煤礦瓦斯爆炸防治技術研究

李占紅

（1.太原理工大學礦業工程學院，山西太原030024；2.同煤集團馬脊梁礦，山西大同037032）

工程技術

煤礦瓦斯爆炸防治技術研究

李占紅1，2

（1.太原理工大學礦業工程學院，山西太原030024；2.同煤集團馬脊梁礦，山西大同037032）

通過對煤礦瓦斯爆炸防治技術的相關問題進行探討，希望能對促進煤礦開采的安全性能有所幫助。

煤礦瓦斯；爆炸；防治技術

引言

煤礦開采行業是中國工業發展的根本，關系到中國經濟的發展與人們生活水平的提高。然而，在煤炭開采的過程中，瓦斯爆炸、中毒、窒息礦井火災等災害事故時有發生。這些事故中，瓦斯爆炸的危害性極強，極大地威脅著人們的生命財產安全，不利于煤礦行業的生產與發展。究其原因，主要是由于裝備不足、管理不到位、作業人員安全意識淡薄與瓦斯積聚等因素。因此，企業需要對癥下藥，有效做好防止瓦斯爆炸的工作，從而防患于未然，確保煤礦的安全生產。

1　瓦斯爆炸與危害

瓦斯爆炸，是指一定濃度的甲烷和空氣作用下產生的激烈氧化反應。瓦斯爆炸是煤礦生產中最嚴重的災害之一，事故危害速度快，范圍廣，強度大，傷亡人數較高，是中國煤礦安全的主要難點。瓦斯爆炸具有一定的特點，一般發生于采煤與掘進工作面，多為火花引爆，破壞波及范圍廣。

此外，瓦斯爆炸造成的危害極大，主要產生三個致命危害因素：高溫、高壓與有害氣體。高溫，瓦斯爆炸時，在自由狀態下，溫度一般為1 850℃，在封閉狀態下，產生的溫度更高，可達2650℃。因此，高溫狀態下，容易燒傷人員、燒壞設備，甚至引起火災事故。高壓，瓦斯爆炸會加大室內的壓力，比正常狀態下的壓力擴大十倍之多，因此很可能造成塌方等事故的發生。有害氣體，瓦斯爆炸主要為發生燃燒反應，因此必然會產生一氧化碳等有害氣體，其中一氧化碳的含量（體積分數）約為2%～8%，明顯超過人類可正常呼吸的極限——0.4%（體積分數），這樣的狀態，往往會造成人員缺氧與中毒傷亡。

2　瓦斯爆炸的條件與主要影響因素

瓦斯爆炸需要同時滿足三個條件：瓦斯濃度、引火溫度與氧的濃度。下面將一一介紹：第一，一定的瓦斯濃度（體積分數），爆炸范圍為5%至16%，其中9.5%威力最大，高于16%的濃度，氧氣不足，不能燃燒，低于5%的濃度，不能形成熱量積聚，只能燃燒，不會發生爆炸。第二，一定的燃火點，溫度通常為650℃至750℃，明火、煤炭自燃、吸煙、放炮與電器火花等都會造成爆炸。第三，充足的氧氣，只有在充足氧氣的狀態下，才能發生爆炸，氧氣濃度一般為12%～20%，就會發生爆炸事故。

影響瓦斯爆炸的因素較多，也較為復雜，但主要體現于以下幾個因素：第一，可燃性氣體的混入，硫化氫、乙烷與一氧化碳等可燃且具有操作性氣體與瓦斯混合，會加劇燃燒的可能與速度，擴大瓦斯的界限。第二，爆炸性煤塵的混入，瓦斯氣體摻雜有煤塵，燃火點會降低，大概在三百到四百攝氏度的溫度就能生成可燃性氣體，更容易發生爆炸事件。此外，混合氣體初始溫度與壓力以及瓦斯濃度，都會改變瓦斯爆炸界限，一般而言，混合氣體初始溫度與壓力越高，越容易發生瓦斯爆炸事故。由此可見，瓦斯爆炸是由多方面因素影響的，要防治瓦斯爆炸事故的發生，需要從多方面因素進行著手。

3　煤礦常見的瓦斯爆炸原因

據歷年煤礦瓦斯爆炸事故統計，造成爆炸的因素多種多樣，但總體而言，是自然環境、安全設備、安全意識與管理水平等方面因素相互作用所導致的。下面將重點介紹主觀因素。

3.1裝置設備不合理

裝置設備不合理，會造成瓦斯爆炸。一方面，通風系統不合理、設施不可靠，主要體現于：系統設施選用不能滿足煤礦生產的需求，裝置設備安裝不合理、不符合規范要求；從而造成通風力度不夠，供應風力的距離過長，出入口過小，通風線路不流暢，工作面瓦斯量過大又沒有及時抽放；容易形成封閉空間，空氣不能對流，容易造成工作面風量不足，產生爆炸事故。另一方面，裝置設備操作不當，方法落后，作業規程與操作手冊編制不合理，針對性不強，導致一些操作人員技術有限，從而造成裝置設備的作用得不到有效發揮，甚至釀成安全事故。多起瓦斯爆炸事故分析發現，違章操作而造成了一些本可避免的事故。

3.2管理水平不高

管理水平不高，不管是現場管理還是人員管理等方面，都存在較大漏洞，從而加大了瓦斯爆炸事故發生的可能。一些煤礦開采企業，不重視現場管理，無法意識到管理對施工安全的重要性。經常發生現場混亂等局面，對設備位置、操作流程與施工分工等方面沒有做出明確的要求與統一。各個崗位不能做好良好地合作與協調，經常會出現工序混亂與施工有誤等現象，影響了整個開采的正常秩序，容易造成安全事故的發生。同時，對一些違章失職的行為沒有及時調查與懲處，甚至沒有糾正與調整，導致小失誤演變成大錯誤與事故，最終難以挽救。此外，對員工的管理也不到位，員工紀律散漫，責任意識淡薄。較少開展員工的思想教育與技能培訓等活動，沒有嚴格要求員工的施工行為，經常出現違章操作等不良行為，加劇了瓦斯爆炸等安全事故的發生。

3.3安全意識淡薄

安全意識淡薄是造成煤礦瓦斯爆炸事故發生的根源。安全意識淡薄不僅體現于開采人員身上，一些煤礦開采企業的負責人也沒有樹立起安全意識。負責人受到利益驅使，一味追求工作效率，卻忽視了事故的安全性。開采人員文化程度較低，沒有接受過專業的安全培訓，缺乏基本的安全生產知識，對操作規程與安全技能不熟練，思想麻痹，違章作業等現象經常發生。

4　瓦斯爆炸防治技術

4.1優化裝置設備系統

裝置設備是防治瓦斯爆炸的關鍵，也是重要舉措。因此，煤礦開采企業應該重視裝置設備的管理。一方面，要認真選用合理的裝置設備，結合煤礦開采的需要，配備齊全安全裝置與設施。同時，安裝裝置設備前，要對施工現場做好測量，準確布置設備的位置，保證裝置設備能正常運行，以發揮其最大價值，避免安全事故的發生。另一方面，對裝置設備的操作工序與方法，要統一規范與嚴格要求，編制具有較強針對性的與切合實際的操作規程與員工手冊，供員工學習與參考。此外，還要組織員工學習設備操作技巧，并對員工的操作技能進行考核，確保都能合格上崗，避免因為操作不當或違章操作的行為導致瓦斯爆炸事故的發生。

4.2提高管理水平

提高煤礦開采企業的管理水平是防治瓦斯爆炸工作的重中之重，只有對施工隊伍與施工現場進行有效管理，才能確保施工能有序與順利地開展。首先，要提高管理人員的意識，使他們認識到管理水平的高低直接影響著施工的安全。其次，應該建立一套完善的管理系統，明確施工流程、崗位職責、操作細則與員工行為等，要求員工認真學習并予以實行，只有這樣，才能確保施工現場的有序性。最后，安排專人對現場進行全方位的跟蹤，時刻監督現場的發展狀況，對可能造成安全事故的問題，要及時提出解決方案。同時，也要時刻了解開采人員的思想動態與操作技能等方面，避免出現操作失誤與違章操作等不良行為。

4.3加強安全意識

加強安全意識是防治煤礦瓦斯爆炸的基礎工作。從歷年發生的瓦斯爆炸事故看，加強安全意識是煤礦開采企業負責人與從業人員等人員的義務，不僅是為了他們個人的負責，更是對家人、社會乃至國家的負責。因此，應該加強宣傳安全生產重要性的案例，煤礦行業要經常組織安全生產知識的講座，煤礦企業應該多開展操作規程與安全操作等培訓，提高從業人員的安全意識、責任意識、技術素質、應變能力和自我保護能力，才能杜絕違章操作和避免瓦斯爆炸事故的發生。

5　結語

因此做好煤礦瓦斯爆炸防治工作意義重大，確保從業者生命和國家財產安全的重要舉措。合理配置、布置與使用裝置設備；提高管理水平，確保現場的有序性；加強從業人員的安全意識。只有這樣的防治技術，才能避免瓦斯爆炸的發生。

［1］張津嘉，許開立，王貝貝，等.特別重大煤礦瓦斯爆炸事故致因分析及管理模式研究［J］.中國安全科學學報，2016，26（2）:73-78.

［2］張旺，馮濤，武劍，等.基于突變級數法的煤礦瓦斯爆炸危險性評價［J］.礦業工程研究，2016（1）:41-45.

［3］邴艷東.煤礦瓦斯防治與利用及環境污染關鍵問題研究［J］.科技與企業，2016（4）:120.

（編輯：劉楠）

Prevention Technology of Gas Exp losion

Li Zhanhong
（1.Taiyuan University of Technology，Taiyuan Shanxi 030024；2.M ajiliang Coal M ine of Datong Coal M ine Group，Datong Shanxi037032）

The coalmine gas explosion prevention and control technology related problems were discussed，hoping to help promote the coalmining safety performance.

gas；explosion；prevention technology

TD712.7

A

2095-0748（2016）17-0038-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.17.15

2016-08-10

李占紅（1972—），男，山西大同人，畢業于山西礦院采礦系采礦工程專業，現就職于同煤集團馬脊梁礦任安全副礦長。