细水煤矿特大瓦斯爆炸事故的处理与分析
1 矿井概况
细水煤矿隶属朔州市平鲁区，属乡镇煤矿。矿井位于朔州市平鲁区南部约2.5km处，井田面积1.8408km2，地质储量27.72mt，可采储量14.565mt。矿井始建于1993年，设计能力0.15Mt，2004年核定能力为0.186Mt/a。矿井采用斜井盘区开拓方式，主斜井内安装有DX3-800/160型皮带运输机1部，兼进风、运煤、下料；副斜井回风、行人。矿井主要开采石炭二迭纪9#近水平煤层，平均可采厚度8.5M。采煤方法为房柱式，采煤工艺为放炮落煤。
矿井通风方式为中央并列式，主通风机工作方法为抽出式。矿井总回风量为1456～1531m3/min。矿井绝对瓦斯涌出量为0.09m3/min，相对涌出量为0.37m3/t，属低瓦斯矿井。煤尘有爆炸危险，自燃发火期为3个月，属易自燃煤层（通风系统示意图见图1）。
图1 细水煤矿（康家窑矿）通风系统示意图
2 事故经过
细水煤矿事故前共有作业点10个，其中302盘区作业点7处，分别为：4#、6#、7#、12#、14#、15#采煤仓和9#掘进仓（见图2）。303盘区有作业点4处，采煤仓3处，掘进仓1处。事故当班，细水煤矿入井56人，邻近康家窑煤矿入井22人。根据安排，细水煤矿东翼工作面按照循环作业要求进行放炮落煤。3月19日12时13分，一声巨响，随即主、副井井口均冒出黑烟，井口防爆门被催开变形，矿井主扇停转，主斜井井口皮带房坍塌。同时邻近的康家窑煤矿也有烟雾从井筒冲出。
巷道说明：A－盘区巷道；B－盘区回风巷；C－302工作面运输巷；D－302工作面南回风巷；E－302工作面北回风卷
工作面说明：
1、2、3－未采区，也未与302左回风巷连通；4－掘进50m就与5号峒室贯通，剩14m采完；5－采空区；6－刚开采，没有与302北回风巷连通；7－剩约20m采完；8－采空区；9－正在掘进工作面；10－只扩了一茬帮，没有与302右回风巷贯通；11－2004年采空区；12－剩约20m采完；13－采空区；14－剩约20m采完与15回采峒单独连通；15－剩8m采完。
图2 细水煤矿302工作面局部示意图
3 事故抢救经过
在接到事故召请后，朔州市矿山救护大队立即出动展开救援进行侦察，在进风斜井210m处发现井筒垮塌，人员无法入。回风斜井CO浓度高达13000PPm，能见度仅2m，侦察受阻。在此情况下，决定集中力量通过康家窑煤矿进行抢救。15时35分，同煤集团矿山救护大队派出两个小队，赶赴事故矿井增援。20时30分，朔州市救护大队完成了对康家窑矿井下巷道的侦察，在西部边界901运输大巷、90409、90306、90411工作面发现了19名遇难者，均为CO气体中毒，尚有1名遇难者下落不明，巷道设施破坏不严重，从物体位移情况看，爆炸来自细水煤矿。
由于细水煤矿的特殊情况指挥部决定，为保证救护过程人员的安全，尽快创造条件进入细水煤矿井下实施救援。在确保灾区不再发生二次爆炸的前堤下，对细水煤矿实施反风，解放细水煤矿回风井筒及主要巷道。经调查了解分析认为：
（1）细水煤矿和康家窑煤矿井下无火区，事故前未发生火灾，不存在火灾气体连续爆炸的可能性；
（2）从15时40分开始每隔20分钟，对细水煤矿回风井口进行一次气体检查，到22时CO气体从4000PPm降为2800PPm，呈明显下降趋势。且细水煤矿和康家窑矿回风井均未发现烟雾。因此，可以排除灾区内有再生火源泉的可能性。
21时，根据以上分析结果决定进行通风系统调整，即停止细水煤矿副井主扇运转，打开井口防爆门，封闭康家窑矿进风井，康家窑矿回风井主扇正常运转，形成细水煤矿主、副井进风，康家窑矿回风井回风的通风系统。缩短窒息区，解放细水煤矿主、副井乃至所有井下巷道。同时，在康家窑回风井定时观测气体变化情况（见表1）。
表1 康家窑回风井气体变化情况
见表
调整通风系统近10个小时后，观察确认井下无异常，救护队员开始入井，打风帐，构筑临时木板密闭，解放井下巷道，寻找遇难人员。从20日7时30分开始到24日凌晨5时此，在细水煤矿井下共找到遇难者51名，并搬运出井。
因康家窑煤矿尚有1名遇难者下落不明，25日，指挥部决定打开康家窑煤矿进风井，形成“三进一回”，即细水煤矿两井筒及康家窑煤矿主井进风回风井回风的通风系统。经过搜寻，在91410巷找到了第20个遇难者。之后，在对遇难人员重新核对的基础上，救护队再次对细水煤矿井下巷道侦察，在302盘区东翼工作面6#采仓堆积物下找到了最后1名遇难者（遇难人员分布见图3）。
4 事故原因分析
通过对事故现场的详细勘察，最后认定爆源点位于302盘区东翼工作面4#、5#采煤仓内。由于细水煤矿通风设施质量低劣，风流短路，且细水煤矿和康家窑煤矿贯通后，聚有高浓度瓦斯的4#、5#采煤仓刚好位于细水煤矿和康家窑煤矿的角联风路上，放明炮产生火花引发瓦斯爆炸，同时从抢险救灾过程中所搜索的及事后现场勘察情况看，巷道内均未发现煤尘参与爆炸的特有产物-“粘焦”，故排除了煤尘爆炸因素。
4.1 瓦斯积聚原因
分析认定，瓦斯来源于302盘区东翼工作面第4#采煤仓内顶部及4#、5#煤仓的采空区，第7#采煤仓和第8#采煤子以及北回风巷内积存的瓦斯加剧了爆炸威力。具体分析如下：
（1）2004年矿井瓦斯等级鉴定：细水煤矿绝对瓦斯涌出量为0.09m3/min，相对瓦斯涌出量为0.37m3/t，说明矿井煤层内含有瓦斯；
（2）井下通风设施质量差，漏风，风流短路严重，局部通风机部分拉循环风，部分不运转，造成个别煤仓长期处于微风、无风或乏风供给状态从而形成瓦斯积聚；
（3）细水煤矿与康家窑煤矿打通未进行永久密闭，只采取放炮落顶煤自由封堵措施，封堵不严形成两个矿井之间的主扇对302盘区东翼工作面角联对拉，即所认定的“爆源点”工作面处风量、风向不稳定（如图4）。
图3 细水煤矿（康家窑煤矿）遇难人员分布图
图4 H形角联网络
4.2 爆源点确定
根据现场勘察，只有302盘区东翼工作面4#、5#采煤仓内破坏严重，设备损坏及移位严重，3位遇难人员重毒烧伤，肢体毁损，其余地点破坏程度一般，死者都属一氧化碳中毒死亡。故认定爆源点就是位于302盘区东翼工作面4#、5#采煤仓内。
4.3 引爆火源确定
由前分析认定，爆源位于302盘区东翼工作面第4#、5#采煤仓内，根据有关记录、现场勘察、质询有关人员，排除摩擦火花、自然火源、电火花、声音吸烟因素。该矿井下放炮从不使用放炮泥充填，而是直接放明炮，火药引爆后必然从炮眼中喷出火焰，引发瓦斯爆炸。
4.4 灾害波及范围分析
由于采用房柱式采煤方法，采后形成宽为8～9m，高为8～10m的空间，302盘区东翼工作面第5#仓顶煤冒落后与北回风巷贯通，第4#仓掘进50m后又与第5#仓贯通，且回采后两个仓的采空区与北回风巷形成畅通的大范围的贯通通道，为爆波的传播创造了有利条件。此外，北回风巷内无任何阻碍爆炸传播的设施，是爆炸波迅速传播的有利通道。101主运输大巷由于采用无腿棚支护，支护强度低，所以破坏程度相对严重。因此，第4#仓和第5#仓采空区爆炸波迅速通过采空区空间、北回风巷向302盘区运输顺槽、回风顺槽、101主运输大巷、矿井总回风巷和与康家窑连通的巷道传播，波及细水煤矿及相信的康家窑煤矿全井。
5 经验与教训
5.1 此次事故处理的成功经验
（1）及时成立了由救援机构、安全管理部以及同煤集团专家组成的事故抢救指挥部，统一进行事故抢救方案制定、救灾队伍调动指挥，为事故抢救提供了强有力的组织保证和技术保证。
（2）在对灾区进行科学分析的基础上，成功地运用通风技术手段，对细水煤矿实施反风，缩短了窒息区，确保了救护队的安全，为快速、有效抢救遇难人员奠定了基础。首先，将细水煤矿和邻近的康家窑煤矿两个独立的通风系统看作一个系统进行考虑，利用康家窑回风井回风，消除了两个系统中间的角联风路，解放了细水煤矿的主要巷道；其次，通过对细水康家窑煤矿回风风流中CO气体和烟雾进行观测，排除了灾区内有再生火源的可能性，为实施反风提供了依据；第三，在实施反风后，对康家窑回风风流气体进行连续检测，根据CO、CH4气体稳定情况，决定派小队进入灾区的时间，使方案更加安全、稳妥。
（3）同煤集团矿山救护大队和朔州市所属矿山救护队联合作战，相互支援、信息共享，保证了灾全过程的连续、统一、协调。
5.2 此次事故处理的教训
（1）事故矿井遇难人数和人员工作地点提供有出入，矿方技术资料不全，管理人员不了解现场情况，这些乡镇煤矿的通病，给抢险救灾工作带来极大的困难。
（2）救护队在寻找遇难者时缺乏有效的搜寻手段，在侦察过的巷道，特别是堆积物下往往出现遇难者遗漏现象，应加强经验积累和技术手段和科技含量，提高事故抢救的有效性。