事故基本情況
2003年5月13日16時(shí)03分,蘆嶺礦Ⅱ104采區(qū)發(fā)生瓦斯煤塵爆炸事故,波及Ⅱ1048風(fēng)巷、改造切眼、Ⅱ1048機(jī)巷、開(kāi)切眼掘進(jìn)工作面、變電所、Ⅱ1046采煤工作面和-590大巷,死亡86人,受傷28人。
5月16日成立事故調(diào)查專(zhuān)家組,在國(guó)務(wù)院“淮北礦業(yè)集團(tuán)公司蘆嶺煤礦‘5.13’事故調(diào)查組和技術(shù)組”的領(lǐng)導(dǎo)下,根據(jù)查明爆炸原因、爆炸地點(diǎn)、火源和瓦斯源的要求,專(zhuān)家組2次深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察,查閱了有關(guān)的資料,訪(fǎng)問(wèn)了有關(guān)人員,并且對(duì)事故原因進(jìn)行了認(rèn)真的分析和研究。
事故地點(diǎn)在Ⅱ104采區(qū),位于礦井Ⅱ水平中部,走向長(zhǎng)630m,傾斜寬670m,剩余可采儲(chǔ)量180萬(wàn)噸。當(dāng)時(shí)該采區(qū)有1個(gè)回采工作面、2個(gè)掘進(jìn)工作面。Ⅱ1046工作面為生產(chǎn)工作面,面長(zhǎng)180m,2002年10月10日投產(chǎn),至2003年5月13日風(fēng)巷剩余160m,機(jī)巷剩余168m。準(zhǔn)備面為Ⅱ1048工作面,切眼于5月6日在距風(fēng)巷上口22m處停止掘進(jìn),保持正常通風(fēng),12日、13日安排人員進(jìn)行清理和鏈板機(jī)調(diào)整工作。Ⅱ1048風(fēng)巷于5月12日掘到預(yù)定終止位置,與Ⅱ1048工作面切眼掘進(jìn)工作面迎頭煤壁保持22m貫通距離,13日早班清理,中班拆鏈板機(jī),迎頭正常通風(fēng)。
起爆源的確認(rèn)
確認(rèn)起爆源的條件有3個(gè),即瓦斯條件、火源條件和破壞特征。最后確認(rèn)爆源點(diǎn)在Ⅱ1048風(fēng)巷改造切眼以西33.5m處,打開(kāi)接線(xiàn)腔上蓋板的電磁啟動(dòng)器處。見(jiàn)圖1。
爆炸力作用方向以該點(diǎn)為分界,主要標(biāo)志物:在爆炸力作用下插入工字鋼棚支護(hù)間隙中的風(fēng)筒殘片呈東、西兩向分布,爆炸源點(diǎn)處的電磁啟動(dòng)器直立,沒(méi)有位移。
該點(diǎn)有引爆火源(打開(kāi)上蓋的電磁啟動(dòng)器,并且其接線(xiàn)腔內(nèi)電源側(cè)接線(xiàn)端子上懸著的一根電纜芯線(xiàn)橡膠絕緣炭化,有燒后的熔膠痕跡,絕緣電木板殘片上有燒痕)。
該點(diǎn)有瓦斯源(從Ⅱ1046采空區(qū)擠壓沖出的瓦斯,與空氣混合,形成爆炸性氣體)。
爆炸類(lèi)型及傳播范圍
Ⅱ104采區(qū)發(fā)生的事故是瓦斯煤塵爆炸事故。在Ⅱ1046工作面綜采支架上發(fā)現(xiàn)大量煤塵集結(jié)現(xiàn)象,有煤塵參與爆炸的現(xiàn)象。定性為瓦斯爆炸事故是顯然的(由破壞特征確認(rèn))。
為了確定是否有煤塵參與爆炸過(guò)程,分別在現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析。煤樣分析結(jié)果表明,Ⅱ1048風(fēng)巷、擠壓沖出瓦斯孔洞、改造切眼等處煤塵沒(méi)有參與爆炸,Ⅱ1046采空區(qū)吹落在孔洞中的煤粉沒(méi)有燃燒的痕跡,表明老采空區(qū)內(nèi)無(wú)火源。Ⅱ1046回采工作面焦疤煤樣的揮發(fā)成份由33%降到15%~16%,下降了50%,表明在該工作面局部地點(diǎn)有煤塵參與爆炸。
爆炸發(fā)生后,迅速傳播到Ⅱ1048風(fēng)巷、改造切眼、Ⅱ1048機(jī)巷及開(kāi)切眼掘進(jìn)工作面、Ⅱ1046采煤工作面和-590大巷的一段巷道。
瓦斯源的認(rèn)定
這次事故的瓦斯,來(lái)源于Ⅱ1046回采工作面跳采前老采空區(qū)所積存的瓦斯。見(jiàn)圖2。
由于Ⅱ1046回采工作面老采空區(qū)頂板的礦山壓力突然活動(dòng),使得在采空區(qū)形成礦山?jīng)_擊,并使1m~2m厚的小煤柱承受沖擊,煤柱出現(xiàn)片幫,局部地域?qū)⑿∶褐鶝_擊破壞,并使采空區(qū)積聚的瓦斯受到擠壓,從煤柱破壞處沖出,與風(fēng)巷中的空氣混合,形成爆炸性混合氣體,遇到火源即形成瓦斯爆炸。
Ⅱ1048風(fēng)巷改造切眼以西,有14個(gè)通向Ⅱ1046采煤工作面跳采前老采空區(qū)的孔洞,其中有6個(gè)孔洞具有明顯的氣流沖出的痕跡,尤其是在爆源點(diǎn)附近的12號(hào)、11號(hào)、10號(hào)氣流沖出的痕跡特別明顯,表現(xiàn)為在孔口周?chē)衅瑤汀?duì)面煤壁有沖擊痕跡和孔口下部有大量的堆積物。
Ⅱ1046采面上部35m處的高位抽放巷道瓦斯抽放濃度發(fā)生明顯變化。從5月13日9時(shí)34分開(kāi)始,瓦斯抽放濃度由31.9%逐步增加,至16時(shí)4分增加到34.6%,到16時(shí)30分達(dá)到最大值37.5%;然后,在16時(shí)36分迅速下降至17.3%,16時(shí)54分回升至20.4%。從中反映出,事故發(fā)生前與事故發(fā)生時(shí),Ⅱ1046采空區(qū)頂板有較為明顯的活動(dòng)。16時(shí)36分,瓦斯?jié)舛认陆档脑蛑饕潜ê缶鲁榉殴苈肪植砍霈F(xiàn)破裂,空氣漏入管中所致。
2002年12月26日,Ⅱ1046工作面跳采前老工作面收作,老采空區(qū)形成,12月28日Ⅱ1046現(xiàn)工作面開(kāi)始從新開(kāi)切眼往東回采。直至2003年1月15日,老空區(qū)頂板35m處的高位瓦斯抽放巷道仍未發(fā)生明顯變形,在Ⅱ1046工作面回采期間無(wú)明顯周期來(lái)壓現(xiàn)象,頂板屬于堅(jiān)硬難冒類(lèi)型,盡管在回采期間采用過(guò)兩次強(qiáng)行放頂,但未達(dá)到預(yù)期效果。Ⅱ1048切眼掘進(jìn)到距離老采空區(qū)24m時(shí),發(fā)生夾鉆現(xiàn)象,表明壓力大,直至發(fā)生頂板斷裂,使頂部煤層瓦斯卸壓,卸壓瓦斯進(jìn)入抽放巷道,使抽出的瓦斯?jié)舛忍岣?。在頂板突然斷裂時(shí),原處于卸壓區(qū)的隔離小煤柱也受到?jīng)_擊破壞,采空區(qū)氣體受到壓縮,并從薄弱處形成的孔洞沖出,進(jìn)入Ⅱ1048風(fēng)巷。
事故前監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)瓦斯異常沒(méi)有反映。 而該區(qū)7個(gè)瓦斯?jié)舛葌鞲衅髟谑鹿是?小時(shí)內(nèi)經(jīng)過(guò)標(biāo)定調(diào)校,性能是穩(wěn)定的;通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)當(dāng)事人也表明,監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和傳感器的使用一直正常。因此說(shuō)明,產(chǎn)生爆炸的瓦斯是從采空區(qū)瞬間沖出、與風(fēng)流中空氣迅速混合達(dá)到爆炸界限。因?yàn)閭鞲衅鞲袘?yīng)時(shí)間為30s~55s,難以檢測(cè)到瞬間沖出的瓦斯。爆炸發(fā)生后,傳感器和分站已遭破壞,導(dǎo)致信號(hào)中斷。
爆炸火源的認(rèn)定
認(rèn)定這次瓦斯爆炸引爆火源是392號(hào)電磁啟動(dòng)器引起的電火。
392號(hào)電磁啟動(dòng)器上方頂板有冒落形成的空洞,冒落物將啟動(dòng)器掩埋近半;啟動(dòng)器接線(xiàn)腔呈敞開(kāi)狀,即蓋板僅剩1顆螺釘,蓋板以此螺釘為軸心轉(zhuǎn)向一邊,使接線(xiàn)腔敞開(kāi)顯露?,F(xiàn)場(chǎng)的422號(hào)電磁啟動(dòng)器狀態(tài)與392號(hào)一樣,接線(xiàn)腔緊固螺釘只剩1顆,但蓋子與接線(xiàn)腔法蘭有錯(cuò)縫,在爆炸壓力下,翻倒90度,緊固螺釘在上,掛住蓋子,沒(méi)有敞開(kāi)顯露,腔內(nèi)沒(méi)有冒落物。當(dāng)392號(hào)和422號(hào)電磁啟動(dòng)器的上級(jí)電源開(kāi)關(guān)(即瓦斯-電閉鎖開(kāi)關(guān))供電時(shí),392號(hào)和422號(hào)的電源側(cè)接線(xiàn)端子都是有電的,冒落物就有可能引起接線(xiàn)端子(相)間短路和接線(xiàn)端子接地,放電引爆瓦斯。見(jiàn)圖3。
392號(hào)的接線(xiàn)腔落有冒落物,接線(xiàn)腔電源側(cè)的接線(xiàn)端子防護(hù)絕緣電木蓋板被砸碎,電木蓋板殘片與其固定小螺釘連著,該電木殘片有燒糊的痕跡。
392號(hào)的接線(xiàn)腔有電源輸入電纜(動(dòng)力線(xiàn)3芯)、電源轉(zhuǎn)接電纜(動(dòng)力線(xiàn)3芯)和負(fù)載電纜(動(dòng)力線(xiàn)3芯)。電源側(cè)接線(xiàn)端子上懸著的1根電纜芯線(xiàn)橡膠絕緣炭化,有燒后的熔膠痕跡。如果是其它火源引起瓦斯爆炸將橡膠絕緣炭化,那么所有電纜都是在同一爆炸條件下,該接線(xiàn)腔內(nèi)的9根電纜芯線(xiàn),出現(xiàn)有選擇性的燒焦現(xiàn)象是不可能的。
經(jīng)過(guò)詢(xún)問(wèn)相關(guān)人員和查看監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)原始資料了解到,2003年5月13日中班對(duì)該區(qū)域瓦斯傳感器進(jìn)行了調(diào)校,調(diào)校時(shí)證明至少在15時(shí)07分40秒之前,392號(hào)和422號(hào)電磁啟動(dòng)器電源側(cè)接線(xiàn)端子是帶電的。
事故引起的反思
1.老頂久不冒落,應(yīng)引起高度重視
Ⅱ1406工作面里段由于煤柱的存在,老頂堅(jiān)硬,未出現(xiàn)明顯礦壓顯現(xiàn),給人造成礦壓不大的假象,實(shí)際是老頂久不冒落。隨著采空面積的擴(kuò)大,形成突然來(lái)壓,往往造成強(qiáng)烈沖擊,極易引發(fā)惡性事故。因此,此時(shí)應(yīng)引起高度重視。
2.小煤柱送巷時(shí),必須高度關(guān)注采空區(qū)礦壓、瓦斯、水、火等活動(dòng)
對(duì)保護(hù)層開(kāi)采,或?yàn)榱藴p少巷道掘進(jìn)時(shí)的礦山壓力影響,小煤柱送巷是有利的。但此時(shí)極易引發(fā)采空區(qū)瓦斯、水的卸入以及矸石串入,采空區(qū)漏風(fēng)引起煤炭自然發(fā)火等事故,尤其在采空區(qū)礦壓顯現(xiàn)不充分時(shí)。因此,采用這種工藝,應(yīng)及時(shí)監(jiān)測(cè)控制相關(guān)災(zāi)害的隱患。
3.必須加強(qiáng)信息監(jiān)測(cè)和智能分析技術(shù)的研究,實(shí)現(xiàn)瓦斯災(zāi)害預(yù)警和應(yīng)急控制
引起瓦斯災(zāi)害的因素很多,靠常規(guī)技術(shù)難以完全有效控制。瓦斯正常涌出時(shí),由于可能出現(xiàn)局部通風(fēng)量減少、風(fēng)流方向改變等現(xiàn)象,造成瓦斯局部積聚,引發(fā)瓦斯事故;瓦斯異常涌出時(shí),往往是因?yàn)椴荒苁孪攘私馔咚官x存條件、礦壓顯現(xiàn)條件、構(gòu)造分布等,使得不能事先掌握瓦斯異常涌出的動(dòng)向,也就難以制定相應(yīng)的緊急處置措施,導(dǎo)致事故的發(fā)生。因此,研究超前掌握相關(guān)信息的手段以及相關(guān)信息變化可能導(dǎo)致結(jié)果的預(yù)測(cè)技術(shù)、控制異常現(xiàn)象產(chǎn)生的措施,實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯災(zāi)害的預(yù)警和應(yīng)急控制是非常必要的。
4.盡快研制高反應(yīng)速度的監(jiān)控系統(tǒng)和傳感器
瓦斯異常涌出和瓦斯突出時(shí)極易在極短時(shí)間造成高濃度瓦斯積聚,現(xiàn)有傳感器和監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法滿(mǎn)足及時(shí)反映、及時(shí)控制斷電的要求。因此,應(yīng)盡快研發(fā)快速反應(yīng)和控制的傳感器和監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)。
5.必須高度重視通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性以及抗災(zāi)能力的研究
通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性評(píng)價(jià)以及抗災(zāi)能力的評(píng)估一直沒(méi)有得到有效重視,因而在技術(shù)研究領(lǐng)域沒(méi)有取得實(shí)質(zhì)性的有效成果,在管理領(lǐng)域也缺乏強(qiáng)制性措施。使得事故發(fā)生時(shí)波及很大范圍,造成群死群傷現(xiàn)象。因此,通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性以及抗災(zāi)能力的研究必須引起高度重視。
6.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究明顯落后于生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究明顯落后于生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展的需求,很多操作沒(méi)有相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范,應(yīng)該引起我們的重視。