我國煤礦瓦斯事故的發生規律分析

李元超

（潞安環能股份公司常村煤礦，山西 長治 046102）

0 引言

我國是世界上重要的煤炭大國，其中煤炭儲量約占世界煤炭總儲量的46%，產量約占總產量的38%。煤炭作為我國重要的戰略資源，對我國的經濟發展和社會進步同樣發揮著重要作用，并且未來較長一段時間內，煤炭在一次能源生產和消費結構體系中仍將占有5成以上的比例。然而，煤礦安全問題一直制約著我國煤炭工業的健康穩定發展，尤其煤礦瓦斯事故，如瓦斯爆炸、瓦斯窒息和煤與瓦斯突出等，其發生頻率和強度隨著煤礦開采深度的增加明顯增大，成為我國煤炭深部開采戰略的主要威脅之一。

煤層中的瓦斯主要以吸附態和游離態儲存于煤層孔隙、裂隙等缺陷中，從不同角度對煤礦瓦斯事故進行分析對于認識和預防事故的發生具有重要意義。基于此，本文從事故發生的原因、事故的地域分布特點、年份和月份統計規律對瓦斯事故做了進一步的研究和分析，為有針對性防治瓦斯事故的發生和保證煤礦的安全生產提供借鑒。

1 瓦斯事故發生的機理

煤礦開采過程中，井下的瓦斯事故主要包括瓦斯突出、瓦斯爆炸和燃燒、瓦斯中毒和窒息等形式。

相關統計資料顯示，瓦斯爆炸事故與其它類型的瓦斯事故相比，分別占瓦斯事故總數和瓦斯事故死亡總人數的51%和64%，是最為主要的瓦斯事故。這主要是由于瓦斯爆炸事故具有突發性、偶然性等特點，爆炸沖擊波的影響范圍大，并且還會引起相關次生災害。另外，煤與瓦斯突出事故作為主要的煤巖動力災害之一，發生次數雖然較少，但是在深部高地應力、復雜構造應力、高溫高濕、高開采擾動等條件下極易誘發煤與瓦斯突出事故，對其有效防治顯得尤為重要。

瓦斯爆炸必須同時具備是瓦斯濃度、氧氣和點火源三個條件。煤礦正產生產過程中，必須給作業人員提供足夠的氧氣，巷道、回采工作面等工作場所的氧氣濃度明顯符合瓦斯爆炸的氧氣濃度要求。因此，可從降低井下瓦斯濃度、禁止明火等點火源等方面預防瓦斯爆炸事故的發生。

瓦斯突出的主要原因是煤層中的瓦斯壓力過大，受開采擾動等的影響，瓦斯突然釋放而引起的煤與瓦斯突出現象。關于煤與瓦斯突出致因的假說主要有地應力假說、瓦斯作用假說、綜合作用假說等。胡千庭等人根據以上假說提出了煤與瓦斯突出的力學作用致災機制，認為煤與瓦斯突出是一個循序漸進的階段性過程，如圖1所示。因此，可從降低煤層中瓦斯壓力和增加煤層的透氣性等方面預防瓦斯突出事故的發生。

圖1 煤與瓦斯突出的力學作用過程

2 瓦斯事故規律分析

2.1 地域分布特點

我國的煤炭資源不僅儲量豐富，而且分布范圍廣泛，煤層賦存條件復雜多樣，其中45%以上的煤層為高瓦斯或具有煤與瓦斯突出危險性的煤層，尤其在超過800m的深部開采礦井中，近50%為具有煤與瓦斯突出危險性的煤層。深部開采的瓦斯事故比淺部開采的瓦斯事故多且強度大，是我國瓦斯事故的縱向地域分布特點。

我國的瓦斯事故也存在明顯的南北地域分布的差異。如表1所示，北方地區的山西、山東、新疆以及東三省等省份煤礦瓦斯事故相對較多，南方地區的貴州、云南、湖南、四川和重慶等省份瓦斯事故最多，并且南方地區的瓦斯事故要明顯多于北方地區。其中，與其它省份相比貴州省的瓦斯事故起數和死亡人數最多，主要由于貴州地區的礦井多為急傾斜煤層的小型礦井，進行瓦斯抽采等防治措施的施工難度大，煤礦整體裝備和人員技術水平落后，井下瓦斯實時監測力度不夠，井下瓦斯出現超限問題時不能及時進行處理，極易造成瓦斯爆炸等事故。

另外，根據瓦斯事故的死亡人數，按照2007年國家安全生產監督管理總局的規定，可將事故劃分為一般事故（死亡1～2人）、較大事故（死亡3～9人）、重大事故（死亡10～29人）和特別重大事故（死亡大于30人）。統計數據表明，一般事故中瓦斯事故所占比例最大的是湖南、四川和重慶三省份，較大事故中瓦斯事故所占比例最大的是湖南和貴州，重特大事故中瓦斯事故所占比例最大的是在山西、貴州和云南，尤其山西省的重特大瓦斯事故的死亡人數占總死亡人數的比例高達87%。

表1 2008～2017年各省煤礦瓦斯事故統計

2.2 時間統計規律

1）按年份統計。從國家安全生產監督管理總局的相關數據對2008～2017年我國煤礦瓦斯事故起數和死亡人數進行了統計分析。如圖2所示，我國煤礦瓦斯事故起數與瓦斯事故死亡人數的變化規律基本一致，基本維持在25%（事故死亡人數約占總死亡人數的比例）和10%左右（事故起數約占煤礦總事故數的比例）；瓦斯事故死亡人數占總死亡人數的比例有所下降，但是所占的比例較高，2013年接近35%；瓦斯事故數所占總事故數的比例在2014年之后呈現出遞增趨勢。由此可見，瓦斯事故一直是煤礦安全生產的主要因素，對其預防和控制顯得尤為重要。

圖2 按年份統計的瓦斯事故數及死亡人數及占比

2）按月份統計。如圖3所示為按照月份統計的2008～2017年我國瓦斯事故起數和死亡人數。其中，3、4、5、11、12 月是瓦斯事故的高峰期，1、2、7、8月最低。主要原因，1、2月份是農歷的春節放假，井下作業人員數量減少，并且煤炭生產放緩，發生煤礦事故的可能性較小；由于冬季煤炭的消耗，3、4、5月份煤礦生產開始進入高峰期，瓦斯事故也隨著增多；8、9月份處于夏季，煤炭需求量減少，生產放緩；11、12月份是完成全年產量的集中時間段，為了加快完成煤炭產量，放松了安全生產的警惕，瓦斯事故發生的可能性大大增加，尤其重特大瓦斯事故更容易發生。

圖3 按月份統計的瓦斯事故數及死亡人數

4 結論

1）在不同種類的瓦斯事故中，瓦斯爆炸事故由于具有突發性、偶然性且爆炸沖擊波的影響范圍大、容易引起相關次生災害等特點，分別占瓦斯事故總數和瓦斯事故死亡總人數的51%和64%，是最為主要的瓦斯事故。另外，煤與瓦斯突出事故作為主要的煤巖動力災害之一，發生次數雖然較少，但是在深部高地應力、復雜構造應力、高開采擾動等條件下誘發煤與瓦斯突出事故的可能性大大增加。

2）我國的瓦斯事故也存在明顯的南北地域分布的差異。其中，北方地區的山西、山東、新疆以及東三省等省份煤礦瓦斯事故相對較多，南方地區的貴州、云南、湖南、四川和重慶等省份瓦斯事故最多，其中，貴州省瓦斯事故發生最為頻繁，山西省瓦斯事故主要為重特大瓦斯事故。

3）從時間統計方面，2008～2017年我國煤礦瓦斯事故起數和死亡人數一直處于較高的水平，事故死亡人數約占總死亡人數的比例在25%左右，事故起數約占煤礦總事故數的比例在10%左右；另外，年初和年終是瓦斯事故高發的時間段，因此，為保證煤礦安全生產要加強該時間段內的瓦斯監測力度。