煤礦瓦斯爆炸事故的電氣誘因與對(duì)策
引言
目前,我國(guó)煤礦大多以向上傾角向前掘進(jìn),使得這類(lèi)煤礦具有局部或全部上傾的巷道頂部,其原因是為了利用重力作用運(yùn)出開(kāi)采的煤。由于煤礦巷道中溢出的瓦斯氣團(tuán)比空氣輕,這樣瓦斯氣體在空氣中受到浮力作用便會(huì)沿著上傾的巷道向頂部流動(dòng),集聚在巷道頂部的最高點(diǎn)(采煤面)附近,形成體積比為5%~15%的瓦斯—空氣可爆混合氣體。因此,煤礦上傾巷道頂部具有瓦斯氣體集聚的“自惡化作用”。目前我國(guó)煤礦所采用的通風(fēng)方式不能完全消除這種可爆混合氣體的形成,這是該類(lèi)煤礦瓦斯爆炸的主要原因之一?! ?
應(yīng)該說(shuō)接連不斷的煤礦瓦斯爆炸使從事礦井作業(yè)的相關(guān)部門(mén)和人員吸取了不少悲痛的教訓(xùn),由此也采取了一定的措施,但是爆炸事故依然有增無(wú)減,這說(shuō)明在歷次事故總結(jié)出的原因之外,還有主要的根本誘發(fā)因素?! ?
筆者就近年來(lái)多例煤礦瓦斯爆炸事故及其所公布的事故原因作了不完全統(tǒng)計(jì),分析發(fā)現(xiàn)煤礦瓦斯爆炸事故的主觀、客觀因素是多方面的,但是最根本的直接因素不外乎兩個(gè)主要方面:一是礦井內(nèi)局部瓦斯?jié)舛冗_(dá)到爆炸極限;二是在第一要因存在的基礎(chǔ)上,礦井多類(lèi)電氣設(shè)備缺陷或操作違章誘發(fā)電氣火花或爆炸所致。對(duì)于第一要因的消除,有關(guān)方面已經(jīng)作了卓有成效的討論,下面筆者主要就第二要因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析,并提出相應(yīng)的抑制電氣誘因存在的看法?! ?
1煤礦瓦斯爆炸事故的電氣誘因類(lèi)型
煤礦爆炸的物質(zhì)基礎(chǔ)——瓦斯是礦井中煤或其他炭物質(zhì)形成的氣體,其主要成分為甲烷,比空氣輕,易燃燒、易爆炸。瓦斯聚集到一定的濃度,在礦井內(nèi)部空氣的助燃下,一旦遇到電氣火花等火源,就會(huì)發(fā)生爆炸。據(jù)中國(guó)工程院和煤炭信息總院聯(lián)合做出的《我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)形勢(shì)、差距和對(duì)策》的課題報(bào)告,目前中國(guó)礦井的原有安全設(shè)施嚴(yán)重老化,不少設(shè)備超期服役。煤礦不能進(jìn)行足額安全投人,不但新設(shè)備無(wú)法補(bǔ)充,原有設(shè)備的維護(hù)也被省略。筆者把近年來(lái)因各類(lèi)電氣設(shè)備缺陷等誘因?qū)е旅旱V瓦斯爆炸的情況歸納如下:
1.1礦井供電電源缺陷
礦井市電電源供電可靠性差、自備電源(發(fā)電機(jī))容量小,選型、配置不合理,運(yùn)行性能差等造成供電中斷,礦井中瓦斯氣體超標(biāo)?! ?
實(shí)例1:2004年3月山西省某煤礦爆炸,28名礦工全部遇難。據(jù)當(dāng)?shù)?a href=http://www.treasurewfy.com target=_blank class=infotextkey>安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門(mén)介紹,3月1日下午6時(shí)48分,該煤礦市電大電網(wǎng)限電停電,便啟動(dòng)剛購(gòu)進(jìn)的400kW發(fā)電機(jī),該發(fā)電機(jī)全自動(dòng)調(diào)壓,但電壓升到280V后,就再也升不到380V的額定電壓。煤礦又換上一臺(tái)90kW的舊發(fā)電機(jī)發(fā)電,由于該電機(jī)容量小,只能帶動(dòng)主扇風(fēng)機(jī),其他生產(chǎn)用電供應(yīng)不上,通風(fēng)不暢,造成局部瓦斯集聚。晚上11點(diǎn)多,市電大電網(wǎng)來(lái)電,井下不久就發(fā)生了瓦斯爆炸事故?! ?
1.2礦井中電氣設(shè)備缺陷
(1)礦井電力網(wǎng)絡(luò)缺陷
一般是電力電纜絕緣受潮、損壞,發(fā)生單相接地或相間短路,引發(fā)電氣火花或電纜爆炸,導(dǎo)致瓦斯爆炸事故。
實(shí)例2:2000年11月,湖北省某煤礦發(fā)生瓦斯爆炸事故。調(diào)查組專(zhuān)家認(rèn)為,該煤礦為高瓦斯礦,當(dāng)時(shí)事故原因:礦井頂板垮塌,砸破電纜絕緣層,電線著地引發(fā)電氣火花,導(dǎo)致瓦斯燃燒而引起爆炸。2004年8月28日,廣東省某煤礦發(fā)生井下電纜爆炸事故,引發(fā)井下大火。
(2)礦井內(nèi)變配電設(shè)備缺陷
一般礦井中的配電變壓器或配電裝置,不具備防爆性能,因運(yùn)行環(huán)境惡劣,造成單相對(duì)地絕緣或相間絕緣降低、破壞,產(chǎn)生電氣火花,引爆瓦斯?! ?
實(shí)例3:2004年湖南“3.29”瓦斯爆炸事故直接原因查明。專(zhuān)家們認(rèn)為:電氣火花發(fā)生在該煤礦礦井下配電室出口處巷道邊的變壓器接線處。井下被淹后導(dǎo)致井中環(huán)境變化,而礦井中原有的電器沒(méi)有更換為防爆電器,潮濕使接線盒內(nèi)三相電氣間絕緣降低,最終導(dǎo)致線間絕緣破壞產(chǎn)生電火花,引爆瓦斯。
(3)礦井照明用電設(shè)備缺陷,多為照明燈具炸裂,引爆瓦斯
實(shí)例4:2000年11月,廣東某煤窯發(fā)生的瓦斯爆炸,其原因是礦主違章越界作業(yè),死巷內(nèi)瓦斯?jié)舛冗^(guò)高,當(dāng)天燈泡爆炸發(fā)生火花,引起瓦斯爆炸?! ?
2004年8月n日,江西某煤礦發(fā)生瓦斯爆炸。事故原因查明:獨(dú)眼井開(kāi)采,沒(méi)有形成通風(fēng)系統(tǒng),引起井下瓦斯大量集聚達(dá)到爆炸濃度,遇到燈爆炸產(chǎn)生電氣火源,引起瓦斯爆炸的重大責(zé)任事故o (4)礦井動(dòng)力用電氣設(shè)備缺陷
多為掘煤用的不具備防爆性能的電動(dòng)機(jī)、扇風(fēng)機(jī)、潛水泵等漏電引起瓦斯爆炸?! ?
實(shí)例5:2004年3月17日,云南發(fā)生一起重大瓦斯爆炸事故,查明礦井由于獨(dú)眼開(kāi)采,導(dǎo)致瓦斯超標(biāo),采用漏電的不具備防爆性能的潛水泵下并排水引起瓦斯爆炸?! ?
另外,礦井電氣作業(yè)不遵守安全操作規(guī)程,如煤礦在未做好相關(guān)安全措施情況下,擅自停、送電,或明電下井,電工帶電安裝電氣設(shè)備、或井下作業(yè)工人擅自打開(kāi)礦燈燈罩、不安全使用照明燈具等,均會(huì)產(chǎn)生電氣火花引發(fā)瓦斯爆炸事故o
2礦難事故的諸多啟示
除了上述不完全統(tǒng)計(jì)的情況,另外我國(guó)某省組織分析了1980年—2002年這23年間該省煤礦3人以上重大傷亡事故情況。3人以上瓦斯事故死亡2563人,占建國(guó)以來(lái)3人以上瓦斯事故死亡人數(shù)的81.8%。在這些瓦斯爆炸事故中,造成瓦斯氣體集聚的原因主要有10種。其中:因煤礦停電、停風(fēng)造成的事故占49.6%。因此,消滅煤礦瓦斯爆炸事故,首先要保證煤礦市電電源或自備電源的供電可靠,以解決主要扇風(fēng)機(jī)的停電、停風(fēng)問(wèn)題,以消除礦井內(nèi)瓦斯氣體的集聚、超標(biāo)。
再者,從上述頻繁災(zāi)難的發(fā)生,我們可以看到目前煤礦在生產(chǎn)中還存在較普遍的安全生產(chǎn)問(wèn)題:除了煤礦管理制度不健全、安全監(jiān)管不力、安全意識(shí)淡薄、安全投入不足等間接因素外,尤為嚴(yán)重的是:礦井中電氣設(shè)備選型、配置不合理,無(wú)防爆性能,或本身缺陷、運(yùn)行性能差,產(chǎn)生電氣火花或電氣爆炸誘發(fā)煤礦瓦斯爆炸事故?! ?
由此可見(jiàn),煤礦瓦斯爆炸的電氣誘因十分嚴(yán)重,要想實(shí)現(xiàn)煤礦穩(wěn)定的安全生產(chǎn),關(guān)鍵在于保證供電電源可靠,消除井下瓦斯超標(biāo)和配置防爆性能可靠的礦井電氣產(chǎn)品。
3大幅度降低煤礦瓦斯爆炸的電氣誘因的措施
3.1針對(duì)礦井市電電源、自備電源(發(fā)電機(jī))供電不可靠的缺陷
可將單回路市電供電網(wǎng)絡(luò)改為雙回路市電供電網(wǎng)絡(luò),配置性能可靠的礦井自備電源和相應(yīng)的備用電源自動(dòng)投入裝置(BZT),方可保證整個(gè)礦區(qū)的可靠供電?! ?
3.2針對(duì)礦井電力網(wǎng)絡(luò)、變配電設(shè)備、照明燈具和動(dòng)力用電設(shè)備缺陷
鑒于礦井防爆安全的重要性和防爆電氣產(chǎn)品在爆炸性氣體和粉塵危險(xiǎn)環(huán)境中應(yīng)用的普及程度,應(yīng)著力加強(qiáng)對(duì)用在該環(huán)境中的防爆電氣產(chǎn)品強(qiáng)制性的監(jiān)督檢查,杜絕該使用防爆電氣產(chǎn)品的卻替代以普通產(chǎn)品。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)用戶(hù)防爆電氣產(chǎn)品的監(jiān)督檢查,避免以次充優(yōu)或超期股役等現(xiàn)象的發(fā)生。另外,加強(qiáng)防爆電氣產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化工作,不斷提高產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化水平,可便于用戶(hù)選型、使用?! ≡僬?,應(yīng)加強(qiáng)防爆電氣產(chǎn)品生產(chǎn)、流通、使用等各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制,以期最終做到礦井中井下作業(yè)必須配置質(zhì)量合格并取得礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志的防爆電氣產(chǎn)品,以構(gòu)成完善的礦井防爆電氣體系,做到產(chǎn)品的防爆結(jié)構(gòu)、工藝、材質(zhì)、檢驗(yàn)均符合防爆標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,如隔爆面的配合寬度或配合間隙不應(yīng)超標(biāo),做到隔爆面壁厚一致;隔爆面之間不可任意加設(shè)密封墊。對(duì)外殼,特別是鑄鐵外殼材質(zhì)需化驗(yàn);做隔爆外殼的水壓試驗(yàn);隔爆面上的砂眼、氣眼不應(yīng)超標(biāo);隔爆外殼上的緊固件緊固牢靠;設(shè)置內(nèi)、外接地端子;多余的進(jìn)線孔設(shè)置鋼質(zhì)堵板。
防爆電機(jī)的制造和裝配質(zhì)量應(yīng)符合產(chǎn)品驗(yàn)收規(guī)范。礦用電機(jī)的選型、接線盒內(nèi)電路的爬電距離和電氣間隙、結(jié)構(gòu)材料、密封材料等均應(yīng)符合防爆標(biāo)準(zhǔn)要求,接線盒內(nèi)應(yīng)涂耐弧漆;避免繞組短路、斷路現(xiàn)象,定子繞組裝配前內(nèi)部清理干凈,繞組浸漆后避免漆瘤;隔爆型電機(jī)軸承傳動(dòng)結(jié)構(gòu)及軸承隔爆結(jié)構(gòu)應(yīng)避免“抱軸”質(zhì)量事故。隔爆面粗糙度應(yīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),注意橢圓度超差,保證其同心度;工序傳遞過(guò)程中保護(hù)隔爆面?! ?
在防爆電氣產(chǎn)品應(yīng)用過(guò)程中,產(chǎn)品選型符合安裝標(biāo)準(zhǔn),如防爆類(lèi)型和隔爆型的級(jí)別、組別選擇應(yīng)符合相應(yīng)場(chǎng)所及使用條件的要求;產(chǎn)品檢查維護(hù)工作應(yīng)到位;杜絕假冒偽劣、帶安全隱患的產(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)使用,如接線盒缺少緊固螺釘、電纜引人裝置的密封圈無(wú)壓緊裝置或密封圈丟失、電動(dòng)機(jī)風(fēng)罩固定螺栓不全、銘牌嚴(yán)重腐蝕或丟失。應(yīng)保證戶(hù)外防爆電氣產(chǎn)品的接線盒防水性能;產(chǎn)品維修后應(yīng)達(dá)到原來(lái)的防爆要求。用戶(hù)應(yīng)了解產(chǎn)品維護(hù)、檢修報(bào)廢的標(biāo)準(zhǔn),做到危險(xiǎn)場(chǎng)所必須采用防爆電氣產(chǎn)品。當(dāng)然,國(guó)外引進(jìn)的防爆電氣產(chǎn)品需經(jīng)我國(guó)防爆質(zhì)檢機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)合格并取得礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志,才可進(jìn)入我國(guó)銷(xiāo)售流動(dòng)領(lǐng)域?! ?
針對(duì)礦井作業(yè)人員違章用電的問(wèn)題,應(yīng)加強(qiáng)電氣防爆知識(shí)宣傳、培訓(xùn)、普及,以使礦井作業(yè)人員自覺(jué)地嚴(yán)格遵守礦山安全操作規(guī)程,做好防爆電氣標(biāo)準(zhǔn)的貫徹落實(shí)。
4結(jié)束語(yǔ)
接連不斷的煤礦瓦斯爆炸事故與電氣誘因密切相關(guān),只要我們的相關(guān)部門(mén)以及煤礦自身建立安全生產(chǎn)的長(zhǎng)效機(jī)制,強(qiáng)化煤礦安全監(jiān)察,保證供電可靠,礦井中配置質(zhì)量合格的防爆電氣產(chǎn)品,井下作業(yè)人員嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程,相信煤礦瓦斯爆炸事故的發(fā)生率會(huì)明顯下降。