煤矿事故应急救援虚拟仿真实验项目

Virtual simulation experiment of emergency response and rescue for coal mine accidents
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矿山典型事故案例1

1995年6月23日零时30分,某矿的一个采煤工作面发生了一起特大瓦斯爆炸事故。在事故处理过程中又发生二次爆炸,共死亡76人,受伤多人。在这起事故中先后发生的瓦斯爆炸多达1080次。

(1)矿井概况

事故时期该矿年产量为175万吨。矿井为斜井阶段石门开拓方式、混合式通风系统。4条斜井及2个立井进风,从南向北井田范围内分布有四个回风井,总排风能力为:17000m3/min,1995年经瓦斯等级鉴定为煤与瓦斯突出矿井,相对瓦斯涌出量为22.52m3/t;绝对瓦斯涌出量为60.26m3/min,深部瓦斯压力高达3.7Mpa。发生瓦斯爆炸事故采煤工作面长125m,走向长250m,采高1.8m,倾角24度,为单体液压支柱。如图3-1-1。

图片3-1-1

(2)爆炸起因

此次瓦斯爆炸的直接原因是工作面瓦斯浓度长时间超限,瓦斯浓度上限达到3%达10个多小时,而没有及时得到控制、处理。工作面放炮作业中没有严格执行“一炮三检”和“三人连锁放炮”制,放炮员在瓦斯超限的情况下放炮,导致第一次瓦斯爆炸。

(3)事故经过

6月23日零点30分,井下工人听到矿井北翼44采区一声巨响,估计发生了事故,当即电话通知矿调度室。凌晨1:00救护队进入-540m水平C13底板巷和-600m水平I、II线侦察、探险。发现采区回风石门以南的两道风门冲垮,回风石门以及-600m水平C13底板巷道通向工作面运巷的2#、3#进风联络石门口均垮实,并根据遇险人员的反映,初步判定瓦斯爆炸发生在4462C13-1采煤六队所在的工作面,同时波及相邻的4462C13-2采煤一队工作面。

抢救工作根据出现的几次爆炸过程分三个阶段:

1)第一次爆炸后,首先撤出所有井下作业人员,切断电源,设置警戒,在-540m水平回风石门观测气体变化情况。并派救护人员进入灾区抢救遇险人员,救出52人,其中11人遇难。

2)第二次爆炸后,造成抢险救灾人员伤亡,但坚持对灾区气体进行监测。控制灾区供氧,同时往灾区探查前进。此期间共记录58次爆炸,但无人员伤亡。

3)第三阶段持续爆炸后,鉴于灾区遇难人员已无生存可能,为防止灾区范围进一步扩大,决定在从灾区进回风系统再次构筑密闭,切断所有供风并采取调压与注氮措施以加快灭火。所有工程完成后,灾情得到了初步控制,但灾区内瓦斯爆炸仍时有发生。

[点评]

1)用瓦斯爆炸的三要素:爆炸浓度极限、失爆氧浓度和点火源(最小点火能)分析本案例。工作面瓦斯浓度达到3%,局部应超过5%,满足爆炸浓度范围;氧浓度(一般19%以上)高于失爆氧浓度;超限情况下的放炮可做为引火源,爆炸就会发生。

2)事故直接原因是工作面瓦斯浓度超限。工作面的绝对瓦斯涌出量为5m3/min,而风量为550m3/min,显然,风量冲淡瓦斯的浓度已经接近《煤矿安全规程》规定的界限,而且厚煤层上分层的开采,瓦斯涌出量大。另外瓦斯涌出的不均匀性,受多种因素的影响,在不同的作业工序中瓦斯的涌出也会有很大差异,例如在放炮落煤或放顶、老顶来压过程中,瓦斯涌出量都会大大增加。

3)井下工作面的瓦斯浓度不仅取决于瓦斯的涌出量,而且也受供风量的影响。本次事故发生的原因与通风系统不合理密切相关。灾区工作面不仅位于多台主要通风机联合运转共同作用区,而且又处于多层次角联系统的最内层,易造成风流不稳、风量不足,从而使瓦斯超限。通风工作的高水平一是体现在平时能满足生产用风,二是能在非常时期适应救灾的需要。通风网络力求简单,废弃的巷道及时封闭,但要避免形成瓦斯储罐。多风井并联工作的矿井应尽早分风,以保持共同区段阻力要小。各独立分区在主要进、回风大巷之间最好不要连通,特别是两区进风系统的连通,对于处理灾变极为不利。



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