細水煤礦特大瓦斯爆炸事故的處理與分析
1 礦井概況
細水煤礦隸屬朔州市平魯區(qū)，屬鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦。礦井位于朔州市平魯區(qū)南部約2.5km處，井田面積1.8408km2，地質儲量27.72mt，可采儲量14.565mt。礦井始建于1993年，設計能力0.15Mt，2004年核定能力為0.186Mt/a。礦井采用斜井盤區(qū)開拓方式，主斜井內安裝有DX3-800/160型皮帶運輸機1部，兼進風、運煤、下料；副斜井回風、行人。礦井主要開采石炭二迭紀9#近水平煤層，平均可采厚度8.5M。采煤方法為房柱式，采煤工藝為放炮落煤。
礦井通風方式為中央并列式，主通風機工作方法為抽出式。礦井總回風量為1456～1531m3/min。礦井絕對瓦斯涌出量為0.09m3/min，相對涌出量為0.37m3/t，屬低瓦斯礦井。煤塵有爆炸危險，自燃發(fā)火期為3個月，屬易自燃煤層（通風系統(tǒng)示意圖見圖1）。
圖1 細水煤礦（康家窯礦）通風系統(tǒng)示意圖
2 事故經過
細水煤礦事故前共有作業(yè)點10個，其中302盤區(qū)作業(yè)點7處，分別為：4#、6#、7#、12#、14#、15#采煤倉和9#掘進倉（見圖2）。303盤區(qū)有作業(yè)點4處，采煤倉3處，掘進倉1處。事故當班，細水煤礦入井56人，鄰近康家窯煤礦入井22人。根據安排，細水煤礦東翼工作面按照循環(huán)作業(yè)要求進行放炮落煤。3月19日12時13分，一聲巨響，隨即主、副井井口均冒出黑煙，井口防爆門被催開變形，礦井主扇停轉，主斜井井口皮帶房坍塌。同時鄰近的康家窯煤礦也有煙霧從井筒沖出。
巷道說明：A－盤區(qū)巷道；B－盤區(qū)回風巷；C－302工作面運輸巷；D－302工作面南回風巷；E－302工作面北回風卷
工作面說明：
1、2、3－未采區(qū)，也未與302左回風巷連通；4－掘進50m就與5號峒室貫通，剩14m采完；5－采空區(qū)；6－剛開采，沒有與302北回風巷連通；7－剩約20m采完；8－采空區(qū)；9－正在掘進工作面；10－只擴了一茬幫，沒有與302右回風巷貫通；11－2004年采空區(qū)；12－剩約20m采完；13－采空區(qū)；14－剩約20m采完與15回采峒單獨連通；15－剩8m采完。
圖2 細水煤礦302工作面局部示意圖
3 事故搶救經過
在接到事故召請后，朔州市礦山救護大隊立即出動展開救援進行偵察，在進風斜井210m處發(fā)現井筒垮塌，人員無法入。回風斜井CO濃度高達13000PPm，能見度僅2m，偵察受阻。在此情況下，決定集中力量通過康家窯煤礦進行搶救。15時35分，同煤集團礦山救護大隊派出兩個小隊，趕赴事故礦井增援。20時30分，朔州市救護大隊完成了對康家窯礦井下巷道的偵察，在西部邊界901運輸大巷、90409、90306、90411工作面發(fā)現了19名遇難者，均為CO氣體中毒，尚有1名遇難者下落不明，巷道設施破壞不嚴重，從物體位移情況看，爆炸來自細水煤礦。
由于細水煤礦的特殊情況指揮部決定，為保證救護過程人員的安全，盡快創(chuàng)造條件進入細水煤礦井下實施救援。在確保災區(qū)不再發(fā)生二次爆炸的前堤下，對細水煤礦實施反風，解放細水煤礦回風井筒及主要巷道。經調查了解分析認為：
（1）細水煤礦和康家窯煤礦井下無火區(qū)，事故前未發(fā)生火災，不存在火災氣體連續(xù)爆炸的可能性；
（2）從15時40分開始每隔20分鐘，對細水煤礦回風井口進行一次氣體檢查，到22時CO氣體從4000PPm降為2800PPm，呈明顯下降趨勢。且細水煤礦和康家窯礦回風井均未發(fā)現煙霧。因此，可以排除災區(qū)內有再生火源泉的可能性。
21時，根據以上分析結果決定進行通風系統(tǒng)調整，即停止細水煤礦副井主扇運轉，打開井口防爆門，封閉康家窯礦進風井，康家窯礦回風井主扇正常運轉，形成細水煤礦主、副井進風，康家窯礦回風井回風的通風系統(tǒng)?？s短窒息區(qū)，解放細水煤礦主、副井乃至所有井下巷道。同時，在康家窯回風井定時觀測氣體變化情況（見表1）。
表1 康家窯回風井氣體變化情況
見表
調整通風系統(tǒng)近10個小時后，觀察確認井下無異常，救護隊員開始入井，打風帳，構筑臨時木板密閉，解放井下巷道，尋找遇難人員。從20日7時30分開始到24日凌晨5時此，在細水煤礦井下共找到遇難者51名，并搬運出井。
因康家窯煤礦尚有1名遇難者下落不明，25日，指揮部決定打開康家窯煤礦進風井，形成“三進一回”，即細水煤礦兩井筒及康家窯煤礦主井進風回風井回風的通風系統(tǒng)。經過搜尋，在91410巷找到了第20個遇難者。之后，在對遇難人員重新核對的基礎上，救護隊再次對細水煤礦井下巷道偵察，在302盤區(qū)東翼工作面6#采倉堆積物下找到了最后1名遇難者（遇難人員分布見圖3）。
4 事故原因分析
通過對事故現場的詳細勘察，最后認定爆源點位于302盤區(qū)東翼工作面4#、5#采煤倉內。由于細水煤礦通風設施質量低劣，風流短路，且細水煤礦和康家窯煤礦貫通后，聚有高濃度瓦斯的4#、5#采煤倉剛好位于細水煤礦和康家窯煤礦的角聯風路上，放明炮產生火花引發(fā)瓦斯爆炸，同時從搶險救災過程中所搜索的及事后現場勘察情況看，巷道內均未發(fā)現煤塵參與爆炸的特有產物-“粘焦”，故排除了煤塵爆炸因素。
4.1 瓦斯積聚原因
分析認定，瓦斯來源于302盤區(qū)東翼工作面第4#采煤倉內頂部及4#、5#煤倉的采空區(qū)，第7#采煤倉和第8#采煤子以及北回風巷內積存的瓦斯加劇了爆炸威力。具體分析如下：
（1）2004年礦井瓦斯等級鑒定：細水煤礦絕對瓦斯涌出量為0.09m3/min，相對瓦斯涌出量為0.37m3/t，說明礦井煤層內含有瓦斯；
（2）井下通風設施質量差，漏風，風流短路嚴重，局部通風機部分拉循環(huán)風，部分不運轉，造成個別煤倉長期處于微風、無風或乏風供給狀態(tài)從而形成瓦斯積聚；
（3）細水煤礦與康家窯煤礦打通未進行永久密閉，只采取放炮落頂煤自由封堵措施，封堵不嚴形成兩個礦井之間的主扇對302盤區(qū)東翼工作面角聯對拉，即所認定的“爆源點”工作面處風量、風向不穩(wěn)定（如圖4）。
圖3 細水煤礦（康家窯煤礦）遇難人員分布圖
圖4 H形角聯網絡
4.2 爆源點確定
根據現場勘察，只有302盤區(qū)東翼工作面4#、5#采煤倉內破壞嚴重，設備損壞及移位嚴重，3位遇難人員重毒燒傷，肢體毀損，其余地點破壞程度一般，死者都屬一氧化碳中毒死亡。故認定爆源點就是位于302盤區(qū)東翼工作面4#、5#采煤倉內。
4.3 引爆火源確定
由前分析認定，爆源位于302盤區(qū)東翼工作面第4#、5#采煤倉內，根據有關記錄、現場勘察、質詢有關人員，排除摩擦火花、自然火源、電火花、聲音吸煙因素。該礦井下放炮從不使用放炮泥充填，而是直接放明炮，火藥引爆后必然從炮眼中噴出火焰，引發(fā)瓦斯爆炸。
4.4 災害波及范圍分析
由于采用房柱式采煤方法，采后形成寬為8～9m，高為8～10m的空間，302盤區(qū)東翼工作面第5#倉頂煤冒落后與北回風巷貫通，第4#倉掘進50m后又與第5#倉貫通，且回采后兩個倉的采空區(qū)與北回風巷形成暢通的大范圍的貫通通道，為爆波的傳播創(chuàng)造了有利條件。此外，北回風巷內無任何阻礙爆炸傳播的設施，是爆炸波迅速傳播的有利通道。101主運輸大巷由于采用無腿棚支護，支護強度低，所以破壞程度相對嚴重。因此，第4#倉和第5#倉采空區(qū)爆炸波迅速通過采空區(qū)空間、北回風巷向302盤區(qū)運輸順槽、回風順槽、101主運輸大巷、礦井總回風巷和與康家窯連通的巷道傳播，波及細水煤礦及相信的康家窯煤礦全井。
5 經驗與教訓
5.1 此次事故處理的成功經驗
（1）及時成立了由救援機構、安全管理部以及同煤集團專家組成的事故搶救指揮部，統(tǒng)一進行事故搶救方案制定、救災隊伍調動指揮，為事故搶救提供了強有力的組織保證和技術保證。
（2）在對災區(qū)進行科學分析的基礎上，成功地運用通風技術手段，對細水煤礦實施反風，縮短了窒息區(qū)，確保了救護隊的安全，為快速、有效搶救遇難人員奠定了基礎。首先，將細水煤礦和鄰近的康家窯煤礦兩個獨立的通風系統(tǒng)看作一個系統(tǒng)進行考慮，利用康家窯回風井回風，消除了兩個系統(tǒng)中間的角聯風路，解放了細水煤礦的主要巷道；其次，通過對細水康家窯煤礦回風風流中CO氣體和煙霧進行觀測，排除了災區(qū)內有再生火源的可能性，為實施反風提供了依據；第三，在實施反風后，對康家窯回風風流氣體進行連續(xù)檢測，根據CO、CH4氣體穩(wěn)定情況，決定派小隊進入災區(qū)的時間，使方案更加安全、穩(wěn)妥。
（3）同煤集團礦山救護大隊和朔州市所屬礦山救護隊聯合作戰(zhàn)，相互支援、信息共享，保證了災全過程的連續(xù)、統(tǒng)一、協調。
5.2 此次事故處理的教訓
（1）事故礦井遇難人數和人員工作地點提供有出入，礦方技術資料不全，管理人員不了解現場情況，這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦的通病，給搶險救災工作帶來極大的困難。
（2）救護隊在尋找遇難者時缺乏有效的搜尋手段，在偵察過的巷道，特別是堆積物下往往出現遇難者遺漏現象，應加強經驗積累和技術手段和科技含量，提高事故搶救的有效性。