新匍京集团-最全网站手机版app官方下载 关于新匍京 1 存在的问题 1.1 煤矿对提升用钢丝绳的要求低于国家标准,在封闭火区时发生瓦斯爆炸

1 存在的问题 1.1 煤矿对提升用钢丝绳的要求低于国家标准,在封闭火区时发生瓦斯爆炸

随着煤矿井下开采规模的不断扩大,生产水平的延伸,矿井瓦斯涌出量将逐渐递增,很多矿井发火现象也越来越严重。在井下高瓦斯区域,一旦发火,无论是内因火灾还是外因火灾,或者是由于瓦斯燃烧、瓦斯爆炸后产生的火源,处理不当就会发生瓦斯爆炸,造成救灾人员伤亡的后果。本文在分析鹤岗矿区和黑龙江省其它煤矿发生的几起火区爆炸,造成救灾人员伤亡的实例,对火区内发生瓦斯爆炸的原因进行分析,并提出预防和处理火区爆炸事故的建议,供从事煤矿救灾人员参考。
一、火区内瓦斯爆炸造成救灾人员伤亡的实例
据不完全统计,从2000年至2004年鹤岗矿区范围内共发生火区爆炸事故12起,造成34人死亡,25人受伤。发生在黑龙江省鸡西矿业集团东海煤矿和方正县宝兴煤矿的瓦斯爆炸事故也是由于处理火灾时采取措施不当,在封闭火区时发生瓦斯爆炸,酿成了救灾人员重大伤亡的后果。
1、2001年12月16日,鹤岗区域矿山救护大队处理鹤岗市霖源煤矿火灾事故,已经支好木方正准备施工板闭时,由于矿方人员运料的矿车掉道,将风门撞坏,使两道风门同时敞开近一个小时,井下风流的不稳定造成采空内突然发生瓦斯爆炸,冲击波将木方摧倒,使现场作业的9名救护队员摔伤,4人一氧化碳轻微中毒。
2、2002年4月8日,鸡西矿业集团东海煤矿在处理矿井火灾时,组织几十名作业人员对火区进行封闭,就在救灾人员封闭火区过程当中,火区内突然发生瓦斯爆炸,造成24人死亡,19人受伤。
3、2003年1月11日,黑龙江省方正县宝兴煤矿二段-388水平左五片自然发火,矿方组织30余人准备施工两道永久密闭封闭火区,已经封完一道密闭,正在施工第二道密闭时,采空区内发生瓦斯爆炸,井下当班作业的36人除2人脱险外,其余34人全部遇难。
4、2004年1月1日,鹤岗矿业集团公司兴煤公司二水平五石门中左上段已采区+20标高火区内发生瓦斯爆炸,将密闭墙摧毁。救护大队四中队队员在入井进行撤人,检查气体勘察现场时,火区内又发生第二次瓦斯爆炸,将两名队员烧伤。
二、火区内发生瓦斯爆炸的原因分析
火区内瓦斯爆炸的原因,应根据爆炸三要素来
分析,由于火区中,火源始终存在,因此主要分析火区内氧气和瓦斯浓度的变化趋势。根据多起火区发生瓦斯爆炸的成因特点,我们可以把火区爆炸原因类型分为以下几种形式加以分析:
1.风流逆转型如图一所示
在通风系统正常情况下,火区内有一定的风量经过,风向也是稳定的。上风流没有积聚瓦斯的条件,而下风流煤层岩涌出的瓦斯和燃烧物起随风流流走,下风流即使有积存瓦斯的条件也未经过火源,发生不了爆炸。如果由于受通风设施设备状态改变的影响,或者巷道有多风路,网络复杂,在其它风压作用下,就可造成井下风流发生逆转,风流反向使下风侧达到爆炸界限的瓦斯气体经过火源,从而引起瓦斯爆炸,也就是说在火区中如果改变了风向就有发生瓦斯爆炸的可能。采取调风方案必须慎之又慎。
2.火区封闭如图二所示
火区在封闭过程中及封闭后,由于隔绝供氧,火区内燃烧也不断消耗剩余氧气,生成二氧化碳,并与涌出的瓦斯一起渗入火区内大气中,引起火区空气中氧气9
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来源:湖北安全生产信息网浓度持续下降。由于煤层中瓦斯不断涌出,瓦斯浓度继续增加,瓦斯浓度曲线呈上升趋势。见火区内O2和CH4变化趋势图。如果予封闭区域瓦斯涌出量较大,在氧气浓度没有降至12%之前,瓦斯浓度就已上升至爆炸界限,就会发生爆炸。如果火区封闭严密,由于封闭区内仍由岩、煤层涌入气体,区内气压增加,可抑制CH4涌出,使CH4浓度增加速率变缓。O2浓度至12%以上时,CH4没有达到爆炸界限浓度,就不会发生爆炸。而当密闭存在漏风时,新鲜风流进入增加了O2浓度,使瓦斯浓度上升至爆炸界限内时,O2浓度还没降下来,火区内又有明火存在,极易发生爆炸。封闭高瓦斯区域火区时封闭顺序十分重要。因火区封闭顺序不当可造成火区内风流逆转和其它巷道瓦斯供入火区的可能。
3.风流供氧如图三所示
在火区没有得到彻底根治,但进行封闭后起到了隔绝供氧的作用。火区内O2浓度低于5%,火焰燃烧将开始逐渐减弱乃至熄灭,O2浓度在1%以下时,火焰燃烧完全熄灭。但即使在空气中O2浓度为零的条件下,着火带可燃物的阴燃仍可持续相当长的一段时间,此时火区处于缺氧、阴燃状态。如果由于人为调风或构筑设施设备无意改变了通风系统(启封火区或调整风路),使含有足够O2的新风供入火区内,造成火势增大,并使达到爆炸界限浓度的瓦斯经过火源,就可导致火区爆炸。如果火区未完全达到熄灭条件就风供启封火区极易发生爆炸。
4.瓦斯供入型如图四所示
在火区有多条漏风通道存在的情况下,火区内有少量风流经过不含瓦斯或瓦斯浓度很小,即使瓦斯经过火源也发生不了爆炸。而外界瓦斯在风压作用下进入火区,或者把与火区相通的其它巷道积存的瓦斯气体带入火区,就会引起瓦斯爆炸。封闭火区后排放瓦斯时,应尤为注意。
三、处理矿井火灾时防止控制火区爆炸措施的建议 通过以上
分析可以看出,火区爆炸一般是出现在通风系统不稳定,或与火区连通的旧巷多,风路复杂;火区密闭不严密漏风;人为进行调整风路;火区封闭顺序不当等情况时才发生的。为避免以上现象发生,特提出预防、控制火区爆炸的一般措施。
要全面详细了解火区情况
1.进一步查清火源地点,明确火区范围,查清火区内通向外界或地面的废旧巷道,地质钻孔,灌浆孔以及采空区与火区内相通的巷道,风路关系,需封闭的及时予以封堵。
2.了解火区煤层的开采情况,丢失的煤柱,瓦斯涌出情况和变化规律,以及火区内其它气体的浓度。掌握火区及其附近的地质构造(如褶曲、断层、破碎带等),以防止封闭时瓦斯进入火区或造成封闭不严出现漏风。
3.了解与火区相关的巷道布置、通风系统、、通风设施、巷道的断面和支护形式、风量、风向、巷道的烟雾和温度情况等。所有巷道必须对照清楚(层间关系、采空关系、巷道关系、临区关系),把图纸上齐上全。
4.救护队侦察工作力求细致认真,尽量摸清火情,做到一次侦察完结。指挥部要详细研究火性,分析瓦斯爆炸的可能和灭火工作的复杂性,制订周密的灭火方案和安全措施才能保证救灾人员安全。
控制风量、减小火势
矿井火灾时期,风流控制是救灾中最主要的措施之一,风流控制包括风量控制和风向控制两个方面。在正常生产时期主要进行风量的控制,而在灾变时期主9
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来源:湖北安全生产信息网要是进行风向控制,防止风流紊乱。一般在确保瓦斯不积聚的前提下,进行缩风来减小火势,保证向火区内流入一部分风量,使火灾生成的易燃物和涌出的瓦斯不断流出着火带,保持风向一致性。在处理由于瓦斯燃烧和瓦斯爆炸引起的火灾时,在井下没有人员的情况下,可采用风流短路措施。之后人员在安全地点观测。
保证通风系统稳定 控风后,必须保证井下
通风系统的稳定,保证风流连续地正向流动,不发生风流逆转和瓦斯供入火区现象。应采取如下措施:
1.专人看主扇,保证通风机正常运转。
2.局部通风机保持原状态,不得随意停开。
3.专人看有关风门,保证井下通风系统、通风网路维持原状态。 4.
如出现风流逆转,风压变化频繁或严重的烟流滚退等现象或进入火区的风速小于防止烟流滚退的最小风速,所有人员必须撤退。
监测气体,观测听响。
处理火区爆炸事故,监测气体是一种有效的重要手段,采用定时人工检测与色谱仪化验分析相结合方法,把火区内气体数据真实反映出来,建立观测记录,绘制气体变化曲线图,同时要测定风量,在不受爆炸冲击波威胁的安全地点设观测站,掌握火区变化情况,用于指导各项救灾工作的实施。当火区气体变化异常,处于不稳定状态时,严禁人员入井。
火区封闭
根据井下实际情况及火灾特点选择封闭顺序,必须认真考虑每条巷道封闭后,对整个火区系统风路的影响和风压的变化。多条巷道需要进行封闭时,应先封闭对系统风路无大影响的巷道。
1.封闭有爆炸危险火区时,首先考虑控爆问题,一般先封入风侧密闭,采用码放砂袋或用充砂隔爆方法,并预留通风窗口,保证向火区供入一定风量,隔爆工作结束后,将通风窗口堵严,观察24小时无问题后,再施工回风侧密闭。
2.在火区封闭时,要安排专人密切监测火区回风气体变化情况,火区取样应在巷道顶部、中部和底部三点提取,才能真实反映火区的空气成分,在倾斜巷道更应如此。最好的办法是一次安装完束管,进行束管监测,避免人员多次进入。
3.火区封闭时要注意监测大气压力的变化,大气压力上升是构筑防火墙的最好时刻,有助于避免火区气体从封闭区外溢,威胁救灾人员。
4.只有在保证火区封闭条件好,能保证不漏风的情况下,可考虑同时封闭方法,尽可能缩短构筑密闭时间,快速施工临时板闭,迅速切断供氧条件,但要保证封闭的同时性,在施工板闭时预留门孔,保证门孔封堵前的火区通风。封堵门孔时,统一指挥,保证按预定时间同时封闭。如果能在同时封闭之前注入CO2、N2等惰气,则更利于保证火区封闭的
安全。9 7 3 1234 8 : 来源:湖北安全生产信息网$False$$False$

1 煤矿安全生产形势与现状
我国是世界上灾害最严重的国家之一,近十年,每年平均灾害损失近1600亿元,相当于国民生产总值的3.8%,这一比例是发达国家的10倍以上。在众多的灾害中,伴随着矿业生产的动力现象(冲击地压、煤与瓦斯突出)、瓦斯、粉尘、水灾和火灾等灾害事故,不仅造成人民生产财产的巨大损失和环境问题,而且还制约着矿业生产的发展,乃至整个国民经济和社会的可持续发展。中国的矿业事故是所有工伤事故中最为严重,造成的死亡人数仅次于公路交通,在各种人为显性事故灾害中居第二位,矿业灾害中尤以瓦斯灾害最为突出,是我国矿业发展中亟待解决的重大问题。
煤炭是我国的主要能源,占一次性能源构成的75%,而我国煤矿开采松软低透气性高瓦斯煤层约占60%,属极难抽放瓦斯煤层,瓦斯灾害危及我国大部分矿区。近五年来,煤矿瓦斯灾害事故频发,造成严重的人员伤亡和社会影响。近五年煤矿灾害事故统计如下:
2000年死亡10人以上瓦斯爆炸事故69起,死亡1319人。
2001年死亡10人以上瓦斯爆炸事故49起,死亡1015人。
2002年1月~11月死亡10人以上瓦斯爆炸事故51起,死亡1067人。
2003年死亡10人以上瓦斯爆炸事故44起,死亡701人。
2004年中国有6009名煤矿工人因发生矿难而死亡。
2000年,我国百万吨煤死亡率为5.77人,2004年降低到3.08人,下降幅度确实较大
。但是,还应看到,这一数字是美国的100倍,是俄罗斯和东欧国家的10倍以上。一方面,煤矿自然条件差、灾害源增多,使生产条件恶化,瓦斯煤尘爆炸和煤与瓦斯突出灾害对煤矿的安全生产威胁最严重。另一方面,由于产业结构的调整,煤炭生产正朝着高效集约化的方向发展,瓦斯煤尘爆炸和煤与瓦斯突出等灾害事故已成为制约高效集约化开采技术发展最重要的因素。2004年全国发生一次死亡30人以上的特别重大事故14起,其中煤矿特别重大事故有7起。特别是2004年10月20日~2005年2月14日,短短一百一十五天时间里,河南大平、陕西陈家山、辽宁阜新孙家湾连续发生三起死亡百人以上的特大恶性煤矿瓦斯爆炸事故(其中2004年10月20日河南郑州大平矿瓦斯爆炸造成148名矿工遇难;2004年11月28日陕西铜川陈家山煤矿井下瓦斯爆炸造成166名矿工遇难,2005年2月14日,辽宁阜新孙家湾煤矿瓦斯爆炸造成214名矿工遇难)。煤矿瓦斯灾害事故多发频发,是煤炭工业长期负重爬坡、近两年超常增长、多种矛盾和问题集中显现的结果,也集中反映了安全生产责任制不落实、措施不到位的问题。
2 煤矿瓦斯灾害事故类型及危害 2.1
我国煤矿瓦斯大,煤层透气性低,瓦斯涌出强度高,危险性大
我国所有煤矿均为瓦斯矿井。由于原始煤层瓦斯含量大,煤系地层煤层的原始透气性差,我国煤层渗透率一般在(0.001~0.1)×10-3μm2,国内渗透率最大的抚顺煤田也仅为(0.54~3.8)×10-3μm2,其渗透率比美国低2~3个数量级,致使原始煤层预抽难以实施,效果甚差。按美国地面煤层气开发标准,认为煤层渗透率在(3~4)×10-3μm2最佳,但不能低于1×10-3μm2。我国低透气性煤层在开采前抽放瓦斯很不容易。但是在采掘过程中,瓦斯容易放散,而且在一定的条件下,容易产生煤和瓦斯的突然喷出现象。
几十年来,国内针对低渗透原始煤层瓦斯抽放研究实施9 7 3 1234567 4 8 :
来源:湖北安全生产信息网过相当多的技术方案。如大直径密集钻孔抽放、水力冲孔、水力压裂、水力割缝等等,可以说几乎用尽了可以想到的技术方案,但原始煤层瓦斯抽放收效甚微。至今未能形成有
效的原始低透气煤层瓦斯抽放技术。
据2004年统计,全国657处重点煤矿中,具有煤与瓦斯突出危险和高瓦斯矿井占57.2%,有煤层自然发火倾向的矿井占54.9%;有煤尘爆炸危险的矿井占86.3%;随着开采深度的不断增加,机械化程度的不断提高,开采强度的不断增强,瓦斯涌出量还会进一步增大,瓦斯灾害的治理越来越成为煤矿灾害防治的重点。
2.2 煤与瓦斯突出严重
截止2004年底,我国大中型煤矿中共有突出矿井104处。其中重庆市100%、贵州省91.7%、江西省和湖南省50%、河南省40%的大中型煤矿具有煤与瓦斯突出危险。2002年国家煤矿安全监察局安全日志上统计发生伤亡事故的各类突出36起,占煤矿瓦斯灾害伤亡事故的11.1%,死亡270人,占煤矿瓦斯灾害伤亡事故的15.85%。随着我国煤矿开采深度的加大,开采强度的不断增强,煤与瓦斯突出的危险性也在增加,突出危险区域也在扩大,部分原无突出危险的煤矿也开始出现动力现象,部分未划分为突出矿井的煤矿也不得不按突出煤矿管理。我国煤与瓦斯突出危险矿井数目和突出强度、频度将随着开采深度的延深、开采强度的增大而逐渐增多。
2.3 瓦斯爆炸危害严重
在我国高瓦斯煤矿中,瓦斯爆炸危险普遍存在,危害严重。在煤矿安全事故中,瓦斯爆炸事故是经济损失重大、人员伤亡最多的事故,也是造成社会影响最大的重特大事故。2004年全国煤矿重大瓦斯事故起数和死亡人数分别占重大事故起数和死亡人数的54%,特大瓦斯事故起数和死亡人数分别占特大
事故起数的76%和死亡人数的86%。由此可见,有效地防止煤矿瓦斯爆炸事故是改善我国煤矿安全状况的重中之重。
3 煤矿瓦斯灾害事故原因分析
我国煤矿安全生产的形势非常严峻,瓦斯灾害事故频繁,瓦斯爆炸等重特大事故也时有发生。其原因是多方面的,既有现实原因,也有历史原因,但主要还是煤炭工业长期负重爬坡、近两年产量超常增长、多种矛盾和问题长期积累的结果。
3.1 我国煤炭赋存和开采条件差,易发事故灾害
从自然条件来说,瓦斯含量的大小与地质条件有很大的关系。与其他国家相比,我国煤矿开采的煤层大多属于石灰岩二迭纪的煤层,这个时期煤层的特点就是瓦斯含量大、煤层透气性低,在开采前抽放瓦斯很不容易。但是在采掘中,瓦斯容易放散,导致瓦斯积聚;这种高瓦斯矿井的地质构造复杂,断层多,地应力大,煤层受到搓揉破坏严重,更容易产生煤与瓦斯突出现象。而且,我国的煤层多是地下开采,更增加了瓦斯治理的难度。海州立井、陈家山矿和大平矿都是高瓦斯矿井。随着煤矿生产发展和开采工艺进步,出现了新的瓦斯安全技术问题。矿井开采向深部发展,一些矿井的开采浓度已超过1000m。随着深度的增加,煤层瓦斯含量和矿井瓦斯涌出都将随之增大,煤与瓦斯突出危险性增大,从而加大了治理的难度;高产高效矿井的集中生产和综采放顶煤开采新工艺的推广应用,加大了矿井通风与防火综合治理的难度,增大了瓦斯灾害事故发生的几率。
3.2 投入严重不足,安全基础薄弱
我国煤矿的自然条件复杂,虽然我国煤矿的瓦斯灾害防治技术,如煤与瓦斯突出的预测及措施等处于世界先进
水平,但防灾抗灾的安全仪表和装备与国外相比差距较大,如安全仪表中的初级仪表(敏感元件等)的加工水平大大低于国外先9
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来源:湖北安全生产信息网进水平,致使监测瓦斯数据的准确性和可靠性不足。由于煤矿井下湿度过大及爆炸气体环境等原因,煤矿的自动化技术应用水平与其它行业相比要落后10~20年。
我国煤矿矿井的寿命相对比较长,建井初,矿井的技术还是比较理想的。随着开采深度的加大,范围的延伸扩展,瓦斯的涌出量增多,地应力和瓦斯压力增大,危险性急剧增长,这样,原有的矿井系统就难以适应新环境的需要。由于资金等问题,原有的技术没有改建,这样矿井的抗灾能力下降,所以,不发生事故还好,一旦发生事故往往就是大事故。
煤炭行业多年来生产经营困难,企业安全投入欠账很多。许多国有煤矿经过几十年的开采,已进入衰老期,其中主要生产设备老化、超期服役的约占三分之一。一些老矿井下使用的通风、提升运输和防爆电器等设备,不能确保安全。我国煤矿安全技术与装备的研究与国外先进水平还有一定的差距。
长期以来,人们都认为煤矿是一个劳动密集型产业,所以对技术投入不足,技术装备不足,只是让千军万马在高危的环境中作业。这样的话,一旦发生瓦斯爆炸,矿井火灾,损失就非常巨大。例如,2005年2月14日阜新孙家湾煤矿瓦斯爆炸死亡214人的一个重要原因就是因为井下作业人员过于密集,一个采煤工作面就有70多人,事故当班下井人数高达574人,在机械化开采的矿井,只需要1/10的工人就可以满足生产需求了。
3.3 基础研究薄弱、专业技术人才严重匮乏
为了防止煤矿瓦斯灾害事故的发生,煤矿安全科学技术研究主要集中在瓦斯灾害的防治
措施方面,对瓦斯灾害事故的发生和发展机理研究不够,防治措施单一,综合配套能力差。
安全科研投入对煤矿安全生产的健康发展是必须的,也是至关重要的。多年来国家对安全生产监管部门和安全生产科研工作的直接投入不足。从国家和行业的层面上来看,随着国家机构的改革,九五期间,原煤炭工业部和煤炭工业局的撤销,国家各类科技计划特别是科技攻关计划在煤矿安全科技方面的投入大幅度减少,行业性科技攻关和原煤炭基金的取消极大地影响了煤矿安全科技的发展。从煤炭企业的层面上来看,我国煤矿在安全科研上的投入较低。1999年的统计数据,全国大中型煤矿中只有191座有安全科研投入,仅占大中型煤矿总数的36.77%,安全科研投入总计5878万元,平均每矿10万元左右。美国2002年职业
安全健康监察局经费预算总额为4.26亿美元,矿山安全健康监察局为2.46亿美元。合计6.72亿美元,我国在这方面的经费预算无法相比,2002年我国煤矿安全监察局的经费预算仅是美国的1/60,而煤矿数量约是美国的300倍。中国煤矿长期以来的安全投入不足、煤矿专业技术人才青黄不接、煤矿重大科技攻关课题难以实施、重大安全技术问题难以解决导致了各地煤炭安全事故频频发生。
3.4 职工队伍素质下降,不适应安全生产要求
目前国有煤矿中,大专以上程度的技术人员仅占职工总数的3%左右,而在发达国家,这个数字在60%以上。在全国近40个年产500万吨以上的大中型煤炭企业中,工程技术人员不足2000人。1999年到2002年,中国9所煤矿院校共培养学生37931人,到煤炭行业就业的仅3583人,只占总数的9.3%。有些矿业集团甚至近10年来未能引进1名矿业类的本科毕业生。技术人才的匮乏已经严重制约着煤炭安全技术和安全管理水平的提高。
目前在煤矿井下一线作业很多是农民工,小煤矿基本都是农民工,有的未经认真培训就下井,违章现象大量存在。近年来,煤矿发9
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来源:湖北安全生产信息网生事故的直接原因,90%以上是由于违章操作造成的。煤矿技术人员“断代”、流失也很严重。由于煤矿工作苦脏累险而又收入不高,矿业院校和采矿专业招生不足,分配到煤矿的学生也留不住。
3.5 煤炭生产供不应求,煤矿超能力生产
2004年我国产煤19.5亿吨,比上年增产2.5亿吨,增长13.2%,仍然供不应求。由于市场需求旺盛,煤炭价格上涨,受利益驱动,煤矿开足马力生产,甚至超能力生产,这成为事故频发的重要因素。最近出事故的河南大平、陕西陈家山、辽宁阜新孙家湾三个煤矿,都不同程度地存在超能力生产问题。
3.6 安全责任不落实,管理不到位 一些煤炭企业不严格执行安全生产的各项
法律规定和规章制度,重生产、轻安全,重效益、轻管理,内部管理松弛,安全管理漏洞很多,安全隐患不能及时排除,企业安全生产的主体责任不落实。煤炭行业管理薄弱,一些地方安全监管职责不清、监管不力;煤矿安全监察的权威性和有效性不够。
4 控制瓦斯灾害事故对策分析
我国的煤层多是高瓦斯或煤与瓦斯突出煤层,这是我们改变不了的自然现状。同时,我国对煤炭的需求量巨大,多年来,煤炭在我国的能源结构中占据70%以上,而且,这种情况还将持续下去。但从另外一个方面来讲,虽然瓦斯是自然界存在的事物,但它又不同于海啸、地震等等,瓦斯是人类在开采煤层时释放出来的,因此在一定的程度上,只要采取相应的措施瓦斯还是可以控制的。做到控制瓦斯事故的频发是完全可能实现的。
煤矿事故多发,有一定客观原因,但主要还是安全意识不到位,安全管理不到位,安全投入不到位,安全技术攻关不到位,队伍培训不到位。必须从投入、技术、装备、体制、机制、管理等方面加大工作力度,采取果断措施,进行综合治理。为了扭转煤矿事故多发、职业病严重的被动状况,提高我国煤矿的国际竞争基础和实力,总结吸取国内外煤矿安全的经验教训,必须切实抓好以下几个方面工作:
4.1 统一思想,高度认识煤矿安全 生产重要性
必须使煤炭行业各级领导真正从思想上高度重视煤矿安全生产工作,各级政府要从维护人民群众根本利益和改革发展稳定的大局出发,努力实践“三个代表”重要思想,坚持以人为本,认真落实科学发展观,正确处理安全与生产、安全与效益、当前与长远关系,牢固树立安全第一和关爱职工生命的理念,真正把安全工作纳入经济社会发展的总体布局和政府工作的重要日程,进一步加强领导,落实责任,切实加强和改进煤矿安全生产工作。要坚持“安全第一,预防为主”的方针和“管理、装备、培训并重”的指导思想,坚持标本兼治、综合治理,加强监察执法,深化专项整治,强化基础工作,加大投入力度,推进科技进步,创新体制机制,坚持“先抽后采、监测监控、以风定产”的十二字方针,坚决遏制重特大事故多发的势头,并逐步建立起安全生产的长效机制,实现煤矿安全的稳定好转。
4.2 加强瓦斯灾害的基础性研究和科技攻关,构建煤炭科研、教育、装备体系
近年来,煤矿瓦斯灾害事故频发,造成严重的社会影响,国家和政府十分重视煤矿安全工作。国家下大力气关停了一批安全检查不合格的煤矿,处分了相关瓦斯灾害事故的责任领导,制定并出台了一系列的制度和政策,然而煤矿重特大瓦斯灾害事故却频频发生。我们没有理由认为煤矿企业和相关职能部门未加强管理,未重视通风,或者未进行安检,这说明在以往历次事故总结出的原因之外,还有很多本质的东西没有认识,很多科学9
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来源:湖北安全生产信息网上的问题没有得到解决,对瓦斯灾害发生机理认识不清是重要的原因之一。目前对瓦斯灾害的发生、发展及演化过程的认识现在仍停留在假说阶段,仍未从经验转化为普遍的规律。加快解决煤矿安全改造和瓦斯治理问题,应组织科技工作者对瓦斯赋存、运移及涌出规律,地应力、瓦斯压力、瓦斯渗流规律,对瓦斯煤尘爆炸选特性及其演化传播规律,对煤与瓦斯突出机理、瓦斯抽采规律及预防等,深入进行研究。
解决瓦斯突出及爆炸问题,必须加强对瓦斯的监测监控。瓦斯检测的传感器直接关系到煤矿安全监控系统的可靠性和灵敏度,对监测监控起着决定作用。矿用固定式甲烷传感器已成为矿井瓦斯综合治理和灾害预测的关键技术装备,长期以来我国载体催化元件一直存在使用寿命短、工作稳定性差和调整校正频繁的缺点。要下力气解决瓦斯检测敏感元件升级换代问题,同时要对国际上一些最新的瓦斯检测技术进行跟进,对一些新技术、新材料的应用做一些探索性的研究。
国家和政府十分重视煤矿安全工作,科技部已决定紧急启动“煤矿生产安全科技行动专项”,为有效遏制煤矿特大瓦斯事故的多发态势、保障煤矿生产安全提供强有力的科技支撑。
“煤矿生产安全科技行动专项”主要包括以下三个方面的内容:1.加强技术筛选和综合集成,强化科技成果推广应用,建立煤矿生产安全技术示范区;2.以预防为重点,突破瓦斯灾害的实时监测和预警技术、瓦斯灾害治理技术、煤矿瓦斯灾害的应急救援技术三大关键技术,形成准确、快速、实时的煤矿生产安全技术体系;3.加强基础理论研究,力求在煤矿瓦斯灾害的基础理论研究、监测和预警、治理以及
应急救援等技术方面获得突破。为控制与减少瓦斯灾害提供科学基础。
推进安全生产科技进步,加强教育培训工作。一是把煤与瓦斯突出机理及预测预报等重大项目,列入国家科技攻关计划,力争尽快取得突破;推动煤层气综合开发利用,国家和地方都要制定煤层气综合开发规划,成立国家煤层气工程研究中心,推进煤层气综合开发利用,变害为利。二是加大安全生产科研成果推广应用的力度。在煤矿推广数字化瓦斯远程监控系统,高瓦斯煤矿要全部安装。三是制定相关政策,扶持发展矿业高等教育,扩大采矿工程类专业的招生规模,发展煤矿职业教育。四是督促煤矿企业加强职工安全技术培训,依法实行强制性安全培训制度,煤矿负责人和主要工种必须持证上网。在煤炭全行业深入开展安全生产教育活动,发挥煤矿工人在安全生产方面主人翁的监督作用。
4.3 加大煤矿安全投入,实现煤矿本质安全
鉴于煤矿长期经济亏损、安全投入不足,截止到2004年,全国国有煤矿约有500多亿元的安全欠账,安全欠账十分严重,必须从政策上取得国家的必要支持。国家应继续对煤炭行业特别是煤矿安全给予必要的政策支持,重点支持大中型煤矿技术改造。在规范煤矿维修费管理的基础上,加大煤矿安全生产投入和技术改造,对矿井通风系统进行技术改造,完善高突矿井瓦斯抽放系统,大力发展煤矿危险源的监测监控技术,为煤矿安全生产提供可靠的技术保障。
2005年3月23日,国家发改委下发《煤矿瓦斯治理经验五十条》,要求各地有效遏制煤矿瓦斯事故多发的势头。在这五十条经验中,第一条就是要对瓦斯治理实施高投入,明确要求按每吨煤15元提取瓦斯治理专项资金。按照《煤矿瓦斯治理经验五十条》的提法,即每吨提取15元作为治理资金,以2004年全国的煤产量计算,全年可提取229亿元,则可在两年内基本解决重点煤矿的“一通三防”欠9
7 3 1234567 4 8 : 来源:湖北安全生产信息网帐问题。
大力推进矿井的高产高效建设。发展高效采煤技术,提高煤炭生产效率,实现煤矿高效集约化生产,并为煤矿生产过程中的安全

煤矿主、副井是煤矿生产的“咽喉”。钢丝绳是主、副井提升设备的一个重要组成部分,它直接关系到煤矿正常生产、人员生命安全及经济运转。为确保煤矿提升的安全,《煤矿安全规程》(以下简称《规程》)对提升用钢丝绳做了详细的规定。这些规定虽在燃矿安全生产中发挥了不可替代的作用,但目前《规程》和MT716-1997《煤矿重要用途钢丝绳验收技术条件》对钢丝绳低值钢丝的要求,已低于或落后于国内钢丝绳的科学技术发展水平,距离国际钢丝绳技术水平相差得更远。
目前,国内许多掌握钢丝绳生产先进技术的企业,生产能力、技术水平逐步向国际化迈进。已具备生产高强度、高韧性、低松弛、捻制质量均匀的钢丝绳能力。生产的钢丝绳,抗弯曲疲劳性能可能控制,且满足设计要求;结构伸长量、断面收缩率满足设计要求;整绳破断拉力满足标准规定的要求,且绳内各股绳之间捻制张力均匀;麻芯的含油量满足使用中润滑钢丝的要求等等。在制绳工艺过程中,绳径与丝径的配置科学化,钢丝绳结构和绳径一旦确定,丝径的大小可精确到0.01
mm;丝与丝之间、股与股之间的间隙控制数量化;钢丝的晶粒度要求标准化;麻芯的径向压缩率规范化;钢丝绳拆股做单丝力学性能检验,其钢丝的抗拉强度、反复弯曲值和扭转值,在满足标准规定的条件下,可均匀的控制在一定范围内。
1 存在的问题 1.1 煤矿对提升用钢丝绳的要求低于国家标准
调查研究发现,占调查中90%以上的大煤矿集团、煤矿不十分了解国内钢丝绳现行

标准,在购买钢丝绳时不会依据现行标准,提出符合矿井自身条件的技术要求,用上世纪70~80年代钢丝绳标记代号标准(即建井时选定的钢丝绳规格型号)要求购买提升钢丝绳。如:煤矿提升人员时,1996年以前,煤炭行业标准规定采用特类钢丝绳;1996年以来,国家标准、煤炭行业标准都改用重要用途钢丝绳,若要求镀锌,则必须采用AB类或B类镀锌。煤矿在向生产企业提出购绳要求时,仍然要求特类、镀锌。钢丝绳生产企业为了容易生产、降低成本,向煤矿提供A类镀锌钢丝绳。有的钢丝绳企业向煤矿提供一般用涂钢丝绳,钻煤矿用绳人员不了解现行标准的空子。
钢丝绳企业生产执行的GB、T8918-1996《钢丝绳》,与世纪70~80年代的GB1102-74《圆股钢丝绳》、YB829~79《异型股钢丝绳》等标准差别很大,用途的分类、强度等级、韧性指标、镀锌等级等都相差悬殊,两者不能一一比对。煤矿用绳的技术人员或管理人员,把矿井提升用钢丝绳经过有资质的检验机构,检验合格与否,作为能否悬挂使用的唯一依据,不懂得合格不一定符合该矿井使用的技术要求之原则。有相当数量的多绳摩擦提升副井(提升人员或物料),购买的是A类镀锌钢丝绳,检验中因用在提人时必须按AB类判定。钢丝绳生产企业,要求检验机构按A类镀锌检验,发放A类镀锌验收检验合格报告。然而两种镀锌类型的钢丝绳韧性指标相差较大,抗弯曲疲劳性能差别大,有的强度相差也很大。煤矿拿到有资质的检验机构发放的检验合格报告,安然使用,全然不知道已给矿井提升埋下安全隐患。
1.2 煤炭行业标准对低值钢丝的要求低于国标
《规程》和MT716-1997《煤矿重要用途钢丝绳验收技术条件》规定,钢丝的抗拉强度、反复弯曲和扭转三项试验允许的低值钢丝总数,以低值钢丝的总断面积与试验钢丝总断面积之比计算,达到6%不得用作升降人员;达到10%,不得用作升降物料。
6%和10%的量值要求,已经低于或落后于GB/T8918-1996《钢丝绳》对低值钢丝的要求,具体数据以表1所列的6×19+Fc-21.5、6V×21+Fc-22、6V
×37S+Fc-39.5钢丝绳9 7 3 1234 4 8 : 来源:湖北安全生产信息网为例。

表1 低值钢丝绳断面积与全部试验钢丝总断面积比值

名称 低值钢丝绳总断面积与全部试验钢丝总断面积比依据GB/T8918-1996允许值
依据《规程》、MT716-1997允许值拆一股钢丝试验 100%拆股试验
提人(100%拆股试验) 提物(100%拆股试验)6×19+Fc-21.5

6V×21+Fc-22

6V×37S+Fc-39.5 5根(27.78%)

2根(6.59%~11.70%)

3根(8.03%~11.57%) 9根(7.83%)

7根(3.85%~6.84%)

10根(4.46%~6.42%) 小于6%

小于6% 小于10%

注:1.GB/T8918-1996拆一股钢丝试验不符合《规程》和MT716-1997的要求。
2.表1括号中的百分数值,为允许的低值钢丝根数,折合成低值钢丝总断面积与全部试验钢丝总断面积比值。
由表1所列数据分析可得:
GB/T8918-1996中不同结构的钢丝绳,对低值钢丝根数的要求不同,折合成低值钢丝总断面积与试验钢丝总数面积之比,也不是定值。
按GB/T8918-1996拆一股钢丝做单丝力学性能试验,允许的低值钢丝根数,折合成低值钢丝总断面积与试验钢丝总断面积之比约在6.59%~27.78%之间,大于6%。6×19+Fc-21.5钢丝绳的低值钢丝允许值已达到了27.78%,是《规程》规定的提人不大于6%的4.63倍,提物不大于10%的2.8倍。因此,按GB/T8918-1996拆一股钢丝做单丝力学性能试验,不符合《规程》和MT716-1997的要求。同时按GB/T8918-1996拆一股钢丝做单丝力学性能试验,判定钢丝绳合格后,在煤矿提升中使用,给煤矿生产埋下了安全隐患。
煤矿立井提长普遍使用三角股钢丝绳。而三角股钢丝绳,按GB/T8918-1996做100%拆股单丝力学性能试验,其允许的低值钢丝根数,折合成低值钢丝总断面积与试验钢丝总断面积之比约在3.85%~6.84%之间,小于或接近于6%。若低值钢丝全部为内层细丝,则低值钢丝的总断面积与试验钢丝总断面积之比在3%~5%之间,小于6%。若低值钢丝全部为外层粗丝,则低值钢丝的总断面积与试验钢丝总断面积之比在6.42%~6.84%之间,接近于6%,小于

10%。因此,《规程》和MT716-1997对煤矿提升用钢丝绳低值钢丝的要求,低于或落后于GB/T8918-1996对钢丝绳低值钢丝的要求。
《规程》和MT716-1996对提物用钢丝绳100%拆股试验,允许低值钢丝的总断面积与试验钢丝总断面积之比不小于10%的要求,更低于GB/T8918-1996允许的低值钢丝根数,折合成低值钢丝总断面积与试验钢丝总断面积之比在3.85%~7.83%的要求。
《规程》和MT716-1997标准与2003年低修订定稿,即将颁布实施的GB8918《重要用途钢丝绳》不能一一对应。修订后的GB8918《重要用途钢丝绳》,采用国际标准ISO3154-88《矿井提升用钢丝绳交货技术条件》,它们对钢丝绳的要求高于且严于GB/T8918-1996《钢丝绳》。更高于或严于MT716-1997标准。
即将颁布实施的GB8918《重要用途钢丝绳》规定,钢丝绳拆一股钢丝做单丝拉断、弯曲、扭转三项试验;钢丝绳破断拉力试验。其钢丝抗拉强度允许值,控制在下限和上限之间,下限为公称抗拉强度,上限为公移抗拉强度加上260、290、320、350
MPa不等(钢丝直径不同所加的数值不同)。比MT716-1997允许的钢丝抗拉强度值,最低提高50
MPa,最高提高400
MPa;反复弯曲、扭转允许值比MT716-1997的要求也有相应提高。增加了钢丝绳结构伸长量的规定。限定钢丝绳的结构伸长量,对于减少提升过程中装、卸载停车位置不准确,降9
7 3 1234 4 8 :
来源:湖北安全生产信息网低一次提升循环时间;消除摩擦提升多绳受力不均匀而出现的打滑、跳绳等安全隐患意义重大。
1.3 煤炭行业标准对低值钢丝的要求低于国际标准
MT716-1997标准规定,钢丝绳中钢丝的抗拉强度允许值为公称抗拉强度减去50MPa;国际标准ISO3154-88《矿井提升
用钢丝绳交货技术条件》,对钢丝绳中钢丝抗拉强度的要求是:公称抗拉强度为下限值,上限为公称抗拉强度加上260、290、320、350
MPa不等(钢丝直径不同所加的数值不同)。比MT716-1997要求的钢丝抗拉强度最低提高50
MPa,最高提高400
MPa。因此,煤炭行业对进口钢丝绳做悬挂前的检验,执行MT716-1997标准,降低了煤矿提升对进口钢丝绳的要求。
1.4 钢丝绳的检验项目少于国家标准规定
煤炭行业钢丝绳检验,判定合格的条件是钢丝绳拆股做钢丝的单丝力学性能试验,即钢丝的抗拉强度
、反复弯曲和扭转试验。三项试验结果符合标准要求,判定为合格;否则判定为不合格。
GB/T8918-1996和MT716-1997都对钢丝绳的直径允许偏差和不圆度、每米重量、绳芯、捻制质量、涂油等作了定量或定性的规定。
1.5 标准未包含煤矿提升理论和实际对钢丝绳的要求
多绳摩擦提升一般要求各绳槽直径相差不超过0.05
mm,否则张力不平衡现象会十分明显,直径愈大的绳槽,其上升侧的张力愈大,其下放侧的张力愈小。GB/T8918-1996和MT716-1997把钢丝绳的绳径偏差均规定为公称直径的0~+6%。多绳摩擦提升钢丝绳直径大多在d=21~40
mm,若钢丝绳直径d=21 mm,则+6%偏差为1.26 mm,是0.05
mm的25倍;若钢丝绳直径d=40 mm,则+6%偏差为2.40 mm,是0.05
mm的48倍。在多绳摩擦提升过程中,钢丝绳是搭放在绳槽上,依靠钢丝绳和绳槽之间的摩擦力带动提升容器上提或下放。如果绳槽直径偏差满足规定要求,钢丝绳直径偏差大张力不平衡现象也会十分明显。
煤矿多绳摩擦提升若能要求各绳的力学性能、结构伸长、绳径、断面收缩率相等,即偏差控制在某一很小的规定值内,则提升过程的张力不平衡现象会得到有效控制。多年来,研究张力不平衡的专家、学者始终认为:“造成钢丝绳张力分布不均的主要因素有3种,①各绳的长度不等;②各钢丝绳刚性不同;③摩擦轮绳槽直径不等。而钢丝绳刚性系数不等和绳径偏差造成的影响可忽略。因为《规程》要求更换钢丝绳时必须同时更换所有的提升钢丝绳,钢丝绳应是同样规格、同批产品,各钢丝绳刚性系数的偏差实际上可以控制在很小的范围。因此,应着重考虑绳槽半径偏差和钢丝绳悬挂长度偏差造成的影响。”然而,煤矿提升用钢丝绳的安全标志检验、验收检验、悬挂前检验,根本就未提出过钢丝绳的绳径偏差、结构伸长、断面收缩率(即钢丝绳受力后绳径的变化率)和刚性系数的要求。调查、检测的结果以不争的事实证明,同时悬挂使用的同一公称直径的多个钢丝绳,悬挂受力后直径偏差很大,且结构伸长差别也很大;同一条钢丝绳在百米长度内其外观尺寸、性能都有差别。
煤炭行业的科技工作者,为了解决钢丝绳结构伸长量大,停车位置不能准确的问题,曾研制了箕斗提升可升降的装载和卸载装置,罐笼的底板可升降装置,多绳摩擦提升钢丝绳张力制动调节装置等等。一些煤矿集团或煤矿采用进口钢丝绳做主、副井提升,以减少提升过程中发生的上述问题。
煤矿多绳摩擦提升若都能使用高强度、高韧性、低松驰、捻制质量均匀,且各绳的结构伸长率、断面收缩率、直径相同(误差越小越好)的钢丝绳,那么多绳摩擦提升钢丝绳的张力不平衡现象,就有可能从根本上得到遏制,从而减少或消除提升过程9
7 3 1234 4 8 :
来源:湖北安全生产信息网中钢丝绳打滑、卡罐、断绳甚至容器掉入井低等事故隐患。同时可延长钢丝绳的使用寿命,减少维护保养量。如今煤炭行业对提升用钢丝绳的要求,仍停留在只要求钢丝单丝力学性能的水平上。
1.6 煤矿对钢丝绳的认识不全面
煤矿集团在购买钢丝绳时,把供货商是否能提供矿用安全标志证书作为订购的依据;煤矿用绳单位及负责人,把悬挂前的钢丝绳经过有资质的检验机构检验合格,作为使用安全可靠的唯一依据。对于购绳时供货商提供的质量证明书,是否满足矿井提升用绳要求不会识别;对于有资质的检验机构提供的检验报告的合格内容,是否符合该矿井的使用条件不会判定。然而,安全标志检验、悬挂前检验,仅仅对钢丝绳拆股做钢丝的抗拉强度、反复弯曲和扭转试验,即单丝力学性能满足所执行标准的相关条款检验。
如:某煤矿集团2002~2003年5月送检了近百条钢绳,其中部分钢绳外观质量差,质量证明书注明的强度不符合所执行标准的规定,有的无生产日期、发货日期,有的发货日期已超过标准规定的验收检验时间。检验机构按GB/T8918-1996拆一股钢丝做验收检验,发放了验收检验合格报告。尽管煤矿集团的钢丝绳验收人员,对外观质量差的钢丝绳有异议,但检验机构已判定钢丝绳合格,只好同意悬挂使用。笔者经过跟踪调查,质量证明书不符合现行标准要求的钢丝绳,使用不到半年就不得不更换了。又如:某煤矿集团送检11条6×19+Fc-21.5、18.5钢丝绳,有10条质量证明书注明为一般用途。检验依据GB/T8918-1996,按一般用途钢丝绳判定9条合格。《规程》和MT716-1997均规定,煤矿提升必须使用重要用途钢丝绳。而煤矿认可这样的检验,且毫无异议的用在矿井提升中。这9条绳中,有一条钢丝绳悬挂使用的第三天,断绳跑车,导致提物的矿车翻车掉下轨道,无人员伤亡。
2 改进建议
煤炭行业做具体工作的相关专家,应该熟悉并掌握国际、国内钢丝绳科学技术发展状况,使煤炭行业提升用钢丝绳
标准和《规程》对提升用钢丝绳的要求,跟上国际、国内钢丝绳行业发展的技术水平。
煤炭行业做具体工作的相关专家,参加钢丝绳国标的制、修订工作。把煤矿提升运输理论和实际,对钢丝绳的要求写进国标,写进煤炭行业矿井提升用钢丝绳标准。让钢丝绳生产企业掌握煤矿矿井提升对钢丝绳的要求。
向煤矿集团的购绳人员,煤矿的用绳人员,宣传现行钢丝绳国家标准和煤炭行业标准,宣传钢丝绳理论知识。向制绳行业宣传煤矿提升运输理论和实际对钢丝绳的要求。
煤炭行业矿井提升用钢丝绳标准的制、修订专家,不间断的了解掌握煤矿提升运输中钢丝绳存在的问题,用制绳行业能理解和接受的语言,把存在的问题反馈给制绳行业。
增加钢丝绳检验项目。在实验室条件下,检测钢丝绳的抗弯曲疲劳性能,钢丝绳的弹性模量,钢丝绳的结构伸长量,钢丝绳在一定的拉力作用下断面收缩率,钢丝绳的麻芯质量,麻芯的含油率,钢丝绳表面涂油质量和表面涂油状态等。使煤矿提升用钢丝绳逐步向科学化,合理化,规范化迈进。9
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