淺談如何有效預(yù)防和控制煤礦瓦斯爆炸

1、淺談如何有效預(yù)防和控制煤礦瓦斯爆炸 1 前言 煤礦開采受到“水、火、瓦斯、頂板、煤塵”五大自然災(zāi)害的嚴(yán)重威脅，其中瓦斯威脅是五大自然災(zāi)害里最為嚴(yán)重的一種。因此，我們必須清醒的認(rèn)識到它給礦井安全生產(chǎn)帶來的災(zāi)難性影響，只有了解了它的各種存在及活動規(guī)律，采取相應(yīng)有效的預(yù)防和控制措施，特別是要使用靈敏可靠的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)【1】才能減少它對礦井的危害，為礦井的安全高效生產(chǎn)打下最為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 2 瓦斯檢測監(jiān)控系統(tǒng)使用的現(xiàn)狀 煤礦井下瓦斯爆炸事故是煤礦事故中最為嚴(yán)重的事故之一，常常是井毀人亡。針對這一嚴(yán)重災(zāi)情我國各煤礦投入了巨大的人力、物力、財力對各類瓦斯爆炸事故進(jìn)行分析，提出了許多預(yù)防、控制和治理瓦斯的有

2、效方案，但僅僅有這些還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因?yàn)?，縱觀國內(nèi)各煤礦瓦斯爆炸事故，其共性問題是運(yùn)用科學(xué)技術(shù)保障安全重視不夠、能力有限，且各煤礦對瓦斯的預(yù)防和控制工作有時講形式走過場，甚至講排場不腳踏實(shí)地。另外，遇事不用科學(xué)手段進(jìn)行自救，不用基本知識進(jìn)行自我保護(hù)，心慌意亂、害怕、恐懼、慌亂中出錯是個體生命最大的殺手。 為此，重視并合理運(yùn)用科學(xué)技術(shù)保障煤礦安全，是杜絕煤礦井下瓦斯爆炸事故的根本保障。如何采用新技術(shù)、新產(chǎn)品及時武裝煤礦，提高煤礦預(yù)防和抵抗瓦斯爆炸事故的發(fā)生是各煤礦首要選擇。同時，如何從現(xiàn)有使用的技術(shù)產(chǎn)品中找出不足并加以改善和提高，這是預(yù)防控制煤礦瓦斯爆炸事故最為直接最為有效的方法。我國大多數(shù)煤礦現(xiàn)有

3、使用的瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)即是我們需要加以改善和提高的技術(shù)產(chǎn)品中比較重要且具有代表性的一種。 目前，單從我礦實(shí)際來看，井下使用的瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)雖然在日常的通風(fēng)瓦斯管理【2】中發(fā)揮著重要作用，但依然存在著應(yīng)用和實(shí)際使用管理不到位的問題。例如，首先井下某些通風(fēng)不良的巷道未及時安設(shè)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，其次工作面為完成生產(chǎn)任務(wù)將監(jiān)測系統(tǒng)的探頭【3】包裹甚至甩掉不用的現(xiàn)象時有發(fā)生，這些都是監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)存在的安全隱患。因此，我們除了需要提高監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平以外，還需將管理工作做到位，以此消除監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)存在的安全隱患。 另外，從全國煤礦現(xiàn)狀來看，各礦通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)都是從進(jìn)風(fēng)井到井下各硐室、到掘進(jìn)頭、到回采面、到回

4、風(fēng)井，瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)配置、斷電控制，煤礦井下瓦斯?jié)舛忍筋^與地面控制室與地面主要領(lǐng)導(dǎo)的手機(jī)與礦、縣、市、省、國家主管部門聯(lián)網(wǎng)，甚至與天上衛(wèi)星聯(lián)網(wǎng)，無疑是最完善的系統(tǒng)、最發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)、最完善的布局、最先進(jìn)的手段，但瓦斯爆炸事故依然存在，并沒有根本得到改觀。 從以上的分析可知，煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中還存在著許多的不足，急需技術(shù)改進(jìn)及加強(qiáng)系統(tǒng)的管理工作，這就是我國煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在使用中的現(xiàn)狀【4】。 3 監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)存在問題的分析 既然我們使用了監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，按理說就不應(yīng)該再出現(xiàn)瓦斯爆炸事故，但是事實(shí)并非如此，瓦斯爆炸事故依然存在，并沒有根本得到改觀。究其原因，首先是煤礦井下的瓦斯監(jiān)測監(jiān)控的及

5、時性與時差性的矛盾；并與瓦斯爆炸事故的突發(fā)性之間存在時間空間差異的矛盾，同時瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的探頭與井下煤壁暴露面瓦斯涌出的源頭及破煤、落煤、運(yùn)煤時瓦斯涌出，存在時間空間差異的矛盾；還存在一個機(jī)械動力、頂板移動、冒落碰撞、放炮割煤過程產(chǎn)生明火引燃引爆瓦斯敏感反應(yīng)的時間空間差異的矛盾。上述存在的三種“時間空間差異矛盾”有一個解決不好，那么無論安裝什么樣的瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，煤礦井下瓦斯爆炸事故終無法避免。 為此，我們首先研究瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)及時性與時差性的矛盾問題。當(dāng)煤礦井下瓦斯出現(xiàn)并反映到監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的探頭上時，探頭上的“黑白”原件開始反應(yīng)相應(yīng)地點(diǎn)的瓦斯變化情況，這個時間大約需要15s，而監(jiān)測監(jiān)

6、控系統(tǒng)同時進(jìn)行聲光報警和斷電控制，這個時間大約在0.54s內(nèi)完成，監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)所在地點(diǎn)的這段時間內(nèi)存在瓦斯爆炸的條件（瓦斯?jié)舛?%16%；火源溫度650750；氧氣濃度大于12%）即可引起瓦斯爆炸，因?yàn)檫@段時間已大大超過了引起瓦斯爆炸的感應(yīng)期，瓦斯爆炸感應(yīng)期隨瓦斯?jié)舛取囟燃把鯘舛茸兓兓?，因此若遇有大量瓦斯和明火，發(fā)生瓦斯爆炸事故是不可避免的。因此，減少和降低這個區(qū)段內(nèi)的瓦斯在時間和空間中的不均性、差異性的矛盾很關(guān)鍵，因此提高監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)及時性顯得尤為重要。 另外，從煤礦井巷幫壁，特別是掘進(jìn)放炮和采掘工作面割煤、破煤、落煤、裝煤、運(yùn)煤等，在不同的生產(chǎn)工藝過程瓦斯涌出并不是線性的，若遇上地質(zhì)

7、構(gòu)造瓦斯突出和瓦斯異常涌出過程，更具有突發(fā)性，而煤礦井巷或采掘工作中的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的探頭與瓦斯涌出部位既存在空間位距差異，又存在監(jiān)測監(jiān)控靈敏程度的時空差異。高瓦斯?jié)舛蕊L(fēng)流移動到低瓦斯?jié)舛蕊L(fēng)流需要新鮮風(fēng)流的補(bǔ)充和稀釋及瓦斯自身的擴(kuò)散，監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)探頭與探頭位置之間的空間和時間與上述瓦斯涌出點(diǎn)之間的空間時間差異非常大，這個空間和時間差異足以形成瓦斯“富聚”和“積存”地段，很容易達(dá)到煤礦安全規(guī)程規(guī)定的超限標(biāo)準(zhǔn)，甚至達(dá)到瓦斯爆炸的體積和濃度【5】。因此，若遇到明火、發(fā)生瓦斯爆炸事故是不可避免的。因此如何降低和減少這個時間和空間差異顯的非常重要。 最后，當(dāng)煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的探頭監(jiān)測到瓦斯，斷電儀開始斷電

8、停止生產(chǎn)作業(yè)，這個過程也不是及時的，依然有一個慣性，并持續(xù)到最終停止，特別是放頂煤過程、煤塊從頂部落下的過程，機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)從停電到電機(jī)風(fēng)葉終止轉(zhuǎn)動的過程，放炮崩落煤炭的過程，老頂來壓冒落的過程在這個過程中若遇到大量瓦斯涌出和明火發(fā)生瓦斯爆炸事故是不可避免的。而事實(shí)也證明了煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行卻發(fā)生了煤礦瓦斯爆炸。因此，煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的探頭作用死角多、盲區(qū)廣急需擴(kuò)大能效范圍。 4 解決方法的提出 通過上述分析可知，如何提高煤礦瓦斯監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備的靈敏度、超前性、及時性、大面積、寬范圍、掃描式、探頭與探頭監(jiān)測范圍空間和時間之間無縫重合，無時間空間差異，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備的超前動作，提前斷電，及

9、時終止，確保有效的預(yù)警時間至關(guān)重要。 、首先我們需要加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)的改進(jìn)創(chuàng)新工作，提高瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的靈敏度、及時性。在提高科學(xué)技術(shù)的同時，我們必須保證現(xiàn)有使用的監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行可靠，也即必須定期對設(shè)備的完好性進(jìn)行檢查，及時更換失效設(shè)備。 、其次我們應(yīng)當(dāng)擴(kuò)大監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)測范圍，做到井下沒有監(jiān)測死角、盲區(qū)，探頭與探頭的監(jiān)測范圍在時間與空間上的無縫重合，無任何時間空間的差異。 、盡量使監(jiān)測設(shè)備具有超前性，做到能超前動作，提前斷電，及時終止，確保有效的預(yù)警時間。 、最后，瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)場管理也是非常重要的一點(diǎn)。也就是說我們的管理人員必須實(shí)時深入監(jiān)測現(xiàn)場，為防止現(xiàn)場施工人員亂移動探頭，即不按照規(guī)定位置放置探頭；同時防止工人將現(xiàn)場監(jiān)測探