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南非煤矿的主导抑爆技术
来源:作者:本站
防止煤矿瓦斯、煤尘爆炸,事关矿工生命安全和矿山安全生产,是煤炭行业井工开采中的一个重大课题。南非是一个产煤大国,其煤矿安全生产水平处于国际先进水平,1994年以来从未发生过煤矿瓦斯爆炸事故。近年来,南非在传统的常规技术基础上,研发出主动型抑制瓦斯煤尘爆炸技术(以下简称主动抑爆技术)。
一、南非煤矿安全生产概况
南非煤炭资源赋存稳定,煤质优良,开采条件良好。目前煤炭年产规模为2.5亿吨左右,其中三分之一出口,其余自用。生产能力前五位煤矿企业的产能占总产能的70%。全国现有生产矿井近百座,60%是井工开采,其余为露天开采。井工矿井多数采用连续采煤机巷柱式开采。
南非的煤矿安全生产工作受国家矿业安全法及其配套规定的调整和约束,类似我国的矿山安全法和煤矿安全规程。煤矿井下作业环境的瓦斯浓度控制标准和我国的标准相似,瓦斯浓度达到1%时报警,达到1.2%时自动断电,达到1.4%时必须停止作业。
南非历史上也曾是一个煤矿瓦斯事故多发的国家。1993年5月发生一次煤矿瓦斯爆炸事故,死亡53人,事故发生后采取了一系列措施,此后13年来再未发生过瓦斯爆炸事故。2004年全国煤矿死亡20人,百万工时死亡率为0.19%(转换成百万吨死亡率为0.08);2005年全国煤矿死亡16人,其中顶板事故4人,机械事故10人,其他事故2人,百万工时死亡率0.15(转换成百万吨死亡率为0.06)。煤矿安全生产总体水平是比较高的。
二、南非煤矿主动抑爆技术的产生
南非对瓦斯、煤尘爆炸事故的预防也是从控制工作空间的瓦斯浓度人手。在通风系统、通风设施,风量配置和风速控制方面,以确保工作空间瓦斯浓度不超限为根本。如果监测区瓦斯浓度超限,则报警、断电、停工、撤人。一旦发生了瓦斯煤尘爆炸,也是采取隔爆水棚,隔爆岩粉棚等被动型抑制措施,以减弱爆炸冲击波的威力,扼制冲击波反射和次生爆炸。
南非井工煤矿多使用连续采煤机实行巷柱式采煤,回采工作面的实际生产过程相当于我国的综掘工作面。由于连续采煤机的截割部始终位于工作面的最前端,因此,处于生产动态中的作业面端头部位无法设置瓦斯监测探头。在实际工作中,工作面截割头处基本处于通风盲区,但瓦斯涌出往往最为突出,而大功率连续采煤机截齿火花又是不可避免的。如果瓦斯涌出量达到局部爆炸或燃烧的浓度,那么,在遇到截齿火花时,极有可能引起小规模瓦斯爆炸或燃烧。因此,工作面瓦斯涌出的不稳定性、风量的脉动性、截齿火花的不可避免性等三个因素便构成了连续采煤机工作面瓦斯管理中的基本矛盾。如何及时、有效地抑制截齿火花引起的小规模瓦斯爆炸或燃烧,将其消灭在小空间、小能量的初期,不发展成事故,成为必须解决的重大技术问题。这便是主动抑爆技术研发和产生的背景。
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