瓦斯爆炸是河北煤矿主要灾害之一,有时还伴随煤尘爆炸,是一次死亡人数最多的生产事故。历年煤矿重、特大事故中瓦斯事故约占70%,防范瓦斯事故是煤矿安全生产的重中之重。
(一)瓦斯鉴定
1.等级划分
1951年9月贯彻燃料部《煤矿技术保安试行规程》,一个矿井中只要有一个煤、岩层发现过一次沼气,该矿井即定为瓦斯矿井[2]。矿井瓦斯等级的划分,根据相对漏出量[3]而定:相对漏出量在5立方米/吨/日以下者为一级瓦斯矿井,5—10立方米/吨/日为二级瓦斯矿井,10—15立方米/吨/日为三级瓦斯矿井,15立方米/吨/日以上为超级瓦斯矿井,另外还有瓦斯喷出和煤与瓦斯突出矿井。
1980年2月起执行煤炭部《煤矿安全规程》,矿井瓦斯等级按照矿井平均日产一吨煤漏出瓦斯量和瓦斯漏出形式来划分:平均日产一吨煤相对瓦斯涌出量10立方米以下者为低瓦斯矿井,10立方米以上者为高瓦斯矿井,有煤与瓦斯突出者为煤与瓦斯突出矿井。针对本省矿老井深、多水平、盘区式开采等特点,省煤炭管理局(省煤炭厅)在审批矿井瓦斯等级时规定,低瓦斯矿井中的高瓦斯水平或区域按高瓦斯矿井进行管理,高瓦斯矿井中的低瓦斯水平或区域可按低瓦斯管理。
2.等级鉴定
20世纪60年代以前大都在每年4月、10月进行矿井瓦斯等级鉴定,60年代以后大都在每年的7月进行。1984年对全省统配煤矿8个矿务局的38个矿井、49个坑口进行瓦斯等级鉴定:煤与瓦斯突出矿井4个,占井口总数的8.4%;高瓦斯矿井12个、坑口14个,占坑口总数的28.57%;低瓦斯矿井26个、坑口31个,占坑口总数的63.27%。1988年对全省地方国营煤矿的91个矿井进行瓦斯等级鉴定,经省煤炭厅批复:煤与瓦斯突出矿井4个,高瓦斯矿井24个,其余63个为低瓦斯矿井。
1992后根据新修订《煤矿安全规程》的有关规定,煤矿每年均对矿井瓦斯和二氧化碳涌出量进行鉴定,鉴定时间为在瓦斯涌出最大的月份,鉴定月上、中、下旬各取一天(间隔10天)分三班(或四班)进行,按每一自燃矿井、煤层、一翼、水平和采区,分别测定计算月平均日产吨煤瓦斯涌出量,取其中最大值来确定矿井瓦斯等级。鉴定结果报省煤炭行业主管部门审批,并报煤矿安全监察机构备案。
(二)瓦斯检测
20世纪50年代初使用瓦斯检定灯,根据进入灯罩金属网内瓦斯燃烧火焰的高低来判断瓦斯浓度,检测精确度较低。1952年试用日本进口的光学瓦斯检定器。随着该仪器的国产化,60年代后逐步取代瓦斯检定灯,80年代所有下井的通风瓦斯管理检测人员和安全管理人员每人均配备一台。1986年1月13日兴隆矿务局汪庄煤矿发生光学瓦斯检定器触电式按钮火花引爆瓦斯造成爆炸事故,其后将其触电式按钮更换为子母扣式结构,并停止使用以两节干电池串联做电源的检定器。
20世纪70年代末期开始使用沼气自动监测报警仪,动态测示瓦斯浓度,当浓度达到预定报警点时即发出声、光报警信号。80年代沼气监测报警断电仪、沼气监测报警遥测仪相继在各矿投入使用。1985年全省各统配局、矿的高瓦斯矿井和瓦斯区域,基本上都按要求安装瓦斯断电仪和瓦斯遥测仪。部分矿井还安装瓦斯监测系统,不仅监测沼气,还监测风速、温度、二氧化碳等;不仅在井下监测点发出声、光信号,还可反映到地面监控室。有些矿还购置便携式瓦斯检测仪,分发给井下班组长使用。80年代末不仅全省8个统配局、矿普遍使用瓦斯报警断电仪、各种瓦斯传感器、便携式瓦斯检测仪,地方煤矿瓦斯检测手段也开始逐步改善。
20世纪90年代中期瓦斯监测监控技术迅猛发展,广泛推广具有瓦斯浓度即时显示,数据传输快,声、光报警明显,风速、温度、一氧化碳均可监测的KJ4瓦斯监测监控系统。2000年后大中型煤矿KJ4系统逐步改造升级为KJ4—2000监控系统,将遥测线路分布矿井大小巷道,采煤队、开掘队,开掘头全部安设监测探头以及二级断电、测风、测温、测瓦斯探头,并设立监测分站。
(三)煤与瓦斯突出
煤与瓦斯突出是一种复杂的矿井瓦斯动力现象。20世纪60年代中期至80年代末,河北统配煤矿有煤与瓦斯突出矿井7个,发生煤与瓦斯突出115次,突出煤总量5890吨,平均每次突出51.2吨。其中突出强度小于50吨/次的82次,占71.3%;50—100吨/次的中型突出17次,占14.78%;100—500吨/次的大型突出13次,占11.3%;500—1000吨/次特大型突出2次,占1.24%。90年代后随着煤炭工业科技进步和防突水平提高,煤与瓦斯突出逐步减少。
对煤与瓦斯突出的防治,50年代以研制安全防护措施为主。60—70年代进行开采保护层的大规模工业试验成功,获广泛应用,同时采取超前钻孔、松动爆破、煤层注水、金属骨架等局部防突措施。80年代后期贯彻落实部颁《防治煤与瓦斯突出细则》,进行危险性预测和措施效果检验,实施综合防突技术,包括:开采解放层,即先开采有煤与瓦斯突出煤层邻近的上部或下部煤层,使瓦斯压力通过顶板或底板泄压;打前探钻孔,用人为打钻方法将瓦斯预排泄压,以控制其自然突出;编制专门的煤与瓦斯突出开采设计,制订煤层开采顺序、开拓方式、采煤支架方法、通风方式、瓦斯检测管理等专项规定,并对参加开采的工人进行专门安全教育,使其熟悉煤与瓦斯突出的预兆;设置瓦斯研究小组,负责掌握煤与瓦斯突出动态,测定瓦斯压力、瓦斯流量、煤层透气性、瓦斯成分、煤层温度、地应力与煤层柔皱系数等,并进行科学分析,分辨矿井煤与瓦斯突出的危险程度,采取相应措施。
1995年起执行煤炭部新修订的《防治煤与瓦斯突出细则》,采取双“四位一体综合防突技术”,包括:区域综合防突措施(含区域突出危险性预测、区域防突措施、区域措施效果检验、区域验证)和局部综合防突措施(含工作面突出危险性预测、工作面防突措施、工作面措施效果检验、安全防护措施)。立足超前防范,开展源头治理;立足严格管理,坚持依法治突;区域防突措施先行,局部防突措施补充;不掘突出头,不采突出面。
(四)瓦斯管理制度
1.瓦斯检查制度
20世纪50年代初首先在国营矿务局、矿建立和实施,并在实践中不断完善。80年代后贯彻《煤矿安全规程》,所有采掘工作面均对沼气等有害气体浓度进行检查,低沼气矿井每班至少两次,高沼气矿井每班至少三次,沼气和有害气体涌出量大且变化异常的个别采掘工作面,设专人随时检测。
2.巡回检查和请示报告制度
瓦斯检测人员负责检测瓦斯,并写入瓦斯记录牌板和瓦斯检查班报手册。每班瓦斯检查员向通风区(科)的瓦斯调度值班员汇报瓦斯含量和现场工作情况。通风区队领导和当班瓦斯检查班长进行巡回检查,监督瓦斯检查员执行瓦斯检查制度,发现空班漏检时及时补漏,并帮助瓦斯检查员现场处理瓦斯隐患。
3.瓦斯检查员井下定点交接班制度
瓦斯检查员在井下定点交接班,上一班向下一班移交检测防治瓦斯的过程和处理的技术措施,保证瓦斯检测防治的连续性。(www.xing528.com)
4.通风瓦斯日报领导审阅制度
1979年各矿建立通风瓦斯日报领导审阅制度:通风区队汇总分析瓦斯检查员的检查班报和瓦斯检查手册记录的检测结果,编制通风瓦斯日报,报送矿长、总工程师。矿长、总工程师审阅签字并对重点问题的处理意见做出批示。
5.通风调度值班制度
1982年各生产矿井、坑口建立通风调度,1986年后各矿务局(矿)建立通风调度。由通风技术管理干部和有现场实际经验的人员担任通风调度员,24小时值班。矿务局通风调度负责解决各矿的通风瓦斯问题,并每旬向省局汇报一次工作。
6.瓦斯排放制度
20世纪50年代开始实行瓦斯排放制度,但规定不尽完善,执行也不太严格。吸取多次事故教训,1986年规定实行三级瓦斯排放制度:巷道瓦斯浓度不超过3%的采掘工作面,由通风区队或瓦斯员负责就地排放;巷道瓦斯浓度超过3%,排放瓦斯必须有安全措施,由矿总工程师组织有关部门共同审查批准,矿级负责组织排放并报矿务局备案;掘进巷道瓦斯积聚或贯通已封闭的停工区,瓦斯浓度超过3%,排放路线长,影响范围大,排放的瓦斯流切断采掘工作面安全出口的,瓦斯排放措施由矿总工程师审查后,报矿务局总工程师批准并组织有关人员进行排放。
7.一炮三检查制度
采掘工作面钻眼前、装药前、放炮前都必须检测瓦斯,发现瓦斯超标时立即采取措施进行处理,否则不准钻眼、装药、放炮。
8.三人连锁换牌放炮制度
放炮前组长持工作牌,放炮员持放炮牌,瓦斯检查员持放炮钥匙。放炮员装好药、联好母线要求放炮时,把放炮牌交给组长;组长安排好挡人警戒后,将工作牌交给放炮员,放炮员将组长交给的工作牌交给瓦斯检查员;瓦斯检查员检查瓦斯,认为可以放炮时,将放炮钥匙交给放炮员,允许放炮。放完炮后经放炮员检查一切正常时,将放炮钥匙交给组长换回放炮牌;瓦斯检查员再检查瓦斯,认为可以工作时,将工作牌交给组长,换回放炮钥匙,同时表示可以进行生产。此制度下花园煤矿20世纪20年代开始在高瓦斯矿井执行,1987年受到煤炭部肯定后,在全省、全国高瓦斯矿井推广。
(五)瓦斯综合治理
20世纪80年代初乡(镇)村和个体小煤矿增多,瓦斯防治任务加重。各级煤炭安全管理部门严格各项瓦斯防治制度,组织开展瓦斯综合治理。
1984年省地方煤炭工业公司对问题较多的地方煤矿进行通风瓦斯会战,重点解决矿井通风能力不足、有效风量率低、瓦斯制度管理不严等问题。当年各矿新增瓦斯检查员89人,整修巷道21118米,新建风门密闭505个,新建测风站162个,新增瓦斯检定器101台。20世纪80年代末全省地方煤矿通风瓦斯专业人员达到2050人。有瓦斯检定器1457台,便携式瓦斯报警仪611台,瓦斯断电仪189台,瓦斯遥测仪18台。有41个矿井安装瓦斯断电仪、瓦斯遥测仪。涝洼滩煤矿还安设波兰进口的CMM—20型瓦斯监测系统。
20世纪90年代后期煤矿企业效益下降,安全投入减少。瓦斯监控监测和抽放、井下设备和电器防爆、通风系统和巷道维修等出现大量隐患且整改不力,事故多发。2001年起全省连续数年进行包括瓦斯综合治理在内的煤矿安全生产专项整治。
2004年省煤安办组织各产煤市安监部门,对辖区内煤矿逐井进行瓦斯鉴定,确定高瓦斯矿井、低瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井、以及矿井二氧化碳的等级,对各市鉴定结果逐市进行批复。要求煤矿企业将瓦斯治理作为安全工作的重中之重,严格按照批复的瓦斯等级加强瓦斯检测与通风管理,落实“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字瓦斯治理方针和“一炮三检”“三人连锁放炮”等管理制度。瓦斯灾害严重的矿井必须落实抽放措施,高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井必须安装监测监控系统,低瓦斯矿井必须安装甲烷断电仪和风电闭锁装置。
开展以防范瓦斯事故为重点的全省煤矿安全大检查,全面分析排查各类煤矿“一通三防”管理情况。对超通风能力生产的矿井、通风系统不完善的矿井、未采取“四位一体”综合防突措施的矿井、没有安全监测监控系统的高瓦斯矿井、管理混乱存在违章指挥违章作业的矿井、越层越界开采的矿井和安全评估为D类的矿井,责令立即停产整顿,由有关部门进行有效监督,未经验收合格不准恢复生产。尤其加大对小煤矿安全专项整治和安全监察的工作力度,通过逐一排查,应关闭的立即予以关闭,炸毁井筒,填平场地,注销或吊销证照。
2005年1月国家安监局(国家煤监局)发布《国有煤矿瓦斯治理规定》。要求国有煤矿(包括企业及所属矿井)设立专门瓦斯治理机构,实施瓦斯治理责任管理:煤矿主要负责人是瓦斯治理的第一责任人;煤矿总工程师对瓦斯治理负技术责任,负责组织制订治理瓦斯方案和安全技术措施,负责资金的安排使用;煤矿分管安全工作的行政副职对瓦斯治理工作负监督检查责任;其他行政副职负责分管领域内瓦斯治理方案、措施的落实。煤矿值班负责人对当天安全生产负全面责任,掌握当班下井人数,发现瓦斯隐患立即采取措施处理。高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井的负责人,每半年向当地煤矿安全监管部门和煤矿安全监察机构报告一次瓦斯治理情况。同时加强制度管理:严格矿井瓦斯等级鉴定制度,国有煤矿每年按规定进行矿井瓦斯等级鉴定;落实瓦斯抽放规定,实行先抽后采;建立运行可靠的监测监控系统,配备经培训合格的专职人员24小时值班;落实瓦斯检查制度,落实防突措施;建立完善的独立通风系统,生产水平和采区实行分区通风;每年核定矿井通风能力,以风定产,严禁超通风能力组织生产;严格禁止并严肃查处瓦斯超限作业;突出煤层的突出危险区、突出威胁区,严禁采用放顶煤开采法。
根据国家安监局《瓦斯治理规定》要求,省煤安办进一步规范全省矿井煤与瓦斯突出危险性鉴定的依据、程序和方法,强化对矿井煤与瓦斯突出的危险性鉴定和监督管理。凡发生瓦斯动力现象的煤矿企业,必须在24小时内报告当地煤矿安监部门和监察机构,并及时向具有国家规定资质的煤与瓦斯突出危险性鉴定机构提交鉴定申请,在申请鉴定期间按照突出矿井进行管理,鉴定结果由省煤安办审核批复。
由各产煤市向事故多发产煤县(区)派驻瓦斯治理督导组,检查督导煤矿企业:落实瓦斯治理责任制,将职责逐级分解;落实企业负责人和管理人员下井跟班规定,促其及时发现和消除事故隐患;落实国家发改委、国家安监总局、国家煤监局《煤矿瓦斯治理经验五十条》,督促企业严格执行瓦斯治理“十二字”方针;检查“四类矿井”关闭取缔和“五类矿井”停产整顿情况[4],视情况分别予以关闭取缔或责令停产整顿;督促瓦斯灾害严重、存在重大隐患的矿井进行安全评估,煤与瓦斯突出矿井必须采取“四位一体”综合防突措施;督促煤矿企业按照规定标准核算矿井通风和生产能力,报经省煤安办核准后监督其根据核定能力合理组织生产和配置下井人数。
高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井,年内全部建立和完善数字化瓦斯远程监控系统,未安装安全监测监控系统或系统不完善的不得组织生产。其中国有重点煤矿企业实现矿务局(集团公司)内部联网,国有地方煤矿、乡镇煤矿实现县(市、区)范围内联网。
同年5月19日承德县暖儿河矿业有限公司发生45人遇难、5人失踪的特别重大瓦斯爆炸事故。省长季允石分别致信各产煤市市长,要求汲取事故教训,防止发生生产安全事故。并组织煤矿安监、监察等有关部门强化瓦斯专项整治:由河北煤监局、省安监局、省国土资源厅4名厅局领导带队组成4个检查组,分赴石家庄、张家口、秦皇岛、唐山、保定、邢台、邯郸7市,重点检查解决煤矿瓦斯监测监控系统管理不到位、使用不正常,“一通三防”存在隐患和部分煤矿非法生产或“停而不整”等问题;省安委办紧急组织各级、各部门加大对各类矿井的巡查和监控力度,特别是加强夜间巡查的密度,对基建矿井、停产整顿矿井以及已关闭矿井,实行分片包干,盯紧盯死,严防死灰复燃和借整顿名义进行生产;各产煤市向产煤县(市、区)和重点煤矿派驻的瓦斯治理督导组,对煤矿进行“四查四监督”:查企业采、掘、机、运、通系统存在的问题和隐患,监督企业落实整改措施;查企业安全费用提取和使用情况,监督企业技措项目竣工验收和投产使用;查企业贯彻《煤矿瓦斯治理经验五十条》《国有煤矿瓦斯治理规定》情况,监督企业严格执行瓦斯治理“十二字方针”;查企业安全责任是否落实、制度是否完善,监督企业责任到人、工作到位。同时严格瓦斯治理标准,通过对高瓦斯和突出矿井进行全面安全检查,凡达不到“三专两闭锁”(“三专两闭锁”为矿井井下对局部通风机供电采用专用变压器、专用开关、专用线路,掘进工作面瓦斯电闭锁和风电闭锁)要求的,瓦斯监测监控系统运行不正常的,瓦斯检测探头不按规定进行校验的,通风系统设施装备不完善的,防尘设施不到位的,一律停产整顿;推广采用瓦斯超限报警先进技术,全面装备“矿用开关两防锁”(“矿用开关两防锁”为防止擅自送电、擅自开盖操作)安全装置,提高煤矿安全保障能力;推广阜新矿业集团“安全专盯”的经验,全省煤矿建立盯住现场、盯住安全、盯住身边工友的井下“安全专盯”制度;干部靠前指挥,责任落实到人,并设立群众举报电话,实行社会监督。
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