摘要：介紹了一起高突工作面瓦斯燃燒事故的處理過程，對引燃火源進行了分析，并總結了處理事故的經驗和教訓，提出防范措施。 關鍵詞：綜采工作面；瓦斯燃燒；事故分析；防范措施 平頂山煤業(集團)公司八礦于1966年建井，1981年2月西翼一期工程投產，礦井設計生產能力300萬t/a，礦井采用一對豎井、主要石門開拓單水平上下山同時開采，對角抽出式通風系統。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%，自然發火期6～8個月，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綜采工作面發生了一起瓦斯燃燒事故。在現場直接滅火失敗的情況下，采取了封閉己-12100采面的措施，同時采用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，又對火區進行了縮封處理，拆除了風巷外段原有的密閉，準備進入采面上隅角處，但風巷距采面約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m3，大巷注水1688m3，高位鉆孔注水1000m3，置換火區氣體70萬m3，使火區逐漸趨于穩定。12月25日，決定啟封火區。 1 事故發生經過 2003年10月7日19點35分，在機尾干活的工人發現從106架后掩護梁側護板與風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行直接滅火，同時向井上調度室匯報，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導小組，及時制定了具體的滅火方案。 2 處理經過 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，時大時小并上下游動，滅火效果差，到23：00時，風巷內煙霧大，能見度只有25m，風流中CO體積分數為5.6×10-5，火勢有增大趨勢。 ②封閉。經指揮部研究，決定對該采面進行封閉。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、風巷同時施工，然后同時封閉機、風巷留設的板閉口和防爆墻口，封好口后及時撤離現場。封閉工作完成時間：機巷8日12：00，風巷12：40。 16：15，救護隊員下井準備施工木段密閉時，發現機巷防爆墻上部被瓦斯沖擊渡崩開(第1次)，上部被崩開最大高度1.5m，黃土袋被拋出最遠約10m，板閉上部的板全部掉落。當時風巷煙霧太大看不清無法進入。17：25指揮部研究，對火區采取一拆(拆開邊切眼內的擋風墻和板閉)、二堵(封閉機、風巷被沖垮的密閉)、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，將己二下延專回下部永久風門打開，使風流短路，以增加己-12100采面回風側壓力，減少采空區漏風；第二，在進風膠帶巷打2道風門，減少向采面供風；第三，邊切眼擋風墻全部拆除。以上工程完成后，邊切眼過風16003/min，采面進風量由100m3/min降至40m3/min，減少了火點供氧。此間又發生了第4，5，6次爆燃。 10日6：00檢查，風巷密閉處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。風巷防爆墻厚度3m，外加4根戧柱，12日1：501檢查，風巷密閉上幫CO為3.0×103、CH4為9.5%、CO2為0.8%、溫度為60℃，密閉處煙霧時大時小。為減少密閉漏風，決定對機、風巷密閉噴漿堵漏。 2)第二階段(滅火階段) ①注氮。上述過程中，井上下正在準備注氮系統，12日21：10兩臺制氮機開啟，流量為1200m3/h。對火區注氮后，風巷密閉內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題，研究認為，火區封閉前曾多次發生瓦斯爆炸，火區內溫度和有害氣體很高，在短時間內很難達到啟封條件，因此決定先對火區進行縮封處理，從風巷密閉破閉。 11月27日，風巷密閉破開口1.4m×1.5m，救護隊員進入火區偵察，發現距采面約40m有一處冒頂，堵滿巷道無法過人，經檢測，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℃。當時采取以下措施：用局部通風機排放風巷冒頂以外的瓦斯；接水管對冒頂區插管澆水降溫；將注氨管由風巷改到機巷密閉上，以減少機巷密閉漏風；扒開冒頂區，進入采面偵察。 經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℃。隨后及時對冒頂以外22m處進行封閉(板閉)。高位鉆場的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 事故發生后，經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有電氣設備，采煤機、運輸機沒有電氣失爆)、煤炭自燃(機、風巷沿頂掘進，巷道沒有明顯空幫，采面、上隅角及兩巷的防火檢測未發現有CO等自燃征兆)、人為等因素引發火源的可能性，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生的火花。 4 經驗和教訓 1)采煤工作面的瓦斯燃燒容易引起瓦斯爆炸。該面10月7日著火至11日完全封閉，從瓦斯監測趨勢圖上看，共發生了27次瓦斯爆燃(爆炸)。發生采面瓦斯燃燒時，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，時大時小并上下游動，滅火效果差，瓦斯爆燃的次數和強度越來越大。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。封閉時要根據采空區瓦斯涌出情況，避開瓦斯涌出高峰區，集中力量對機、風巷同時快速封閉，封閉后迅速撤離現場，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，防爆墻外再噴漿堵漏”的辦法，封閉速度快，防爆效果好。一旦防爆墻被崩開，密閉容易恢復。 3)對已封閉的火區，應及時進行注氮氣滅火，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，還需要同時采取其他措施滅火降溫。 4)風巷內距工作面約40m(開關列車)處有一個冒頂，爆炸沖擊渡將小石塊吹到冒頂處。說明若遇有碴堆等障礙物時，被爆炸沖擊波吹走的小石塊將會堵塞該處巷道。這也是機巷密閉多次遭受破壞的主要原因。火區內若發生冒頂封堵巷道時，堵擋空氣流動，將使火區內溫度下降很慢。此時從這一側密閉觀察孔內檢測到的空氣溫度不是火區內的真實溫度。 5)在采面風巷內發現，隔爆水袋棚以外的巷道壁和電纜沒有燃燒的痕跡，說明隔爆水袋棚在瓦斯燃燒或爆炸時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)產生的高溫使風巷內(100m)的部分電纜外皮和塑料管被燒毀，產生大量的CO和C2H4(乙烯)氣體，長期殘存于火區內。致使火區內取氣樣分析時CO和C2H4一直存在。 5 防范措施 1)深刻吸取事故教訓，深入開展反三違、反事故活動，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、錨網支護的采面，移架過程中嚴禁支架與頂板錨網索發生摩擦，避免產生火花引燃采空區瓦斯。 3)嚴格落實瓦斯綜合治理措施，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，防止移架過程中產生火花，同時配足滅火器和沙箱等。 6)對“一通三防”措施不落實的高突工作面，不準生產。 參考文獻： [1] 張鐵崗.礦井瓦斯綜合治理技術[M].北京：煤炭工業出版社，2001 [2] 2001年國際礦井瓦斯研計會論文集[C].徐州：中國礦業大學出版社，2001 [3] 張國樞.運風安全學[M].徐州：中國礦業大學出版社，2000．