煤矿爆炸事故应急处置与事故类别分析判定

肖 波

(国能乌海能源五虎山矿业公司,内蒙古 乌海 016040)

2022年2月7日,宁夏煤业有限责任公司枣泉煤矿130203综放工作面发生爆燃事故,造成1人死亡、8人受伤。这起事故由于发生在春节后正常上班的第一天,伤亡人数达到了9人,同时在事故快报过程中表述为煤尘爆燃,引发了社会和新闻媒体的大量关注,带来了很大的负面影响。因此,尽快完成对事故的应急处置、现场侦查并对事故类别作出正确判定,对事故的后续处置尤为重要。

2022年2月7日14时00分,综采一队副队长柴某主持召开班前会。15点30分左右,工作人员入井进入工作面进行现场交接班。16点05分左右,工作面开机后采煤机自80#架向机尾返机做机窝,当采煤机截割至机尾处时,引发爆炸。16点34分左右,矿调度室接到当时在130203综放工作面跟面安检员魏某象汇报,称工作面上部发生不明原因爆炸声响,可能有人员受伤。接到事故报告后,矿立即启动应急救援预案,成立事故应急救援指挥部展开事故救援工作;
停止井下生产作业,全部撤出其他采掘区域工作人员;
安排井上下的应急人员、车辆、物资和外部救援处置力量到位,同时向上级公司和地方政府汇报事故情况。当班安检员魏某象进行电话汇报后再次进入工作面,发现部分受伤人员已下撤至机巷的进风流中,工作面风量明显减少,现场风流中瓦斯、粉尘和气体情况正常。魏某象当即再次进入工作面进行检查和搜寻。其搜寻至回风巷口,再次向矿调度室汇报了搜寻及现场情况。至当日19时04分,最后一名事故受伤人员升井,事故后续处理、调查及善后工作随之开展。本起事故发生地点在13采区+929 m水平下山阶段130203综放工作面上口,如图1、图2所示。

图1 事故现场位置

图2 事故现场人员位置

在事故救援过程中,有两名受轻微伤的职工在第一批次升井后,没有第一时间向矿应急救援指挥部进行汇报,造成事故快报信息存在误差。事故应急救援指挥部对事故受伤人员统计数据的前后不一致,暴露出事故发生后应急救援处置上更多地是将工作重点放在了事故现场的应急救援和处置上,对出井人数没有做到有效和及时地汇总,造成数据前后报送不一致,给事故的处理和舆情管控带来被动影响。

事故矿的井田为南北走向向南倾伏、东西两翼对称的碎石井背斜主体构造,南北长13 km,东西宽平均约4 km,面积50.86 km2。矿井可采及局部可采煤层8层,核定生产能力8.00 Mt/a。矿井分东、西两翼建设,采用中央斜井开拓单水平上下山开采的布置方式。

矿井水文地质类型为中等,矿井正常涌水量410 m3/h,最大涌水量468 m3/h。矿井属于低瓦斯矿井。正在开采的2煤经鉴定自然发火期为46天,属容易自燃矿井,煤尘有爆炸性。

矿井采用分区式通风、抽出式通风方法。矿井布置8条进风井筒,总进风量34 991 m3/min,总回风35 509 m3/min,矿井总负压813 Pa。

130203综放工作面煤层平均厚度7.88 m,工作面走向长2 660 m,倾斜宽213 m。采用胶带巷进风、回风巷回风的全负压通风方式。工作面设计风量为1 995 m3/min,实际配风量在2 100 m3/min左右。工作面于2020年6月20日开始回采,截至事故发生时剩余走向587 m。

3.1 燃爆事故初步判定

经现场勘查,130203综放工作面可以确认发生过燃爆事故。在对事故工作面勘查过程中,发现有明显的爆炸冲击波破坏痕迹、爆炸高温产生的烧蚀痕迹。其中:回风巷绕道的2组正反向风门被完全摧毁,风门掉落;
风门门扇遭到损坏和破坏;
回风巷内的隔爆水棚被完全摧毁;
回风巷内的大型设备被吹翻,小型设备大部分被破坏;
回风巷超前段监控通信线缆存在明显的烧蚀现象[1],如图3~图6所示。

图3 回风巷绕道风门被冲击波完全破坏

图4 监控线路被冲击波吹断和烧蚀痕迹

图5 回风巷内隔爆水棚被冲击波完全摧毁

图6 回风巷内施工卸压钻孔的台车被冲击波吹倒

3.2 爆炸中心的初步判定

(1)事故伤者情况

据调查了解,事故的死者马某川倒卧在前刮板运输机机尾与回风隅角煤壁之间的空隙中;
在124、123和122号液压支架处工作的邵某忠、马某刚和刘某兵受伤较严重;
从121号液压支架往下至113号支架间的5人受伤相对较轻;
110号液压支架往下的作业人员均未受伤。

(2)现场勘查

①130203回风巷内监测监控线缆从回风隅角沿回风流方向向外,线缆的破断、破坏和烧蚀情况逐渐减弱。回风巷内打设的单体支柱外表面呈现迎风流方向粉尘致密胶结在表面的现象。

②工作面125号支架前梁(采煤机上滚筒处)上的线缆烧蚀和破断最为严重,前梁上挂了一只损坏剩余鞋跟的胶靴底和一片棉质工作服碎片,如图7、图8所示。

图7 单体柱迎风面粉尘胶结和线缆烧蚀情况

图8 液压支架上残留线缆、胶靴底和工作服碎片

③采煤机上滚筒底部留存有一个疑似40L乙炔瓶罐底座和少部分瓶体,瓶体疑似为受到爆炸破裂而至,有较为清晰的爆炸破裂断口痕迹[2],如图9、图10所示。

图9 采煤机上滚筒底部残留罐体

图10 残留罐体破裂断口痕迹

④工作面122、123、124、125号液压支架大立柱的表面朝向采煤机上滚筒方向均有焦状物附着,且焦状物呈向采空区方向流动的痕迹。

图11 液压支架大立柱表面附着的焦状物

⑤经调取工作面85号液压支架上的视频监控,可以很清楚地看到,爆炸是从机尾逆风流向机头传播。

图12 85号液压支架视频监控爆炸瞬间画面

综上调查和现场勘查结果,初步判定爆炸中心位于采煤机上滚筒与上巷煤壁之间位置。

4.1 调查情况

(1)根据调取的130203综放工作面85号液压支架视频监控可以清楚地看到,在事故发生时,工作面前部刮板输送机、采煤机均处于运转状态。

(2)根据调查掌握的情况,130203工作面只在夜班组织对运输顺槽底鼓段进行爆破起底作业,工作面内没有爆破作业,爆炸点现场也未发现有爆炸物品、爆破线等残留。

(3)经调取130203综放工作面及回风流中甲烷传感器在爆炸前的监控数据,风流中甲烷浓度均未超过1%的报警值,且风流正常。

(4)根据查阅的资料显示:一般工业乙炔(40L)爆炸的威力是死亡半径12 m,重伤半径40 m,本次爆炸所造成的人员伤害比较符合一般工业乙炔爆炸的威力范围[3]。

4.2 现场勘查

(1)根据现场勘查发现,在初步判断的爆炸中心遗留有存在明显爆炸破裂断口痕迹的疑似40L乙炔瓶残体,如图9、图10所示。

(2)根据现场勘查发现,爆炸中心遗留的40L乙炔瓶残体内的填料(乙炔瓶内需要填充由活性炭、木屑、浮石以及硅藻土等合制而成的多孔性填料)存在明显的燃烧痕迹。

(3)根据现场勘查发现,在130203综放工作面回风巷超前支护段有多处采用气割作业的痕迹,如图13、图14所示。

图13 40升乙炔瓶残体内燃烧过的填料

图14 回风巷超前支护段气割作业痕迹

综上调查了解和现场勘查结果,初步判定本次事故是由乙炔瓶受外力破坏,泄露的乙炔气体被点燃爆炸所导致。

5.1 调查情况

(1)根据调取事故前130203工作面粉尘传感器实时监测数据显示,在爆炸事故发生前,工作面风流中粉尘浓度达不到爆炸的下限。

(2)根据调取爆炸事故发生时工作面第85号液压支架的视频监控显示,爆炸火光只持续了一次,时长不超过7秒,未出现二次爆炸现象。

(3)根据调取13采区回风巷中未受到破坏的一氧化碳传感器实时监控数据可以看到,在130203综放工作面发生爆炸后10分钟内,传感器在2秒钟内一氧化碳浓度曾达到过8 ppm,然后迅速下降为0,与煤尘参与爆炸后产生大量一氧化碳的特征不符。

5.2 现场勘查

(1)现场勘查发现,初步判断的爆炸中心点回风侧的单体支柱、巷壁上未出现煤尘爆炸所特有的皮渣或粘块[4]。

(2)现场勘查发现,130203综放工作面液压支架间存在较严重的煤尘堆积现象,未发现这些煤尘参与爆炸的迹象,如图15、图16所示。

图15 爆炸点回风侧单体支柱表面

图16 液压支架间堆积的煤尘

(3)现场勘查发现,初步判断的爆炸中心点朝向122、123、124和125号液压支架的方向,在煤壁和液压支架上有大量的焦状物呈散射、不规则和片状附着。根据在现场周边发现的多个高分子注浆材料桶内存在呈完整块状类似焦状物,以及初步判断的爆炸中心点回风侧无此类焦状物附着的情况来判断,这些焦状物是爆炸中心点附近存放的桶装高分子注浆材料受爆炸的高温、高压和冲击波影响,溅射到附着物上烧蚀而造成,而不是煤尘爆炸所产生[5],如图17、图18所示。

图17 125号液压支架顶梁上焦状物

图18 123号支架处高分子材料桶内的类似焦状物

事故原因为130203综放工作面中班在采用采煤机对上端头进行巷道破底时,采煤机滚筒截齿割破乙炔瓶,泄露的乙炔气体与产生的火花接触所导致的爆炸事故。

通过对事故原因的判定,可以判定事故类别为煤矿其他类事故。

通过枣泉煤矿130203综放工作面发生爆燃事故后的应急处置和事故调查分析的真实案列,实证了煤矿生产安全事故发生后,应急救援预案得到及时、正确的启动和实施,各专业组能迅速进入应急工作状态,是事故救援能否取得成功的基础保障。事故发生后如何开展正确的应急救援处置、事故现场勘查、对事故类别的分析和判断,是及时处置事故的前置保证,其作用意义重大。

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