礦井安全隱患識別災害防治(瓦斯)

礦井安全隱患識別災害防治(瓦斯)

韓王公司 靳中正

第一節 瓦斯安全隱患識別與災害防治

瓦斯是煤礦五大災害之一。在煤礦事故中與瓦斯有關的事故有五種，即瓦斯爆炸事故、瓦斯燃燒事故、瓦斯窒息事故、瓦斯噴出事故和煤與瓦斯突出事故。這五種事故通常都會造成重大人員傷亡，都屬於嚴重的事故。其中，瓦斯爆炸事故和煤與瓦斯突出事故發生比較頻繁，危害也最大。

一、瓦斯和瓦斯的性質

瓦斯是在礦井生產過程中湧出到采掘及各生產空間的各種有害氣體的總稱。瓦斯是一種混合氣體，其主要成份為甲烷（CH4，占90%以上），所以，瓦斯通常就專指甲烷。瓦斯的性質如下：

（1）瓦斯是一種無色、無味、無臭的氣體。要檢查空氣中是否含有瓦斯及其濃度，僅靠人的感觀檢查是不行的，必須使用專用的瓦斯檢測儀才能檢測出來。

（2）瓦斯比空氣輕，與空氣的相對密度為0.554。在風速低的情況下它會積聚在巷道頂部、冒落的空洞和上山迎頭等處，因此必須加強這些部位的瓦斯檢查和處理。

（3）瓦斯有很強的擴散性。一處有瓦斯湧出，就能擴散到巷道附近。這樣，既增加了檢查瓦斯湧出源的難度，也使瓦斯的危害範圍擴大。

（4）瓦斯的滲透性很強。在一定瓦斯壓力和地壓共同作用下，瓦斯能從煤岩中向采掘空間湧出，甚至噴出或突出。利用這個特性向煤層中打鑽抽放瓦斯，可降低煤層瓦斯賦存量並變害為利、開發利用。

（5）礦井瓦斯具有燃燒性和爆炸性。當瓦斯與空氣混合到一定濃度時，遇到引爆熱源，就能引起燃燒或爆炸，嚴重影響和威脅礦井安全生產，一旦形成災害事故，常會給國家財產和職工生命健康造成巨大損失。因此，瓦斯是礦井最嚴重的災害。

（6）當井下空氣中瓦斯濃度較高時，會相對地降低空氣中的氧氣而使人窒息死亡。

二、礦井瓦斯等級

《煤礦安全規程》規定：“一個礦井中隻要有一個煤（岩）層發現瓦斯，該礦井即為瓦斯礦井。瓦斯礦井必須依照礦井瓦斯等級進行管理。”

礦井瓦斯等級，按照平均日產1t煤湧出瓦斯量和瓦斯湧出形式劃分如下：

（1）低瓦斯礦井—礦井相對瓦斯湧出量小於或等於10m3/t且礦井絕對瓦斯湧出量小於或等於40m3/min。

（2）高瓦斯礦井—礦井相對瓦斯湧出量大於10m3/t且礦井絕對瓦斯湧出量大於40m3/min。

（3）煤與瓦斯突出礦井。礦井在采掘過程中，隻要發生過一次煤與瓦斯突出，該礦井即定為突出礦井，發生突出的煤層即定為突出煤層。

三、瓦斯爆炸及其預防

瓦斯爆炸就是瓦斯（CH4）在高溫火源的作用下，與空氣中的氧氣發生劇烈的化學反應，生成二氧化碳和水蒸氣，同時產生大量的熱量，形成高溫、高壓，並以極高的速度向外衝擊而產生的動力現象。

1、瓦斯爆炸條件

瓦斯發生爆炸必須同時具備三個基本條件：一是瓦斯濃度在爆炸界限內，一般為5%~16%；二是混合氣體中氧的濃度不低於12%；三是有足夠能量的點火源。需要說明的是，瓦斯爆炸的三個條件必須同時滿足，缺一不可。

2、預防瓦斯爆炸的措施

預防瓦斯爆炸應從瓦斯爆炸的三個條件入手，即設法防止瓦斯積聚和出現引火火源；同時，一旦出現瓦斯爆炸，還要設法防止爆炸事故擴大。其主要措施如下：

（1）防止瓦斯積聚。必須保證采掘工作麵足夠的供風量，以稀釋並排出湧出的瓦斯。嚴禁敞開風門，嚴禁物料堵塞風道，保證風流暢通。要建立健全礦井瓦斯管理製度，建立合理的礦井通風係統，加強盲巷和采空區瓦斯及容易積聚及容易積聚瓦斯地點的日常管理，及時處理局部積聚的瓦斯。

（2）防止明火。嚴格入井檢身製度，嚴禁攜帶煙草及引火物入井，井下嚴禁吸煙和使用明火。井下需要進行電焊、氣焊和噴燈焊接時，應製定安全措施，嚴格審批手續，並按《煤礦安全規程》的有關規定執行。

（3）防止電火花。井下使用的機械和電氣設備，必須符合《煤礦安全規程》的要求，並要經常檢查和維修，使之始終處於完好狀態。

（4）防止爆破火焰。在瓦斯礦井中，必須使用煤礦許用炸藥，嚴禁使用不合格或變質的炸藥。爆破使用的雷管、炮泥、裝藥量以及放炮地點附近的瓦斯濃度等必須符合《煤礦安全規程》的有關規定。禁止放糊炮、明炮。

（5）防止摩擦火花。采煤工作麵要防止采煤機截齒、鋼絲繩和輸送機鏈條等與煤層中堅硬礦物摩擦產生的火花。

（6）防止高溫熱源。嚴禁攜帶火種入井，對電氣設備、放炮、火區及礦燈等都必須按規定嚴加管理。

3、發生瓦斯煤塵爆炸事故時的應急避險

瓦斯爆炸是一種最嚴重的煤礦安全事故，它是煤礦井下局部地點瓦斯爆炸三要素共同作用的結果。與瓦斯有關的煤礦事故主要有瓦斯爆炸事故、瓦斯燃燒事故、瓦斯窒息事故、瓦斯噴出事故、煤與瓦斯突出事故。其中，瓦斯爆炸事故和煤與瓦斯突出事故發生比較頻繁，危害性最大，通常會造成重大的傷亡。因此，煤礦一線監督員應了解和掌握在發生瓦斯爆炸時避險自救知識。

瓦斯煤塵爆炸時可產生巨大的聲響、高溫、有毒氣體、熾熱火焰和強烈衝擊波。因此，在避難自救時應特別注意以下幾個要點：

（1）當災害發生時一定要鎮靜清醒，不要驚慌失措、亂喊亂跑。當聽到或感覺到爆炸聲響和空氣衝擊波時，應立即背朝聲響和氣浪傳來方向、臉朝下、雙手置於身體下麵、閉上眼睛迅速臥倒。頭部要盡量低，有水溝的地方最好趴在水溝邊上或堅固的障礙物後麵。

（2）立即屏住呼吸，用濕毛巾捂住口鼻，防止吸入有毒的高溫氣體，避免中毒和灼傷氣管和內髒。

（3）用衣服將自己身上的裸露部分盡量蓋嚴，以防火焰和高溫氣體灼傷皮肉。

（4）迅速取下自救器，按照使用方法戴好，以防止吸入有毒氣體。

（5）高溫氣浪和衝擊波後應立即辨別方向，以最短的距離進入新鮮風流中，並按照避災路線盡快逃離災區。

（6）已無法逃離災區時，應立即選擇避難硐室，充分利用現場的一切器材和設備來保護人員和自身安全。進入避難硐室後要注意安全，最好找到離水源近的地方，設法堵好硐口，防止有害氣體進入。注意節約礦燈用電和食品，室外要做好標記，有規律地敲打連接外部的管子、軌道等，發出求救信號。

四、煤與瓦斯突出及其預防

（一）煤與瓦斯突出的預兆

煤與瓦斯突出是指在壓力作用下，破碎的煤與瓦斯從煤體內突然向采掘空間大量噴出，另一種類型的瓦斯特殊湧出。煤與瓦斯突出動力現象，是由地應力、瓦斯壓力和煤岩性質綜合作用的結果。

煤與瓦斯突出的預兆

煤與瓦斯突出前具有以下各種預兆：

（1）無聲預兆。工作麵頂板壓力增大，使支架變形、煤壁外鼓、片幫、掉渣、頂板下沉或底板鼓起，煤層層理紊亂，煤暗淡無光澤，煤質變軟，瓦斯湧出量異常或忽大忽小，煤壁發涼，打鑽時有頂鑽、卡鑽、噴瓦斯等現象。

（2）有聲預兆。煤層在變形過程中發生劈聲、悶雷聲、機槍聲、響煤炮，聲音由遠到近、由小到大，有短暫的、有連續的，間隔時間長短也不一致，煤壁發生震動和衝擊，頂板來壓、支架發生斷裂聲。

特別注意：任何一次突出前，並不是所有預兆都出現，僅出現其中一種或數種，而且有的預兆還不明顯，也有的預兆距發生突出的時間很短。因此發現任何預兆，都要格外警惕，及時報告和躲避。

2、煤與瓦斯突出的易發環節和地點

在采掘工作麵都會發生煤與瓦斯突出，且以掘進工作麵居多。就生產工序來講，煤與瓦斯突出大多發生在爆破、風鎬（或手鎬）作業的環節中。從地質構造來講，斷層帶、破碎帶、煤層厚度變化帶、褶曲地點和煤層傾角變化地點都是容易發生突出的地點。

3、發現突出預兆時的應急措施

（1）采煤工作麵。發現有突出預兆或發生突出時，迅速向進風側撤離。撤離中快速打開自救器並佩戴好，迎著新鮮風流繼續外撤。如果距離新鮮風流太遠時，應首先撤離到避難所，或利用急救袋進行自救，等待救護隊救援。

（2）掘進工作麵。迅速向外撤離至反向風門之外，並關好反向風門，之後繼續外撤，撤離中快速佩戴好自救器。如果自救器發生故障或佩戴自救器仍不能安全到達新鮮風流時，應立即撤到避難所或利用急救袋進行自救，等待救援。

【案例】

某礦發生了煤與瓦斯突出。有34名礦工被突出的煤炭隔絕在一條軌道下山巷道內。附近幾千米巷道都充滿了瓦斯。礦工立即用附近的防爆電話向井下呼救，同時用扳手把壓風管卸開，地麵很快就把壓縮空氣送了進去。采取措施排放瓦斯後，礦山救護隊在外邊扒煤，扒出通道，救護隊員立即攜帶自救器爬進去，給礦工逐個佩戴自救器，使礦工全部脫險。

安全提示：

（1）首先是遇險礦工采取了自救措施，打開了壓風管路，使遇險地點保持正壓通風。

（2）遇險礦工及時利用防爆電話向地麵報警，使搶救工作有了目標，為搶救創造了條件。

（3）礦上備有自救器，供搶救使用。

（4）采取措施得力，礦山救護隊奮力搶救，爭取了時間。

4、煤與瓦斯突出事故的預防

在防治煤與瓦斯突出的實踐中，我國總結了一套行之有效的綜合防突措施，習慣上稱為“四位一體”的防突措施。對於預防和治理煤與瓦斯的各種措施和方法，各礦必須根據具體條件合理選擇，同時還應遵守以下各項規定：

（1）在突出地點工作的人員，必須經過專門訓練，掌握防治突出的基本知識，熟悉突出的各種預兆，熟悉井下的避災路線。

（2）突出煤層采掘工作麵都必須有獨立的通風係統，並設專人檢查瓦斯。該區域要安設直通礦調度室的電話，發現有突出危險時，立即撤出人員。

（3）在突出危險區工作的人員必須佩戴隔離式自救器。

（4）在有突出危險的煤層中進行采掘工作時，在一個或相鄰的兩個采區中，同一煤層的同一區段，禁止布置兩個工作麵同時相向回采，禁止兩個工作麵同時相向掘進。

（5）在有突出危險煤層中的掘進工作麵，應在其進風側的巷道中設置兩道堅固的反向風門，並保持回風巷道暢通無阻。

（6）在突出煤層的采掘工作麵附近的進風巷中，必須設置有供給壓縮空氣的避難硐室或急救袋，其回風巷中，如有人作業，也應設置。

5、瓦斯隱患的安全檢查

主要檢查是否存在以下情況

⑴在瓦斯超限情況下照常作業，不采取措施。

⑵采煤工人麵上隅角、回風巷瓦斯經常超限，未采取有效措施；掘進巷道高頂高冒未及時處理；巷道出現層狀瓦斯積聚。⑶對瓦斯湧出異常區域未編製和執行專門的安全措施；對瓦斯湧出嚴重的打采掘工作麵，不按規定裝置、檢查、維修，瓦斯檢測設備沒有得到正常使用。

⑷瓦斯檢查空班、漏檢、偽造數字檢查數據；不按規定檢查盲巷。

⑸工作區域瓦斯超限時不及時切斷電源，撤出人員，停止工作；有及時彙報和采取措施進行處理。

⑹作業地點瓦斯或二氧化碳濃度達到3%又不能立即處理時，未能在24h內封閉。

⑺處理巷道積聚瓦斯時，不製定和執行排放瓦斯措施；未通知礦山救護隊而自行探察或排放瓦斯；瓦斯排放時，回風區域不斷電、撤人和警戒，不控製向盲巷供風。

⑻有煤與瓦斯突出危險的采掘工作麵未采取切實可行折防突措施，存在較大發生突出的可能。

⑼隨意改變瓦斯監測探頭吊掛位置；擅自調整瓦斯監測儀指示或堵塞防護罩，造成檢測失真。