2014年安全工程師《案例分析》考點:預防瓦斯事故的幾項安全措施

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　　眾所周知，瓦斯爆炸需要三個條件，而在井下生產(chǎn)過程中，氧氣濃度大于12%這個基本條件是時刻存在的。因此，杜絕瓦斯事故，關(guān)鍵是防止瓦斯積聚及瓦斯積聚后采取正確的措施處理和杜絕高溫熱源的存在?，F(xiàn)以低瓦斯的新汶礦區(qū)為例，研究預防瓦斯事故的關(guān)鍵措施。

　　1　防止瓦斯積聚的措施

　　礦井在生產(chǎn)過程中，健全合理、穩(wěn)定、可靠的通風系統(tǒng)，保證工作面有充足的供風量，是防止瓦斯積聚的前提條件。

　　1.1　健全穩(wěn)定、合理、可靠的通風系統(tǒng)

　　從1995年開始，新汶礦區(qū)對通風系統(tǒng)進行了大規(guī)模的優(yōu)化改造，使通風系統(tǒng)匹配合理，高效穩(wěn)定，主通風機在合理區(qū)域內(nèi)運行。一是制定通風系統(tǒng)管理標準，根據(jù)各項指標對通風系統(tǒng) 可靠性進行評價;二是從源頭上把住設計關(guān)，杜絕通風系統(tǒng)中平面交叉、采區(qū)內(nèi)部上下兩頭 進風、不合理串聯(lián)通風、擴散通風、老塘通風;三是對現(xiàn)有的通風系統(tǒng)進行優(yōu)化改造，更換低效高耗主通風機，對總回風巷進行擴修降阻，根據(jù)管理標準調(diào)整優(yōu)化采區(qū)系統(tǒng)，減少通風設施;四是巷道貫通后及時調(diào)整通風系統(tǒng)，防止風流紊亂。?

　　1.2　保證工作面有充足的風量

　　保證工作面充足的供風量是有效沖淡瓦斯、防止瓦斯積聚的重要手段。一是礦井堅決執(zhí)行以 風定產(chǎn)，嚴禁超通風能力開采;二是明確工作面配風標準，對確定為瓦斯異常區(qū)的采、掘工作面在正常配風量標準的基礎上再增加10%;三是嚴格掘進供風管理，保證風筒出口到迎頭 距離不超過5m，杜絕風筒出現(xiàn)破口、積壓、接頭漏風現(xiàn)象，對瓦斯異常區(qū)及長距離、大斷面的掘進工作面配備使用高效低耗對旋式通風機和大直徑風筒。?

　　1.3　杜絕掘進工作面無計劃停風

　　據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，掘進巷道的瓦斯積聚有80%是由于通風不好引起的，且有70%的瓦斯事故發(fā)生在掘進工作面，事故原因大都是因為局扇無計劃停風、工作面風量小引起。新汶礦區(qū)發(fā)生的兩起瓦斯事故都是因為局扇停止運轉(zhuǎn)造成的。加強掘進工作面供風管理，杜絕無計劃停風的主要措施：一是實行采掘供電分開，掘進工作面供風實行雙風機雙電源，如果主風機停止運轉(zhuǎn)，則備用風機自動進行切換運轉(zhuǎn)，杜絕工作面停風現(xiàn)象。目前礦區(qū)內(nèi)各掘進工作面裝備 基本實現(xiàn)了雙風機雙電源，并設專職局扇司機，每班交接班前對風機自動切換情況進行試驗 ;二是執(zhí)行有計劃停風制度，對需要檢修停風的工作面提前編制有計劃停風通知書，撒出全部人員、設備停電后，方可停風，恢復通風前，按規(guī)定排放瓦斯。?

　　1.4　積極開展瓦斯地質(zhì)研究，確定瓦斯異常區(qū)裝備管理標準

　　預防瓦斯事故要積極進行瓦斯地質(zhì)研究。1999年與焦作工學院合作開展了瓦斯地質(zhì)研究，在全礦區(qū)選取有代表性的煤層和地點進行采樣，對數(shù)據(jù)進行分析處理，研究得出瓦斯地質(zhì)數(shù)學模型，預測未采區(qū)域瓦斯含量情況。另外，對各煤層內(nèi)炮眼瓦斯進行定期監(jiān)測，并記錄建檔，得出實際的瓦斯含量曲線。?

　　根據(jù)瓦斯涌出情況和瓦斯地質(zhì)研究數(shù)學模型，劃分確定瓦斯異常區(qū)，如根據(jù)模型推算、實測數(shù)據(jù)和現(xiàn)場開采經(jīng)驗，確定F7斷層下盤200m以內(nèi)為瓦斯異常區(qū)。制定瓦斯異常區(qū)裝備管理標準，在開采異常區(qū)域時，按照標準進行裝備管理，提高工作面供風量，安設瓦斯監(jiān)測探頭，配備專職瓦斯檢查員，對掘進工作面安裝使用雙風機雙電源等。

　　2　瓦斯積聚的處理

　　在礦井生產(chǎn)過程中，因地質(zhì)條件、開采技術(shù)和通風管理等因素的影響，不可避免地會出現(xiàn)瓦斯積聚現(xiàn)象。瓦斯積聚一般發(fā)生在采煤面上隅角、停風的巷道、巷道高冒區(qū)等地點，出現(xiàn)瓦斯積聚現(xiàn)象并不可怕，關(guān)鍵是采取正確的措施進行處理。

　　2.1　采煤面上隅角瓦斯積聚的處理

　　由于風流在采煤面上隅角形成渦流，同時該處風速較低，而瓦斯比重比空氣小，浮在空氣上部，生產(chǎn)過程中涌出的瓦斯易積聚在上隅角，不易被風流帶走，因此上隅角最易發(fā)生瓦斯積聚。11層煤、19層煤在回采時上隅角瓦斯?jié)舛冉?jīng)常在1%左右，高時達5%以上，已達到爆炸下限。但由于措施得力，方法得當，因此近幾年已成功處理超限40余次。一是在回風巷安設抽出式風機和長度為100m的負壓風筒，強制將上隅角高濃度瓦斯排到回風巷風流中進行稀釋 ;二是加強安全監(jiān)測管理，在采面上出口5m處和抽出式風機出風口20m處各安設1臺瓦斯監(jiān)測探頭，隨時監(jiān)測瓦斯情況，超限時及時切斷工作面電源;三是加強瓦斯檢查，配備業(yè)務水平高、責任心強的專職瓦斯檢查員，每班檢查次數(shù)由2次增加為3次，并在抽出式風機出風口20 m處增設瓦斯檢查點;四是加大采煤面傾斜方向與回風巷的角度，使風流流經(jīng)上隅角的面積 盡可能的大一些;五是對上隅角切頂排支柱提前回掉一排，并及時放頂;六是加強超前支護，保證回風巷通風斷面不低于原設計斷面的80%;七是在上隅角安設噴霧設施，及時消滅產(chǎn)生的摩擦火花。

　　2.2　掘進工作面瓦斯積聚的處理

　　掘進工作面只要供風充足，涌出的瓦斯會隨風流及時排出，一般不會發(fā)生瓦斯積聚，但對個別涌出量較大的煤層，采取正常的通風方式不會解決瓦斯積聚問題。如潘西礦十九層煤后五 回風巷在掘進時瓦斯涌出異常，炮眼瓦斯高達100%，采用一般的通風方式迎頭還經(jīng)常發(fā)生瓦斯積聚，對該區(qū)域進行分析發(fā)現(xiàn)，煤層內(nèi)瓦斯壓力小，不適宜采用瓦斯抽放，經(jīng)研究采取了如下綜合治理措施，保證了安全生產(chǎn)。一是對該掘進工作面配備使用了兩套雙風機雙電源 ，其中兩臺主機為30×2kW的對旋式風機，使用直徑為600mm、每節(jié)長度增加至20m的風筒， 迎頭風量達600m2/min，及時稀釋了涌出的高濃度瓦斯;二是在離迎頭5m處回風側(cè)和距 全 風壓5m的回風流中各安設一臺瓦斯監(jiān)測探頭，將監(jiān)測數(shù)據(jù)及時傳送到地面中心站，監(jiān)測探頭 增設斷電功能，保證瓦斯超限時立即切斷巷道內(nèi)所有電器設備的電源;三是為防止靜電火花 的出現(xiàn)，風筒吊掛全部改用布條;四是放炮使用二級乳化炸藥，提高了爆破安全性：五是因電煤鉆防爆性差，因此取消電煤鉆打眼，改用風鉆打眼。?

　　2.3　啟封盲巷瓦斯積聚的處理

　　近幾年，新汶礦區(qū)在啟封盲巷探查瓦斯時，發(fā)現(xiàn)有些盲巷瓦斯?jié)舛冉咏?、達到甚至超過瓦斯 爆炸下限，對這些巷道排放瓦斯恢復通風時，如果處理不當，后果將不堪設想。因此在啟封盲巷恢復通風時，執(zhí)行嚴格的瓦斯排放制度，保證了瓦斯安全排放。一是搞清所排放的巷道 封閉時間、地質(zhì)情況、巷道長度及斷面等基本情況，估算巷道內(nèi)的瓦斯?jié)舛燃皵?shù)量;二是編制周密嚴格的瓦斯排放安全措施，報各級領(lǐng)導和有關(guān)部門審批;三是排放時要堅持斷電、撤人、限量的原則，總工程師現(xiàn)場指揮、救護隊協(xié)助參加，要注意控制風流并由外至里逐段排 放，嚴格控制排出的瓦斯量，使混合風流中的瓦斯?jié)舛瓤刂圃谝?guī)定濃度以內(nèi)。

　　2.4　臨時停風巷道的處理

　　臨時停工的工作面要保持正常通風，對因故臨時停風的掘進工作面，應立即撤出人員，停風時間不超過8h的要打柵欄，停風1個月內(nèi)的要設置板閉，長期停工和停風時間超過1個月的，必須進行磚閉。嚴格瓦斯檢查制度，臨時停風的掘進工作面在恢復通風前，必須按規(guī)定檢查瓦斯。對瓦斯異常區(qū)掘進工作面停風時間不超過2h，其他區(qū)域掘進工作面停風時間不超過8h，可由專職瓦斯檢查員檢查瓦斯，停風時間超過規(guī)定，必須由救護隊進行探查瓦斯。?

　　3　控制和消除引爆火源

　　據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，引起瓦斯爆炸事故的火源主要有電火花和放炮，其中，電火花占50%，放炮占31.8%，其他占18.2%。?

　　3.1　杜絕井下電氣失爆

　　電氣失爆最容易產(chǎn)生電火花，新汶礦區(qū)發(fā)生的兩起瓦斯爆炸事故都是由于線路失爆而產(chǎn)生電火花引起的?，F(xiàn)在井下使用大量的機電設備，使瓦斯爆炸潛在危險性增加，因此應加強電氣設備管理，防止電氣設備失爆。一是防爆電氣設備必須取得合格證，入井前需由專門的防爆 檢查員進行安全檢查，合格后方可入井;二是防止電纜碰撞、急彎、劃傷、刺傷等機械損傷 ;三是電纜導線連接要牢固，無“雞爪子”、 “羊尾巴”和明接頭，有過電流和漏電保護 ;四是設置保護接地和漏電保護裝置，定期進行預防性試驗，發(fā)現(xiàn)漏電要及時處理;五是按程序操作電氣設備，嚴禁帶電維修電源開關(guān)閉鎖和搬遷電氣設備、電纜電線，做到日常維護檢修和巡回檢查相結(jié)合。?

　　3.2　防止放炮引燃瓦斯

　　放炮工作涉及炸藥領(lǐng)退、編號、導通、腳線扭結(jié)到炸藥運送、預制炮頭、打眼定炮、聯(lián)炮、 一炮三檢、聯(lián)線放炮等十幾道工序，每天都要反復操作，如果某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，尤其是現(xiàn)場放炮環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，在瓦斯異常區(qū)就可能發(fā)生瓦斯事故。因此，要加強放炮管理，抓好放炮的每一道工序、每一個環(huán)節(jié)。一是嚴格執(zhí)行一炮三檢制度，認真檢查放炮前后的瓦斯情況; 二 是放炮前后沖刷煤塵;三是堅持使用水炮泥，黃泥封孔;四是正規(guī)放炮操作程序，嚴格執(zhí)行放炮管理規(guī)定;五是加強雷管導通工作，杜絕不合格的雷管出庫。