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        山西某礦礦井火災(zāi)事故起因及處理措施探討

        2021-09-03 07:10:34董琦
        同煤科技 2021年4期
        關(guān)鍵詞:著火點火災(zāi)事故采空區(qū)

        董琦

        (新疆焦煤(集團)有限責任公司一八九〇煤礦 新疆烏魯木齊830025)

        1 引言

        礦井火災(zāi)事故是煤礦安生產(chǎn)過程中的主要災(zāi)害之一。礦井火災(zāi)事故的發(fā)生,一方面會破壞礦井生產(chǎn)設(shè)備,進而影響到工作面乃至礦井的正產(chǎn)生產(chǎn),導(dǎo)致礦井生產(chǎn)效益降低;另一方面,若事故處理方法和救援措施不當,會嚴重威脅到礦井生產(chǎn)工人的生命安全,造成巨大的人員傷亡等事故[1]。因此,針對礦井火災(zāi)事故的發(fā)生及處理,必須明確火災(zāi)事故出現(xiàn)后的具體處理方法,并在有工人被困情況下,提出安全、可行、詳細的救援方案,以使得人員傷亡數(shù)量降低到最小,降低企業(yè)經(jīng)濟損失。本文以山西某礦火災(zāi)事故為背景,重點分析了火災(zāi)事故出現(xiàn)后的緊急處理方案,并針對生產(chǎn)工人被困的現(xiàn)場實際情況,提出具體的救援措施,以此為該礦其他生產(chǎn)工作面預(yù)防和處理火災(zāi)事故提供一定的借鑒作用。

        2 工程概況

        山西某礦當前主采5#煤層,礦井的原始瓦斯含量為12.56 m3/t,瓦斯壓力約為0.95 MPa,為突出礦井,煤層自燃傾向性等級為Ⅱ級,屬自燃煤層。礦井當前開采的5102綜采工作面,煤層的平均開采厚度約為4.23 m,煤層平均傾角約為3°,采用一次采全高開采工藝,工作面長度150 m。5102綜采工作面頂?shù)装鍘r性如圖1所示。煤層的直接頂與直接底均為泥巖,基本頂為粉砂巖,基本底為細砂巖。5102綜采工作面西鄰5101綜采工作面采空區(qū),東臨5103綜采工作面。

        圖1 5102綜采工作面頂?shù)装鍘r性

        3 火災(zāi)事故情況

        3.1 火災(zāi)發(fā)生情況

        5102一次采全高綜采工作面為發(fā)生火災(zāi)的重災(zāi)區(qū),其發(fā)火影響范圍主要波及到5102生產(chǎn)工作面、運輸順槽、軌道順槽和瓦斯抽放巷。在事故發(fā)生后,相關(guān)責任人立刻組織相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及救援隊伍對火災(zāi)事故礦井進行相關(guān)救援工作,綜合考慮發(fā)火工工作面的位置、通風情況及主要著火點位置、礦井瓦斯體積分數(shù)、礦井溫度等因素,同時結(jié)合煤層自然發(fā)火狀況和礦井以往火災(zāi)防治措施,積極部署了相關(guān)應(yīng)急救援工作,得以控制災(zāi)害事故的擴大,減少煤礦企業(yè)的經(jīng)濟損失。

        3.2 火災(zāi)原因分析

        火災(zāi)事故出現(xiàn)的主要要素包括以下三部分:熱源、可燃物與氧氣,如圖2所示[2]。

        圖2 火災(zāi)事故三大主要因素

        礦井火災(zāi)事故發(fā)生的主要原因有內(nèi)部原因和外部原因。火災(zāi)事故發(fā)生的外部原因包括明存在與出現(xiàn)明火、爆破未按規(guī)定、煤與瓦斯突出、金屬摩擦等。而內(nèi)部原因則組要包括煤層為易燃煤層、煤層瓦斯含量較高、煤層氧化生成熱量積聚、礦井空氣內(nèi)氧氣含量較高及礦井通風方式不當[3]。通過對該礦5102綜采工作面火災(zāi)事故的詳細調(diào)查發(fā)現(xiàn),此次火災(zāi)事故的主要原因是內(nèi)部因素造成,由于該礦為高瓦斯礦井且工作面煤層屬于易燃煤層,礦井在增大礦井通風量需求的同時,在5102綜采工作面采空區(qū)嚴重的漏風現(xiàn)象,造成在5102采空區(qū)內(nèi)遺留煤炭資源的氧化,進而造成熱源的大量積聚,支架頂板之間并伴隨有白霧,而回風順槽內(nèi)的一氧化碳濃度約為0.04%,結(jié)合兩者,認為為是兩者相互影響,最后導(dǎo)致采空區(qū)內(nèi)遺留煤炭資源的發(fā)火,造成嚴重的礦井火災(zāi)事故。

        4 火災(zāi)處理方法與救援措施

        4.1 現(xiàn)場救援情況

        在現(xiàn)場救援過程中,首先對5102綜采工作面內(nèi)瓦斯、一氧化碳、二氧化碳、氧氣和溫度進行了詳細偵查,偵查結(jié)果如圖3所示。

        圖3 現(xiàn)場偵查結(jié)果

        由圖可知,在工作面30#液壓支架至80#液壓支架進行相關(guān)數(shù)據(jù)監(jiān)測,各監(jiān)測點氧氣濃度均為18%,而瓦斯?jié)舛群繌臋C頭的0.3%減小到機尾0%、一氧化碳濃度由機頭的0.018%減小到機尾的0.000 1%。另外對支架測點內(nèi)的溫度進行了統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)工作面中部液壓支架所監(jiān)測到的溫度相較于工作面兩端的溫度低。同時在偵查時也發(fā)現(xiàn),工作面后方采空區(qū)內(nèi)存在大量的遺留煤炭資源,浮煤量較大,這為火災(zāi)事故的發(fā)生提供了重要的物質(zhì)資源(可燃物)。

        4.2 救援措施

        (1)采空區(qū)注水

        在礦井火災(zāi)發(fā)生后,工作面正常生產(chǎn)作業(yè)無法進行,停止工作采煤及運輸設(shè)備,同時對工作面混風的順槽進行去全面戒嚴,禁止各類工作人員進入到工作面回風順槽內(nèi),同時在工作面中40#到70#液壓支架均勻布置4臺高壓水槍,在工作面液壓支架的掩護下,對采空區(qū)進行注水,以降低工作面熱源的溫度,控制火災(zāi)的繼續(xù)蔓延。在此期間特別要注意采空區(qū)內(nèi)有明火的位置,要對準其著火中心,進行滅火,待明火完全澆滅,繼續(xù)向明火位置進行注水降溫,以免著火點文溫度過高,導(dǎo)致采空區(qū)遺留煤炭的二次復(fù)燃。

        (2)采空區(qū)定點注膠

        在該火災(zāi)救援處理過程中,由于發(fā)火面積較大,位置較高的著火點無法撲滅,采空區(qū)注水的措施達不到預(yù)期效果,因此在現(xiàn)場實施過程中,對位置較高額著火點施行注膠。在工作面中部40%、60#液壓支架上布置注膠管,調(diào)整注漿管的位置,使其對準高處著火點。注膠的方法能夠有效撲滅位置較高的著火點,同時也能夠在著火點表面附著,增加其作用時間,降低位置較高處著火的溫度,防止位置較高處著火點的二次復(fù)燃。

        (3)采空區(qū)全面注氮

        在礦井火災(zāi)基本撲滅后,對采空區(qū)內(nèi)進行大范圍的注氮,一次來進一步控制火災(zāi)的復(fù)燃工作。在工作面端頭、中部和尾端各布置三套注氮裝備,同時瑞已撲滅火的采空區(qū)進行注氮,一次來鞏固前期的撲滅效果,進一步降低采空區(qū)溫度,防止遺留浮煤的再次復(fù)燃,增大滅火工程量,影響礦井的正常生產(chǎn),減少礦井經(jīng)濟效益。

        4.3 救援后情況

        在現(xiàn)場救援結(jié)束后,同樣對5102綜采工作面內(nèi)瓦斯、一氧化碳、二氧化碳、氧氣和溫度進行了詳細偵查,偵查結(jié)果如圖4所示。

        圖4 救援后偵查結(jié)果

        由圖可知,與救援前監(jiān)測結(jié)果相比,各測點氧氣監(jiān)測濃度未發(fā)生變化,而瓦斯?jié)舛群縿t從機頭的0.2%減小到機尾0%、一氧化碳濃度由機頭的0.015%減小到機尾的0.000 1%。而各支架測點內(nèi)的溫度相較于救援前的溫度明顯降低。

        5 治理效果分析與結(jié)論

        針對山西某礦5102綜采工作面火災(zāi)事故,重點分析了該工作面火災(zāi)發(fā)生的原因,并通過現(xiàn)場調(diào)研與實測的方法,偵查出重點著火位置,提出相應(yīng)的采空區(qū)滅火處理方法,取得明顯的處理效果?;诖?,本文主要得到如下結(jié)果:

        (1)本次火災(zāi)事故的發(fā)生主要是內(nèi)部因素導(dǎo)致的起火,由于該礦為高瓦斯礦井,且煤層屬于易燃煤層,礦井為增大工作面通風要求,導(dǎo)致采空區(qū)遺留浮煤氧化,造成熱量積聚而導(dǎo)致采空區(qū)起火。

        (2)針對本次火災(zāi)事故,提出相應(yīng)的處理措施,主要包括采空區(qū)注水、采空區(qū)定點注膠、采空區(qū)全面注氮,以此來全面控制明火,降低火源溫度。通過監(jiān)測分析采空區(qū)內(nèi)氧氣與一氧化碳濃度明顯降低,防止采空區(qū)遺留煤炭資源的復(fù)燃。

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