤礦安全生產發展也不平衡,存在著顯著的區域性差異。2008年,全國26個產煤省區中,有20個地區死亡人數在減少,6個省市同比上升。貴州、四川、山西、重慶、湖南、河南6個地區煤礦死亡率仍然較高,人數超過250人,6省市共死亡1925人。死亡人數占全國總數的60%。而神東等一大批礦區百萬噸死亡率已降至平均水平以下,神東、兗州等礦區安全生產還達到世界先進水平。
煤礦災害事故原因03manbetx
我國大陸是由眾多小型地塊多幕次彙集形成,煤盆地經受了多期次、多方麵、大強度的改造,“先天性”條件較差,大地構造決定了煤礦地質條件的複雜性,井工礦的生產條件又增加了煤礦安全生產的難度。從而導致我國煤礦自然條件差、伴生災害多,容易引發事故。
我國煤礦以井工礦為主,而美國統計資料表明,露天礦百萬噸死亡率是井工礦的4.54倍。這些煤礦每年以10~20m的速度延深,深井數量逐年增加,千米深井已超過20個。煤礦巷道呈管網式的空間布置,多種致災因子共存於同一環境,容易發生重特大事故。
我國煤礦中97%的煤礦還是小煤礦,整體規模小,設施簡陋,開采方式落後,經濟增長方式粗放。國有重點煤礦非機械長壁采煤的百萬噸死亡率分別為普采、高檔普采和綜采的2.26倍、4.18倍和6.44倍。生產力整體水平低。
我國煤礦災害防治能力也不足,防災係統不健全。近15%的國有煤礦在超通風能力生產,技術會診的462處煤礦“三量”(開拓煤量,準備煤量,回采煤量)合理的隻占18.19%;存在“剃頭”(指通過增大掘進量的方式進行開采,不具備安全條件,對植被和地下水破壞嚴重)開采的礦井占16.54%;通風富餘係數比較合理的僅占38.32%;礦井瓦斯抽放率在20%以上的礦井隻占40%;大部分礦井井下供電線路、機電設備仍然是建井時期的。
全國煤礦科技支撐能力不足。煤礦安全基礎理論研究也比較薄弱,對災害發生機理、演化過程,尚不能全麵認識,導致治標技術多,治本技術少,災害防治的許多技術難題沒有得到突破,先進適用的災害防治技術沒有得到全麵推廣應用。
再加上安全管理水平低,管理技術手段比較落後,大多煤礦仍然停留在事後總結教訓的被動管理模式上,安全管理體製有待完善,社會製約機製亟待建立。
另外,我國煤礦還存在安全投入不足問題,安全欠賬巨大;行業技術標準不能滿足安全生產需要;煤礦安全科技創新體係及運行機製不健全,對安全生產支撐不足;職工素質不高、技術人員匱乏等問題。煤礦基礎設施和安全保障能力不能滿足國民經濟高速發展對煤炭能源的需求等,也是造成我國煤礦事故多發的深層次原因。
煤礦安全技術對策
《國民經濟和社會發展第十一個五年(2006-2010年)規劃綱要》明確提出,煤炭工業的發展要“堅持節約優先、立足國內、煤為基礎、多元發展,優化生產和消費結構,構築穩定、經濟、清潔、安全的能源供應體係。” 要“有序發展煤炭,加強煤炭資源勘探,統籌規劃,合理開發,提高回采率,減少煤炭開采對生態環境的影響。”要“加強煤礦瓦斯綜合治理,加快煤層氣開發利用。”要將科技創新作為支撐煤炭工業可持續發展、安全發展、科學發展的主導力量。
為此,在國家安監總局的組織和領導下,由煤炭科學研究總院牽頭,首先從建立示範點、推廣先進適用技術入手,選擇了具有代表性和典型性的礦區(井),優先推廣瓦斯抽放技術、煤礦安全監控係統等5方麵先進適用技術,全麵提高了礦井的安全保障能力。
在國家的重點支持下,總院先後啟動實施了“煤礦瓦斯治理技術集成與示範”項目和“煤礦瓦斯治理與利用示範工程建設”項目。前者設置了煤礦瓦斯治理技術篩選及適用性、高瓦斯礦區瓦斯災害診斷及治理方案、瓦斯治理適用技術完善提高及應用、煤礦瓦斯治理技術管理規範及標準4個研究課題。並以研究成果為基礎,建立了沈陽煤業集團、鄭州煤炭集團等5個煤礦瓦斯治理技術示範工程。後者是優選並根據示範點的具體條件,集成瓦斯治理與利用的先進適用技術,並推廣應用這種先進適用技術。目前,全國已先後建立了龍煤集團鶴崗分公司、淮南礦業集團等10個煤礦瓦斯治理和利用示範工程。
其次,總院針對我國現階段煤礦防治中存在的重點和難點問題,凝煉出了開發紅外和光纖等原理的新型傳感器、煤礦災害預警技術、礦用新產品檢測檢驗關鍵技術等12項急需攻關的重點任務。經過不斷的攻關研究,“十一五”前3年,總院已取得了煤礦瓦斯、火災與頂板重大災害防治關鍵技術,安全生產檢測檢驗體係與技術規範,礦井老空區探測與水災防治關鍵技術與裝備,礦井重大災害應急救援關鍵技術,煤礦瓦斯綜合治理與利用關鍵技術研發和裝備研製,“大型油氣田及煤層氣開發”國家科技重大專項等一批具有突破性的先進技術成果。
此外,總院加強了防災基礎研究。係統提出了開展煤與瓦斯突出、瓦斯抽采、礦井突水、礦井火災、瓦斯煤塵爆炸等8方麵理論研究課題。在國家重點基礎研究發展計劃(“973”計劃)、國家自然科學基金重點項目的資助下,係統開展了煤礦瓦斯災害的地質構造作用機理、含瓦斯煤體物理力學特性及本構關係、采動裂隙場時空演化與瓦斯流動耦合效應、煤岩瓦斯動力災害的動力學演化機理等的研究。同時,係統開展了礦井突水的水文地質結構模式及形成條件、礦井突水的動力學特征及控製因素、采動岩體裂隙演化及隔水關鍵層的形成條件等研究。
在國家安監總局的領導下,近年來,煤炭科學研究總院還強化了技術基礎性工作,依法建立和實施了礦用產品安全標誌準入製度。提升了煤礦安全管束監察水平,提高了安全裝備的技術門檻,確保了礦用產品的安全性能。為加強標準的研究和製修訂,為煤礦安全管理和監察提供基礎,煤炭科學研究總院逐步建立了煤礦安全標準體係,並在AQ標準體係實施後,進一步加強了對測試方法、規範等基礎性標準的研究與製定。如《煤礦瓦斯抽采基本指標》《煤與瓦斯突出礦井鑒定規範》《煤礦瓦斯抽放規範》《煤礦井下粉塵綜合防治技術規範》等。今年,為進一步貫徹實施瓦斯治理“先抽後采、以風定產、監測監控”12字方針,加快構建“通風可靠、抽采達標、監控有效、管理到位”的瓦斯綜合治理16字工作體係,煤炭科學研究總院又聯合組織實施了煤礦瓦斯治理“雙百工程”。