⑵引爆火源的存在
煤矿井下引爆瓦斯的火源有爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等。但放炮和电器设备产生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中,有16起是由放炮产生的火花引爆的;有15起事故是由电器设备及电源线电火花引爆的。
⑶煤矿开采条件差
我国煤矿井下开采条件普遍较差,特别是南方煤矿。据统计,2000年全国国有重点煤矿共有580处矿井进行了瓦斯等级鉴定,其中高瓦斯矿井160处,低瓦斯矿井298处,煤与瓦斯突出矿井122处,有自然发火矿井372处,占64%,有煤尘爆炸危险矿井427处,占73.6% 。
⑷装备不足、管理不落实
矿井安全装备配置不足,“先抽后采,监测监控,以风定产”方针未得到完全落实。如2005年发生的41起特大瓦斯事故中,有的矿井没有安装瓦斯监控系统或运行不正常,有的矿井虽安装了瓦斯监控系统,但因传感器数量不足、安装位置不对、线路存在故障、显示器不显示数据等问题,不能有效发挥其应有的作用。此外乡镇煤矿发生的特大瓦斯事故都没有装备瓦斯抽放系统或抽放系统不能有效运行,监控系统也不能有效发挥作用。如内蒙古乌海市乌达区巴音赛煤焦有限责任公司某矿井虽安装了瓦斯监控系统,但在其实际开采区域却并没有瓦斯传感器,造成了特大瓦斯事故的发生,死亡16人。
⑸管理水平低
许多事故分析发现,违章操作或管理不当而造成了一些本可避免的事故,但未引起重视,最终酿成特大瓦斯爆炸事故。因此,管理水平和职工的安全意识对于煤矿的长期安全生产起到了举足轻重的作用。
⑹企业技术管理薄弱
一些煤矿企业由于采煤方法落后,矿井采掘布置不合理,通风系统不完善,此外,作业规程编制不符合实际,针对性不强,给安全生产带来了严重隐患。
二、煤矿瓦斯爆炸的危害后果
(1)产生有毒有害气体。瓦斯爆炸是一种激烈的化学反应。瓦斯爆炸后, 能产生大量有毒有害气体,使空气中的氧含量大大降低,其中对人危害最大的为一氧化碳气体。瓦斯爆炸产生一氧化碳气体的浓度为1%~2%,严重时可达4%。如有煤尘参与爆炸, 产生一氧化碳气体的浓度会更大, 最高可达7%~8%, 而一氧化碳气体的浓度达到0.4%时, 人只要呼吸几口, 就可致命。
(2)产生高温火焰。瓦斯爆炸时,能产生大量的热量,形成火焰,温度可达1850~2650℃。这样的高温及火焰能使人员被烧伤,还会引起煤尘爆炸及矿井火灾。
(3)瓦斯爆炸产生高压气体形成冲击波。瓦斯、煤尘爆炸时, 由于空气温度的骤然升高,使爆源附近气体压力急剧增大。一般爆炸后的气体压力是爆炸前气体压力的7~10倍, 因而形成强大的冲击波。这种直接冲击波, 使爆源附近的气体以每秒几百米甚至几千米的速度向外传播,从而造成井巷、设备破坏及人员伤亡。瓦斯、煤尘爆炸后,在爆源附近, 由于空气稀薄及温度的急剧下降, 形成了低压区, 因而又形成了爆炸波的反向冲击,对井巷、设备会形成更大的破坏, 对人员也形成更大的威胁。
三、煤矿瓦斯爆炸的预防措施
通过前文分析,156个最小割集, 说明引起瓦斯爆炸的因素繁多, 情况复杂,煤矿生产系统中发生瓦斯爆炸的危险性很大。4个最小径集,说明防治瓦斯爆炸事故应从4个方面入手,但在煤矿实际作业环境中,为了保证职工的正常工作, 必须向井下输送新鲜的空气,为此,井下空气中的含氧量(一般在30%左右)是充足的。因此,只有从控制瓦斯积聚和控制火源同时入手,才能有效控制或避免瓦斯爆炸事故。
(一)瓦斯积聚的防止措施
1 、建立合理、可靠、稳定的矿井通风系统 合理可靠稳定的通风的系统是防止瓦斯积聚和控制瓦斯事故扩大的重要的措施,应合理选择最佳通风系统,使
井下风流保持连续、稳定、有效,有足够的风量、风速,保证煤矿生产安全运行。据有关资料表明:在瓦斯爆炸事故中,由通风系统不合理、不可靠引起的事故占55%,主要表现在:工作面风流短路、多次串联、形成循环风;局部通风机安装不符合要求;矿井巷道风流路太长,巷道有效断面不够,通风阻力太大,造成通风不畅;通风设施不可靠,风门、风障、风桥阀闭等设施不符合要求;矿井通风能力不够,矿井总风量不足;独眼井开采或回采工作面不能形成正常的全风压通风。通风系统不合理、不可靠、不稳定,引起工作区域微风或无风,煤体释放的瓦斯得不到有效、及时地释放,待瓦斯积聚到一定浓度,事故就不可避免。因此,在煤炭生产中,严格执行“以风定产,监测监控,先抽后采”的瓦斯防治方针。
2 、加强瓦斯检查制度建设 加强瓦斯检查,及时、准确掌握矿井瓦斯的浓度的变化,是防止瓦斯爆炸的基本措施。矿井必须建立瓦检制度,瓦检次数要符合《煤矿安全规程》要求;瓦斯检查工必须执行巡回检查制度,不准空班、漏班、假班;矿长和矿井技术负责人必须每日审阅瓦斯日报,及时发现处理问题。
3 、及时排放超限的瓦斯 瓦斯超限是形成瓦斯爆炸事故的根源。矿井生产过程中巷道出现瓦斯超限现象经常发生,并不可避免。因此,要根据实际情况,采取相应的措施,及时处理各地点的超限瓦斯,确保煤矿安全生产。
(二)引爆火源的防止措施
防止瓦斯引燃的原则是消除明火,控制热源。
(1)防止明火。严禁携带引火物下井,严禁吸烟和用电炉取暖,加强火区管理,严禁明火和明电照明。
(2)防止电火花引燃瓦斯。电器设备的防爆性能良好,完善井下设备的“三大保护”, 检修电器设备不准带电作业。
(3)防止放炮引燃瓦斯。使用合格的煤矿许用炸药和电雷管,按规定装药、放炮,禁止放线眼炮、糊炮,严禁明电放炮,严格执行“一炮三检”和“三人连锁”放炮制度。
(4)防止摩擦火花、撞击火花、静电等引燃瓦斯。
(三)加强职工安全的教育、宣传和培训
人既是事故的制造者又是事故的受害者,95%煤矿瓦斯爆炸事故的原因是由于人的不安全行为造成的。运用安全行为理论,借助教育与事故规律的曲线,通过
对职工的行为进行修正,降低事故的隐患,减少事故的发生。从安全经济学的角度分析,1 分的事前投入等于 5 分的事后事故处理。所以,实现预防为主、安全第一的安全生产方针是非常必要的。
四、瓦斯爆炸前的预兆及采取的措施
瓦斯爆炸就是瓦斯的剧烈燃烧, 一般在瓦斯爆炸前, 能感觉到附近空气有颤动的现象发生, 有时还发出咝咝的空气流动声, 这可能是爆炸前爆源要吸入大量氧气所致, 这就是瓦斯爆炸前的预兆。一旦遇到这种情况, 要沉着、冷静、采取措施进行自救。具体的方法是: 背向空气颤动的方向, 俯卧倒地, 面部贴在地面。闭住气暂停呼吸, 用毛巾捂住口鼻, 防止把火焰吸入肺部。最好用衣物盖住身体, 尽量减少肉体暴露面积, 以便减少烧伤。爆炸过后, 要迅速按规定佩带好自救器, 弄清方向, 沿着避灾路线, 赶快撤退到新鲜风流中。撤退中, 假如巷道破坏严重,不知撤退是否安全时, 可以到棚子较完整的地点躲避, 等待救护队来救护。