第九章国内外瓦斯检查新技术、新工艺与新设备

第九章国内外瓦斯检查新技术、新工艺与新设备我国煤矿瓦斯监控系统中配套使用的低浓度甲烷传感器基本上都是采用载体催化原理,瓦斯抽采监测系统中使用的高浓度甲烷传感器基本上都是采用热导原理由于载体催化传感器存在抗高浓度瓦斯冲击的性能差、调校周期短等缺点,一直制约着瓦斯检测技术的发展。近几年,新材料在传感器元件上得到广泛的应用。新材料传感器元件的应用,使甲烷传感器与过去相比,具有测量精度提高、调校周期增长、使用寿命延长的优点。一、新材料1.新型甲烷传感器元件(1)氧化物半导体气敏传感器元件。(2)红外甲烷传感器元件。(3)吸收型光纤甲烷传感器元件。(4)模式滤光光纤甲烷传感器元件。(5)纳米气敏甲烷传感器元件。下面以应用于瓦斯抽采管道监控系统中的红外甲烷传感器与热导甲烷传感器各项指标的比较来说明新型甲烷传感器的特点,如表9-1所列表9-1红外甲烷传感器与热导甲烷传感器性能对照表指标红外甲烷传感器热导甲烷传感器测范围CH4(0~100%)CH4(20%~80%)分辩率高(0.01%)低(0.1%)测量精度全量程≤真值的士7%,≤真值的士10%,高、低端测量不准反应速度快快稳定性长(可6个月调校1次)短(15天调校1次)元件寿命5年(预期)短(一般为1年)功耗低低抗干扰程度不受目标气体成分湿度、温度、压力变化而影响测量受目标气体成分、湿度、温度。压力变化对其影响非常大价格价高(0.9~1万元/台)价低(0.2~0.3万元/台)2.新型材料(1)氢氧化镍修饰镍电极。2)碳纳米管复合膜修饰镍电极。(3)钯电极修饰金电极。(5)钯纳米粒子修饰钯电极。(6)钯纳米修饰电极。二、新设备的应用特点复合气体检测仪体积小、质量小,采用可充电锂离子电池连续工作18h,可同时检测、显示、记录瓦斯、一氧化碳、硫化氢、氧气4种气体的实时浓度,超大屏幕显示和声、光、振动报警,可以为矿工提供最为清晰和明确的危险警报。它是矿井内现有固定式监测系统的补充。例如,M40瓦斯监测仪,如图9-1所示。产品特性1.可任意选配且连续监测1~4种气体:可燃气体,O4,CO,H2S；2.使用可充电锂离子电池持续运行18h;3.声、光及振动报警,保留峰值读数,大液晶显示屏;4.保质期为1年；5.可选配一体泵及数据采集功能;传感器进气口、采样泵接口、超大LCD显示、实时气体读数、LED报警灯、操作按键图9-1M40瓦斯监测仪国际认证:美国和加拿大:UL和CSA-ClassI,GroupsA,B,C,D;T4;美国煤安认证(MSHA),中国煤安认证(MA)。附录与煤矿瓦斯检查作业相关的淘汰设备及工艺目录国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局陆续发布《禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录的通知(第一批)》(安监总规划(2006〕146号)、《禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录的通知(第二批)》(安监总煤装(200849号)、《禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录的通知(第三批)》(安监总煤装〔201117号),涉及煤矿瓦斯检查作业的淘汰设备及工艺目录如下:(1)非阻燃抗静电风筒。(2)JBT局部通风机。(3)一氧化碳过滤式自救器。(4)ZH15型隔绝式化学氧自救器。第十章瓦斯爆炸及煤与瓦斯突出事故一、因作业人员违章爆破引起瓦斯爆燃事故2012年7月26日15时25分,山西阳泉盂县玉泉煤业有限公司井下规划区外硐底复采区对拉工作面发生一起较大瓦斯爆燃事故,造成9人死亡、28人受伤,直接经济损失792万元。(一)事故概述7月26日11时30分,生产矿长王某(当班跟班矿长)安排布置队组在井下1521机采面、1523准备面、硐底复采区对拉工作面及掘进工作面等地点作业。当班出勤188人,连同尚未升井的早6点班工人11人,当班井下工人共有199人发生事故时硐底复采区共有63人。队长王某召开班前会,安排了工作,并带领一个组在对拉工作面旧面作业,李某带领一个组在对拉工作面新面作业,王某与4名工人在掘进工作面作业。各组13时左右到达作业地点,按照分工进行作业。14时46分全矿井停电,地面主要通风机停风。井下停电、停风,大部分人员撤到运输巷。15时20分,主要通风机启动,工人们陆续返回运输巷和进风巷,等待工作面爆破后进行生产作业。15时25分,听到一声比爆破声响亮的爆炸声,接着一股黑烟冲出,工人们被爆燃的火焰扑倒烧伤,开始自发地向井口逃生。(二)事故原因1.直接原因矿井停电,地面主要通风机停风导致硐底复采区对拉工作面积聚,工人违章爆破引起瓦斯爆燃,造成人员伤亡。2.间接原因(1)煤矿企业法制观念不强、法律意识淡薄,无视国家法律法规,违法违规组织生产。(2)矿井“一通三防”管理混乱,通风系统不合理,通风设施不完善,违反《煤矿安全规程》规定,采用不合理的串联通风,工作面爆破前未检查瓦斯,主要通风机停风后未按规定撤人,恢复通风后未按规定检测和排放瓦斯。煤矿企业对职工安全培训教育不够,从业人员素质低,安全防范意识淡薄、防范能力差,部分瓦斯检查工、爆破工无证上岗。(3)当地政府及有关监管部门对煤矿安全工作重视不够,措施不到位,没有认真履行职责,对该矿违法组织生产行为未及时采取有效措施予以制止,安全监管不到位,执法不严格,部分监管人员失职渎职。二、因采煤工作面瓦斯超限,作业人员违章爆破引起瓦斯爆炸事故2013年5月11日14时15分,泸州市泸县桃子沟煤业有限公司发生重大瓦斯爆炸事故,造成28人死亡、18人受伤(其中8人重伤),直接经济损失3747万元。(一)事故概述2013年5月11日7时10分,桃子沟煤业有限公司集中组织召开班前会。早班作业人员141人入井,其中48人先后到违法作业区域作业。12时许,中班带班副矿长徐某组织召开班前会,随后78名作业人员陆续入井,早班部分人员升井。事故发生时,井下共有作业人员108名,其中违法作业区域有49人作业。3111采煤工作面22个支巷处于无风、微风状态。14时15分,第6支巷爆破后,残药燃烧引爆积聚的瓦斯,爆炸波及3111.煤工作面及相邻区域。(二)事故原因1.直接原因桃子沟煤业有限公司违法违规组织生产的3111采煤工作面第6支巷采煤作业点区域处于无风、微风状态,瓦斯积聚达到爆炸浓度;爆破后,残药燃烧,引爆积聚瓦斯。2．间接原因(1)违反《安全生产法》的规定,非法组织生产,蓄意逃避监管。2)3111采煤工作面通风管理混乱。各作业点无风、微风作业。3111采煤工作面总回风量为147m3/min,分布到22条支巷,风量、风速均低于规定(3)现场管理混乱,瓦斯管理不到位。瓦斯检验工配备不足;火工产品管理混乱;未严格执行炸药、雷管领退制度;违规爆破,未使用炮泥和水泡泥封孔;未执行“一炮三检”和“三人连锁爆破”制度;安全距离不足(4)职工培训不到位。部分职工安全意识淡薄,自救器未随身携带;未组织工人开展灾害应急演练,工人不会使用自救器,发生瓦斯事故,部分工人向回风巷撤离。(5)安全生产监督管理部门日常安全监管不力,驻矿安全监察员严重失职。组织开展煤矿“打非治违”和日常监督检查工作不力,对该矿非法违法生产等问题失察。(6)泸县国土资源局违规为事故煤矿出具了与事实不符的关于泸县桃子沟煤矿资源储(量)变动情况说明》,为企业变更采煤区域提供了方便。三、因通风系统紊乱造成瓦斯积聚,作业人员违章爆破引起瓦斯爆炸事故2013年4月20日13时26分,吉林省和龙市庆兴煤业有限责任公司庆兴煤矿发生一起重大瓦斯爆炸事故,造成18人死亡、12人受伤,直接经济损失1633.5万元。(一)事故概述该矿位于三段暗纹+285m~+74m标高的三处作业地点,采取临时封闭暗绞三段绞车道、提供虚假图纸资料、不上传安全监测监控数据和不为隐瞒区域作业人员发放人员定位识别卡等欺骗手段,故意隐瞒违规违法开采区域,逃避政府及有关部门监管。4月20日白班,矿井入井作业人员72人,其中新三段区域两个掘进工作面27人、注浆队8人;三段暗绞十一路巷道式采煤工作面12人、三段十二路回撤作业地点5人、三段十五路回撤作业地点3人,其他管理和辅助人员17人。作业人员在技术矿长黄某带领下,于8时入井。13时26分,在井下副二段绞车房检修绞车的机电矿长张某听到一声闷响,几秒钟后,绞车房充满灰尘,张某按电话上的呼叫器问发生什么情况,九路人员说发生爆炸了,张某立即向地面调度室报告了事故。生产矿长李某和安全矿长王某接到事故报告后,组织人员入井抢救,并向公司总经理刘某汇报,请求救护队救援,董事长葛某在到达井口后向和龙市政府报告了事故。(二)事故原因1.直接原因庆兴煤矿违法违规组织生产,蓄意隐瞒作业地点,在+214m标高三段十一路采用国家明令禁止的巷道式采煤方法,未形成全负压通风系统,造成瓦斯积聚,违章爆破引起瓦斯爆炸。2.间接原因(1)企业安全生产主体责任不落实,违法违规组织生产①拒不执行政府指令,违法违规组织生产。②隐瞒作业区域,逃避监管监察。③矿井技术管理混乱,采用国家明令禁止的巷道式采煤方法。④安全生产管理混乱,安全主体责任未落实。⑤庆兴煤业公司安全责任制形同虚设,对庆兴煤矿的安全管理不到位(2)地方政府安全监管责任落实不到位,相关部门未认真履行对庆兴煤矿的安全生产监管职责。①有关部门日常监管工作不到位。②对停产整顿期间企业违法违规生产问题失察。③对停产整改期间煤矿火工品监管不力。④对企业隐患排查监督指导不力,复产验收工作不认真四、因作业点无风、微风,作业人员操作时产生电火花而引起爆炸事故2012年8月29日17时38分,四川省攀枝花市西区正金工贸有限责任公司肖家湾煤矿发生特别重大瓦斯爆炸事故,造成48人死亡、54人受伤,直接经济损失4980万元。(一)事故概述2012年8月29日中班,该矿各采煤队分别召开班前会后,153名工人于15时至17时30分陆续入井,到非法违法区域作业。至事故发生时,早班有16人未升井,中班有4人提前出井,井下共有165人。应带班的安全副矿长阳某未按规定下井带班。10号煤层提升下山处于无风、微风状态,造成瓦斯积聚。17时38分,作业人员在操作提升绞车信号装置时,因失爆产生火花发生瓦斯爆炸,2名工人当场死亡。爆炸冲击波导致+1220m平巷下部8号和9号煤层部分采掘作业点积聚的高浓度瓦斯发生爆炸。(二)事故原因1.直接原因肖家湾煤矿非法违法开采区域的10号煤层提升下山采掘作业点和+1220m平巷下部8号、9号煤层部分采掘作业点无风微风作业,瓦斯积聚达到爆炸浓度;10号煤层提升下山采掘作业点提升绞车信号装置失爆,操作时产生电火花、引爆瓦斯;在爆炸冲击波高温作用下,+1220m平巷下部8号和9号煤层部分采掘作业点积聚的瓦斯发生二次爆炸,导致事故扩大。2.间接原因(1)非法违法组织生产,超层越界非法采矿。该矿在批复区域外组织4个采煤队乱采滥挖、超层越界非法采矿,非法采煤量达21.14×104t,且采用突击临时封闭巷道的办法,隐瞒非法开采区域的真相,逃避政府及有关部门的监管。(2)超能力、超定员、超强度生产。该矿在非法违法区域布置多煤层、多头面同时作业,矿井设计生产能力9×10t/a,而2011年实际产量为14.17×104t,2012年3~7月为8.4×104t;矿井设计定员为274人,而事故发生时共有职工753人,其中从事采掘作业的职工共计661人。(3)非法违法区域通风管理混乱。没有形成稳定可靠的通风系统,采用局部通风机供风,经常发生停电、停风现象,并存在1台通风机向多头面供风的问题;采掘作业点之间形成大串联,存在循环风,还与周边矿井连通,造成风量不足,部分采掘作业点无风、微风作业;没有安装瓦斯传感器,在瓦斯超限时不能报警、断电,且瓦斯检查制度不落实。(4)技术管理缺失。该矿技术资料缺乏,+1277m标高以下非法违法区域无开采设计、无作业规程、无安全技术措施,且没有与实际开采情况相符的图纸。(5)现场管理混乱。矿井提升绞车信号装置没有使用信号综合保护;机电设备检修不及时,且使用明令禁止的淘汰设备;未使用完的火工品乱扔乱放;入井人员不携带自救器;不严格执行出入井登记管理制度,发生事故后难以核清井下实际人数;不执行矿领导带班下井制度