我国煤矿瓦斯事故的发生规律分析

李元超

（潞安环能股份公司常村煤矿，山西 长治 046102）

0 引言

我国是世界上重要的煤炭大国，其中煤炭储量约占世界煤炭总储量的46%，产量约占总产量的38%。煤炭作为我国重要的战略资源，对我国的经济发展和社会进步同样发挥着重要作用，并且未来较长一段时间内，煤炭在一次能源生产和消费结构体系中仍将占有5成以上的比例。然而，煤矿安全问题一直制约着我国煤炭工业的健康稳定发展，尤其煤矿瓦斯事故，如瓦斯爆炸、瓦斯窒息和煤与瓦斯突出等，其发生频率和强度随着煤矿开采深度的增加明显增大，成为我国煤炭深部开采战略的主要威胁之一。

煤层中的瓦斯主要以吸附态和游离态储存于煤层孔隙、裂隙等缺陷中，从不同角度对煤矿瓦斯事故进行分析对于认识和预防事故的发生具有重要意义。基于此，本文从事故发生的原因、事故的地域分布特点、年份和月份统计规律对瓦斯事故做了进一步的研究和分析，为有针对性防治瓦斯事故的发生和保证煤矿的安全生产提供借鉴。

1 瓦斯事故发生的机理

煤矿开采过程中，井下的瓦斯事故主要包括瓦斯突出、瓦斯爆炸和燃烧、瓦斯中毒和窒息等形式。

相关统计资料显示，瓦斯爆炸事故与其它类型的瓦斯事故相比，分别占瓦斯事故总数和瓦斯事故死亡总人数的51%和64%，是最为主要的瓦斯事故。这主要是由于瓦斯爆炸事故具有突发性、偶然性等特点，爆炸冲击波的影响范围大，并且还会引起相关次生灾害。另外，煤与瓦斯突出事故作为主要的煤岩动力灾害之一，发生次数虽然较少，但是在深部高地应力、复杂构造应力、高温高湿、高开采扰动等条件下极易诱发煤与瓦斯突出事故，对其有效防治显得尤为重要。

瓦斯爆炸必须同时具备是瓦斯浓度、氧气和点火源三个条件。煤矿正产生产过程中，必须给作业人员提供足够的氧气，巷道、回采工作面等工作场所的氧气浓度明显符合瓦斯爆炸的氧气浓度要求。因此，可从降低井下瓦斯浓度、禁止明火等点火源等方面预防瓦斯爆炸事故的发生。

瓦斯突出的主要原因是煤层中的瓦斯压力过大，受开采扰动等的影响，瓦斯突然释放而引起的煤与瓦斯突出现象。关于煤与瓦斯突出致因的假说主要有地应力假说、瓦斯作用假说、综合作用假说等。胡千庭等人根据以上假说提出了煤与瓦斯突出的力学作用致灾机制，认为煤与瓦斯突出是一个循序渐进的阶段性过程，如图1所示。因此，可从降低煤层中瓦斯压力和增加煤层的透气性等方面预防瓦斯突出事故的发生。

图1 煤与瓦斯突出的力学作用过程

2 瓦斯事故规律分析

2.1 地域分布特点

我国的煤炭资源不仅储量丰富，而且分布范围广泛，煤层赋存条件复杂多样，其中45%以上的煤层为高瓦斯或具有煤与瓦斯突出危险性的煤层，尤其在超过800m的深部开采矿井中，近50%为具有煤与瓦斯突出危险性的煤层。深部开采的瓦斯事故比浅部开采的瓦斯事故多且强度大，是我国瓦斯事故的纵向地域分布特点。

我国的瓦斯事故也存在明显的南北地域分布的差异。如表1所示，北方地区的山西、山东、新疆以及东三省等省份煤矿瓦斯事故相对较多，南方地区的贵州、云南、湖南、四川和重庆等省份瓦斯事故最多，并且南方地区的瓦斯事故要明显多于北方地区。其中，与其它省份相比贵州省的瓦斯事故起数和死亡人数最多，主要由于贵州地区的矿井多为急倾斜煤层的小型矿井，进行瓦斯抽采等防治措施的施工难度大，煤矿整体装备和人员技术水平落后，井下瓦斯实时监测力度不够，井下瓦斯出现超限问题时不能及时进行处理，极易造成瓦斯爆炸等事故。

另外，根据瓦斯事故的死亡人数，按照2007年国家安全生产监督管理总局的规定，可将事故划分为一般事故（死亡1～2人）、较大事故（死亡3～9人）、重大事故（死亡10～29人）和特别重大事故（死亡大于30人）。统计数据表明，一般事故中瓦斯事故所占比例最大的是湖南、四川和重庆三省份，较大事故中瓦斯事故所占比例最大的是湖南和贵州，重特大事故中瓦斯事故所占比例最大的是在山西、贵州和云南，尤其山西省的重特大瓦斯事故的死亡人数占总死亡人数的比例高达87%。

表1 2008～2017年各省煤矿瓦斯事故统计

2.2 时间统计规律

1）按年份统计。从国家安全生产监督管理总局的相关数据对2008～2017年我国煤矿瓦斯事故起数和死亡人数进行了统计分析。如图2所示，我国煤矿瓦斯事故起数与瓦斯事故死亡人数的变化规律基本一致，基本维持在25%（事故死亡人数约占总死亡人数的比例）和10%左右（事故起数约占煤矿总事故数的比例）；瓦斯事故死亡人数占总死亡人数的比例有所下降，但是所占的比例较高，2013年接近35%；瓦斯事故数所占总事故数的比例在2014年之后呈现出递增趋势。由此可见，瓦斯事故一直是煤矿安全生产的主要因素，对其预防和控制显得尤为重要。

图2 按年份统计的瓦斯事故数及死亡人数及占比

2）按月份统计。如图3所示为按照月份统计的2008～2017年我国瓦斯事故起数和死亡人数。其中，3、4、5、11、12 月是瓦斯事故的高峰期，1、2、7、8月最低。主要原因，1、2月份是农历的春节放假，井下作业人员数量减少，并且煤炭生产放缓，发生煤矿事故的可能性较小；由于冬季煤炭的消耗，3、4、5月份煤矿生产开始进入高峰期，瓦斯事故也随着增多；8、9月份处于夏季，煤炭需求量减少，生产放缓；11、12月份是完成全年产量的集中时间段，为了加快完成煤炭产量，放松了安全生产的警惕，瓦斯事故发生的可能性大大增加，尤其重特大瓦斯事故更容易发生。

图3 按月份统计的瓦斯事故数及死亡人数

4 结论

1）在不同种类的瓦斯事故中，瓦斯爆炸事故由于具有突发性、偶然性且爆炸冲击波的影响范围大、容易引起相关次生灾害等特点，分别占瓦斯事故总数和瓦斯事故死亡总人数的51%和64%，是最为主要的瓦斯事故。另外，煤与瓦斯突出事故作为主要的煤岩动力灾害之一，发生次数虽然较少，但是在深部高地应力、复杂构造应力、高开采扰动等条件下诱发煤与瓦斯突出事故的可能性大大增加。

2）我国的瓦斯事故也存在明显的南北地域分布的差异。其中，北方地区的山西、山东、新疆以及东三省等省份煤矿瓦斯事故相对较多，南方地区的贵州、云南、湖南、四川和重庆等省份瓦斯事故最多，其中，贵州省瓦斯事故发生最为频繁，山西省瓦斯事故主要为重特大瓦斯事故。

3）从时间统计方面，2008～2017年我国煤矿瓦斯事故起数和死亡人数一直处于较高的水平，事故死亡人数约占总死亡人数的比例在25%左右，事故起数约占煤矿总事故数的比例在10%左右；另外，年初和年终是瓦斯事故高发的时间段，因此，为保证煤矿安全生产要加强该时间段内的瓦斯监测力度。