搜索:

黑龙江七台河东风煤矿矿难是瓦斯爆炸引起的煤尘爆炸

8/3/2006 1:34:10 PM 来源:《消防技术与产品信息》 作者:王宝兴 经建生 高云升
图2  粉尘爆炸喷出的火焰
图3  长巷道中粉尘爆炸压力2时间曲线
图1  东风煤矿井下巷道位置示意图

摘要: 根据黑龙江七台河东风煤矿第一采煤区的工人全部死亡第二、第三采煤区工人部分生存且后者入口对着发生煤尘爆炸的出煤巷道的入口的事实推论东风煤矿爆炸不是单纯煤尘爆炸而是第一采煤区首先发生瓦斯爆炸爆炸喷出的火焰扬起并引燃出煤巷道地面与墙上的煤尘诱发严重的煤尘爆炸。第一采煤区首先发生的瓦斯爆炸与今年发生的另两次瓦斯爆炸起因是一样的都是由于轻度瓦斯突出受加强加大的通风的负() 作用造成的。

关键词: 煤尘爆炸; 瓦斯爆炸; 煤矿事故

 

1 特大矿难不断证明没有找到矿难的真正原因

20041020河南太平煤矿瓦斯爆炸死148人。1128陕西铜川陈家山煤矿瓦斯爆炸死166人。2005214辽宁阜新孙家湾煤矿瓦斯爆炸死214人。2005711新疆阜康神龙煤矿瓦斯爆炸83人。20051127黑龙江七台河东风煤矿爆炸死171人。13个月发生5次死亡超过83人的特大爆炸矿难这在中国采煤史上是空前的。煤矿未整顿没关闭中小煤矿的几十年内都没有频率这样高死人这样多的矿难不仅说明没找到矿难的真正原因还应考虑采煤技术中是否引进了一种起反作用的“措施”。

 

2  东风煤矿不是单纯的煤尘爆炸

东风煤矿的送煤巷道从“东方时空”报导的现场破坏程度判断的确是发生了煤尘爆炸并已定性为煤尘爆炸。但从报导的矿难细节与爆炸泄压的规律判断不能将这次爆炸单纯定性为煤尘爆炸理由如下:

21  煤尘是如何扬起的

出煤巷道发生煤尘爆炸可能有三种情况。第一种情况参与煤尘爆炸的粉尘并不全是从输送带上直接扬起的煤粉而大部分是生产运输中飘落于地面与墙壁粗糙表面上的直径小于200μm的细煤尘。这些煤尘要弥散于空气中形成煤尘浓度大于50 gPm3 的煤尘—空气混合气氛遇上大于最小点火能(50mJ)的火源发生爆炸。正常生产的风流不能将煤尘扬起形成这样浓度的可爆气氛操作工的不慎操作只能在局部空间形成体积有限的可爆气氛即使有强火源也不会产生这样严重的爆炸。所以要定论出煤巷道首先发生煤尘爆炸必须找出煤尘扬起的原因。

第二种情况出煤巷道按煤矿安全规程规定除尘地面与墙壁上没有足够煤尘量产生煤尘爆炸。但是从巷口传入高温高速气流(由其它巷道的瓦斯爆炸产生的)将运输皮带上的煤粉扬起。扬起瞬间因大颗粒煤粉弥漫于空间不会发生煤尘爆炸。当进入的燃气流已泄压大颗粒煤粉落地只有煤尘飘浮于巷道内且在很长巷道空间飘浮高温燃气或燃煤余烬引燃煤尘—空气可爆混合物于是产生很强的煤尘爆炸。这种情况需要确定哪条巷道内产生了瓦斯爆炸并且不是出煤巷道首先发生瓦斯爆炸。

第三种情况认为是第一采煤区首先发生煤尘爆炸泄放出的高温燃气再引燃出煤巷道内的煤尘爆炸。因为按照煤矿安全规程采煤时有消尘措施电视报导东风煤矿生还人员只说钻孔时有时干钻有煤尘。根据我们做的大量粉尘爆炸泄压试验以及作者在美国密执安大学宇航系的72m长管做的粉尘爆轰试验得到的经验认为单独钻孔产生的煤尘即使遇火源也不会产生这样强的煤尘爆炸。国内的研究所有试验巷道72m长管可以试验验证。

22  从第一采煤区工人全部死亡判断最初爆炸不是出煤巷道的煤尘爆炸

“东方时空”给出图1所示的各采煤巷道的相对位置。如果出煤巷道(代号①)首先产生煤尘爆炸爆炸产生的高温产物与未燃完并继续燃烧的煤尘(参看图2铝粉、亚麻尘爆炸泄放出的火焰)一部分从方向A向地面喷出另一部分从方向B向巷道②~⑥喷出。巷道⑤、⑥通往大气则喷出物向⑤、⑥泄放得最多。③、④巷道正对着巷道①是盲巷受影响次之;而巷道②的方向与①相反受影响应当比③、④小即死亡人数应少于③、④。而事实上第一采煤区②内的工人全部死亡。第二采煤区③第三采煤区④仍有工人生存。由此推论最初爆炸不是送煤巷道①的煤尘爆炸。

 

3  第一采煤区首先发生瓦斯爆炸然后诱发送煤巷道产生煤尘爆炸

第一采煤区采煤工人全部死亡的事实决定该区首先发生瓦斯爆炸。爆炸模型为:第一采煤区掘进巷道在2 min 内突出1030 m3 或更多的瓦斯气与距掘进端面很近(小于7 m) 的风筒送出的强风流混合成浓度处于可爆范围(上、下限之间) 的可爆混气遇火源爆燃(静电火花足够引爆) 。爆燃喷出的火焰将第一采煤区巷道中地面与壁面上沉积的煤尘扬起参加燃烧巷道中的浓度小于1 %的瓦斯气也会参加燃烧。压力波与火焰前峰将传入出煤巷道①将地面与壁面上的煤尘扬起参加燃烧火焰前峰得到加速。最后压力突然上升(在长巷道中压力变化为图3 所示) 产生了强煤尘爆燃() 。或者传入送煤巷道的火焰前峰(高温气流) 将传送带上的煤粉扬起待大颗粒煤尘落地只有煤尘飘浮于空气中时发生煤尘爆炸。在压力峰值时燃烧产物和未燃完的煤尘将向其它各个巷道泄放。

这种事故原因分析可以解释下述现象:(1) 第一采煤区首先发生瓦斯爆炸接着送煤巷道的煤尘爆炸也向该区泄放除受高温火焰及压力作用外巷道内严重缺氧缺氧时间维持时间最长故全部死亡。第二采煤区、第三采煤区只是受外部爆炸喷出的火焰向内传播的影响且是盲巷道故所受影响比第一采煤区小所以仍有工人生存。如果只发生出煤巷道的煤尘爆炸则第一采煤区口因不对着出煤巷道口应当伤亡比第二、第三采煤区小。

(2) 瓦斯爆炸向外泄放的高温产物是送煤巷道的煤尘扬起“风”源与点火源。

(3) 东风煤矿煤层薄掘进巷道尺寸小如果高1.5m 2m 则水力学当量直径为1.7m 2min 内突出大于7m3 瓦斯气就能产生严重的瓦斯爆炸(在长径比为77m3 爆炸装置已经试验证明[1-3]。在长20m3.1m2.5m的试验巷道的封闭端2 min 输入12 m3 14 m3 天燃气风筒距端面7 m 风量130 m3Pmin 距端面一次2 m 一次4 m 的截面几何中心电火花点火两次试验全部爆炸)。矿井其它处的甲烷浓度仍远远小于1 %。通风、瓦斯监测数据均正常仍会发生这种爆炸事故。

(4) 事故发生客观原因是轻度瓦斯突出对于煤层很薄的矿脉预先抽出成本太高了。直接原因是加大了的通风量使突出的瓦斯气一涌出来就被“风”混合成爆炸范围(上、下限之间) 浓度瓦斯—空气可爆混合气。东风煤矿是1956 年建立的老矿近三年是安全生产先进矿。先进表示设置了瓦斯监测系统通风量达到了规程要求。通风量越大越容易发生爆炸。证照齐全矿主或矿领导“重视”安全生产一样可以爆炸。这也解释了没有整顿煤矿(风量没被特别加大) 之前特大事故反而少现在反而多的事实。

 

4  两种事故原因采取的措施是不同的

事故是单纯煤尘爆炸采取的措施是清除煤尘。事故原因是第一采煤区首先瓦斯爆炸然后诱发煤尘爆炸则认为此次爆炸与东风煤矿今年发生的另两次瓦斯爆炸起因是一样的都是由于轻度瓦斯突出受加强加大的通风的负() 作用造成的矿领导没有及时清除出煤矿巷道的煤尘原因次之。即便清扫了煤尘也要在第一采煤区造成伤亡。认识这种主要原因才能采取消除这种负() 作用的措施才能大幅度减少甚至消除这种恶性矿难。不然的话这种恶性矿难还将继续发生不因人的意志而改变。

 

 

参考文献:

[1 ]  王宝兴经建生. 30 m3 试验装置的瓦斯爆炸试验研究2“安全采煤法”的试验验证. 消防科学与技术2004 7 (4) :3032305.

[2 ]  王宝兴经建生. 煤矿瓦斯爆炸主要原因的试验研究. 安全与环境学报2004 (4) :69272.

[3 ]  王宝兴经建生龚允怡. 煤矿瓦斯强烈爆炸的试验研究. 消防科学与技术2004 11(6) :5132516.

 

 

[关键词]:
本信息真实性未经中国消防网证实,仅供您参考。未经许可,不得转载。 责任编辑:
收藏】 【推荐】 【  】 【打印】 【关闭

看看相关信息

相关文件下载

相关问题

关于我们 - 广告服务 - 帮助中心 - 联系我们 - 法律声明 - 付款方式 - 意见投诉 - 友情链接