大興礦“2007.12.25”瓦斯燃燒事故案例分析

大興礦“2007.12.25”瓦斯燃燒02manbetx.com 案例03manbetx
　　　2007年12月25日21時21分，鐵法煤業（集團）有限責任公司大興煤礦SV711工作麵上尾巷綜采支架後發生瓦斯燃燒02manbetx.com ，造成在附近作業的瓦斯檢查員張××臉部淺Ⅱ°燒傷，麵積為1%。02manbetx.com 發生後，集團公司領導立即趕赴大興煤礦，經公司和礦領導共同研究采取向工作麵灌水措施，將采煤工作麵封閉。遼寧煤礦安全監察局遼北監察分局得知02manbetx.com 後趕赴大興煤礦了解事故情況，並督促措施落實。為認真吸取事故教訓，查明事故的真實原因，遼寧煤礦安全監察局遼北監察分局、鐵法煤業（集團）有限責任公司及大興煤礦共同組成“12.25”瓦斯燃燒事故原因調查組，對事故原因進行認真調查03manbetx ，並形成報告如下：
　　　一、SV711工作麵基本情況
　　　（一）地質情況
　　　SV711工作麵走向長757米，傾斜長180米，工業儲量：77.57萬t，可采儲量：72.14萬t。
　　　工作麵開采7-2煤層，四周未采動。工作麵上鄰近層為4-2層煤，現已大部分回采完，4-2煤層與7-2煤層間距58米左右；工作麵下鄰近煤層8層煤，煤厚1.15米，未采動。7-2煤層中或下部受火成岩侵入比較嚴重，平麵範圍較大。由於火成岩的影響，在切眼附近煤層厚度變薄（僅為2～3米）且部分變質為天然焦。
　　　（二）開采情況
　　　SV711工作麵采用走向長壁後退式綜合機械化采煤方法，自然垮落法管理頂板。於2007年10月20日開采，開采後，由於瓦斯湧出量較大，放慢了開采速度，圓班產量控製在3刀（每刀截深0.8m），截止到2007年12月25日工作麵運順推進192.3米，回順推進186.2米。
　　　（三）通風情況
　　　SV711工作麵通風方式為“U”型通風，工作麵配風量為2370m3/min，回順使用2台2×30KW對旋風機供風稀釋回風流瓦斯，回順風量2950 m3/min；在回順距離工作麵200米的位置安裝一台引排風機，正負壓端分別接設1趟骨架風筒，抽排上隅角瓦斯；2台2×30KW對旋式風機均安設在運輸中巷新鮮風流處，接設2趟∮800mm柔性風筒，其中第一趟風筒末端距工作麵煤壁5米，另一趟距工作麵煤壁100米。另外工作麵還布置外錯式治理瓦斯、自然發火專用巷道，布置在7-2上煤層中，與回順平距15～27米、高差6～8米，采用正壓通風。
　　　二、事故前防治瓦斯、自然發火主要措施
　　　（一）防治瓦斯措施
　　　SV711工作麵瓦斯含量較大，除采取加大工作麵供風量措施外，還采取了地麵永久抽放站抽放，井下移動泵抽放，工作麵抽放瓦斯純量34.54 m3/min，風排瓦斯量17.7 m3/min，抽放率66%。為了加強瓦斯治理及防突防塵工作，采取了工作麵注水措施，平均每班施工30個注水孔,共計打注水孔2596個，注水孔深8米，開孔位置在天然焦處或煤變質嚴重區域。總計注水11600m3。另外，工作麵回順瓦斯濃度由礦調度指揮中心人工控製在0.9%，因此回順瓦斯濃度均在1.0%以下，工作麵、上隅角瓦斯濃度在1.5%以下。
　　　（二）防治自然發火措施
　　　為加強采煤工作麵防治自然發火工作，利用運順埋管、尾巷消火孔向采空區充填河沙，運順每10米通過采空區埋管充填河沙一次，回順每30米通過外錯式治理瓦斯、自然發火專用巷道的消火孔充填河沙一次。累計充填河沙3450m3；在南風井地麵安設兩台ZA250-W-7.5製氮機，製氮能力2000m3/h,通過運順埋管對采空區進行注氮，向采空區注氮量在1800 m3/h以上；每天三班對工作麵上隅角、回風流、抽放鑽孔等取樣化驗03manbetx ，平均每班30個取樣點，截止到事故前共取樣5960次；每圓班用絲袋裝碎貨砌築擋風牆對前後三角點封堵1次，工作麵前端頭支架鋪網、鋪風筒布，並進行架後注沙充填，減少向采空區漏風。
　　　12月25日9時取樣化驗結果：SV711工作麵回順風流中一氧化碳濃度為0ppm，上隅角高頂一氧化碳濃度為0ppm，溫度為25℃，采空區束管一氧化碳濃度為25ppm，抽放鑽孔一氧化碳濃度最大為50ppm。
　　　（三）防治外因火災措施
　　　為防止外因火災，采煤機噴霧正常使用，水壓充足，霧化效果好，噴嘴及時透通。工作麵接設水管每20米出三通接設10米長∮10mm膠管，工作麵采煤過程中，安排專人全程對采煤機滾筒、支架、煤壁、頂板澆水，並且岩石段或有高頂、裂隙區域加大澆水量；嚴禁支架生拉硬拽，機尾兩組支架及回順超前支護替棚支架拉架時上方墊木拌和膠帶輸送機，防止產生摩擦火花；輸送機尾輪處設噴霧執行先噴霧後開機；工作麵中部、采煤機、前後端頭各備2個幹粉滅火器，割煤時綜采隊專人手持滅火器跟機行走；另外加強機電設備使用管理，所有電氣設備入井均經過失爆檢查，各區隊電工每班進行一次電氣設備的防失爆檢查，並有記錄；機電科圓班進行一次係統的防失爆檢查，並有檢查記錄。
　　　三、事故經過
　　　2007年12月25日四點班，綜采二隊劉金和小班16時接班，當時瓦斯傳感器顯示：回風瓦斯濃度0.73%、工作麵瓦斯濃度0.6%、上隅角瓦斯濃度0.76%，回風一氧化碳傳感器濃度0PPm，溫度24℃，采煤機位於40#支架處，工作麵距回順最近鑽場還剩1.6米左右，機尾安全出口寬度為1.5米，機尾124#支架與硬幫間距為0.9米，工作麵支架狀態良好。當班的工人、跟班幹部、安監人員、瓦檢員陸續進入工作麵。本班工作安排是：采煤機從40#支架往機尾割煤，機尾割一遍後往機頭再割一遍，最後返到機尾割兩遍，任務為兩刀煤。因白班通風區向工作麵前三角點充填河沙，接班時因工作麵機頭水大，不能開氣，人員先進行抽水，至17時30分開始生產。采煤機從40#支架往機尾割煤，大約18時30分割到121#支架時，采煤機頂刀割到隱含在煤壁上方的一根抽放封孔鐵管（規格φ76mm），導致采煤機剪切軸斷，隨後現場人員更換剪切軸，19時30分采煤機降頂刀避開抽放管將機尾一遍割完，端頭工閆木華拉完一遍架，采空區留有一米左右的空間。采煤機從機尾又返到機頭做了一遍頭，20時55分退到30#支架停氣閉鎖（采煤機、輸送機、支架全部處於停止狀態），作業人員開始進行清貨、灑水等標準化工作。采煤機跟機瓦檢員羅××在120#架內寫記錄，張××在機尾砌封堵牆，21時21分，當封堵牆砌到第四層時（約0.8米），張××就聽到采空區內“哢嚓”一聲，隨後看到采空區底部串出一火球，將其衝個側倒（臉部被高溫火燎了一下，經鐵煤集團總醫院診斷為淺Ⅱ°燒傷，麵積為1%，於2008年1月3日痊愈出院），當他爬起來準備找水管滅火時，看到機尾後三組支架距底板一米以下的位置有明火，但瞬間又熄滅了，隨後找到載波電話，大喊：“後三角點出事了，有明火，趕緊撤人”。正在控製台彙報工作的安監員朱××聽到後，馬上下令所有人員迅速撤出工作麵，並立即向礦調度彙報，隨後所有人員分別從運回順撤出。
　　　鐵煤集團公司領導得知事故後，立即趕赴大興煤礦。為防止事故擴大，並根據SV711工作麵的自然條件，決定采區內人員全部撤出，采取注水措施將工作麵封閉。
　　　四、事故原因03manbetx
　　　這是一起發生在工作麵上隅角附近采空區內的瓦斯燃燒事故，造成事故的火源可分為自然發火和外因火源，下麵從內因和外因兩個方麵分別進行分析。
　　　（一）內因火災分析如下：
　　　1.從監測數據及氣體取樣化驗結果分析
　　　該工作麵開采前在回順安設了1台CO傳感器和1台溫度傳感器，對回風流CO濃度和溫度進行連續監測，同時在回采過程中每天3班對上隅角、回風流、抽放鑽孔進行人工取樣化驗分析，分析CO、C2H4、O2、CH4、CO2、N2、C2H2、C2H6各種氣體成分變化情況，現場瓦斯檢查員每班對所有取樣點的CO濃度和溫度進行檢查和彙報。
　　　在事故發生前的較長時間，SV711工作麵及采空區各種氣體一直處於較穩定狀態，監測係統監測數據及人工檢測數據沒有顯示出自然發火征兆。從12月25日白班氣體取樣化驗分析結果是：抽放鑽孔CO濃度最大為50PPm，回順風流CO濃度為0 PPm，上隅角高頂CO濃度為0PPm。所有取樣點取樣化驗均沒出現乙烯（C2H4）和乙炔（C2H2）。這些取樣點完全反映了采空區淺部、深部、底部和上部所有範圍的氣體成分。
　　　根據撫順煤研所SV七層煤樣試驗：C2H4是我礦自然發火的標誌性氣體，C2H4出現證明煤炭自燃溫度已經達到109。C，也是煤炭加速氧化階段，SV711工作麵回采過程中始終未出現C2H4,證明采空區內煤炭處於氧化的初級階段，更不可能引燃瓦斯。同時與我礦其它幾個綜采工作麵如SV712、SV419工作麵的 CO情況進行對比，這兩個工作麵條件與SV711工作麵相似又相鄰，回采時采空區CO產生量均大於SV711工作麵，SV712工作麵回采時采空區鑽孔CO濃度60～209 PPm，後三角點CO濃度50～136 PPm，SV419工作麵回采時采空區鑽孔CO濃度110～308 PPm，後三角點CO濃度70～244 PPm，另外SV712、SV419工作麵回采時並未采取采空區注氮、充填和注泥等防火措施，均未發生自然發火事故，而SV711工作麵每小時注氮量在1800 m3/h以上，充填密度為17.96 m3/米。
　　　2．從溫度變化方麵分析
　　　工作麵上隅角人工檢查溫度始終在24～25。C，沒有掛汗等溫度升高現象。
　　　3．從人的直觀感覺上分析
　　　根據現場人員敘述平時及當班沒有聞到異常氣味（如：煤油味、汽油味等）。
　　　4．從煤炭自燃所需時間上分析
　　　根據煤炭自燃機理，煤炭自燃過程中CO濃度有一個逐漸上升的過程，其變化應在回順CO傳感器上有顯現，而25日事故發生前CO傳感器顯示數值沒有上升趨勢，12月25日21時21分事故發生後，回風一氧化碳傳感器顯示濃度瞬間急劇上升，其值大於50PPm。
　　　鑒於以上分析，故可排除因自然發火引起瓦斯燃燒的可能。
　　　（二）外因火災分析如下：
　　　1.引燃瓦斯外因火源的分析
　　　能夠引起瓦斯燃燒的外因火源有多種，這裏主要可能有機電檢修、機械摩擦、電氣失爆、采煤機割抽放封孔鐵管、靜電、采空區錨杆（索）、金屬網受力摩擦拉斷產生火花。
　　　（1）排除機電檢修和機械摩擦及電氣失爆產生火花的可能
　　　本班從20時55分工作麵停氣，所有人員都在幹零活，沒有人進行機電設備檢修，也沒有人拆卸礦燈，采煤機、輸送機、支架都處於停止狀態，由於嚴格執行電氣失爆管理措施，沒有電氣失爆。
　　　（2）排除采煤機割抽放封孔鐵管產生火花引燃瓦斯的可能
　　　①從時間上分析
　　　采煤機割抽放鐵管的時間是18時30分，而瓦斯燃燒時間是21時21分，時間相隔2小時51分。並且在此期間回順CO傳感器顯示值和上隅角CO濃度檢測都沒有變化。
　　　②從操作方法上分析
　　　在采煤機割機尾時，煤壁已經提前注水和澆水、采煤機內外噴霧都完好並正常使用，並有專人（曹剛）手持水管負責向采煤機滾筒上澆水，采煤機割管時現場人員沒有看到產生火花和瓦斯燃燒現象。
　　　③從回采過程中采空區頂板冒落情況分析
　　　割管後采煤機將機尾做完，又從機尾割到機頭，然後退到30#支架，這期間工作麵架子整體往前拉了一遍，采空區的頂板出現新的冒落前移，采空區內的瓦斯濃度將隨之增大，如果采空區內由於割管已產生明火，這種變化會使火源和瓦斯進一步接觸，CO濃度會有變化或明顯升高。
　　　（3）排除靜電產生火花的可能
　　　井下產生靜電必須具備幹燥、絕緣或高壓等條件，而井下作業人員沒有人穿化纖衣服，也沒有能產生靜電的材料，所以靜電產生火花的可能性較小。
　　　（4）由於采空區頂板下沉引起錨杆（索）的鎖具脫落和金屬網從受力變形到拉斷過程中摩擦產生的火花可能性最大。
　　　①火源位置分析
　　　調查現場第一證人張××證實，當時先聽到機尾采空區“哢嚓”一聲，接著從硬幫側采空區內竄出一團火。“哢嚓”聲說明是采空區內頂板下沉產生的斷裂聲，並且看到瓦斯燃燒出現在機尾後三組支架的下部，說明引起瓦斯燃燒的火點範圍在124#支架後附近，寬度在122#支架與硬幫之間的采空區底部。
　　　②金屬支護材料摩擦斷裂產生火花
　　　在錨網聯合支護和金屬棚支護的巷道內，從事井下工作的很多人都看見過在頂板壓力作用下，錨杆（索）的鎖具突然崩脫能夠產生火花，金屬網撕裂過程中鐵線之間相互摩擦產生火花，可縮性金屬棚梁、腿搭接處用於緊固的棚卡子斷裂及棚梁棚腿受力縮進摩擦過程中均能產生火花。
　　　2．瓦斯來源分析
　　　在回采過程中，隨著支架的前移，頂板發生自然垮落，由於回順頂板有錨杆（索）和金屬網支護，拉架後錨杆（索）斷裂，懸臂的頂板緩慢下沉，下沉的岩石碎貨被金屬網兜住，在下幫和底板之間形成一個未冒落嚴的空間。本層瓦斯和7-2上分層瓦斯及下鄰近層8、9層（與7層煤的層間距為20/25米）煤的瓦斯，均湧入到采空區內，除大部分瓦斯通過抽放係統抽出，剩餘部分積聚在未冒落嚴的空間，造成該空間內局部區域瓦斯濃度達到了燃燒的界限。
　　　3.氧氣濃度分析
　　　事故前氣體化驗分析，架後底部空間內的氧氣濃度均在12%以上，具備瓦斯燃燒及爆炸的條件。
　　　五、防範措施的幾點建議
　　　根據對以上事故原因的分析，為了防止類似事故的再次發生，建議采取如下防範措施：
　　　（一）不斷總結行之有效的防治瓦斯及防治自然發火措施，進一步加強對瓦斯治理及防治自然發火措施的探索，使之更加完善。
　　　（二）要探索采煤工作麵回順超前支護形式，從工藝、材料上加以改進，避免金屬材料等容易產生摩擦火花的材料留在采空區。
　　　（三）針對大興煤礦自然災害十分嚴重的實際情況，應聘請國內資深專家對大興煤礦瓦斯治理、防突、防治自然發火及防治外因火災進行論證，提出可行性治理方案。
　　　（四）對於SV711工作麵的現有狀況，要嚴格落實已製定的安全技術措施，確保工作麵封死閉嚴。工作麵啟封時，必須符合《煤礦安全01manbetx 》的規定，製定安全措施，經審批後方可啟封。
　　　（五）要完善《礦井災害預防和處理計劃》，並組織全員進行培訓，提高防災抗災意識。同時要加強機電設備防爆、靜電、雜散電流等外因火源管理，加大檢查力度，消除事故隱患。
　　　（六）要突出抓好防治自然發火工作，充分利用現有的注氮、注沙係統，加強對采空區預防性的防火工作，積極與科研院所進行防治自然發火的研究，掌握自然發火規律，完善防治自然發火措施，進一步加強對自然發火的監控和氣體化驗分析，隨時掌握井下自然發火動態。