摘要：介紹了一起高突工作面瓦斯燃燒事故的處理過(guò)程，對引燃火源進(jìn)行了分析，并總結了處理事故的經(jīng)驗和教訓，提出防范措施。 關(guān)鍵詞：綜采工作面；瓦斯燃燒；事故分析；防范措施 平頂山煤業(yè)(集團)公司八礦于1966年建井，1981年2月西翼一期工程投產(chǎn)，礦井設計生產(chǎn)能力300萬(wàn)t/a，礦井采用一對豎井、主要石門(mén)開(kāi)拓單水平上下山同時(shí)開(kāi)采，對角抽出式通風(fēng)系統。礦井主要可采煤層有丁5.6、戊9.0、己15、己16.17三組四層(自上而下)，總厚度為11.6m。煤層均有自燃傾向性和煤塵爆炸性，自燃等級鑒定為自燃礦井，煤塵爆炸指數為25.47%~35.31%，自然發(fā)火期6～8個(gè)月，礦井瓦斯等級鑒定為煤與瓦斯突出礦井。 2003年10月7日，八礦己-12100綜采工作面發(fā)生了一起瓦斯燃燒事故。在現場(chǎng)直接滅火失敗的情況下，采取了封閉己-12100采面的措施，同時(shí)采用2臺制氮機持續向火區注氮氣，并利用瓦斯抽放管對火區進(jìn)行間斷換氣，且在己二大巷向采面上隅角打高位鉆孔注水。11月27日，又對火區進(jìn)行了縮封處理，拆除了風(fēng)巷外段原有的密閉，準備進(jìn)入采面上隅角處，但風(fēng)巷距采面約40m處有一冒頂，隨后在冒頂外22m處新建一道泡沫密閉，并利用高位鉆孔向火區注水。截至12月30日，已向火區注氮氣142萬(wàn)m3，大巷注水1688m3，高位鉆孔注水1000m3，置換火區氣體70萬(wàn)m3，使火區逐漸趨于穩定。12月25日，決定啟封火區。 1 事故發(fā)生經(jīng)過(guò) 2003年10月7日19點(diǎn)35分，在機尾干活的工人發(fā)現從106架后掩護梁側護板與風(fēng)巷封閉墻交接處采空區側噴出火焰，用水管和機尾的滅火器進(jìn)行直接滅火，同時(shí)向井上調度室匯報，調度室安排礦救護隊員下井滅火。隨后成立了搶險救災指揮領(lǐng)導小組，及時(shí)制定了具體的滅火方案。 2 處理經(jīng)過(guò) 1)第一階段(封閉階段) ①直接滅火。采面上隅角9日19：35噴出火焰后，在直接滅火中，20：20和20：54左右又各出現1次噴火，火勢不穩定，時(shí)大時(shí)小并上下游動(dòng)，滅火效果差，到23：00時(shí)，風(fēng)巷內煙霧大，能見(jiàn)度只有25m，風(fēng)流中CO體積分數為5.6×10-5，火勢有增大趨勢。 ②封閉。經(jīng)指揮部研究，決定對該采面進(jìn)行封閉。密閉規格為板閉＋防爆墻(厚2m)＋木段密閉(1m)；封閉方法，先打板閉留口(0.8m3)，緊靠板閉打黃土防爆墻，并留相同大小的口，機、風(fēng)巷同時(shí)施工，然后同時(shí)封閉機、風(fēng)巷留設的板閉口和防爆墻口，封好口后及時(shí)撤離現場(chǎng)。封閉工作完成時(shí)間：機巷8日12：00，風(fēng)巷12：40。 16：15，救護隊員下井準備施工木段密閉時(shí)，發(fā)現機巷防爆墻上部被瓦斯沖擊渡崩開(kāi)(第1次)，上部被崩開(kāi)最大高度1.5m，黃土袋被拋出最遠約10m，板閉上部的板全部掉落。當時(shí)風(fēng)巷煙霧太大看不清無(wú)法進(jìn)入。17：25指揮部研究，對火區采取一拆(拆開(kāi)邊切眼內的擋風(fēng)墻和板閉)、二堵(封閉機、風(fēng)巷被沖垮的密閉)、三注(向封閉區內注入氮氣)措施處理。19：05重新打上機巷板閉，開(kāi)始打防爆墻，此間曾出現救護隊員的帽斗被沖擊波吹掉。21：21機巷防爆墻重新打好，23：59救護隊員匯報，機巷防爆墻又被摧垮約2，3(第2次)。隨后采取措施：第一，對采面繼續減風(fēng)，將己二下延專(zhuān)回下部永久風(fēng)門(mén)打開(kāi)，使風(fēng)流短路，以增加己-12100采面回風(fēng)側壓力，減少采空區漏風(fēng)；第二，在進(jìn)風(fēng)膠帶巷打2道風(fēng)門(mén)，減少向采面供風(fēng)；第三，邊切眼擋風(fēng)墻全部拆除。以上工程完成后，邊切眼過(guò)風(fēng)16003/min，采面進(jìn)風(fēng)量由100m3/min降至40m3/min，減少了火點(diǎn)供氧。此間又發(fā)生了第4，5，6次爆燃。 10日6：00檢查，風(fēng)巷密閉處CO體積分數為5.0×10-3、CH4為0.8%、CO為0.8%、溫度為70℃，并有白煙。重新施工機巷防爆墻，防爆墻厚度4m，外加4根戧柱，此間從14：00至21：45，每隔40～45min出現1次爆燃現象。風(fēng)巷防爆墻厚度3m，外加4根戧柱，12日1：501檢查，風(fēng)巷密閉上幫CO為3.0×103、CH4為9.5%、CO2為0.8%、溫度為60℃，密閉處煙霧時(shí)大時(shí)小。為減少密閉漏風(fēng)，決定對機、風(fēng)巷密閉噴漿堵漏。 2)第二階段(滅火階段) ①注氮。上述過(guò)程中，井上下正在準備注氮系統，12日21：10兩臺制氮機開(kāi)啟，流量為1200m3/h。對火區注氮后，風(fēng)巷密閉內O2和CO體積分數迅速下降，溫度48℃并下降很慢，CH4體積分數上升(最大達56.5%)。 ②釋放氣體。為了降低火區內的溫度和CH4體積分數，利用上隅角抽放管釋放火區氣體，從10月20日至12月20日，釋放了25次，共釋放火區氣體70萬(wàn)m3，但降低火區內溫度和CH4體積分數的效果不明顯。 ③注水。11月7日第1個(gè)鉆孔打透，從己二大巷向采面上隅角打鉆孔注水，11月13日向第2個(gè)鉆孔注水，注水后火區內溫度下降明顯，至11月26日，共注水1688m3。 3)第三階段(啟封階段) ①縮封處理。從11月3日至10日，集團公司人員多次到八礦討論火區啟封問(wèn)題，研究認為，火區封閉前曾多次發(fā)生瓦斯爆炸，火區內溫度和有害氣體很高，在短時(shí)間內很難達到啟封條件，因此決定先對火區進(jìn)行縮封處理，從風(fēng)巷密閉破閉。 11月27日，風(fēng)巷密閉破開(kāi)口1.4m×1.5m，救護隊員進(jìn)入火區偵察，發(fā)現距采面約40m有一處冒頂，堵滿(mǎn)巷道無(wú)法過(guò)人，經(jīng)檢測，冒頂處CO體積分數為8×10m-6、O2為5%、CH4為26％、CO2為2.5%、溫度58℃。當時(shí)采取以下措施：用局部通風(fēng)機排放風(fēng)巷冒頂以外的瓦斯；接水管對冒頂區插管澆水降溫；將注氨管由風(fēng)巷改到機巷密閉上，以減少機巷密閉漏風(fēng)；扒開(kāi)冒頂區，進(jìn)入采面偵察。 經(jīng)對冒頂處取氣樣分析，CO體積分數為7.4×10-3、O2為9.1%、CH4為24.8%、CO2為1.98%、C2H4為1.5×10℃、溫度54℃。隨后及時(shí)對冒頂以外22m處進(jìn)行封閉(板閉)。高位鉆場(chǎng)的7根抽放管被引接至板閉外，繼續向采面上隅角注水降溫，并同時(shí)對火區注氮。 ②火區啟封。定于12月31日啟封。 3 引燃火源的分析 事故發(fā)生后，經(jīng)對事故多次調查分析，排除了因放炮(該面為綜采)、電火(支架前后及上隅角沒(méi)有電氣設備，采煤機、運輸機沒(méi)有電氣失爆)、煤炭自燃(機、風(fēng)巷沿頂掘進(jìn)，巷道沒(méi)有明顯空幫，采面、上隅角及兩巷的防火檢測未發(fā)現有CO等自燃征兆)、人為等因素引發(fā)火源的可能性，初步分析認為引起瓦斯燃燒事故的火源，不排除機械摩擦和采空區頂板垮落撞擊產(chǎn)生的火花。 4 經(jīng)驗和教訓 1)采煤工作面的瓦斯燃燒容易引起瓦斯爆炸。該面10月7日著(zhù)火至11日完全封閉，從瓦斯監測趨勢圖上看，共發(fā)生了27次瓦斯爆燃(爆炸)。發(fā)生采面瓦斯燃燒時(shí)，在直接滅火效果不佳的情況下，最好是快速封閉。該面先是采取直接滅火，因采空區瓦斯涌出量不均勻，火勢也不穩定，時(shí)大時(shí)小并上下游動(dòng)，滅火效果差，瓦斯爆燃的次數和強度越來(lái)越大。只好采取封閉措施。 2)對瓦斯燃燒的工作面封閉要特別注意瓦斯事故。封閉時(shí)要根據采空區瓦斯涌出情況，避開(kāi)瓦斯涌出高峰區，集中力量對機、風(fēng)巷同時(shí)快速封閉，封閉后迅速撤離現場(chǎng)，以防止瓦斯爆炸傷人。并且封閉前要加大對火區(采空區)的注氮量，以降低O2含量，抑制瓦斯爆燃。封閉瓦斯燃燒的工作面，采取“先打板閉，在板閉外壘黃土防爆墻，防爆墻外再?lài)姖{堵漏”的辦法，封閉速度快，防爆效果好。一旦防爆墻被崩開(kāi)，密閉容易恢復。 3)對已封閉的火區，應及時(shí)進(jìn)行注氮氣滅火，迅速降低火區內O2含量。但氮氣滅火不能使火區內溫度快速降低，還需要同時(shí)采取其他措施滅火降溫。 4)風(fēng)巷內距工作面約40m(開(kāi)關(guān)列車(chē))處有一個(gè)冒頂，爆炸沖擊渡將小石塊吹到冒頂處。說(shuō)明若遇有碴堆等障礙物時(shí)，被爆炸沖擊波吹走的小石塊將會(huì )堵塞該處巷道。這也是機巷密閉多次遭受破壞的主要原因?；饏^內若發(fā)生冒頂封堵巷道時(shí)，堵?lián)蹩諝饬鲃?dòng)，將使火區內溫度下降很慢。此時(shí)從這一側密閉觀(guān)察孔內檢測到的空氣溫度不是火區內的真實(shí)溫度。 5)在采面風(fēng)巷內發(fā)現，隔爆水袋棚以外的巷道壁和電纜沒(méi)有燃燒的痕跡，說(shuō)明隔爆水袋棚在瓦斯燃燒或爆炸時(shí)起到了隔爆和阻燃的作用。因此，采掘工作面的隔爆設施必須按規定裝備完好。 6)瓦斯爆燃(爆炸)產(chǎn)生的高溫使風(fēng)巷內(100m)的部分電纜外皮和塑料管被燒毀，產(chǎn)生大量的CO和C2H4(乙烯)氣體，長(cháng)期殘存于火區內。致使火區內取氣樣分析時(shí)CO和C2H4一直存在。 5 防范措施 1)深刻吸取事故教訓，深入開(kāi)展反三違、反事故活動(dòng)，提高干部職工對瓦斯綜合治理安全重要性的認識。 2)采用錨索、錨網(wǎng)支護的采面，移架過(guò)程中嚴禁支架與頂板錨網(wǎng)索發(fā)生摩擦，避免產(chǎn)生火花引燃采空區瓦斯。 3)嚴格落實(shí)瓦斯綜合治理措施，加大瓦斯抽放力度，提高采面瓦斯抽放率。 4)加強高突綜采工作面的防滅火管理，完善灌漿管路系統，裝備制氮機的礦井，注氮管路要敷設到位。及時(shí)采取隨采隨灌漿、阻化劑、注氮等綜合防火措施，并增加防火檢查和取樣分析次數。 5)高突綜采工作面上隅角應鋪設一趟專(zhuān)用灑水軟管，每次移架和上隅角封堵前，對采面機尾和支架上部灑水或阻化劑，防止移架過(guò)程中產(chǎn)生火花，同時(shí)配足滅火器和沙箱等。 6)對“一通三防”措施不落實(shí)的高突工作面，不準生產(chǎn)。 參考文獻： [1] 張鐵崗.礦井瓦斯綜合治理技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2001 [2] 2001年國際礦井瓦斯研計會(huì )論文集[C].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2001 [3] 張國樞.運風(fēng)安全學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2000．