矿用打钻防着火安全保护装置的设计

矿用打钻防着火安全保护装置的设矿用打钻防着火安全保护装置的设 计计 近些年来 河南全省发生了多起煤矿施工钻孔着火事故 给国家财产和人民群众生命健康造成一定损失 给煤矿安全生 产工作带来不利影响 为防止煤矿施工钻孔着火事故再次发生 进一步保障煤矿安全生产 对河南省近些年来的煤矿施工钻孔 着火事故及其发生原因进行了初步分析 并提出了防治煤矿施 工钻孔着火事故的对策建议 供大家参考 一 河南省近些年来煤矿施工钻孔着火事故总体情况 据不完全统计 自 1987 年以来河南全省发生了 16 起煤矿 施工钻孔着火事故 从发生事故的施工钻孔用途来看 瓦斯抽 放钻孔 11 个 探水 探煤 探断层 顶板注浆 取煤样钻孔各 1 个 从事故分布地域来看 焦作矿区 5 起 登封矿区 4 起 新密矿区 1 起 平顶山矿区 4 起 安阳 永城矿区各 1 起 从 发生事故的矿井瓦斯类型来看 14 起发生在突出矿井 2 起发 生在低瓦斯矿井 从发生事故煤矿施工钻孔的排粉方式来看 采用风排粉方式的 15 个 采用螺纹钻杆自排粉 干排粉类型 方式的 1 个 从事故发生年份来看 1987 年 1991 年 1993 年 1997 年 1999 年 2000 年 2003 年 2004 年 2005 年各 1 起 2009 年 3 起 2010 年 4 起 从事故是否造成职员死亡来 看 16 起事故中有 4 起死亡事故 共造成 12 人死亡 从发生 死亡事故的矿井性质来看 1 起发生在省骨干煤炭企业主力矿 井 3 起发生在乡镇煤矿或省骨干煤炭企业资源整合矿井 从 死亡事故发生年份来看 2004 年发生 1 起 1 人死亡事故 2009 年发生 1 起 7 人死亡事故 2010 年发生 2 起各 2 人死亡事故 综上 煤矿施工钻孔无论用于何种用途 只要钻具在钻孔 施工过程中接触煤层 就有可能发生着火事故 且既会发生在 突出矿井 也会发生在高瓦斯或低瓦斯矿井 既会在省骨干煤 炭企业主力矿井发生 也会在乡镇煤矿或省骨干煤炭企业资源 整合矿井发生 同时 采用风排粉方式的煤矿施工钻孔工艺比 较其它煤矿施工钻孔工艺更轻易发生着火事故 另外 从 1987 年至今 煤矿施工钻孔着火事故的发生 呈现出由几年发生 1 起演变到每年发生 1 起 再发展到 1 年发生几起的趋势 且死 亡事故基本发生在近两年 因此 我省煤矿施工钻孔安全工作 形势呈现出愈加严重的趋势 抓紧做好防治煤矿施工钻孔着火 事故工作十分必要和紧迫 二 煤矿施工钻孔着火事故原因初步分析 目前 煤矿施工钻孔的排粉方式主要有风排粉 水排粉和 自排粉 包括干排粉和在钻孔内适量加水的湿排粉两种类型 三种基本类型 其中 风排粉方式的煤矿施工钻孔工艺轻易发 生着火事故 干排粉类型的煤矿施工钻孔工艺可能发生钻孔着 火事故 水排粉方式和自排粉方式中的湿排粉类型煤矿施工钻 孔工艺一般不会发生钻孔着火事故 因此 本文对风排粉方式 和自排粉方式中的干排粉类型煤矿施工钻孔着火事故的直接原 因进行初步分析 风排粉方式施工钻孔着火事故有以下几种直接原因 一是钻头或钻杆脱落后仍继续钻进 钻头与钻杆 钻杆与 钻杆互相摩擦产生高温 同时由于向钻孔内供风而具备氧气条 件 引起煤粉或瓦斯燃烧 二是发生卡钻 顶钻后继续强行钻进 钻头和煤层摩擦力 增大产生高温 同时由于向钻孔内供风而具备氧气条件 引起 煤粉或瓦斯燃烧 三是新旧钻杆或不同型号的钻杆混用 钻杆之间间隙不匹 配甚至滑扣 致使钻杆间相互摩擦产生高温 同时由于向钻孔 内供风而具备氧气条件 引起煤粉或瓦斯燃烧 四是钻孔风压降低 造成排粉不净或钻孔内粉量过大 同 时由于向钻孔内供风而具备氧气条件 再遇高温 引起煤粉或 瓦斯燃烧 自排方式中的干排粉类型煤矿施工钻孔着火事故的直接原 因是 因卡钻或顶钻后继续强行钻进 钻头或钻杆脱落后互相 摩擦等原因产生高温 致使钻孔内的高温煤粉 瓦斯或二者的 混合物质从钻孔口内排出后 碰到氧气发生燃烧 或者引燃煤 矿施工钻孔作业地点的瓦斯或煤粉等可燃物质 从而发生着火 事故 另外 由于以下原因 使一些煤矿施工钻孔着火事故发展 扩大 造成较大经济损失 甚至造成职员伤亡 一 一些煤矿施工钻孔作业现场粉尘过大 一氧化碳 瓦斯等传感器缺失或悬挂位置错误 导致现场作业职员不能及 早发现事故预兆 贻误了事故处置时机 如 2009 年登封矿区一 煤矿由于在施工钻孔现场悬挂的一氧化碳数字便携仪器间隔煤 壁过近 不能真实检测作业地点回风骚中的一氧化碳浓度 致 使现场作业职员未能及时发现施工钻孔着火 直至事故发展扩 大后 经矿山救护队参与处置 才将火扑灭 造成较大经济损 失 二 不少煤矿施工钻孔现场作业职员应急处置经验不足 能力不高 在事故发生后没有及时采取先期处置措施和报告 任事故发展 如 1987 年焦作矿区一煤矿发生的一次施工钻孔着 火事故中 现场作业职员感到头晕 恶心后未采取任何措施就 紧急撤离 由于仍持续向钻孔内供风而具备氧气条件等原因 致使钻孔内着火 直到矿山救护队赶到井下采取向钻孔内供水 措施后才将火扑灭 三 部分煤矿在施工钻孔作业地点未按照规定放置 使 用灭火设备设施或在煤矿施工钻孔作业地点使用 放置可燃性 材料 如 2009 年新密矿区一煤矿施工钻孔发生着火事故后 现 场职员没有使用灭火器或采取注水方式灭火 而是使用煤埋压 火苗 影响了灭火进程 且钻孔口四周使用可燃烧的塑料编制 网进行护帮 结果塑料编制网被引燃 0 5 平方米左右 给抢险 救灾工作带来不利影响 四 一些煤矿施工钻孔作业职员安全素质低 自救能力 差 在事故发生后不及时使用自救器 压风自救等应急装备 如 2010 年安阳矿区一煤矿发生煤矿施工钻孔着火事故后 事故 现场中的 3 人有 1 人因先后使用了压风自救设备和自救器而获 救 另外 2 人只顾慌忙撤退 既不使用压风自救装置 也不使 用自救器 结果在撤退途中中毒死亡 五 有的煤矿透风系统不公道 巷道断面小 风量分配 不均衡 整体抗灾能力差 如 2010 年焦作矿区一煤矿施工钻孔 作业地点所在巷道微风 施工钻孔着火事故发生后导致施工作 业地点四周区域风骚局部逆转 造成 2 名矿工在逆风骚撤退至 该区域时死亡 六 部分煤矿企业或矿井调度室值班职员对应急处置程 序不熟悉 应急指挥水平不高 在事故发生后不能及时告知受 事故威胁区域职员公道的撤退路线或使用急救装备或设施 三 防治煤矿施工钻孔着火事故的对策建议 为加强煤矿施工钻孔安全生产工作 防止此类事故再次发 生 提出以下防治煤矿施工钻孔着火事故的对策建议 一是煤矿企业必须对施工钻孔作业职员进行专门培训 使 其了解钻机 钻具运行原理 熟悉作业操纵程序和专项安全技 术措施 并经考核合格和记进培训档案 同时 对施工钻孔钻 机 钻具定期检查 维修和建立技术档案 保持钻机 钻具功 能完好 必须做到新旧程度悬殊过大的钻杆或不同型号的钻杆 不得混用 存在丝扣损坏 出现裂纹等质量题目的钻杆不得使 用 二是煤矿企业施工钻孔前 应结合实际情况在水排粉 自 排粉 指不依靠水力或风力 而是依靠钻杆旋转作用力排粉 可分为向钻孔内适量加水以湿润煤粉的湿排粉和不加水的干排 粉两种类型 风排粉等排粉方式中 优先选用比较安全的施 工钻孔排粉方式 在选用风排粉方式时 必须在钻机 钻具上 安装 风 水 三通 配备具有向钻孔内喷射水功能的直径不小 于 50 毫米的供水管 确保能够随时切换向钻孔供风或供水 且 供风和供水压力均不得低于 0 5 兆帕 三是在施工钻孔回风侧 2 米范围内必须设置一氧化碳传感 器或便携式报警仪 若与该一氧化碳传感器相连接的安全监控 系统或便携式报警仪报警 或者现场作业职员闻到煤焦油 硫 化氢等的气味 或者发现钻孔发生燃烧 必须立即停止钻进 切断电源 进行处理 在采用风排粉方式的情况下 当钻孔未 发生燃烧时 立即打开供水阀门 同时封闭供风阀门 当钻孔 发生燃烧时 在打开供水阀门并封闭供风阀门的同时 使用灭 火器 黄土等灭火 要通过观测返水温度和一氧化碳浓度等方 法 确认钻孔燃烧消除后 方可停止供水和退出钻杆 然后用 黄土等不燃性材料封孔 封孔长度不得少于 2 米 四是必须安排瓦斯检查工检查施工钻孔作业地点的瓦斯情 况 低瓦斯矿井每班检查不少于 2 次 高瓦斯矿井每班检查不 少于 3 次 有瓦斯喷出危险和瓦斯涌出较大 变化异常区域和 突出矿井由固定瓦斯检查工经常检查 还必须在施工钻孔回风 侧 0 8 1 米范围内设置甲烷传感器或悬挂甲烷便携式报警仪 施 工钻孔地点及其所在巷道风骚中瓦斯浓度超过 1 时 立即停止 钻进 查明原因 进行处理 瓦斯浓度超过 1 5 或局部瓦斯超 过有关规定时 以钻孔为圆心 半径 0 4 米 距煤壁 0 6 米的范 围内 瓦斯浓度不得超过 2 立即停止钻进和停止向钻孔供 风 采用风排粉方式时 并切断电源 沿避灾路线撤退 向 矿井调度室报告 五是在施工钻孔过程中 现场作业职员发现钻头脱落 钻 杆滑扣 断裂或折断等情况时 立即停止钻进 进行处理 发 现卡钻 顶钻 排粉不利或钻进速度变慢等情况时 立即停止 钻进和停止向钻孔供风 采用风排粉方式时 查明原因 进 行处理 同时 现场作业职员应当经常检查钻杆和孔口温度以 及瓦斯情况 发现温度升高时 立即停止钻进 进行处理 发 现瓦斯喷孔时 立即停止钻进并退出部分钻杆 开释瓦斯 在 确认瓦斯卸压后 方可恢复钻进 六是矿井透风系统必须公道 保证施工钻孔作业地点风量 充足 且施工钻孔作业地点区域巷道的布置 断面大小和风速 符合 煤矿安全规程 规定 相关风门 密闭墙等透风设施坚 固可靠 并做到在施工钻孔时 可能受其影响的回风系统中严 禁职员作业 七是煤矿企业及其矿井应当制定和完善施工钻孔着火事故 专项应急预案和现场处置方案 加强应急救援演练和应急处置 技能培训 进步治理职员和现场作业职员应急处置能力 建立 和实施矿山 辅助 救护队井下跟班制度 及时对事故进行处 置和救援 八是施工钻孔现场作业职员必须随身携带自救器 突出矿 井必须在施工钻孔地点四周 20 米内设置数目满足职员最多时需 要的压风自救装置 同时在作业地点配备不少于 2 台的合格灭 火器 沙箱和不少于 0 2 立方米的黄土 灭火器 沙箱和黄土 应当放置在钻机的上风侧 5 米范围内 九是煤矿企业要健全制度 突出重点 超前防范 完善措 施 落实责任 不断强化煤矿施工钻孔安全治理 特别是省骨 干煤炭企业要切实加强资源整合 吞并重组矿井防治施工钻孔 着火事故