我国煤矿灾害特征及安全对策

我国煤矿灾害特征及安全对策 我国煤炭资源占已探明化石能源总量的96%以上。2008年，全国煤炭产量27.93亿t，约占世界煤炭产量的42%，其增量占2008年世界的80%以上，分别占一次能源生产和消费的76.7%和68.7%，与2002年相比增加92%。整个煤炭工业，正支撑着国民经济持续、高速发展。 与此对应的是，我国煤炭行业安全生产形势在我国工业生产中又最为严峻，煤矿事故起数和死亡人数，历来占据着全国生产事故总量和伤亡总量的大头。近年来，随着安全生产监管力度的加强，全国煤矿事故起数和死亡人数大幅下降，煤矿安全生产形势也呈现出持续好转趋势，但谈及全国1万7352处各类煤矿的安全生产，依然是一个并不轻松的话题。 煤矿灾害及基本特征 我国煤矿主要灾害有瓦斯、顶板、冲击地压、火灾、水害、尘害、热害等。其中，瓦斯事故危害性最高，被冠以煤矿“第一杀手”。2001-2006年，全国一次死亡10人以上的重大事故中，瓦斯事故占到80%;一次死亡30人以上的特别重大事故中，瓦斯事故占到83%;24起死亡百人以上的特别重大事故中，瓦斯煤尘事故21起，事故起数和死亡人数分别占88%和90%。瓦斯事故危害性最高，平均每起事故造成3.30人死亡。除此之外，几乎全国所有的煤矿都有瓦斯涌出，年涌出量超过150亿m3。全国高瓦斯矿井有4462处，突出矿井911处。国有重点煤矿中，高瓦斯突出矿井占到50%左右，约有250处为突出矿井。截至到2007年底，全国累计突出1万6400余次，占世界总突出次数的40%左右。因此，我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家之一。 除了瓦斯事故，煤矿顶板事故发生率最高，占到事故总起数的55%，死亡人数最多，占到总事故死亡人数的43%。顶板和瓦斯事故的发生起数和死亡人数，分别占全国煤矿事故起数和死亡人数的66%和69%。在一次死亡3人以上的事故中，瓦斯、顶板和水害事故就占90%以上。 我国煤矿的尘害也很严重。由于采掘工作面产尘强度大，易导致矿工患尘肺病。据2007年不完全统计，全国累计尘肺病例有61.3万人，其中煤矿尘肺病例约占一半。并且，87.37%的国有重点煤矿还存在煤尘爆炸危险性。 我国几乎所有产煤区还存在自然发火危险，其中北方煤田火灾问题比较突出，露天矿也存在自然发火危险。我国煤矿水文地质条件也比较复杂，大中型煤矿中，水文地质条件属复杂或极其复杂类型的就占25.04%，属于简单的仅占39.49%，采空区、老窑积水已成为煤矿一大隐患。我国5%的矿井还存在冲击地压灾害，已有102处煤矿发生过程度不同的冲击地压，最大的达到了4.3级。 这些煤矿事故，多发生在采掘工作面。近年来的数据表明，国有煤矿发生的一次死亡3人以上的事故中，采掘工作面事故起数和死亡人数均占75%以上。其中，掘进工作面事故起数和死亡人数，又分别占40.92%和42.62%。2008年17起重大以上瓦斯事故中，掘进工作面发生11起，占到65%。25起较大的煤与瓦斯突出事故中，16起发生在掘进工作面，也占到64%。 这些煤矿事故中，又以小煤矿事故居多、非法开采问题居多。2008年，全国乡镇煤矿事故起数和死亡人数，分别占全国煤矿事故起数和死亡人数的74%和73.4%。在2008年38起重大以上煤矿事故中，违法生产矿井事故就有20起，死亡361人，分别占重大以上事故总量的52.6%和51.1%;非法矿井3起，死亡73人，分别占重大以上事故总量的7.9%和10.3%。 全国煤矿安全生产发展也不平衡，存在着显著的区域性差异。2008年，全国26个产煤省区中，有20个地区死亡人数在减少，6个省市同比上升。贵州、四川、山西、重庆、湖南、河南6个地区煤矿死亡率仍然较高，人数超过250人，6省市共死亡1925人。死亡人数占全国总数的60%。而神东等一大批矿区百万吨死亡率已降至平均水平以下，神东、兖州等矿区安全生产还达到世界先进水平。 煤矿灾害事故原因分析 我国大陆是由众多小型地块多幕次汇集形成，煤盆地经受了多期次、多方面、大强度的改造，“先天性”条件较差，大地构造决定了煤矿地质条件的复杂性，井工矿的生产条件又增加了煤矿安全生产的难度。从而导致我国煤矿自然条件差、伴生灾害多，容易引发事故。 我国煤矿以井工矿为主，而美国统计资料表明，露天矿百万吨死亡率是井工矿的4.54倍。这些煤矿每年以10~20m的速度延深，深井数量逐年增加，千米深井已超过20个。煤矿巷道呈管网式的空间布置，多种致灾因子共存于同一环境，容易发生重特大事故。 我国煤矿中97%的煤矿还是小煤矿，整体规模小，设施简陋，开采方式落后，经济增长方式粗放。国有重点煤矿非机械长壁采煤的百万吨死亡率分别为普采、高档普采和综采的2.26倍、4.18倍和6.44倍。生产力整体水平低。 我国煤矿灾害防治能力也不足，防灾系统不健全。近15%的国有煤矿在超通风能力生产，技术会诊的462处煤矿“三量”(开拓煤量，准备煤量，回采煤量)合理的只占18.19%;存在“剃头”(指通过增大掘进量的方式进行开采，不具备安全条件，对植被和地下水破坏严重)开采的矿井占16.54%;通风富余系数比较合理的仅占38.32%;矿井瓦斯抽放率在20%以上的矿井只占40%;大部分矿井井下供电线路、机电设备仍然是建井时期的。 全国煤矿科技支撑能力不足。煤矿安全基础理论研究也比较薄弱，对灾害发生机理、演化过程，尚不能全面认识，导致治标技术多，治本技术少，灾害防治的许多技术难题没有得到突破，先进适用的灾害防治技术没有得到全面推广应用。 再加上安全管理水平低，管理技术手段比较落后，大多煤矿仍然停留在事后总结教训的被动管理模式上，安全管理体制有待完善，社会制约机制亟待建立。 另外，我国煤矿还存在安全投入不足问题，安全欠账巨大;行业技术标准不能满足安全生产需要;煤矿安全科技创新体系及运行机制不健全，对安全生产支撑不足;职工素质不高、技术人员匮乏等问题。煤矿基础设施和安全保障能力不能满足国民经济高速发展对煤炭能源的需求等，也是造成我国煤矿事故多发的深层次原因。 煤矿安全技术对策 《国民经济和社会发展第十一个五年(2006-2010年)规划纲要》明确提出，煤炭工业的发展要“坚持节约优先、立足国内、煤为基础、多元发展，优化生产和消费结构，构筑稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系。”要“有序发展煤炭，加强煤炭资源勘探，统筹规划，合理开发，提高回采率，减少煤炭开采对生态环境的影响。”要“加强煤矿瓦斯综合治理，加快煤层气开发利用。”要将科技创新作为支撑煤炭工业可持续发展、安全发展、科学发展的主导力量。 为此，在国家安监总局的组织和领导下，由煤炭科学研究总院牵头，首先从建立示范点、推广先进适用技术入手，选择了具有代表性和典型性的矿区(井)，优先推广瓦斯抽放技术、煤矿安全监控系统等5方面先进适用技术，全面提高了矿井的安全保障能力。 在国家的重点支持下，总院先后启动实施了“煤矿瓦斯治理技术集成与示范”项目和“煤矿瓦斯治理与利用示范工程建设”项目。前者设置了煤矿瓦斯治理技术筛选及适用性、高瓦斯矿区瓦斯灾害诊断及治理方案、瓦斯治理适用技术完善提高及应用、煤矿瓦斯治理技术管理规范及标准4个研究课题。并以研究成果为基础，建立了沈阳煤业集团、郑州煤炭集团等5个煤矿瓦斯治理技术示范工程。后者是优选并根据示范点的具体条件，集成瓦斯治理与利用的先进适用技术，并推广应用这种先进适用技术。目前，全国已先后建立了龙煤集团鹤岗分公司、淮南矿业集团等10个煤矿瓦斯治理和利用示范工程。 其次，总院针对我国现阶段煤矿防治中存在的重点和难点问题，凝炼出了开发红外和光纤等原理的新型传感器、煤矿灾害预警技术、矿用新产品检测检验关键技术等12项急需攻关的重点任务。经过不断的攻关研究，“十一五”前3年，总院已取得了煤矿瓦斯、火灾与顶板重大灾害防治关键技术，安全生产检测检验体系与技术规范，矿井老空区探测与水灾防治关键技术与装备，矿井重大灾害应急救援关键技术，煤矿瓦斯综合治理与利用关键技术研发和装备研制，“大型油气田及煤层气开发”国家科技重大专项等一批具有突破性的先进技术成果。 此外，总院加强了防灾基础研究。系统提出了开展煤与瓦斯突出、瓦斯抽采、矿井突水、矿井火灾、瓦斯煤尘爆炸等8方面理论研究课题。在国家重点基础研究发展计划(“973”计划)、国家自然科学基金重点项目的资助下，系统开展了煤矿瓦斯灾害的地质构造作用机理、含瓦斯煤体物理力学特性及本构关系、采动裂隙场时空演化与瓦斯流动耦合效应、煤岩瓦斯动力灾害的动力学演化机理等的研究。同时，系统开展了矿井突水的水文地质结构模式及形成条件、矿井突水的动力学特征及控制因素、采动岩体裂隙演化及隔水关键层的形成条件等研究。 在国家安监总局的领导下，近年来，煤炭科学研究总院还强化了技术基础性工作，依法建立和实施了矿用产品安全标志准入制度。提升了煤矿安全管束监察水平，提高了安全装备的技术门槛，确保了矿用产品的安全性能。为加强标准的研究和制修订，为煤矿安全管理和监察提供基础，煤炭科学研究总院逐步建立了煤矿安全标准体系，并在aq标准体系实施后，进一步加强了对测试方法、规范等基础性标准的研究与制定。如《煤矿瓦斯抽采基本指标》《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》《煤矿瓦斯抽放规范》《煤矿井下粉尘综合防治技术规范》等。今年，为进一步贯彻实施瓦斯治理“先抽后采、以风定产、监测监控”12字方针，加快构建“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯综合治理16字工作体系，煤炭科学研究总院又联合组织实施了煤矿瓦斯治理“双百工程”。