昭通市安全生產(chǎn)培訓(xùn)：防止煤塵爆炸事故擴(kuò)大的措施
爆炸的沖擊波不是最可怕的，最致命的是緊隨其后的火焰波，而防止煤塵爆炸事故擴(kuò)大的關(guān)鍵在于切斷這條“死亡鏈”。
煤礦巷道中，通風(fēng)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，工人們按照規(guī)程操作。突然一聲悶響，工作面的瓦斯發(fā)生局部爆燃，沖擊波沿巷道傳播，揚(yáng)起沉積在巷道周壁、頂板和設(shè)備上厚厚的煤塵。
“轟——”二次爆炸發(fā)生了，這次規(guī)模是第一次的十倍以上，火焰以每秒千米的速度席卷整個(gè)巷道系統(tǒng)，這就是煤礦最可怕的災(zāi)難鏈——煤塵參與下的二次爆炸。
01 事故擴(kuò)大的關(guān)鍵
煤塵爆炸之所以危險(xiǎn)，不僅在于其初始破壞力，更在于它連鎖擴(kuò)大的特性。當(dāng)工作面發(fā)生局部瓦斯爆炸或煤塵被引燃時(shí)，產(chǎn)生的沖擊波會(huì)以超音速傳播。
這道沖擊波有一個(gè)致命特點(diǎn)：它會(huì)提前于爆炸火焰，將巷道中平時(shí)沉積的煤塵全部揚(yáng)起，形成達(dá)到爆炸極限濃度（45-2000g/m3）的懸浮云。
當(dāng)火焰隨后到達(dá)時(shí)，這些懸浮煤塵瞬間被引燃，形成破壞力遠(yuǎn)大于初次爆炸的二次爆炸。這種鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可能沿著巷道系統(tǒng)連續(xù)傳播數(shù)公里，波及整個(gè)采區(qū)甚至礦井。
山西某礦2016年的“10·25”事故調(diào)查報(bào)告顯示，初始的局部瓦斯爆燃僅造成工作面破壞，但激起的煤塵參與爆炸后，災(zāi)害范圍擴(kuò)大了近8倍，最終導(dǎo)致重大傷亡。
02 主動(dòng)隔爆，設(shè)置防線
防止煤塵爆炸擴(kuò)大的第一道技術(shù)防線是主動(dòng)隔爆措施，核心思想是在爆炸傳播路徑上設(shè)置屏障，提前阻截火焰?zhèn)鞑ァ?/span>
最傳統(tǒng)有效的方法是設(shè)置隔爆巖粉棚和水棚。這些裝置通常安裝在礦井兩翼、相鄰采區(qū)、煤層間的主要巷道中。當(dāng)爆炸沖擊波到達(dá)時(shí)，超前于火焰將棚架掀翻，使巖粉或水形成濃密的惰性云霧，隔絕后續(xù)火焰。
《煤礦安全規(guī)程》明確規(guī)定：開采有煤塵爆炸危險(xiǎn)煤層的礦井，必須有預(yù)防和隔絕煤塵爆炸的措施。隔爆水棚或巖粉棚必須按規(guī)程要求設(shè)置，水棚水量不低于每平方米巷道200升，巖粉量不低于每平方米巷道400千克。
隨著技術(shù)進(jìn)步，自動(dòng)隔爆裝置逐漸應(yīng)用。這種裝置通過紅外或壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爆炸信號(hào)，瞬間觸發(fā)抑爆器，噴灑高效滅火劑形成屏障，響應(yīng)時(shí)間僅需毫秒級(jí)，特別適用于關(guān)鍵設(shè)備或空間受限區(qū)域。
03 被動(dòng)抑爆，構(gòu)筑天羅地網(wǎng)
第二道防線是被動(dòng)抑爆措施，旨在改變煤塵本身的爆炸特性，使其不具備參與連鎖反應(yīng)的條件。
最基本的方法是在巷道周壁和支架上定期撒布惰性巖粉。石灰?guī)r粉是常用材料，它覆蓋在沉積煤塵表面，當(dāng)沖擊波揚(yáng)起煤塵時(shí)，煤塵與巖粉混合，巖粉吸收熱量、隔絕氧氣，有效抑制煤塵參與爆炸。
另一種方法是噴霧抑爆系統(tǒng)，在潛在爆炸區(qū)域設(shè)置自動(dòng)噴霧裝置。當(dāng)粉塵濃度監(jiān)測(cè)儀檢測(cè)到煤塵濃度異常時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)噴灑水霧或化學(xué)抑制劑，降低煤塵濃度并使環(huán)境“惰化”，從源頭上消除爆炸擴(kuò)大條件。
山東某現(xiàn)代化礦井2022年引進(jìn)的智能化抑爆系統(tǒng)，能夠在50毫秒內(nèi)識(shí)別爆炸特征并啟動(dòng)全巷道噴霧，成功在模擬試驗(yàn)中阻斷了爆炸傳播鏈。
04 基礎(chǔ)預(yù)防，消除隱患
任何技術(shù)措施都建立在基礎(chǔ)防塵工作之上。防止煤塵爆炸擴(kuò)大，首先要減少煤塵的產(chǎn)生和沉積。
煤層注水是最有效的治本之策，通過鉆孔向煤層注水，使煤體濕潤(rùn)，從根本上減少開采過程中的粉塵產(chǎn)生。經(jīng)驗(yàn)表明，煤層注水可使粉塵產(chǎn)生量降低60%以上。
嚴(yán)格的巷道清潔制度同樣關(guān)鍵。必須定期清掃巷道、管線、設(shè)備表面的積塵，嚴(yán)禁使用壓縮空氣吹掃，應(yīng)采用濕式清掃或真空吸塵設(shè)備。井下積塵厚度連續(xù)5米內(nèi)不得超過2毫米，這一標(biāo)準(zhǔn)必須嚴(yán)格執(zhí)行。
值得注意的是，綜合防塵措施需要系統(tǒng)化實(shí)施。河南某煤礦建立的“注水-封閉抽塵-凈化通風(fēng)-定期清洗”四位一體防塵體系，使全礦粉塵濃度連續(xù)三年下降超過70%。
隨著智能傳感器和自動(dòng)控制技術(shù)的成熟，煤塵爆炸防治正從被動(dòng)響應(yīng)轉(zhuǎn)向主動(dòng)預(yù)警與智能阻斷。某礦業(yè)集團(tuán)開發(fā)的粉塵在線監(jiān)測(cè)與抑爆聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，能實(shí)時(shí)分析粉塵濃度變化趨勢(shì)，在危險(xiǎn)濃度出現(xiàn)前啟動(dòng)預(yù)防措施。
巷道頂板上懸掛的隔爆水袋整齊排列，看似靜止卻蘊(yùn)藏著阻斷災(zāi)難的力量；巷道壁上涂抹的巖粉層，默默改變著煤塵的爆炸特性；煤層深處注入的水分，悄然降低著粉塵產(chǎn)生的可能。
當(dāng)這些措施形成系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化的防護(hù)體系，煤礦才能真正構(gòu)筑起防止煤塵爆炸擴(kuò)大的堅(jiān)固防線。
