矿用打钻防着火安全保护装置的设计.doc

矿用打钻防着火安全保护装置的制定

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，进一步保证煤矿安全生产，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，供大家参照。
    　　一、河南省近些年来煤矿施工钻孔着火事故总体状况
    　　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起发生在特别矿井，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，采纳风排粉方式的15个，采纳螺纹钻杆自排粉〔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，2021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，2021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，且既会发生在特别矿井，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，采纳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，浮现出由几年发生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浮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。
    　　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展，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，直至事故发展扩展后，经矿山救护队参加处置，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够、能力不高，在事故发生后没有及时采用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、恶心后未采用任何措施就紧急撤离，由于仍继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用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用注水方式灭火，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养低，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2021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正，巷道断面小，风量分配不均衡，整体抗灾能力差。如2021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正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
    　　为强化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、修理和建立技术档案，坚持钻机、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、出现裂痕等质量题目的钻杆不得使用。
    　　二是煤矿企业施工钻孔前，应结合实际状况在水排粉、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，保证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。假设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，必须马上停止钻进，切断电源，进行处理。在采纳风排粉方式的状况下，当钻孔未发生燃烧时，马上打开供水阀门，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状况。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、变化异常区域和特别矿井由固定瓦斯检查工常常检查。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，马上停止钻进，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%〕，马上停止钻进和停止向钻孔供风〔采纳风排粉方式时〕，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、断裂或折断等状况时，马上停止钻进，进行处理；发现卡钻、顶钻、排粉不利或钻进速度变慢等状况时，马上停止钻进和停止向钻孔供风〔采纳风排粉方式时〕，查明原因，进行处理。同时，现场作业职员应当常常检查钻杆和孔口温度以及瓦斯状况，发现温度升高时，马上停止钻进，进行处理；发现瓦斯喷孔时，马上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正，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、密闭墙等透风设施牢固可靠，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，强化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，特别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、特别重点、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强化资源整合、吞并重组矿井防治施工钻孔着火事故各项工作，严防事故发生。
    　　十是要强化科技攻关，深进研究在对煤的硬度、粘度、成分、燃点、结构等参数定量分析的基础上，确定最正确施工钻孔排粉方式；在风排粉方式钻机、钻具上装配功能齐全的“风、水〞自动切换和“一氧化碳、风〞闭锁装置等课题，逐步完善和推广使用河南煤化焦煤公司演马庄矿等单位研制的“矿用打钻防着火安全防护装置〞〔具有一氧化碳超限后“风、水〞自动切换、瓦斯超限报警、风水欠压后钻机自动停电等功能〕，进一步进步施工钻孔安全工艺技术水平，保证煤矿安全生产。