网络分析技术在瓦斯爆炸事故分析中的应用

武红德1 ,曾　强2
(1. 新疆煤矿安全监察局北疆监察分局,新疆乌鲁木齐830063 ;2. 新疆煤炭科学研究所,新疆乌鲁木齐830091)
摘　要:文章在对某矿“1. 1”瓦斯爆炸事故调查的基础上,运用网络分析技术,确定该起瓦斯积聚事故的原因,提出防治对策。同时指出杜绝此类事故的工作方向,以期对煤矿安全管理、监察有一定指导作用。
关键词:网络分析;瓦斯;爆炸;原因
中图分类号: TD725 　　　文献标识码:B 　　文章编号:1003 - 496X(2005) 10 - 0018 - 03
　　2005 年1 月1 日17 :20 ,某矿+ 801 m 水平A2煤层人行斜巷掘进工作面发生一起重大瓦斯爆炸伤亡事故。造成4 人死亡,1 人受伤。事故发生后,有关部门立即组成事故调查组,对事故进行了调查处理,对事故现场进行了勘查。本文在事故调查的基础上,应用通风网络分析技术对事故发生原因进行了深入分析,提出防治措施。
1 　矿井基本概况
该矿1995 年建井,1998 年投产,设计生产能力为3 万t/ a 。井田为一南倾的单斜构造,倾角50°～55°。主要可采煤层3 层,分别为A2 煤层、A3 煤层、A5 煤层。A2与A3 间距26 m ,A3 与A5 间距28 m。A2 煤层厚0. 8 m ,A3 煤层平均厚7 m ,A5 煤层平均厚为26 m。A2 、A3 、A5 煤层均属自燃煤层,煤尘具有爆炸性。2004 年度矿井瓦斯等级鉴定结果确定矿井为低瓦斯等级,矿井相对瓦斯涌出量6. 07 m3/ t ,绝对瓦斯涌出量0. 79 m3/ min。矿井为斜井开拓方式,有主斜井、斜风井、人行斜井3 个井筒。主斜井、人行斜井均沿A2 煤层底板
布置,斜风井沿A3 布置,倾角50°～53°。主斜井与人行斜井相距18～20 m。主斜井与人行斜井间每隔30～50 m 由平巷沟通。主斜井为箕斗提升,箕斗容量2. 5 t ,主要担负提煤(矸) 、运料,兼作主要进风井;人行斜井设有梯子,主要用于行人;斜风井主要用于回风,兼作矿井第二安全出口。矿井通风方式为中央并列式,通风方法为机械抽出式。设计总需风量8. 4 m3/ s ,实际总进风量11. 23 m3/ s。矿井主要通风机为1 K50 №12. 5 型轴流式风机,额定排风量18 m3/ s。发生事故的掘进工作面局部通风机采用压入式通风, 局部通风机型号JBT - 51 ,功率5. 5 kW ,风量145～225 m3/ min ,全风压245～1 175 Pa 。2004 年10 月初,矿井+ 875 m 水平回采结束。10 月5 日开始延深主井筒和人行斜井。事故发生前,矿井主斜井已延深至+ 801 m 水平,并向西掘出+ 801 m 水平主斜井与人行斜井间联络平巷;人行斜井向下已掘至+ 845 m 水平。事故发生前井下共有8 人作业,其中+ 801 m水平A2 煤层人行斜巷掘进工作面有3 人进行掘进作业;有2 名瓦斯检查员交接班; + 875 m 水平1 名信号工打信号;主斜井100 m 处2 名掘进工乘坐箕斗清理井筒的结冰。
2 　事故经过
2005 年1 月1 日15 :00 ,中班3 名掘进工入井,到达A2 煤层+ 801 m 水平人行斜巷掘进工作面进行掘进作业。16 :55 ,早班瓦检工与中班瓦斯检查工进行现场交接班。17 :20 , + 875 m 水平的信号工听见一声巨响,主井筒井口挂的风帘冲到天轮上,主斜井、斜风井及人行斜井往外冒黑烟。矿山救护队在+ 801 m 水平巷道内找到3 名遇难人员。+ 875 m水平的信号工受重伤后,因主斜井井筒结冰箕斗无法运行,人行斜井坡度大、断面小,抢救人员无法对伤者施救,终因时间过长,伤者死亡。事故发生后,经有关专家对巷道、设施及设备破坏情况、通风瓦斯情况、人行斜巷掘进工作面进行勘查,确认事故地点在+ 801 m 水平A2 煤层人行斜巷掘进工作面,事故类别为瓦斯爆炸事故。
3 　事故原因分析
3. 1 　事故直接原因
根据煤矿瓦斯爆炸作用机理,本次事故原因分析的主要方向是确定瓦斯积聚的原因和爆炸火源。经现场勘查、调查及分析,确定本起瓦斯爆炸事故直接原因是+ 875 m 水平人行斜井与主斜井之间联络巷未设置风门,风流短路,造成主斜井+ 875 m水平以下,全负压进风量微弱, + 801 m 水平掘进面局部通风机安设在距+ 845 m 回风水平6 m 的主斜井西侧躲避硐里,产生循环风;使用Ф120 mm 钢丝弹簧胶质软管与Ф300 mm 胶质风筒花接,接头漏风严重,掘进工作面风量不足,造成瓦斯积聚;违章爆破,引爆积聚的瓦斯,造成瓦斯爆炸事故。
3. 2 　瓦斯积聚原因分析
通风网络图见图1 。
由图1 可知,该矿井+ 1 045 m 水平(即②节点) 至+ 875 m 水平( ⑩节点) 间巷道分支相互间均
为角联关系,且无控风设施,系统风流不稳定、可靠性差。矿井发生事故前,只有+ 801 m A2 煤层人行斜巷掘进工作面,确定该工作面瓦斯积聚可能有2种原因: ①系统供给局部通风机所在的⑦～ ⑧分支全负压供风量不足,低于局部通风机的吸风量,局部通风机产生循环风,不能稀释工作面瓦斯,瓦斯浓度逐步升高,导致瓦斯积聚; ②+ 801 m 水平掘进面局部通风机Ф300 mm 风筒接头漏风严重; + 801 m水平掘进面下口东侧2 m 处, Ф300 mm 胶质风筒与Ф120 mm 钢丝弹簧胶质软管花接,漏风严重;掘进工作面采用Ф120 mm 钢丝弹簧胶质软管通风,风筒选型过小,局部通风机作用于掘进头风流的压力< 节点⑧风流的节点压压力,乏风流不能自掘进工作面排出,导致瓦斯积聚。
3. 3 　网络分析
该矿井网络及其风阻参数见图1 ,矿井总风量为650 m3/ min。