煤矿易发安全隐患及预防措施

赵增玉

(兖矿集团有限公司， 山东 邹城　273500)



煤矿易发安全隐患及预防措施

赵增玉

(兖矿集团有限公司， 山东 邹城273500)

针对煤矿常见的输煤胶带磨损、扯边及纵向撕裂，带式输送机超温自动洒水保护效果差，煤仓、煤堆自燃，水煤捅仓，立井井筒检修过程中人员坠井，电缆孔封堵不良造成串烧，机车运输事故，电气设备误操作，油品滴漏起火、燃爆等安全隐患，分析了隐患产生的原因，并给出了相应的预防措施。

安全隐患； 预防措施； 输送带纵向撕裂； 自燃； 水煤捅仓； 运输安全

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1　输煤胶带磨损、扯边及纵向撕裂

1.1问题描述

输煤胶带纵向撕裂是煤矿常见事故，一般因给煤机处异物造成的撕裂最为严重。若不能及时控制，可造成数千米甚至整条胶带撕裂，带来巨大的直接和间接经济损失。

杂物划伤胶带极为常见，按严重程度可分为上胶面严重磨损、胶带扯边、胶带撕裂3类。

1.2原因分析

输送煤流中的杂物造成胶带撕裂；辅助设备问题造成胶带撕裂；给煤机安装设计缺陷造成胶带撕裂；胶带跑偏；胶带接头面胶老化。

1.3防范及应对措施

发挥好除铁器、破碎机作用；加强辅助设备管理；改善输送机结构；提高胶带接头质量；安装胶带撕裂检测装置；采用可检测撕裂的胶带；选用抗撕裂胶带等。

2　带式输送机超温自动洒水保护效果差

2.1问题描述

目前煤矿井下带式输送机基本安装了超温自动洒水保护装置。该装置大多采用易熔棒重锤式洒水机构，存在保护动作不灵敏，重锤落不下甚至腐蚀断掉，洒水阀门关不严、打不开，喷嘴堵塞等问题。

2.2原因分析

(1) 设计缺陷。该装置安装复杂，钢丝绳拉绳穿行线路长、障碍物和滑轮变向环节多，不便于日常检查。

(2) 锈蚀严重。因井下环境潮湿，滑轮容易锈蚀，导致拉绳运行阻力增大，受力点变形，使得重锤落不下、腐蚀断掉，严重影响装置动作灵敏性和可靠性。

(3) 控制方式问题。该装置使用的球形洒水阀门由重锤和杠杆机械控制，效果较差，经常出现关不严、打不开(阀部件锈蚀)现象。

(4) 水质问题。由于井下水质差，且超温洒水管路长期带压工作，管路内壁锈蚀等混有杂质严重，导致洒水喷嘴堵塞。

2.3防范及应对措施

(1) 采用12～24 V电动阀门代替机械阀门。

(2) 对控制器增设超温洒水控制节点及温度洒水试验按钮节点，利用控制节点与温度传感器联锁控制，提高超温洒水装置的灵敏性、可靠性。

(3) 将洒水管路由铁管更换为不锈钢或塑料管路。

3　煤仓、煤堆自燃

3.1问题描述

煤仓、煤堆作为储煤的主要设施和方式，在长期存煤情况下，热量逐渐积聚，存在自燃隐患。一旦发生自燃，往往扑救困难，造成巨大经济损失。另外，煤仓、煤堆自燃产生的CO、SO2等有害气体会造成环境污染，对附近设备建筑物和人员造成不同程度危害。

3.2原因分析

(1) 物理、化学原因。煤炭自燃要经历水分蒸发、氧化、自燃3个阶段。煤在常温下产生热量的原因有很多，例如水与煤的润湿热，煤分子的水解热，煤中硫化物的水解、氧化热，煤对氧气的物理吸附热、化学吸附热，煤与氧气的化学反应热等。煤的氧化是放热反应，如果热量不能及时散发，会使煤堆内部温度升高，反过来又加速煤氧化，释放更多热量，产生自燃。

(2) 气温、气压影响。经验表明，煤堆的自燃经常发生在秋后气温下降时。此时大气密度比煤堆的空气密度大，因此渗入煤堆的空气量增大，导致自燃加剧。

(3) 煤炭自燃条件。① 煤的自燃倾向性。一般原煤样着火点低，且ΔT(原煤样着火点与氧化煤样着火点的差值)大的煤容易自燃。ΔT>40 ℃的煤为易自燃煤，ΔT<20 ℃的煤(褐煤和长焰煤除外)为不易自燃煤。从褐煤到无烟煤，其着火点越来越高，自燃倾向性越来越弱。② 供氧条件。煤堆暴露于空气中，表面与空气充分接触，且空气通过煤块间隙渗透到煤堆内部，给煤堆内部氧化创造了条件。煤的块度越大，煤块间隙越大，其供氧条件越好。③ 氧化条件。煤从氧化发展到自燃有一个过程，氧化时间达到自然发火期才能自燃。如长焰煤的自然发火期为1～3个月，气煤为4～6个月。④ 储热条件。煤在氧化过程中放出热量，只有放出的热量大于散发掉的热量时才能使热量聚集，温度上升，达到煤的着火点就会自燃[1]。

3.3防范及应对措施

防范措施：对自燃倾向性较大和储煤时间较长的煤场进行煤的自燃倾向性鉴定；选择合适的储煤场和堆置方式，保持通风良好，防止煤堆暴晒；正确核定储煤时间，不要超过煤的自然发火期；减少煤与氧气的接触，防止煤堆自燃；使煤堆保持适当的水分，延长煤的氧化期； 加强煤场现场管理，尽早发现煤自燃征兆；安设无线红外线测温仪和埋设光纤光栅分布式温度检测装置，实现全时段管控；布置足够的水喷淋装置。

应对措施：主要采用喷灌水方法。早期可将水直接洒在煤堆表面上或采用挖沟浇灌方法，但都会使渗入煤堆内的水量不均，且容易流失，将煤冲走；受热压作用，进入自燃部位的水量少，防灭火效果不好。可采用插管注水方法，将注水管直接插入自燃部位，用压力水湿润自燃部位的煤体，降低煤体的自热温度，抑制煤氧化自燃。对于较小且四周有空间的煤堆，可将发生自燃部位的外表层扒掉，露出氧化自燃层进行散热冷却，或经常倒堆破坏氧化层，以延缓或阻止自燃。若同时喷洒水，则阻燃效果更好。若煤堆内部自燃已经发火，可考虑用液态CO2经过减压释放插管注入方式灭火，可达到降温和窒息火区的效果。

4　水煤造成捅仓问题

4.1问题描述

井下煤仓在使用中常会发生捅仓事故，如仓内有水煤，会造成煤仓溃仓。发生溃仓时，如溜煤眼放煤工不清楚煤仓中的水煤量或放煤方式、站位不当，有可能造成溜煤眼下口设备损坏和人员砸伤、埋人等安全事故，同时影响输煤系统的正常运转，甚至造成停产，经济损失巨大。

4.2原因分析

工作面源头控水不力；输煤系统中的水源进入煤流。

4.3防范及应对措施

防范措施:完善排水系统，加强排水系统管理，保证工作面用水和生产用水的正常排放；在工作面或两巷低洼点积水处安设1台工作泵和1台备用泵；工作面严格控制水源，不得利用胶带排工作面水;各转载点的喷雾在有水煤出现时提前关闭；工作面电动机设备冷却水外引至排水点，严禁进入煤流；出现水煤时，采取控水措施，带式输送机和转载机采取低速点动开车；转载机道外侧打拦水坝，隔绝水流进入转载机；出现水煤时，及时与调度室联系，外围严禁留仓存煤，必要时停机控水。

应对措施：在煤仓下口(给煤机上部)处安装液动防捅仓闸门，控制放出仓内水煤，紧急情况下可立即关闭煤仓出口。

5　立井井筒检修过程中人员坠井隐患

5.1问题描述

立井井筒检修过程中，施工人员之间以及调度、监督、管理人员之间信号联系不可靠，同一系统多处施工时缺乏安全可靠的通信联系，造成人员伤害。

5.2原因分析

提升机系统庞大，机电维修工、井筒维修工经常同时检修、相互影响，导致信号联系混乱；信号联系过程中人的不安全因素影响较大，任何参与联系信号的人员出现失误，都可能导致重大事故发生；虽然可以借助对讲机等无线通信手段联系，但受现场条件限制，无法实现检修地点全覆盖；专人联系信号、信号复述制度在现场执行不严。

5.3防范及应对措施

科学合理安排检修任务，尽量避免各检修项目同时作业、交叉作业；利用无线通信技术，实现提升机系统无线全覆盖，借助人员定位、IP通话、手持视频终端等技术，实现所有施工人员实时掌握提升机运行状态和各处检修施工情况，并将自己所处地点的实际情况上传至系统后台；将手持终端设备接入提升机闭锁回路，未经操作人确认解锁，提升机无法运行；严格现场管理，严格落实专人联系信号和信号复述制度，确保信号传递准确；采用新的防腐耐磨材料，减少井筒装备维护工作量，利用现代传感器技术和无线通信技术，实现井筒装备的自动、远程检查、测量，减少井筒检查工作量。

6　电缆孔封堵不良造成串烧问题

6.1问题描述

开关柜、控制屏、配电盘底部电缆孔洞，电缆穿墙孔洞，电缆穿楼板孔洞，电缆穿管管口等部位均面临封堵问题。当前各类封堵工艺和材料种类繁多，但效果并不理想，尤其是在火灾扑救过程中，电缆孔面临高压水枪、气浪等冲击，往往造成封堵材料破损而火焰串烧，导致火灾事故进一步蔓延。

6.2原因分析

封堵工艺及方式存在缺陷，封堵不彻底、不牢固，在火灾中遭到损毁，失去阻燃隔绝能力；扑救过程中，受高压水枪冲击、浸泡等因素影响，封堵材料被冲破。

6.3防范及应对措施

采用防火材料。常用的防火材料有防火涂料、阻火隔板、有机堵料、无机堵料、阻火包；辅助材料有钢筋(φ10的圆钢，做支撑用)、钢板。

采用新型复合有机防火泥堵料，其耐火极限高、发烟量低，具有良好的可塑性，耐酸、耐碱、耐腐蚀性，施工、维修方便，如3M材料及SiO2气凝胶封堵材料，并能与其他防火材料(如阻火包等)合并应用，适用于工矿企业、高层建筑、冶金、发电、邮电中电线、电缆等贯穿物穿墙时的孔洞封堵，防止发生火灾时火焰由孔洞向邻室蔓延。

7　机车运输过程中的安全隐患

7.1问题描述

机车(列车)挤、碰、压伤人事故；机车碰头、追尾造成人员伤亡事故。机车运输造成的伤害事故大多为一般人身伤亡事故或一般非人身伤亡事故，一般不会发生重大人身伤亡事故或重大非人身伤亡事故。

7.2原因分析

煤矿井下机车运输系统具有运输量大、运输频率高、运输线路长且复杂、可见距离短等特点，导致井下辅助运输事故多发；作业人员安全意识淡薄，麻痹大意，违反“三大规程”进行指挥和操作的情况时有发生，是事故发生的直接原因；作业人员业务技能水平低，是事故发生的主要原因[2-3]；设备存在安全隐患，电机车服役年限较长，司机驾驶存在安全隐患的机车作业时，发生运输事故的风险将大幅增加；安全管理制度不健全、管理不严格，使得工作中存在得过且过的现象，隐患得不到及时整改，同时防范措施不到位，导致事故重复性发生。

7.3防范及应对措施

应用信息化技术管理司机和机车，采用矿井辅助运输管理系统及司机上岗识别系统，可以大大提高现场运行的安全性。

8　电气设备误操作引发安全事故

8.1问题描述

电气设备误操作可能导致生产事故和人身事故。随着矿井电气装备及技术的发展更新，各类保护日趋完善，真空接触器、机械电气闭锁机构等提升了设备安全可靠性。人的不安全行为往往是造成该类事故的直接原因。

8.2原因分析

作业人员精神状态不良；作业人员技术素质不高；作业人员习惯性违章；闭锁装置不完善。

8.3防范及应对措施

(1) 加强安全思想教育，提高职工安全责任心；推行标准化、规范化、程序化操作；加强技术培训，提高人员素质；完善防误闭锁装置，加强管理；实施监护到位，严把现场质量关；做好政治思想工作，解除职工后顾之忧。

(2) 研发具有信息化管理功能的电气设备，不具备条件人员或监护人不能打开该设备，达到可控的目的。

9　油品滴漏起火、燃爆隐患

9.1问题描述

选煤厂、电厂等电气设备、机械设备的油料使用管理不当，可能造成火灾事故。以某煤矿选煤厂为例，电气设备主要为电源柜、负荷柜、补偿柜、逻辑柜等，分布在20多个配电室内；机械设备主要为带式输送机、刮板输送机、振动筛、水泵、离心机等；油脂主要为复合锂基润滑脂、浮选药剂、液压油、齿轮油，少量机械油、变压器油。设备润滑95%以上采用干油润滑方式，主要运转部位如电动机轴承、机械设备轴承多采用复合锂基润滑脂。液压油主要在液压系统中使用，如压滤机液压系统、液压阀门泵站系统。齿轮油主要用于减速机、齿轮箱润滑。浮选药剂用于浮选机润滑。

9.2原因分析

(1) 油品滴漏起火、燃爆的主要危险点分析。该选煤厂使用的润滑油闪点一般为120～200 ℃，润滑脂闪点一般为160～220 ℃，所有油脂的燃点为200～300 ℃。油脂可能发生起火、燃爆的条件：① 油脂使用设备在使用过程中达到油脂燃点温度，在设备内部发生油脂起火、燃爆；② 在设备设施密集等重点防火区域，设备发生油脂滴漏，一旦周围环境存在明火或高温热源等相遇，将导致油脂起火；③ 检修、维修等作业情况下，采取措施不当，存在油脂起火、燃爆危险。

(2) 润滑脂使用情况分析。① 设备在使用过程中有设备内部起火和滴漏起火2种危险情况。如电动机带动的液力耦合器旋转速度一般较高，传递功率时会产生热量，当保护失效时会炸裂喷油起火；当电动机出现异常时，电动机轴承部位温度升高造成润滑脂融化并达到润滑脂燃点，严重时会造成电动机轴承部位直接起火。若电动机周围环境存在易燃物品，会造成严重后果。② 机械设备85%以上都是通过减速机构减速运行，轴承部位转速大大降低，轴承部位温度一般情况下达不到润滑脂燃点温度。该选煤厂直联的设备为水泵，使用的环境多水，轴承部位超温引起的润滑脂融化一般不会造成起火危险。③ 电动机或机械设备使用的润滑脂滴落地面等部位，在设备设施密集、煤炭存储集中等地点，在遇到高温明火时有起火、燃爆的可能性。

(3) 液压油使用情况分析。① 选煤厂使用的液压系统一般为中低压，液压系统内部的液压油一般不会出现高温自燃危险；② 液压油出现泄露时，遇到高温明火有起火危险。

(4) 齿轮油使用情况分析。齿轮油泄露地面等部位，在设备设施密集、煤炭存储集中等地点，在遇到高温明火时有起火、燃爆的可能性。

(5) 变压器油使用情况分析。① 变压器在使用过程中出现异常情况(如线圈接地、短路等)，变压器油会出现高温自燃起火现象；② 变压器油泄露地面等部位，在遇到高温明火时会有起火危险。

(6) 浮选药剂使用情况分析。① 浮选药剂在存放过程中，出现药剂罐、药剂桶泄露，在遇到高温明火时有起火危险；② 浮选药剂管路检修时，管路焊割过程中存在起火危险。

9.3防范措施

(1) 防止滴漏。① 管理：加强漏油和治漏管理，制定防治漏油措施，配备必要的技术力量，将治理工作列入修理计划中，落实在岗位责任制中，在维护和修理中加强质量管理，做到合理拆卸和装配。② 封堵：应用密封技术堵住泄漏通道。③ 疏导：使结合面处不积存油，设计时要设回油槽、回油孔、挡板等疏导部件防漏。④ 均压：可采用均压措施来防治漏油，如机床的箱体漏油时，可在箱体上部开出气孔，形成均压以防止漏油。⑤ 阻尼：将通道做成犬牙交错的各式沟槽，人为加大泄漏路程，加大液流阻力，如果阻力和压差平衡，则可实现不漏(迷宫油封属于此类)。⑥ 抛甩：如减速器安装轴承处开有截油沟，使油不会沿轴向外流，有的设备装有甩油环，利用离心力作用阻止油脂沿轴向泄漏。⑦ 接漏：有的部位漏油难以避免，除采用上述方法减少泄漏量外，可增设接油盘、接油杯，或流入油池，或定时清理。

(2) 热源管理。① 油脂部件尽量远离高温热体;在热源处加装隔离层，控制表面温度，确保低于油脂燃点。② 加强现场明火管理，现场杜绝吸烟；电焊等高温作业必须采取清理、隔离作业地点可燃物等措施；加强电气设施、设备日常巡检及温度检测，防止电气设施、设备发热、短路等隐患。③ 实行动火作业分级管理。将煤仓、药剂库、胶带廊、配电室作为一级动火区域管理，执行动火作业审批手续，安排专人监管动火作业。胶带廊、配电室安装烟雾报警装置。

(3) 电动机轴承部位危险点的管理。① 关键设备、重要环节安设温度自动检测报警装置；② 配备红外线温度检测工具，对所有设备的轴承部位进行定期检测，发现超温问题及时处理。

(4) 变压器油使用过程危险点的管理。① 尽量选择干式变压器，减少变压器油的使用，减少危险点；② 加强变压器的巡检，及时处理变压器出现的异常情况；③ 变压器室安装烟雾报警装置。

(5) 浮选药剂使用过程中的管理。① 药剂使用：加强药剂库的管理；药剂库严禁烟火；开药剂泵时必须有专人在现场，对现场异常情况必须及时处理并汇报。② 检查维修：加强厂房浮选药剂罐和药剂输送管路、阀门的日常检查和维修管理。

(6) 现场配备水基投掷式灭火瓶，应急时效果比传统灭火器好。

[1]刘星魁，杨书召.煤堆自燃升温规律与漏风特征的数值模拟[J].河南理工大学学报(自然科学版)，2015，34(5)：610-614.

[2]国家安全生产监督管理总局.煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社，2011.

[3]范立国.煤矿辅助运输事故多发的原因分析及防范[J].科技与企业,2013(14):15.

佘影，罗明华，张海峰.浅析煤矿井下排水系统引水方式[J].工矿自动化，2016,42(6)：30-32.

Hidden dangers in coal mine and their preventive measures

ZHAO Zengyu

(Yanzhou Mining Group Co., Ltd., Zoucheng 273500, China)

For usual hidden dangers in coal mine such as wear, edge tear and longitudinal tear of conveyor belt, poor automatic watering protection effect under over temperature of belt conveyor, spontaneous combustion of coal bunker and coal pile, coal bunker breakdown caused by water coal, person falling down during maintaining pit shaft, series combustion caused by poor plugging of power cable hole, locomotive transportation danger, error operation of electrical device, oil burning and so on, causes of above hidden dangers were analyzed, and corresponding preventive measures were given.

hidden danger; preventive measure; longitudinal tear of conveyor belt; spontaneous combustion; coal bunker breakdown caused by water coal; transportation safety

1671-251X(2016)06-0025-05

10.13272/j.issn.1671-251x.2016.06.007

2016-03-15；

2016-05-09；责任编辑：李明。

赵增玉(1960-)，男，山东龙口人，研究员，硕士，现主要从事煤矿机电管理工程技术的应用研究工作，E-mail:hjzhengyu@163.com。

TD7

A网络出版时间：2016-06-01 10:24

1671-251X(2016)06-0030-0310.13272/j.issn.1671-251x.2016.06.008

赵增玉.煤矿易发安全隐患及预防措施[J].工矿自动化，2016,42(6)：25-29.