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1 引言
礦井的五大自然災害是制約煤礦安全生產的重要因素之一,其中礦井火災能造成大量的礦物資源和物質財富的損失,并能引起瓦斯、煤塵爆炸,還可以產生“火風壓”使風流逆轉,造成通風系統紊亂,而且,礦井發生火災以后,產生大量劇毒的一氧化碳氣體,使井下人員中毒傷亡。因此,筆者結合自身的經驗和體會,本文主要對礦井火災的預防作一簡要地介紹。
2 礦井火災的分類
礦井火災根據不同的分類標準可以有不同的劃分,歸納起來主要有以下幾種。
礦井火災根據發生的地點可以分為地面火災和井下火災,前者指的是發生在礦井工業場地內的廠房、倉庫、儲煤場、矸石場、坑木場等處的火災,而后者指的是發生在井下或發生在地面,但能波及井下的火災。井下火災按其發生的地點和對礦井通風的影響大小以及滅火救災的難易程度,又分為三類:即上行風流火災、下行風流火災和進風流火災。
礦井火災根據發生的原因可以分為外因火災和內因火災,前者指的是由外部高溫熱源引起可燃物燃燒而造成的火災;后者指的是由自身發生化學或物理化學變化,積聚熱量達到燃燒,由此熱源形成的火災。
除了上述兩種常用分類以外,還有按燃燒物、引火性質及火災發生地點分類。按燃燒物分為:機電設備火災、炸藥燃燒火災、煤炭自燃火災、油料火災、坑木火災;按引火性質不同分為:原生火災與次生火災;按火災發生位置地點不同分為:井筒火災、巷道火災、煤柱火災、采煤工作面火災、掘進工作面火災、采空區火災、硐室火災等。
3 礦井火災的預防
引起火災的原因不同,火災所具有的特點以及它所造成的后果也將不同,下面主要談談礦井內、外因火災的預防措施。
3.1 礦井外因火災的預防
3.1.1 每一入井人員嚴禁攜帶煙草和點火用品,嚴禁穿化纖衣服。
3.1.2 井口房和通風機房附近20m內,不得有明火或用火爐取暖。
3.1.3 井筒、各水平的連接處及井底車場,主要絞車道同主要運輸巷和回風巷的連接處,井下機電硐室,主要巷道內的膠帶輸送機的機頭前后兩端各20m范圍內,都必須用不燃性材料支護。
3.1.4 所有井下工作人員都必須熟悉滅火器材的使用方法,并熟悉本職工作區域內滅火器材的存放地點。
3.1.5 井下嚴禁使用燈泡取暖和使用電爐。
3.1.6 井下機電設備嚴禁超負荷運行,加強機電設備的檢查與維護,杜絕機電設備失爆。
3.1.7 加強放炮及火工品管理,嚴禁使用變質,失效炸藥,嚴禁使用不合格電雷管,母線與腳線之間的接頭必須用絕緣膠布包扎,嚴禁放糊炮和明炮。
3.1.8 井下和井口房不得從事電焊和噴燈焊接等工作,如果必須在井下主要硐室,主要進風井和井口房內進行電焊、氣焊和噴燈焊接工作,每次都必須制訂安全措施,同時還必須嚴格遵守《煤礦安全規程》規定。
3.1.9 井下和硐室內不準存放汽油、煤油和變壓器油,井下使用的油、棉紗、布頭和紙等,也必須放在帶蓋的鐵桶內,并由專人定期送地面處理,不準亂放亂扔,嚴禁將剩油、廢油潑灑在井巷和硐室內。
3.1.10 礦井必須在井上、下設置消防材料庫,其儲存的材料、工具的品種和數量必須滿足《礦井災害預防和處理計劃》中的要求,符合《煤礦安全規程》的規定,并備有明細卡,指定專人定期檢查和更換,其材料和工具非因處理事故不得使用,因處理事故所消耗的材料,必須及時補齊。
3.1.11 井下爆破材料庫、機電硐室、檢修硐室、材料庫、井底車場、使用膠帶輸送機或液力偶合器的巷道以及采掘工作面附近的巷道中,都必須符合《礦井災害預防和處理計劃》中的規定。
3.2 礦井內因火災的預防
3.2.1 在礦井和新水平的設計中,必須采用綜合(包括開拓方式、巷道布置、開采方法、回采工藝、通風方式和通風系統等)以及專項(包括灌漿為主,輔以噴注阻化劑、凝膠、注入惰性氣體等)預防煤層自然發火的措施。
3.2.2 提高工作面的推進度,采用性能優越的采煤機和液壓支架,優化回采工藝,縮短循環周期。
3.2.3 加強煤炭資源回收,減少遺煤。
3.2.4 適當加大巷道斷面,或采用低風阻支護形式,降低礦井通風負壓。
3.2.5 及時密閉老空區,并保證密閉質量、減少漏風。
3.2.6 礦井生產中可根據工作面周圍巷道情況、通風風流可能的流經路線,采取均壓防滅火措施。
3.2.7 由于單產的提高,工作面推進速度明顯加快,采煤工作面和工作面上下順槽煤壁的暴露時間縮短,煤層發火情況得到明顯改善。同時,可以通過提高泥漿流速、延長灌漿時間來提高灌漿量。回采工作面采取隨采隨灌措施時,必須制定嚴格的技術措施。
3.2.8 巷道掘進過程中一旦出現高冒點時,施工單位必須及時用不燃性材料充填嚴實并進行噴注漿處理,同時向礦調度和通風調度匯報,并在現場做好明顯標記。通風隊負責編號并造冊登記,并由通風部門設點檢查,掛牌管理,建立高冒處防火臺帳,并負責預埋檢測導管,每周不少于一次對高冒點內的氣體成分及空氣溫度進行檢測,發現問題及時處理和匯報。
3.2.9 高冒處采用外噴內注的方法,將冒落空間充滿填實,消除發火隱患。掘進產生的高冒必須在20天內處理完畢。
3.2.10 注氮時,氮氣濃度不得低于97%。注漿、注氮時地面建立注漿和注氮臺帳。
3.2.11 抽采管路、觀察管路內一旦出現一氧化碳,應立即停止抽采。加強一氧化碳氣體的檢查工作,加強對采空區封閉墻附近及可能造成漏風地點的堵漏、密閉工作。
3.2.12 新施工的采空區封閉墻要及時灌漿,并要灌滿。井下所有封閉墻均要定期進行補漿,減少采空區漏風。
3.2.13 采煤工作面回采結束后,必須在一定期限內撤出一切設備、材料,并及時進行永久性封閉。
3.2.14 井下各種防火設施的設置應按有利于防火的原則正確選擇位置,嚴格控制不合理的設施阻力,避免增加采空區、煤壁裂隙、密閉墻等處的漏風。
3.2.15 必須定期檢查防火墻內外空氣壓差以及防火墻墻體的氣密性。礦井做大的風量調整時,應測定防火墻內的氣體成分和空氣溫度。
3.2.16 建立完善的礦井和采煤工作面灌漿管路系統。工作面回采前必須接齊灌漿、注氮管路。灌漿、注氮管路和工作面必須同時移交生產,沒有灌漿、注氮管路的工作面不得進行調試、生產。
3.2.17 根據需要對采煤面采用老塘預埋管灌漿,在采煤面回采結束后在軌道順槽和運輸順槽構筑封閉墻,并向采空區內灌漿。
3.2.18 嚴禁各工作地點CO超限作業,當CO濃度超過24ppm時,必須停止工作,撤出人員,切斷電源,進行處理;如發現自燃發火征兆(巷道溫度、濕度增高,出現霧氣,煤壁掛汗,有煤油味、汽油味等)自燃發火隱患或出現高溫點(煤體氧化、溫度上升至350C)都必須立即停止工作,采取措施進行處理。
4 結束語
外在原因引起的火災預防措施
外在原因引起火災時,起火迅速,發火迅猛,常常會造成嚴重后果。因此,為降低火災引起的后果,礦山管理者必須高度重視火災發生原因,以便采取有效的預防措施來應對火災。
1 井下火災的預防措施
礦井下設施應配備一定數量的自救器,以便發生火災時可以自救,尤其是在危險工作環境的工作人員要隨身攜帶自救器以防止火災引起的突發事故。在礦井下的柴油等油類物品要專門存放在硐室中,承裝油的容器應嚴格密封。井下火災的預防措施應按照相關要求組織實施:礦井下生產所用的柴油設備及液壓機械等要嚴格檢修,嚴禁發生漏油現象,另外每臺機器上應裝備有便利的滅火設備;要定期更換木支架進風井筒等建筑物,對木支架支護的豎、斜井井架等設施旁要設置消防水管;對于進風井筒等建筑物應采用不燃性材料建筑等等,這樣都是為了及時應對火災。
2 礦山生產中地面過載的防治措施
在礦山地面管路設計中要緊密結合生活激水管路的設計,設計安全的消防水管系統;各廠房和建筑物之間,要建立消防通道,以利于消防車輛通行,實施救援;對于各類易燃易爆物等應建立嚴格的防火完善制度,并且配備足夠的消防器材。
3 在焊接過程中對火災的防治措施
在礦區開采過程中,一些基礎性的工作是必須要完成的,焊接就是其中重要的一部分,在礦井口的建筑物內或者礦井下進行焊接和切割的操作過程中,專業工作人員應當嚴格按照相關規章制度進行操作,并針對具體礦山環境,制定有效地防火措施。在每次焊接工作結束后,要認真檢查工作現場并進行安全隱患的清理。
4 爆破作業引起的火災的預防措施
在一般金屬礦山工作過程中,爆破是其必備的工序。在操作爆破工作中,專業工作人員要嚴格按照安全規程的相關要求,對炸藥庫及相關設施進行定期的嚴格檢查;同時應該注意工作的一些照明用的線路安全,防止因線路短路或產生火花照成的炸藥的引燃,造成重大火災。在爆破現場,應當仔細檢查運藥的線路,保證安全順暢,從而防止因電氣短路而引起火災。對于有爆炸危險的礦山填塞好炮泥,以防止礦石過分破碎和爆破時噴出明火。在爆破過程中和爆破后應采取噴霧灑水等降塵措施,降低火災發生幾率。
5 一些明火引發火災的有效防治
不允許用明火用直接接觸的方式來加熱井內的空氣,不允許使用明火來進行井內基礎設施維護等。礦井生產所使用過的蠟紙、費油等易燃易爆物品應儲存在專門的容器內,并進行妥善保管或處理。在較大的爆破作業中,應該謹慎防止炸藥以及其包裝材料與明火直接接觸,引發爆炸、燃燒等,從而引發火災。
內在原因引起火災的預防措施
有自燃可能的礦山就是內在的原因引起火災的案例,一旦發現某一區域自熱時,要及時采取措施進行封閉和隔離,切斷與空氣發生氧化的過程,將發生火災的概率降到最低。如果遇到火災應該首先采取有效地隔離措施,防止火災的擴大和蔓延,將火災的損失減低到最低。經實踐表明,內部因素引發的火災經常發生在通風系統紊亂、漏風嚴重的礦井內,因而在具有存在自燃隱患嚴重的礦山中,通風工作需要滿足一下各方面的要求。
1 盡量地防止井下漏風。及時密閉采空區及廢棄巷道,加強通風構筑物的檢查管理,嚴防采空區漏風。
2 采用機械通風。扇風機主扇應有反風裝置,風壓的大小應適當。
礦區防滅火技術
1 均壓防滅火技術
它是采用通風的方法減少壓差,降低漏風量使之接近于零,以此來切斷氧氣的來源,達到滅火的效果。此技術對工作面及掘進面初期發現的高溫預兆點有較好的效果。
2 灌注無機固化材料防滅火技術
灌注的水砂漿、煤矸石泥漿、粉煤灰、石膏等是現用的防滅火填充材料,它們形成的漿液對煤體起包裹作用,避免煤與氧氣接觸,起到隔離滅火的作用。
3 阻化劑防滅火技術
常用的阻化劑是鹵化物及其水溶液能夠浸入煤體的內部縫隙中,部分覆蓋在煤體的外表面,使煤體與外界隔絕,無法與氧氣接觸,從而起到滅火作用。
隨著科學技術的不斷發展,煤礦開采的機械化程度也越來越高,電纜被廣泛應用于煤礦井下供電線網中。由于煤礦井下工作環境復雜,電纜長期工作在惡劣的環境下,因此電纜事故頻發,據統計,近年來電纜火災事故愈加頻繁。井下電纜火災事故具有隱蔽性強、蔓延速度快、波及范圍廣、施救困難、毒害性大等特點,一旦發生事故不僅會影響到煤礦井下的正常生產,而且還會嚴重威脅到井下礦工的生命安全。因此研究煤礦井下電纜火災事故發生的原因,采取相應的電纜防火措施,防止電纜火災事故的發生,對于保證煤礦企業的安全生產具有非常重要的意義。
1、關于礦用電纜
煤礦井下生產環境特殊,屬于半封閉空間,井下巷道錯綜復雜,電纜遍布在各個巷道內,井下一旦發生電纜火災事故,由于電纜燃燒產生的有毒有害氣體將隨著風流波及整個下游區域,對井下礦工的生命安全造成威脅,鑒于上述原因,《煤礦安全規程》第四百六十七條規定“煤礦井下必須選用取得煤礦礦用產品安全標志的阻燃電纜”。
阻燃電纜是指在規定試驗條件下,試樣被燃燒,在撤去試驗火源后,火焰的蔓延僅在限定范圍內,殘焰或殘灼在限定時間內能自行熄滅的電纜。根本特性是:在火災情況下有可能被燒壞而不能運行,但可阻止火勢的蔓延。通俗地講,電纜萬一失火,能夠把燃燒限制在局部范圍內,不產生蔓延,保住其他的各種設備,避免造成更大的損失。
2、井下電纜火災事故的原因
由于長期工作在惡劣的環境下,井下電纜發生火災事故不僅有其自身的原因還很大程度上是因為受到外界因素的影響,其主要原因有幾下幾點:
2.1 使用非阻燃電纜
非阻燃電纜的主要組成材料是聚氯乙烯,當它被點燃時,產生大量的燃燒熱,并且不會隨著外部火源的消失而熄滅,還會繼續燃燒,使火勢蔓延。因此非阻燃電纜一旦著火,就很難熄滅,引起礦井火災事故。因此,《煤礦安全規程》明確要求煤礦井下必須使用阻燃電纜。但是在現實生產中仍有一些煤礦,有其是私人小礦井為了降低生產成本,仍然在井下使用非阻燃電纜,導致井下火災事故的發生,給礦井生產帶來嚴重的危險性。
2.2 電纜絕緣老化
電纜絕緣老化是由材料性能發生不可逆轉的改變造成的,其原因大體有以下三點:
(1)長期的承擔負荷發熱,使得絕緣變脆,化學性能降低;
(2)電化學腐蝕,由于電纜部分存在的小間隙造成氣隙放電,產生氧化物質造成腐蝕;
(3)所處環境的腐蝕,地下的雜散電流,含有化學腐蝕的氣體或者液體。電纜絕緣老化如果不及時更換就很容易引起火災事故, 甚至引起煤塵和瓦斯爆炸等更嚴重的事故,影響到礦井的安全生產。
2.3 電纜長期工作在過流狀態下
過負荷和短路故障都會造成過流現象,在過流狀態下工作的電纜,溫度會隨著過流的增大和時間延長而升高,其本身的絕緣能力也會下降,容易造成漏電或短路故障,引起井下火災事故的發生。造成井下電纜過流主要原因有以下三點:
(1)沒有按照設備負荷容量選擇電纜規格,使用電纜截面較小,電纜長期工作在超負荷的狀態下,過負荷運轉會使電纜溫度升高,加快電纜絕緣材料的老化速度,造成絕緣性能下降;
(2)電氣設備安全保護配備不齊全。很多礦井為了保證持續生產,井下電氣設備不設置相應的過流保護裝置或者把設備中帶有的保護裝置甩掉不用,或者過流保護整定值過大,在發生過負荷或者短路時,過電流保護裝置不能及時動作,使電纜長期工作在過流狀態下,溫度持續上升,引起電纜火災事故;
(3)電纜工作在潮濕和煤塵飛揚的環境中,長期得不到維護和保養,造成本身的絕緣材料老化,導致絕緣性能降低,或者受到外界機械力的作用,導致絕緣層破壞,引起漏電和短路故障。
2.4 電纜接頭故障引起火災
在生產過程中,隨著工作面的不斷延伸,需要使用的電纜長度也需要不斷增加,為了降低生產成本,煤礦企業往往將兩根甚至幾根電纜連接起來使用。電纜接頭是電路中最薄弱的環節,成為一個故障點。煤礦井下空氣濕度一般會在95%以上,電纜接線盒在制作和使用過程中容易受潮,很容易引起電纜絕緣擊穿,形成短路故障而著火。
3、井下電纜火災事故的預防措施
3.1 選用符合《煤礦安全規程》相關規定的電纜
在選用電纜時必須選用取得煤礦礦用產品安全標志的阻燃電纜,在下井前認真檢查其是否有損傷部位,并按照國家相關規定對電纜進行各項試驗,只有試驗合格的電纜才能投入使用,真正做到“不合格不下井”的要求。
在選擇電纜截面時,一定堅持“就大不就小”的原則,主線芯的截面應滿足供電線路負荷的要求,并考慮一定的裕度,以滿足今后適當增容的要求。
3.2 做好電纜接頭細處工作
根據《煤礦安全規程》的相關規定,接線盒的選用應與電氣設備的性能相符合,電纜與電氣設備相連接時必須使用齒形壓線板( 卡爪) 或線鼻子, 以防止因壓線松造成接地或短路故障。
不同型電纜必須經過符合要求的母線盒、接線盒或連接器進行連接,不可直接連接。同型電纜之間直接連接時應符合工藝要求及相應技術標準, 避免因接線工藝差造成一相接地或相間擊穿故障。
3.3 做好井下電纜的定期維護工作
煤礦企業應成立專門的安全生產監管監察機構,對電纜使用及維護情況和煤礦電氣設備的完好情況進行監督檢查,制定計劃對在用電氣設備和電纜進行定期維護檢修,做到提前發現問題,解決問題,防患于未然,可以有效避免井下電纜火災事故的發生。
4、結語
引起煤礦井下電纜火災事故的原因多種多樣,電纜問題只是井下電纜火災事故的表面原因,更主要的原因是電氣設備保護功能不健全。只有嚴格按照國家相關規定,對設備安全使用,定期維護,才能減少煤礦井下電纜火災事故的發生,保證礦井的安全生產。
參考文獻
中圖分類號:X321 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)10-0270-01
在煤炭開采過程中,瓦斯爆炸、煤塵爆炸、煤與瓦斯突出、中毒、窒息礦井火災、透水、頂板冒落等多種災害事故時有發生。在這些事故中尤以瓦斯爆炸造成的損失最大,從每年的事故統計中來看,煤礦發生一次死亡10人以上的特大事故中,絕大多數是由于瓦斯爆炸,約占特大事故總數的70%左右,為此,瓦斯稱為煤礦災害之王。因此,分析瓦斯爆炸原因,制訂防治措施,十分重要。
1 瓦斯爆炸原因分析
1.1 瓦斯爆炸特點
根據多年對煤礦瓦斯爆炸事故統計分析,可以發現有如下一些特點:①瓦斯爆炸多為大事故;②事故地點多發生在采煤與掘進工作面;③瓦斯爆炸造成的破壞波及范圍大;④多為火花引爆;⑤高瓦斯礦井、低瓦斯礦井均有發生;⑥瓦斯爆炸多發生在鄉鎮煤礦。
1.2 事故原因分析
煤礦發生瓦斯爆炸事故與許多因素有關,但總的來說,主要與自然因素、安全技術手段、安全裝備水平、安全意識和管理水平等有關,發生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所導致的。
1.2.1 煤礦開采條件差
我國煤礦井下開采條件普遍較差,據統計,全國國有重點煤礦共有580處礦井進行了瓦斯等級鑒定,其中高瓦斯礦井160處,低瓦斯礦井298處,煤與瓦斯突出礦井122處;有自然發火礦井372處,占64%,有煤塵爆炸危險礦井427處,占73.6% 。
例:南山煤礦現開采的15#層和18#層,均為容易自燃煤層,最短發火期為37天,一般發火期3~6個月,煤層自燃發火是影響南山礦煤安全生產的主要因素之一。
另外15號煤層、18-1號煤層、18-2號煤層已由有資質鑒定部門進行了煤塵爆炸性鑒定,經鑒定煤塵爆炸指數30.65%~35.44%,有爆炸危險。
經過2008年瓦斯等級鑒定為高瓦斯突出礦井。
1.2.2 瓦斯積聚的存在
煤礦井下造成瓦斯積聚的原因很多,但主要有通風系統不合理和局部通風管理不善是瓦斯積聚的主要原因。如1994年9月17日17時30分左右,南山煤礦西一區南部七層235普放區發生了一起特大瓦斯爆炸事故,造成56人死亡,11人受傷。
這起事故主要是涉及該區的通風設備較多,通風系統復雜、不穩定,上山角風機停運,造成瓦斯大量涌出到工作面及上山角,而引起瓦斯積聚:在工作面上出口處,采煤工在架梁過程中,使用手錘敲打鉸接頂梁聯結銷時產生的火花而引起瓦斯爆炸。
1.2.3 引爆火源的存在
煤礦井下引爆瓦斯的火源有:爆破火花、電氣火花、摩擦撞擊火花、靜電火花、煤炭自燃等。但放炮和電器設備產生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。據統計在多起特大瓦斯爆炸事故中,有大部分是由放炮產生的火花引爆的;電器設備及電源線電火花引起爆炸的也占相當一部分比例。
1.2.4 裝備不足、管理不落實
礦井安全裝備配置不足,“先抽后采,監測監控,以風定產”方針未得到完全落實。經過特大瓦斯事故處理調查后得知,有的礦井沒有安裝瓦斯監控系統或運行不正常,有的礦井雖安裝有監控系統,但因傳感器數量不足、安裝位置不對、線路存在故障、顯示器不顯示數據等問題,不能有效發揮其應有的作用。此外鄉鎮煤礦發生的特大瓦斯事故都沒有裝備瓦斯抽放系統或抽放系統不能有效運行,監控系統也不能有效發揮作用。
1.2.5 管理水平低
許多事故分析發現,違章操作或管理不當而造成了一些本可避免的事故,但未引起重視,最終釀成特大瓦斯爆炸事故。因此,管理水平和職工的安全意識對于煤礦的長期安全生產非常重要。
1.2.6 企業技術管理薄弱
一些煤礦企業由于采煤方法落后,引起礦井采掘布置不合理,通風系統不完善,此外,作業規程編制不符合實際,針對性不強,給安全生產帶來了嚴重隱患。
2 加強瓦斯管理、制定技術措施、預防瓦斯爆炸
瓦斯爆炸事故的防治可分為預防爆炸和抑制爆炸。預防爆炸主要有:優化通風網絡及通風系統,防治瓦斯積聚,進行瓦斯抽放,加強瓦斯濃度和火源監測,防止點火源的出現等;抑制爆炸主要采用隔爆抑爆裝置將瓦斯爆炸限制在一定范圍內,從而減少人員傷亡和災害事故所造成的損失。
2.1 加強預防措施管理
2.1.1煤礦瓦斯抽放技術
提高瓦斯抽放率,主要對本煤層抽放、鄰近層抽放和采空區抽放等;抽放工藝有順層長鉆孔、大直徑鉆孔、地面鉆孔、頂板巖石和巷道鉆孔等,并研制出與之相配套的強力鉆機及配套機具。
例:南山煤礦使用的ZY-300型鉆機、ZY-750型鉆機對井下采取采前預抽、邊掘邊抽、采后邊采邊抽、上隅角埋管抽、頂板巷打高位孔抽等方法,真正做到了多措并舉治理瓦斯,大大提高了瓦斯抽放量和抽放率,使安全環境得到進一步改善。
2.1.2 提高監測技術管理
礦井瓦斯濃度及火源的實時自動監測對于防止瓦斯爆炸非常重要,當發現瓦斯異?;蛴谢鹪串a生,立即采取措施可防止爆炸事故的發生。
我國目前開發了KJ90.KJ92.KJ94. KJ95. KJ73. KJ66. KJ2000. KJ2000N等型號的礦井安全監控系統,以及各類檢測傳感器、報警儀和斷電儀。
例:現南山煤礦安裝了KJ2000N型號礦井安全綜合監控系統,并具有如下功能:
①礦井環境和工況參數實時監控;②主要通風機在線監測;③巷道火災實時監測;④礦井瓦斯抽放實時監測;⑤沖擊地壓實時監測;⑥煤與瓦斯突出實時監測;⑦煤層自然發火實時監測; ⑧分布式光纖測溫監測預報系統,對采空區內“三帶”溫度變化能夠進行同時監測,提高了發火點精準定位。監控系統的安裝極大地提高了煤礦的安全管理自動化水平,防止了許多事故的發生。
2.1.3 加強井下火源管理
對煤礦井下的爆破火花、電氣火花、摩擦撞擊火花、靜電火花、煤炭自燃等火源加強管理、制定防治措施,除炸藥安全性檢驗、電器防爆檢驗、摩擦火花檢驗外、還需防止火源與瓦斯積聚在同時同地點出現,如放炮時檢測瓦斯濃度,采用風電閉鎖、瓦斯電閉鎖等措施。所以加強明火管理,嚴格動火制度,可以消除引爆瓦斯的火源。
2.2 隔爆措施管理
礦井隔爆抑爆裝置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障,當瓦斯爆炸發生后,依靠預先設置的裝置可以阻止爆炸的傳播,限制火焰的傳播范圍,主要有被動式隔爆水袋棚、隔爆巖粉棚裝置。
被動式隔爆水袋棚、隔爆巖粉棚因成本低、安裝方便,因而得到了廣泛的使用,其中隔爆水袋棚的使用最為廣泛。具有適應性強,安裝、拆卸和移動方便的特點。
例:南山煤礦井下對各主要運輸大巷、運輸機道、采煤工作面、煤掘工作面進行安設隔爆水袋棚,經核定安設44處隔爆水袋棚,實際安設46處隔爆水袋棚。
3 結論
概述
帶式輸送機用于運輸散狀物料,是煤礦井下和地面生產系統中應用最多的一種連續運輸設備,隨著礦井機械化程度的提高,解決和處理好帶式輸送機常見故障問題,有利于我們更好地使用、維護、保養設備,對提高礦井的生產效率,提高設備利用率,防止安全事故發生等具有很重要的意義。
1 常見事故的原因與處理
1.1 輸送帶跑偏事故跑偏的原因
輸送帶跑偏是帶式輸送機最常見的一種事故。不僅會影響生產,損壞輸送帶,當使用非阻燃輸送帶時,還會因跑偏增加輸送帶運行阻力,使輸送帶打滑,可能引起礦井火災事故。輸送帶跑偏的根本原因是由于輸送帶受力不均勻造成的。常見的原因有:
1)滾筒或托輥上粘結物料或傾斜、變形、表面不平等。2)機身中心、機頭中心和機尾中心偏離;3)托輥調節不正常、損壞或缺少,頭尾輥與皮帶運行角度不對;4)巷道變形使機架傾斜或變形;5)給料位置不正、皮帶接頭不正或輸送帶老化變質造成兩側偏斜;6)皮帶質量差,受張力程度不一樣等等。
1.2 跑偏現場處理方法
在生產中人們通過實踐和探索總結出了輸送帶的基本規律:偏大不偏小、偏高不偏低、偏緊不偏松、偏后不偏前,為預防和處理事故提供了可靠的依據。
若跑偏原因復雜,單用一種方法收效不大,要針對跑偏的各種原因,采用多種方法綜合處理。調整時,應在空載和滿載反復調整,直至輸送帶邊距托輥邊緣的距離,保持在0.05B(帶寬)左右為止。例如:帶寬為1200MM則距離為60MM。
1.3 輸送帶火災事故的原因
井下帶式輸送機是礦井主要易發火災區域,由于其發生突然,發展迅速,對井下工作人員造成威脅,甚至有因火勢擴大而誘發瓦斯爆炸的可能。造成火災事故的原因是有足夠熱量的火源使膠帶燃燒。具體原因:1)使用非阻燃皮帶;2)皮帶嚴重跑偏、打滑、皮帶磨擦高溫;3)由于電火花引發火災:如電氣設備失爆、電線短路等;4)皮帶觸碰矸石、木柱、電纜、管線等運行、磨擦起火。
1.4 火災事故預防措施
1.4.1 嚴格執行《煤礦安全規程》規定,必須使用合格的阻燃性輸送帶,液力耦合器使用合格的易熔合金塞,工作介質符合規定的要求,其他部件為非金屬的,其阻燃性和抗靜電性必須符合有關規定。
1.4.2 帶式輸送機機頭處前后20m范圍內不采用可燃性材料支護;機道的消防設施齊全,要裝設消防水管(常流水),每隔50m設一管接頭或水閥門。機頭部要備有不少于0.2m3的砂箱及黃沙和2個以上合格的滅火器,同時機頭部要備有不少于25m長的軟管。
1.4.3 加強管理,做到文明生產,保持巷道清潔(無淤泥積水),膠帶上“四無”:無浮煤、無水、無油、無雜物,管線吊掛整齊,設備“五不漏”;
1_4.4 輸送機要裝設驅動滾筒防滑保護、堆煤保護、防跑偏裝置、溫度保護、煙霧保護、和自動灑水裝置;
1.4.5 注重員工專業知識培訓,認真貫徹崗位責任制,提高自身操作能力,嚴格執行巡回檢查制度,加強電氣設備和輸送機的維護與保養,保證處于良好運轉狀態;
1.4.6 機道內確需進行電氣焊作業時要有安全措施,并報礦主管領導批準。
1.5 輸送帶縱向撕裂與斷帶事故主要原因
輸送帶發生縱向撕裂后會直接造成輸送帶的破損甚至造成報廢,增加運輸成本,影響正常運輸。主要原因是由于輸送帶跑偏嚴重,接頭在機架或滾筒軸承座上撕帶,或機架和滾筒卷有礦石、雜物,或從裝料點有金屬異物落下并卡住等,致使輸送帶割裂。
斷帶是輸送機運行中發生的較嚴重事故,主要是接頭強度不夠,或輸送帶運行中阻力較大,壓機頭、機尾滾筒不轉、
輸送帶長時間打滑等原因造成的。
1.6 撕裂與斷帶事故的預防及處理
1.6.1 加強維護工作,使撕帶保護裝置處于良好的狀態。
1.6.2 嚴禁超載運行,及時更換不轉動的托輥,清除輸送帶下面的泥煤。
1.6.3 勤檢查輸送帶接頭狀態,對于不良的接頭及時重接。
1.6.4 配置輸送帶接頭檢測裝置,發現故障可按以下步驟進行:a.采取臨時措施,用鐵絲將裂口縫合,維持帶式輸送機運轉;b.利用檢修班時間進行冷補或硫化熱補。
1.7 輸送帶打滑事故的主要原因
輸送帶在驅動滾筒上打滑,導致帶速下降,因摩擦而使輸送帶表面溫度升高,同時加劇了輸送帶的磨損,還可能點燃輸送帶而發生著火事故或引發其它事故。打滑是由于膠帶松、負載大或膠帶卡阻所造成,根本原因是輸送帶與滾筒之間的摩擦力不夠。具體原因:1)運行阻力增大:如輸送機超載,輸送帶擠卡在機架上,托輥損壞、雜物纏繞、煤泥埋壓等原因造成大量托輥不轉;2)摩擦系數降低:如驅動滾筒與輸送帶的接觸面浸入水、煤泥,驅動滾筒表面鑄膠損壞;3)輸送帶張緊力減?。喝巛斔蛶б蜃冃味扉L,拉緊裝置拉緊力不夠或損壞。
1.8 輸送帶打滑的預防
防止輸送帶打滑,應從兩個方面著手:1)加強運行管理和維護,發現輸送帶打滑,按上面各原因進行分析處理;2)使用打滑保護裝置。3)在膠帶機啟動和制動過渡過程中,膠帶機中的張力變化的復雜性會嚴重影響膠帶機的壽命。所以,一種拉緊力能跟隨膠帶張力自動調整的拉緊裝置——自動液壓絞車拉緊裝置,是一種具有發展前途的拉緊裝置。即輸送機在不同的工況下(起動、穩定運行、制動)工作時,拉緊裝置能夠提供合理的所需拉緊力。
2 其它事故
此外,還有灑料、飛帶(傾斜下運的帶式輸送機)、逆轉飛車、減速機漏油、減速機斷軸事故、傷人事故等等。
一、引言
凡是發生在礦井、井下或地面威脅到井下安全生產,造成損失的非控制性燃燒均稱為礦井火災。井下發生火災不僅會造成礦產資源的損失、工程設備的損壞,造成生產中斷,更嚴重的是會直接威脅到礦工的生命安全。在一次死亡3人以上的事故中,以死亡數計算,火災事故占3.72%,僅次于頂板,瓦斯,水害之后,位居第四。
本文利用事故樹分析法對礦井外因火災的原因、初期滅火失敗原因以及撤離工作區失敗過程和原因進行了詳細分析,通過最小割集或最小徑集判斷各基本事件的結構重要度,從而分清預防事故的主次順序。文章將工作條件的危險評價方法運用到礦井火災分析中來,把分析結果定量化,以便明確實際工作環境中的危險性大小,引起有關部門的足夠重視,及時采取預防措施。
二、礦井火災事故分析
1.火災的分類和發生條件。礦井火災按引火原因分類有:(1)外因火災:由于外來火源引起的火災;(2)內因火災:礦物自燃引起的火災,火災發生條件:(3)引火源;(4)可燃物;(5)空氣。
2.外因火災事故樹分析。從圖1可見,外因失火事故樹共有基本事件28個,其中引火源事件22個、引火物6個。外因火災事故樹如圖1。
利用布爾代數法化簡得此事故樹的最小割集是:
(1)X8 X23 X0;(2)X20 X23 X0 X16 X18;(3)X1 X23 X0;(4)X9 X24 X0 X10;(5)X9 X25 X0 X10;(6)X9 X26 X0 X10;(7)X9 X27 X0 X10;(8)X9 X28 X0 X10;(9)X21 X23 X0;(10)X20 X24 X0 X16 X18;(11)X20 X25 X0 X16 X18;(12)X20 X26 X0 X16 X18;(13)X20 X27 X0 X16 X18;(14)X20 X28 X0 X16 X18;(15)X1 X24 X0;(16)X1 X25 X0;(17)X1 X26 X0;(18)X1 X27 X0;(19)X1 X28 X0;(20)X1 X28 X0等81個。由于最小割集表示系統的危險性,本事故樹有最小割集81個,數量相當之多,可見礦井外因火災事故發生的途徑多,預防難度大。
3.結構重要度分析。根據結構重要度近似計算公式:
IФ(i)=1-■(1-1/2■) j=1
[k表示最小割集總數;nj表示第j個最小割集中的基本事件數;i表示第i個基本事件]。得到事故樹的各基本事件的結構重要度:
I(8)=0.024691358025
I(23)=0.043621399177
I(0)=0.318312757202
I(20)=0.014814814815
I(16)=0.014814814815
I(18)=0.014814814815
I(1)=0.024691358025
I(9)=0.015432098765
I(24)=0.054938271605
I(10)=0.015432098765
I(25)=0.054938271605
I(26)=0.054938271605
I(27)=0.054938271605
I(28)=0.054938271605
I(21)=0.024691358025
I(2)=0.024691358025
I(3)=0.024691358025
I(4)=0.024691358025
I(5)=0.024691358025
I(22)=0.024691358025
I(11)=0.024691358025
I(12)=0.024691358025
I(6)=0.020576131687
I(7)=0.020576131687
結構重要度順序為:I(0)>I(24)=I(25)=I(26)=I(27)=I(28)>I(23)>I(1)=I(8)=I(21)=I(2)=I(3)=I(4)=I(5)=I(22)=I(11)=I(12)>I(6)=I(7)>I(9)=I(10)>I(20)=I(16)=I(18)。
由此我們應從以下幾個方面下手預防事故發生:(1)礦井
工人正常呼吸的同時盡量降低風壓,減少漏風;(2)采取分區通風,避免串聯,及時調節風流,控制和隔絕火區,縮小火區范圍;(3)妥善儲存易燃易爆性物體,加強日常檢查,及時發現險情;(4)加強礦工安全教育,不人為使用危險用具,不得已使用時應加強警惕;(5)嚴禁吸煙,經常對電器和有關線路進行檢修等,避免由于短路和接觸不良等原因發生事故。
三、礦井作業條件危險評價
以被評價環境與某些作為參考的環境之對比為基礎,采取打分的方法指定各種自變量為分數,最后根據總的危險分數來評價其危險性。系統危險性=L×E×C。
式中:L——事故或危險事件發生的可能性;E——暴露于危險環境的頻率;C——危險嚴重度;L——事故或危險事件發生可能:
10:完全會被預料到
6:相當可能
3:不經常但可能
1:完全意外,極少可能
0.5:可以設想,但高度不可能
0.2:極不可能
0.1:實際上不可能
E暴露于危險環境被指定的分數值:
10:連續暴露
6:逐日暴露
3:每周一次或偶然
2:每月暴露一次
1:每年出現幾次潛在危險環境
0.5:非常罕見
C危險嚴重度:
100:大災難,許多人死亡
40:災難,數人死亡
15:非常嚴重,1人死亡
7:嚴重,嚴重傷害
3:重大,致殘
1:引人注目,需要救護
危險分數值:>320;極其危險,不能繼續工作。160~320;高度危險,需立即整改。70~160;顯著危險,需整改。20~70;可能危險,需注意。
若對某個礦山作業環境進行危險評價,其得分情況如下:(1)事故發生可能性L=3;(2)暴露于危險環境E=5;(3)可能結果C=20。則此礦山的危險性最后得分為300,因此礦山作業環境高度危險,應立即采取措施解決。
四、結語
通過事故樹分析得知,礦井火災發生的途經多,預防途經少,且一旦發生火災,滅火相對困難。從歷年火災事故可以看出,此類事故傷亡人員多,財產損失大。但火災的發生有其制約條件,有關企業和部門應該建立和落實好安全生產責任制,認真查清、整改安全隱患,加強職工安全教育,減少人為失誤,加大消防及自救器等必要設備的投入力度,提供一個相對安全的生產環境。
參 考 文 獻
[1]劉芳.煤礦火災事故樹分析[BD].鄭州:河南工程學院.2007
[2]金磊夫.礦山事故分析及系統安全管理[M].北京:曹勝利.2004(4)
中圖分類號:TD528+.1 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)01-0011-01
前言
帶式輸送機是煤礦生產中的一種主要運輸設備,常用于長距離或上行下行大角度運輸,實際帶式輸送機一旦發生事故,將嚴重影響煤礦安全生產,造成重大經濟損失。因而避免事故的發生,保證帶式輸送機安全、可靠、高效運行,是一項重要的工作。
帶式輸送機事故不僅僅指設備本身發生的故障、失效和破損,而且包含產生不良后果的事故。帶式輸送機發生的事故主要有火災事故、輸送帶跑偏事故、輸送帶撕裂事故等。
1 帶式輸送機發生事故的原因
1.1 火災事故的原因
井下帶式輸送機是礦井主要易發火災區域,由于井下環境密閉,火災一旦發生就會發展迅速,對井下工作人員造成嚴重威脅,甚至有可能因為火勢擴大而誘發瓦斯爆炸,引發嚴重后果。造成火災事故的原因是有足夠的熱量使輸送帶溫度升高以致燃燒。打滑事故是產生足夠熱量的主要原因,打滑的原因有很多:由于拉緊裝置產生的拉緊力太小或者選用的輸送帶彈性伸長量太大而造成的輸送帶松弛;重載啟動時、輸送帶載重量過大時或者輸送帶與驅動滾動、轉向滾筒亦或托輥之間摩擦力太小所引起的輸送帶負載過大;輸送帶埋在煤中或淤泥中,而使輸送帶卡阻。另外也有電氣設備失爆、電線短路甚至于使用非阻燃輸送帶或不合格的阻燃帶而引起帶式輸送機火災的情況發生。
1.2 輸送帶跑偏事故的原因
輸送帶跑偏是帶式輸送機最常見的一種事故。它不僅會影響生產,損壞輸送帶,當使用非阻燃輸送帶時,還會因跑偏增加輸送帶運行阻力,使輸送帶打滑,可能引起礦井火災事故。在生產中人們通過實踐和探索總結出了輸送帶運行的基本規律:偏大不偏小、偏高不偏低、偏緊不偏松、偏后不偏前,為預防和處理事故提供了可靠的依據。
帶式輸送機運行時輸送帶跑偏是最常見的故障。它會影響煤礦生產環節的穩定,而且極其容易損壞輸送帶,造成煤礦生產環節成本的提升。造成輸送帶跑偏的原因主要有:
(1)設備本身的問題,如托輥轉動不靈活,滾筒的外圓圓柱度誤差較大,驅動滾筒和改向滾筒的軸線平行度誤差較大等;
(2)安裝調試方面,如滾筒、托輥、中間架安裝不符合規范要求,另外受料點的位置有偏差,也可能造成輸送帶偏載使之跑偏;
(3)維護方面,主要是由于清掃不及時,帶式輸送機滾筒或托輥上沾有煤塵,不及時清理,致使其局部直徑變大使輸送帶跑偏。
(4)滾筒或托輥上豁結物料或傾斜、變形、表面不平等。
(5)托輥調節不正常,頭尾輥與皮帶運行角度不對;幼巷道變形使機架傾斜或變形;
1.3 撕裂事故的原因
(1)漏斗磨損嚴重,致使矸石及煤塊直接砸輸送帶或矸石及其它物品卡輸送帶造成撕裂。
(2)輸送帶嚴重跑偏被刮撕裂。
(3)輸送帶接頭強度太低或因負荷太大使輸送帶接頭發生斷裂。
2 帶式輸送機常見事故的預防
2.1 火災事故的預防
(1)使用合格的阻燃輸送帶,即使發生火災,也能保證控制火勢不迅速發展。
(2)加強對電氣設備的檢測與維護,防止因電氣事故引起的火災。
(3)加強管理,保持巷道清潔,輸送帶上沒有浮煤、無水、無油、無雜物,機頭,機尾無堆煤。提高操作及維護人員的素質,隨時保持輸送機的良好運行狀態。
(4)輸送機要安裝檢測監控裝置,如驅動滾筒及改向滾筒溫度監控裝置,煙霧報警裝置和一旦發生火災的自動灑水裝置。
2.2 跑偏事故的預防
(1)購買由國家確認的合格產品,避免由設備制造精度不夠而引起輸送帶跑偏事故。
(2)安裝過程中要注重安裝尺寸精度:a.安裝調試中發現輸送帶在滾筒處跑偏,應校正滾筒的水平度和平等度,傳動滾筒、轉向滾筒的安裝要求其寬度中心線與輸送帶中線重合度不超過2mm,其軸心線與輸送帶中線的垂直度不超過滾筒寬度的千分之二,滾筒軸的水平度不超過0.3/1000。b.如果發現輸送帶在空載時總向一側跑偏,應調整托輥支架。c.如果發現輸送帶在空載時不跑偏,而重載時向一側跑偏,說明輸送帶出現偏載,應調整泄煤斗的位置。
(3)加強日常維護:a.及時清除輸送機滾筒、托輥、接料處等主要部位的煤塵,防止因滾筒、托輥上沾有煤塵導致輸送帶跑偏。b.及時調整輸送帶在運行中發生的跑偏現象,及時檢查輸送帶邊緣及接頭的磨損情況,發現問題及時更換和修補。
(4)安裝輸送帶跑偏的監測裝置,一旦輸送帶跑偏就發出報警信號,提醒維修人員采取措施。
2.3 跑偏事故的處理
(1)單側立輥調偏。輸送帶始終向一側跑偏,可在輸送帶的一側跑偏范圍內加若干立輥,使輸送帶復位。當輸送帶跑偏碰到側邊的立輥時,立輥帶動回轉架轉動,使輸送帶向中心移動,則槽形托輥和平行托輥亦隨之擺動,使跑偏的輸送帶被糾正過來。
(2)適度拉緊調偏。當輸送帶忽左忽右,方向不定時,說明輸送帶過松,可適當調整拉緊裝置以消除跑偏。
(3)調整滾筒調偏。輸送帶在滾筒處跑偏,檢查滾筒是否異?;蚋Z動,調整滾筒至水平位置正常轉動,消除跑偏。驅動滾筒與換向滾筒的調整是膠帶跑偏調整的重要環節。因為一條帶式輸送機至少有2一5個滾筒,所有滾筒的安裝位置必須垂直于輸送機長度方向的中心線,若偏斜過大必然發生跑偏。其調整方法與調整托輥組類似。
2.4 撕裂事故的預防
(1)及時修補已磨損的漏斗,避免矸石及煤塊直接砸向輸送帶。(2)及時處理跑偏故障,以免撕裂輸送帶。(3)設置輸送帶縱向撕裂監測裝置,發現故障及時處理。
結語
帶式輸送機是一種廣泛運用的礦山機械設備,而要做好帶式輸送機的維護一方面需要對現場工作人員素質進行提升,逐漸熟悉帶式輸送機的常見事故及處理方法以及預防措施;另一方面要確保對安全管理手段的不斷更新,通過對設備環節的有效運用,對相關問題的正確分析,以確保帶式輸送機系統的正常運行。還要結合現場工作人員和設備研究人員的相關知識才能更好地使用、維護、保養帶式輸送機,搞好安全生產,促進煤炭行業高效快速的發展。
參考文獻:
2、發生窒息死亡事故的機理
2.1 單純性缺氧窒息:氧氣是維持人體正常生理機能所需要的氣體,人類的生命活動,必須不斷吸入氧氣,呼出二氧化碳。單純性窒息氣體,本身無毒,但其比例較大時,使空氣中氧濃度相對減少,使肺內的氧分壓降低,造成肌體內缺氧窒息。在煤礦,可能使氧氣含量降低的窒息性氣體主要有N2、CO2和CH4,它們既可以從礦內采空區涌出,也可能從煤和圍巖中涌出,部分地點或區域還可能突然涌出。缺氧窒息主要取決于氧含量的大小,這種事故可能伴隨有毒氣體的因素,缺氧窒息的最大危險是:氧含量過低,達到使人窒息的程度,人便失控,不能采取任何控制自己行動的措施,也不可能把自己所處的危險狀態和感覺告訴別人,當空氣中的氧濃度降低時,人體就可能產生不良的生理反應,出現種種不舒適的癥狀,嚴重時可能導致缺氧死亡。人體缺氧癥狀與空氣中氧濃度的關系如表1所示。
所以,在井下不通風或通風不良的舊巷內,空氣中的氧濃度可能顯著降低,如果不經檢查而貿然進入,就可能引起人員的缺氧窒息,應予以特別警惕。
2.2 化學性窒息氣體引起窒息:化學性窒息氣體對人的血液或肌體組織產生特別化學作用,使肌體內氧的運輸和利用氧的功能發生障礙,引起人體的“內窒息”,煤礦井下化學性窒息氣體主要有CO(井下爆破、礦井火災、煤炭自燃及煤塵、瓦斯爆炸事故)和NO2(井下爆破工作)。CO是一種無色、無味、無臭的劇毒氣體,使人體血液中的血紅素與CO的親和力比它與O2的親和力大250-300倍,能使血液中毒,阻礙氧與血紅素的結合,使人體缺氧引起窒息死亡,一氧化碳中毒程度取決于其含量的大小及與人體接觸的時間,當CO含量達到0.5%時,人吸一兩口就會立即中毒死亡。井下一氧化碳主要來源于井下爆破、礦井火災、煤炭自燃及煤塵、瓦斯爆炸事故等。如1995年9月2日我省龍巖礦務局虎坑山煤礦,因李××嚴重違章私拆柵欄進入盲巷,引起CO中毒死亡事故,又如1997年2月淮北朱莊礦因處理火區致使火區內的CO氣體突然涌出,造成該礦總工程師、安全礦長等9人因CO中毒而死亡,人體吸入CO后的中毒程度與空氣中CO濃度和時間的關系如表2所示。
由于CO與血紅素結合后,生成鮮紅色的碳氧血紅素(故CO中毒最顯著的特征是中毒者粘膜和皮膚均呈櫻桃紅色)NO2是炸藥爆破時產生一系列的氮氧化合物(如NO、NO2等)中的主要產物,NO是一種極不穩定的氣體,在常溫下能很快與空氣中的氧化合成NO2。該氣體易溶于水而生成腐蝕性很強的硝酸,其對呼吸系統有強烈刺激及腐蝕作用,能引起肺水腫等病狀。NO2中毒可以有潛伏期,有的在嚴重中毒的同時尚無明顯感覺,還可以堅持工作,但經過6-24小時后發作,中毒者指頭出現黃色斑點,并出現嚴重的咳嗽、頭痛、嘔吐甚至死亡。如鹽城礦務局南莊礦曾發生一起NO2中毒癥狀明顯事故,該礦2103工作面在采用獨頭局部通風機供風下進行采煤,連續放炮后,未等炮煙吹散,一個工人就到迎頭扒煤,因NO2中毒而死亡。NO2中毒癥狀與濃度的關系如表3。
2.3事故原因
首先,礦井通風管理不嚴,沒有認真執行《煤礦安全規程》的有關規定,在低瓦斯礦井中,特別是鄉鎮小煤礦,在利益的驅動下,為了節省費用,通風系統不完善管理不善,串聯風、老塘風、擴散風、循環風等普遍存在。獨頭盲巷很少設置柵欄警標。通風質量低劣,漏風嚴重。以致通風系統混亂,風流不穩定,風流短路,供氧不足等。這些都給窒息事故留下隱患。如2004年2月10日福建大田縣上京鎮煤礦發生的一起瓦斯窒息事故死亡3人的重大事故,原因就是該礦井為獨眼井,工作地點無新鮮風流,出事地點的氣體濃度為:O28%,CO20.2%,CH43.6%。其次,職工隊伍素質較差,缺乏一定的專業知識,冒險盲目蠻干,在低瓦斯礦井中,人們平時只注意頂板、水、火等安全知識的學習。而對于人體生存的首要條件―――氧氣,卻缺乏起碼的了解和認識。錯誤地認為只要CO2和CH4不超限便是安全的了。不懂得進入無風巷道也會因缺氧而導致死亡。1995年10月20日新羅區曹溪鎮王莊村煤礦曾發生一起峒主陳××違章指揮工人進入不具備基本安全生產條件、已被封閉的礦井內,拆除柵欄修復巷道,造成3人窒息死亡的重大事故。
3、發生窒息死亡事故的一般規律。
在爆炸和火災事故區域,瓦斯噴(突)出地點,采空區附近,廢棄的巷道和盲巷,地質構造復雜的附近及密閉巷道外口均有可能發生窒息死亡事故。根據福建省歷年窒息死亡事故的統計分析,有以下二個特點:
3.1低瓦斯礦井中,由于礦井風流中瓦斯濃度不高,礦井工作人員容易產生思想麻痹,管理松懈。礦井通風系統往往存在諸多問題。違章指揮、違章作業現象時有發生。這些都是導致窒息事故發生的重要因素。
3.2獨頭盲巷窒息事故多。據該統計數據,進入柵欄大、小便、存放衣物材料或休息、找煤等造成窒息死亡的占54%,出于某種動機扒毀柵欄進入而死亡的占46%。如福建省永安某小煤礦曾發生一起因為一名隊長進入柵欄內取他本人放在里面的煤電鉆而死亡的事故。
4. 預防窒息死亡事故的主要措施
4.1每個礦井必須有足夠的通風能力,可靠的通風設施,完善的通風系統,保證礦井通風機正常運轉。保證井下生產作業場所風量充足,風流穩定,以保證井下工作人員對氧氣的需求量。
4.2獨頭掘進工作面,在檢查CH4、CO2含量的同時,還應檢查巷道中O2含量情況,以預防CH4和CO2超限而出現缺氧窒息情況。
4.3盲巷、采空區管理要嚴格按照《煤礦安全規程》規定,及時封閉。
4.4嚴格掌握角聯巷道通風狀態,預防微風或不通風巷道出現CH4局部超限或高氮缺氧。
4.5遇有地質構造發生變化地段和CH4及N2局部富集且有異常時要及時采取相應的安全技術措施。
4.6爆破時,堅持使用水炮泥,吸收炸藥爆炸時產生的NO2,堅持放炮噴霧和放炮后噴霧灑水,加強通風及時吹散炮煙,炮煙末吹散不要進入迎頭,采掘面要搞好凈化通風。
4.7處理瓦斯煤塵爆炸和井下火災等事故時,要正確分析爆炸沖擊波對通風系統的破壞情況和火災,火風壓對礦井風流的影響程度。合理確定災區撤退人員的撤退路線和搶險救災人員的行進路線。避免因風流反向而造成人員中毒窒息死亡。 4.8配齊通風監測儀表,提高監測手段,防止通風安全失控。進入災區探險或進入不通風巷道作業,必須事先制定安全技術措施,由礦山救護隊負責處理,待恢復正常通風后,工人方可進入作業。
帶式輸送機是以輸送帶兼作牽引機構和承載機構的連續運輸機械。帶式輸送機既能用在水平運輸,也能用在傾斜運輸。礦用帶式輸送機主要有繩架式、可伸縮式、嵌鋼絲繩式及鋼絲繩牽引等類型。接牽引方式不同,帶式輸送機可分為滾筒駔動和鋼絲繩牽引??缮炜s帶式輸送機由機頭、儲帶裝置、中間機身部、機尾部、托輥、輸送帶、清掃器、制動裝置和保護裝置等部件組成。為提高傳動滾筒上的牽引力,一般從以下幾個方面著手:增加輸送帶的初張力;增加摩擦系數;增大圍包角。
1、帶式輸送機常見傷人事故及預防措施
1.1 帶式輸送機一般傷人事故
(1)輸送帶火災事故,會導致較多人員死亡。(2)處理輸送帶打滑傷人。(3)在輸送帶上行走,被拉入溜煤眼或被摔倒;跨越、穿過輸送帶傷人。(4)處理輸送帶跑偏傷人。(5)清掃輸送帶、連接輸送帶等傷人;卷筒附著煤泥傷人;用帶式輸送機運送物料傷人。
1.2 防止帶式輸送機傷人事故采取的措施
(1)帶式輸送機操作人員一定要經過安全技術培訓,考核合格并持證上崗。工人衣著要利索,袖口、衣襟扎緊,不可留有長發辮。(2)帶式輸送機的驅動裝置、液力偶合器、傳動滾筒部滾筒等要設置保護罩和保護欄桿,避免人員靠近導致事故。(3)帶式輸送機開機時,要先發出信號,后點動試機,再投入正常運行;輸送機要求空載啟動,并避免頻繁啟動。(4)輸送機運行中,人不能探入下輸送帶或儲帶倉內清掃浮煤,不可鉆入機架清掃浮煤或淤泥,進行處理時,要通知操作人員停機進行。(5)檢修帶式輸送機時,要執行停送電制度,以避免誤操作引發事故;要加強對設備的保養,在運行中如發現問題必須及時處理、維修。
1.3 帶式輸送機操作人員應注意的問題
(1)接班運行前的應檢查的重點。一是各種保護裝置、制動裝置、信號閉鎖系統要齊全、靈敏可靠;二是機頭、機尾清掃器要滿足規定要求;三是輸送帶張緊狀況符合規定與否;四是開機七天后應檢查各輸送帶接頭良好與否;五是各滾筒、托輥完整狀況、轉動靈活狀況;六是信號是否清晰可靠。
(2)啟動、運行和停機安全操作應注意的問題。一是在啟動前要發信號,警告現場人員離開帶式輸送機轉動部位;啟動時,先點轉一、二次,通過聽、看,確認正常之后,才能開始運行。二是在運轉中要做到:注意輸送帶張緊狀況,發現輸送帶打滑要馬上處理,處理不了的要及時匯報;注意輸送帶運行狀況,發現跑偏等異常情況要馬上處理或及時匯報;要注意開機、停機信號,不可發生誤操作。三是停機后要把隔離開關置于零位。
2、帶式輸送機常見事故及預防
2.1 輸送帶跑偏
(1)跑偏原因。輸送帶跑偏的主要原因是輸送帶受力不均勻導致的。主要原因有以下幾種:滾筒上黏煤,滾筒傾斜、變形;機身中心、機頭中心和機尾中心偏離;托輥調節不正常;巷道變形使機身傾斜、機架變形;裝載不正;輸送帶接頭不正;輸送帶質量差,受張力程度不同;托輥上黏結物料,托輥表面不平等。
(2)跑偏的表現。大、高、緊、后"是輸送帶跑偏的表現。滾筒托輥直徑不一時,輸送帶向直徑大的一側跑偏;支撐裝置不在同一水平面上,輸送帶向高的一側跑偏;輸送帶兩側的松緊程度不同,運行中向緊的一側跑偏;托輥或滾筒不在運行方向的垂直面內,一前一后,輸送帶會向后的一側跑偏。
(3)輸送帶跑偏調整。一是輸送帶經常在某一段跑偏,要看此處安裝有無傾斜或不直,若是安裝沒問題,應調整托輥或滾筒。調托輥時把輸送帶偏向那邊的一個或幾個托輥,沿輸送帶運行方向推移。在調整托輥個數多,調整的量少,單邊調整時效果要好。輸送帶在滾筒上跑偏時,輸送帶往哪邊跑偏,就把哪邊的滾筒沿輸送帶運行方向向前調整一小段距離。二是輸送帶上某一段運行到某處就在某處跑偏,接頭不正時,可能發生較長距離跑偏。要重做接頭,確保接頭與輸送帶中心線垂直。三是若轉載機卸下的煤偏向輸送帶一邊時,可能造成長距離的跑偏,要調整落煤點。
(4)跑偏預防措施。一是提高安裝質量。在帶式輸送機安裝時,必須保證整臺機中心線成一直線,各滾筒、托輥軸線與輸送帶中心線協調。二是設置前傾側托輥。把槽形托輥兩側托輥的外端向輸送帶運行方向偏斜安裝2°~3°,利用托輥給輸送帶向內的橫向推力,使輸送帶回復到正中位置。三是設置回轉式槽形調心托輥。在輸送帶跑偏時可自動調偏。四是裝載要均勻,要避免局部超載和偏載。五是保持輸送機良好的作業環境,輸送機的清掃裝置要良好可靠。
2.2 托輥運轉問題
(1)托輥不轉或損壞的原因。煤塵或污水進入軸承,使軸承內有污物轉動不了。托輥軸承中的油脂流失或缺油,外界的水或潮氣大量侵入,使軸承銹蝕嚴重而轉動不了。托輥的結構和質量不能滿足技術要求,壽命較短。
(2)采取的預防措施。對使用中托輥的運轉狀況應予以高度重視,保持托輥的清潔,更換轉動不靈活的托輥;加強帶式輸送機的維護管理,避免水淹、貨埋,保管;采用較好脂,改善托輥軸承的狀況,延長托輥的使用壽命。
2.3 輸送帶打滑
(1)輸送帶打滑的原因。運行中因托輥不轉、輸送帶跑偏、裝載太多,或由于輸送帶損壞、巷道片幫等現象使輸送帶運行阻力增大而導致輸送帶打滑;輸送帶在使用一段時間后,由于張力減小而打滑;摩擦系數下降,也可能使輸送帶打滑。
中圖分類號:TB35.2 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)13-0074-01
煤礦企業采取的“一通三防”技術指的是安裝好齊全的通風設施,防治瓦斯、預防火災以及防治煤塵。煤礦企業要依據安全操作標準,將保證通風安全作為工作中心,以預防瓦斯事故作為工作重點,依靠先進的科學技術,將“一通三防”技術貫穿在煤礦工作中。
一、礦井通風技術
為了確保礦井的生產安全,必須要確保礦井具有良好的通風。礦井生產過程中的通風主要通過機械設備或自然風將新鮮的空氣輸送到分布在礦井中的用風點,主要起到維持礦井作業人員的呼吸,對有害氣體進行稀釋,以及降低礦井溫度的效果,從而使礦井獲得舒適的生存環境,并且一旦礦井出現重大事故和災害,可以對通風進行調節,并將其送到最需要的地方。
由于煤礦生產過程中機械化不斷普及,煤炭開采技術、巷道和支護技術都有了巨大進步,隨著電子信息技術在礦井生產中得到應用,礦井通風技術有了較大提升。通風管理工作目前已經趨于規范化和制度化,先進的技術和設備不斷應用到通風工作中。
1.礦井通風系統的優化改造
礦井通風系統包括了排出污染氣體的方式、不同的通風方式、通風網絡以及控制通風的設施等。
通過對礦井自身特點和通風要求進行分析,將通風系統從中央式改為中央對角式混合通風。為了使礦井達到集約化生產的要求,當工作區域的產量在1Mt/a以上時,可以把礦井分為多個區域進行開采。這時就需要構建不同區域的通風系統,即不同區域各有一組進出風井,而不同區域的通風技術都是相互獨立的。
分區域通風的優點是通風線路較短、風力阻礙小、干擾程度低、安全性高,并且節能效果較好,使礦井具有良好的通風,能夠積極對災害進行預防,主要用于規模比較大的礦井以及礦井依據地質情況分為不同區域的情況。一般情況下,礦井屬于新建并且規模比較大的類型,通常采用對角式或分區域的通風系統,而礦井屬于擴建類型時主要采用混合式。
為了使通風機在礦井生產中獲得更好的經濟效益,煤礦企業進行了以下研究:
(1)為了更好地適應通風系統的優化要求以及達到集約化的目的,我國在80年代研制出了不同系列的軸流式風機,如2K60系列以及GAF系列,以及不同系列的離心式風機,如G4-73和K4-73系列。在90年代,我國又研制出了對旋式風機。這種風機的特點是能耗低、效率高,目前在煤礦企業中普遍應用。
(2)通過對通風機和配件進行積極的維護,使風機內部受到的阻力以及漏風情況大大減少,使通風機的工作效率大大提高。通過了解礦井中舊風機的運行狀態,發現了通風機和通風網絡不匹配的原因,主要原因是通風機型號過大,轉速偏高,造成電機功率過高,風機長時間工作在效率較低的狀態。改進措施為,將舊風機的機芯進行更換、將葉輪和葉片進行改進,從而提升風機的運行效率。
2.礦井通風新技術
當前礦井通風先進技術中,均壓通風技術是其中的代表。它的主要內容是依據礦井的特點選擇不同類型的均壓通風,并且還有配套的其他技術,如均壓監測技術、漏風檢查設備、新型的阻漏技術等,共同起到了避免漏風和出現自燃的情況。
(1)可控循環風技術
可控循環風技術指的是將作業區域回風的一部分返回到進風中,并且監控進入該區域的空氣質量以及流量,并做好及時的預防措施??煽匮h風技術在使用過程中被嚴格控制,需要慎重使用。
(2)工作面下行通風技術
工作面下行通風能夠使工作面的溫度出現下降,而進風流由于不從工作區的運輸巷通過,因此不會因為機電設備大量發熱而使進風溫度升高。該技術的缺點是回風流會通過運輸巷,因此會對機電設備管理造成困難,降低了使用安全性。所以必須提高通風管理、瓦斯管理以及機電設備管理,保障下行通風的安全。
(3)災變通風技術
當礦井出現火災或爆炸時,為了確保人員的自身安全,要對風的方向進行調控,防止有毒氣體進入人員撤離和救災的通道中,降低人員和經濟損失。
調控風流流向通常是將巷道的風流進行反轉,并且要依據災害出現的地點以及礦井內部結構,分析采用局部反風或采用全礦反風,從而保障通風的順暢和安全。
二、防治瓦斯的措施
瓦斯防治的重點區域:(1)采煤工作區域的回風隅角。這個區域內瓦斯會發生聚集,當采用無煤柱開采方法時,進風隅角和切頂線都會發生瓦斯超限。(2)煤采空區周圍。瓦斯在墻內聚集,墻外瓦斯超出上限。(3)掘進區域。由于煤炭開采逐漸加深,使煤層內部的瓦斯大量溢出,導致瓦斯超出上限。由于煤炭掘進區域屬于礦井通風的薄弱環節,因此必須提高通風,嚴格控制該區域的瓦斯含量。
三、防治煤塵措施
煤塵和巖塵是煤礦粉塵的兩種主要類型。煤塵一般在采掘過程中產生,出現原因包括煤炭爆破、煤炭裝卸、煤炭運輸以及通風等;巖塵一般在進行巖石巷道開采中出現。
通過對煤塵產生的原因和出現區域進行分析,防治煤塵主要應用“預防為主,綜合防塵”的措施,防治方式包括降塵、除塵以及補塵等,還要準備粉塵檢測儀器,構建系統的防塵灑水系統。礦區依據粉塵出現的原因和地點,采取了綜合防治和個體化防治措施:
當采取有效的防塵措施后,空氣中仍存在細微的礦塵,部分區域仍不能符合衛生要求。因此針對接觸粉塵的開采人員采用個體化防護措施,工作在掘進區域的人員裝有壓風呼吸器,而開采區域的人員佩帶防塵口罩,從而防止工作人員吸入粉塵。
四、火災防治
1.開拓開采方面的措施
(1)設計安全性高的巷道系統。
(2)選擇恰當的采煤方式:如運用單一傾斜長壁法。
(3)避免煤體出現破碎,開采過程中縮短煤巷時間,提高支護強度,盡量避免煤炭接觸到空氣。
(4)依據規范的回采順序進行開采,首先在工作區域使用前進式,然后推進工作面時使用后退式,保持合理的回采順序,能夠避免采空區大量漏風,可以避免煤層出現自燃的情況。
2.通風方面的措施
回采時運用后退式方法,通風方式選擇“U”型,避免新鮮空氣和回風通過采空區,減少了漏風量,不易出現自燃,要將通風設備安裝在圍巖堅固的地方,還要防止采空區周邊的煤柱出現裂縫,提高漏風量;同時還要應用相關對策降低開采區域進、回風巷的負壓差,防止出現漏風;還可以在回采區域和輸送巷之間安裝雙向風門,實現全區反風,避免火災出現擴大。
結語:
礦井工作過程中,煤炭企業要積極做好“一通三防”工作,提高通風質量,制定嚴格的檢查和驗收標準,確保較高的通風質量。要加強瓦斯防治力度,進行綜合治理。同時采取綜合措施進行防塵管理,保證礦井內環境符合衛生要求,要構建完善的通風系統,使礦井保持良好的通風,最終確保煤炭生產過程中的安全。
參考文獻
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中圖分類號:TD327.5 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)20-0136-01
新疆中德偉業公司阜康丁家灣煤礦,因為受地質因素等影響, 存在如礦井老空積水、承壓水威脅、瓦斯突出、提升絞車斷繩頓罐和井下火災等大量事故隱患,給礦安全生產帶來很大困難。本文結合煤礦實際,就采礦作業存在的主要事故隱患和易發事故類型進行分析,并提出預防措施,以期對工作有所幫助。
一、采礦作業中存在的主要事故類型及原因
(一)采場冒頂片幫事故
在采礦作業中,最常見的事故是冒頂片幫,約占采礦作業事故的40%以上。該類事故產生的原因主要有以下幾點:
一是采礦方法、頂板管理方法不當。如采場布置方式與礦床地質條件不適應,采場階段太高,礦塊太長,頂幫暴露面積太大,時間過長,加上頂板支護、放頂時間選擇不當,都容易發生冒頂事故。天井、漏斗布置在礦體上盤或切割巷道過寬都容易破壞礦體及圍巖的完整,產生片幫事故。
二是對作業現場檢查不到位。冒頂傷亡事故大多屬于局部冒落及浮石傷人,且多發生在爆破后1~2小時內。所以放炮后應加強對采場頂幫的檢查和處理。另外,在節假日前后或停工時間較長后,恢復生產時,也應加強對頂幫的檢查和處理。
三是處理浮石操作方法不當。這類冒頂事故大多由于處理前對頂板缺乏全面、細致的檢查,沒有掌握浮石情況而造成的。也有一些事故是由于違反操作規程,冒險空頂作業,違章回收支柱而造成的。
四是地壓活動的影響。有些礦山在開采后對采空區不及時有效地處理,隨著開采深度的增加,礦山的生產區域不同程度地受到采空區地壓活動的影響,容易導致井下采場和巷道發生大面積冒頂片幫事故。
(二)采場塌陷事故
這種事故經常發生在使用留礦法采礦的生產中。留礦堆中形成空洞的原因主要有:由于礦體上盤圍巖節理發育,斷層較多,回采易產生大塊礦巖;礦石濕度大,粉礦和夾雜黏土多,易黏結成塊;回采進度太慢,或采場擱置停采,長期沒有放礦;漏斗間距太大;平場時二次破碎不充分等使大塊礦石潛埋于礦堆內,礦房局部發生堵塞,形成空洞。
(三)墜井事故
礦井在開采過程中,受地質條件的變化和開采的影響而布設很多形式的豎井,在采礦作業時,人員經常進出采場,途經天井和溜井,如果天井支架不牢,梯子沒有固定好,梯子間沒有防護欄桿,天井扒釘把手不牢靠,或是溜井口未設標志、護欄和格篩等,往往容易導致墜井事故。
(四)溜礦井、放礦漏斗卡礦事故
由于溜礦井或放礦漏斗卡礦、堵塞處理不當,出現人員受礦石積壓、深埋和機器卷揚等威害,造成人身嚴重傷亡的事故在礦山時有發生。
二、預防措施及改進對策
(一)預防采場冒頂片幫事故措施主要有:
一是根據礦床地質條件,合理選擇采礦方法和采場布置。天井、漏斗等應布置在礦床的下盤,避免破壞上盤,造成片幫。開采時,要嚴格按采掘順序,自上而下,由遠而近,有計劃的回采,盡量減少頂板暴露時間,加快采礦速度,縮短回采周期。
二是加強采場頂板觀察、檢查。要加強現場頂板管理,同時對采場礦巖情況經常進行檢查,根據不同情況,采取相應的預防措施。發現巖石松軟時,應及時支護,盡量避免在空頂下作業。采場和附近作業點放炮后,應仔細地檢查采場頂幫的巖石和支護。檢查時人要站在安全的地方,由外向里用尖頭長釬子或帶矛頭的長竹竿撬下松動的巖石。檢查處理完畢,再通知其他人員進入采場作業。
三是是注意觀測頂板冒落預兆,防止發生大面積冒頂事故。大多數情況下,頂板冒落之前都會有些預兆,如頂板巖石下沉、支架發出爆裂聲、發生折斷;頂板巖石發出破裂和撞擊聲;頂板有巖石碎塊掉落,以及涌水、淋水量增大等現象。一旦發現采場有大面積冒頂的征兆,應立即停止采場作業,馬上撤離作業區內的人員。
(二)預防留礦法采礦中采場塌陷事故的措施有:
一是選擇合理的爆破參數,減少爆破產生大塊或粉礦,盡可能保持上盤圍巖不遭破壞。
二是平整采場時,應仔細進行大塊礦石的二次破碎工作。
三是局部不穩固的礦體可留不規則礦柱,防止大塊片幫。粉礦較多、含有黏土夾層、礦石濕度大時,應預先確定采用較小的漏斗間距,并做到經常且均勻地放礦。
(三)防止墜井事故的措施有:
一是根據巖石穩定程度,架設相應牢固的支架。巖石穩固時,可以用橫撐支柱。巖石不穩固時,必須用方框支架。有片幫危險時須留礦柱。
二是天井的梯子、扶手要牢靠,并經常檢查。梯子間與提升間之間應有隔板。天井高度不大,單純用扒釘作把手時,須另設一根牢靠的保險繩以防不測。
三是應裝設明顯的標志和防墜裝置、光信號、圍欄、鏈條等,并及時封閉不使用的天井和溜井。
四是井下作業人員要嚴格遵守安全管理規定,不得跨越溜井。
(四)溜礦井、放礦漏斗卡礦的處理措施有:
一是溜井的坡道設計和施工要合理,不要拐死彎。
二是溜井使用前,必須將井中的雜物清理干凈。使用過程中,嚴禁將廢舊木材、鋼管、鋼釬、鋼絲繩等雜物及大塊礦石放進溜井,以免堵塞溜井。
三是禁止放空溜礦井的礦石。