一起特别重大瓦斯煤尘爆炸事故分析_李永怀
DOI:10.13347/j.cnki.mkaq.2010.08.018
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煤矿安全(Total 430)
问题探讨
一起特别重大瓦斯煤尘爆炸事故分析
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李永怀,蔡周全
(1.陕西能源职业技术学院,陕西咸阳712000;2.西安科技大学能源科学与工程学院,陕西西安710054)
要:描述了鲁山县新生二矿特别重大瓦斯煤尘爆炸事故发生的概况及现场勘察情况,分析了
事故发生的原因及发生过程,给出了瓦斯积聚原因和煤尘参与爆炸的结论。提出低瓦斯矿井应摘
加强瓦斯管理,建立瓦斯监控系统及瓦斯管理制度;煤尘具有爆炸性的矿井应建立洒水防尘系统,建立防尘管理制度,进行作业点粉尘浓度检测,及时清扫积尘,并应安设防隔爆设施。关键词:瓦斯煤尘爆炸;瓦斯积聚;引火源;煤尘爆炸中图分类号:TD712文献标识码:B 文章编号:1003-496X (2010)08-0114-03
5人受伤,33人遇难,名矿工,其中6人安全升井,另
外副井地面井口把钩工1人受伤,直接经济损失293.3万元。瓦斯煤尘爆炸事故示意图见图1
。
1事故概况
鲁山县新生二矿特别重大瓦斯煤尘爆炸事故发
生在2004年11月11日12:10左右,井下当班44
图1瓦斯煤尘爆炸事故示意图
2矿井概况
该矿开采庚组一4煤层。煤层厚度0.5~1.0
业巷内又多头作业。由于煤层较薄,生产出煤巷道
一班采煤,一班落底,落底的岩石宽度一般为8m ,
堆砌巷道两帮,形成高1.5m 左右、宽2.0m 的裸体
巷道。顶板坚硬,局部采用木支护。矿井为负压通风。主井进风,副井回风,主要通风机电机功率15kW ,无备用风机。主、副井同时出煤,风流经常短路。井下9个作业巷采用6台11kW 局部通风机大串联通风。风筒直径为400mm 。井下作业每天分2班,每班12h ,白班从8:00到20:00,晚班从20:00到第二天8:00。主、副井各
m ,平均煤厚0.7m ,倾角7°~15°。经鉴定,庚组一4煤层爆炸指数41.91%,煤尘有爆炸危险性。相邻
3
矿井同煤层瓦斯相对瓦斯涌出量1.9m /t;绝对瓦该矿作业面斯涌出量0.198m /min。事故发生前,
曾有停风1h 后瓦斯浓度达到7%的实测记录。
矿井采用一对立井开拓,两井都出煤,都升降人员。主、副井贯通,沿贯通巷道两侧开掘作业巷,作
3
问题探讨
有1个包工队,经济单独核算。3
现场勘察情况
煤矿安全(2010-08)
44.1
事故原因分析事故发生时间
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巷道顶板坚硬,局部木支护。巷道低洼处有积朝向副井一面,有1只黏水。距主井井底130m 处,
结在巷道左侧石块上的塑料袋,此处木支护柱腿和棚梁上朝向副井一面有煤尘结焦现象。距主井井底170m 处,巷道左侧棚梁柱角朝主井方向有风筒碎
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片。距主井井底300m 巷道右侧为1作业巷,在该
据副井落底班班长石兴和证言,事故发生时,他
在副井井口附近听到响声,看到副井冒出黑烟,随即时间为12:10。由此判定事故发生时间为看表,
2004年11月11日12:10。4.2
事故发生地点
2#作业巷口内十字交叉点处有爆炸冲击波向四面冲击的迹象。交叉点左前方石块上有被冲击波贴上的风筒碎片;交叉点左侧巷道木支柱和巷道壁间有长约5m 的风筒被爆炸冲击波嵌入。交叉点右侧作业洞室口有1只被崩掉的工作服袖口。十字交叉点向2作业巷口方向的柱腿和棚梁上煤尘结焦现象严重,且多处有风筒碎片插入现象。没有反向的煤尘结焦现象。以2作业巷口为界,有冲击波向两侧传播的明显迹象。向主井一侧约200m 巷道范围棚梁和柱腿上有煤尘结焦;向副井一侧棚梁和柱腿
多处有风筒碎片插入现象。其上同样有煤尘结焦,
他巷口没有冲击波向两侧传播的迹象。副井东部主
运输巷内,柱腿和棚梁上朝副井一侧均有煤尘结焦2#作业巷人员全部死亡,现象。据救护和尸检报告,
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3#作业巷人员全部死亡,尸体烧伤最重;1、尸体烧伤次之;副井东侧作业巷内人员全部死亡,无明显烧
伤,有明显CO 中毒现象。认定此次爆炸事故的爆源点在2作业巷内的十字交叉点处。4.3事故类别
事故矿井井下冲击波冲击动力迹象明显。据对事故矿井开采煤层(庚组煤层)的煤样煤尘爆炸性的鉴定报告显示,该煤层煤尘爆炸指数41.91%,挥发分含量39.5%,具有剧烈爆炸性。事故矿井井下
#有大范围的煤尘“结焦”现象。尤其是2作业巷十
,“结焦”字交叉点处的2个空洞及采场现象极为严
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巷向左拐的棚梁上有插进去的风筒碎片。
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距主井井底345m 处,巷道右侧为2作业巷。
以2作业巷口为界,冲击波分别向主井、副井两侧传播迹象明显。向主井一侧约200m 巷道范围棚梁和柱腿上有煤尘结焦;向副井一侧棚梁和柱腿上同样有煤尘结焦,多处有风筒碎片插入现象。由2作十字交叉点处有散落的电工工具业巷口向里34m ,
和已经破碎的电工万用表,万用表旋钮打在10k Ω电阻档。据在场的救护队员讲,事故发生后,在此处头部朝向巷道口。右侧有1台发现1名遇难电工,小绞车,绞车开关和电机接线完好,在小绞车滚筒下
2
电缆头三相电发现有一断面3×4mm 的电缆头,
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线铜丝裸露并有放电痕迹。在绞车旁有一堆长约
2
30m ,断面3×4mm 电缆,电缆一头已经和煤电钻2插座相连。在十字交叉点向左约10m 是约50m
扇形作业面(作业面宽约20m ,深约3m )。由十字交叉点向巷口方向的柱腿和棚梁上煤尘结焦现象明显,且多处有风筒碎片插入现象。十字交叉点到作业面之间巷道左侧的木支柱和巷道壁间有长约4m 的风筒过火受冲击波冲击插入。在作业面到十字交
架子车旁有1台煤电钻和叉点之间有1辆架子车,
煤电钻插头相连。架子车朝向作业面的车厢挡板上
有厚约2mm 的煤尘结焦。在作业面到十字交叉点朝向作之间巷道木支柱的两侧都有煤尘结焦现象,
业面一侧的结焦较重。
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2#作业巷口向副井方向42m ,巷道右侧为3作
,“结焦”重,厚度达10mm ,采集样本分析挥发分含
量为22.18%,而煤层原挥发分含量为39.5%,表明煤尘参与爆炸。据现场勘察和化验分析认定,本次事故属瓦斯煤尘爆炸事故。4.4
瓦斯积聚原因#
在2作业巷十字交叉点到左侧作业面之间巷
业巷。沿3作业巷向里走66m 到巷道正前。柱腿和棚梁上两侧都有煤尘结焦现象,由里向外煤尘结焦现象明显,且多处有风筒碎片插入现象。
3#作业巷道内,柱腿和棚梁上朝主井一侧有煤尘结焦现象。副井东部主运输巷内,柱腿和棚梁上
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5#作朝副井一侧均有煤尘结焦现象。副井东部4、
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道左侧的木支柱和巷道壁间有长约5m 的完整风
筒,可认定爆炸发生前十字交叉点到作业面之间巷道风筒未通风,且该巷为下山巷道,致使作业面、采空区瓦斯逸出至十字交叉点处,造成瓦斯积聚达到事故发生前爆炸界限。据事故矿井主井煤师证言,
业巷内的柱腿和棚梁两侧都有煤尘结焦现象,由里向外煤尘结焦现象明显。
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问题探讨
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2d ,与2作业巷邻近的同煤层某作业巷因检修水泵停电,局部通风机停止运转1h 后,该巷瓦斯浓度达瓦斯在十字交叉积聚浓度和量并不很大,但由瓦斯
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爆炸波传至2作业面,其压力也足以扬起工作面沉积煤尘,形成达到爆炸浓度的悬浮煤尘,瓦斯爆炸火焰引爆煤尘,从而形成强烈的煤尘爆炸。而主巷水平较低,巷道潮湿,低洼处有积水,没有可扬起的煤2#作业面瓦斯煤尘爆炸并未形成连续煤尘爆炸,尘,
#由于煤尘爆炸产生大量的CO ,此次事故2作业巷及附近由于爆炸压力造成了人员8人死亡外,其余
7%(此数据由主井煤师测量),说明事故矿井作业
巷道停风1h 后瓦斯积聚可达爆炸界限。据对事故矿井有关人员调查取证,事故矿井作业巷经常存在停风现象。事故矿井2个井口(主井和副井)同时出煤,主要通风机风流经常短路;井下串联通风;1台局部通风机向多个作业地点供风等因素影响井下通风质量,可导致作业地点瓦斯积聚。瓦斯积聚的主要原因是2作业巷十字交叉点左侧作业面无风,瓦斯浓度达到爆炸界限所致。4.5
引火源
2#作业巷十字交叉点处,发现有外护套破口30mm 、三相芯线裸露(铜导线)、并有明显短路放电痕
2#
迹的电缆。电缆规格为3×4mm ,长度从2作业巷巷口起至十字交叉点处(约35m )。现场勘察该电
#
缆是2作业巷127V 煤电钻电源线。该处散落有电工工具、破碎的电工万用表,万用表旋钮打在10k Ω电阻档。事故发生后,此处发现1名遇难电工,附近
2有一盘长约30m ,断面为3×4mm 的电缆,电缆一端已和煤电钻插座相连。127V 的电缆短路放电引
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均为CO 中毒致死。5
结论与教训
(1)这是一起由煤电钻供电的电缆短路放电火花引起瓦斯爆炸,由瓦斯爆炸引起作业面煤尘爆炸的特别重大瓦斯煤尘爆炸责任事故。
(2)低瓦斯矿井也应建立完善的瓦斯管理制度,设置瓦斯检查员,定时检测瓦斯浓度;建立瓦斯
在易积聚瓦斯的地方,安装瓦斯浓度监测监控系统,
传感器;矿领导应重视瓦斯报表审阅。
(3)煤矿应构成完善的通风系统,严禁局部通风机串联供风,局部通风机应由专人管理,保证每个作业点的风量。
(4)煤矿应建立洒水防尘系统,保证每个作业点都有降尘喷雾设施,建立防尘管理制度,进行作业点粉尘浓度检测,及时清扫积尘,并应安设防隔爆设施。
(5)煤矿应建立安全管理机构,设置专职安全负责人和专职安全管理人员。建立安全管理制度和安全责任制度;及时更新煤矿图纸,完善作业规程和安全技术措施。
作者简介:李永怀(1962-),男,陕西岐山人,副教授,1984年毕业于西安矿业学院,大学本科,现在陕西能源职业技术学院从事煤矿通风安全技术教学与研究,发表论文多篇。
(收稿日期:2010-02-01;责任编辑:王福厚
)
起的火花温度可达2000℃以上,而点燃瓦斯爆炸所
127V 电缆短路放电需的温度范围为650~750℃,
火花足以引起瓦斯爆炸。据事故现场勘察和提取的#
物证分析,该起事故是由向2作业巷煤电钻供电的电缆短路放电火花引起的。4.6煤尘爆炸原因
该矿煤尘挥发分含量达39.5%,属爆炸性煤尘。工作面干燥,无洒水降尘措施,工作面放炮作业,人工装煤运输,加之巷采面宽,产尘量大。4.7
事故发生过程
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井下2作业巷由于风洞联结不好或局部通风
机停风,造成作业面无风,致使作业面、采空区瓦斯逸出至十字交叉点处,造成瓦斯积聚达到爆炸界限。
#由于煤电钻供电的电缆短路放电火花引起井下2作业巷十字交叉处瓦斯爆炸。该矿为低瓦斯矿井,