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平煤集团四矿“5·15”矸石山自燃崩塌灾害事故救援案例分析

  
评论: 更新日期:2022年08月15日

2005年5月15日19时40分和5月16日1时6分,平煤集团四矿矸石山先后发生两次自燃而引起爆炸崩塌事故(图14-1和图14-2),共造成8人遇难,123人受伤(其中救援人员95人),直接经济损失约1000万元。

一、矿井概况

平煤集团四矿于1955年11月开工,1958年8月建成投产。矿井设计能力1.2M/a,2003年核定生产能力2.9M/a,2004年实际生产原煤280.9×104t。该矿矸石山自1955年矿井开工以来,自北向南不断堆积。至2005年5月,矸石山堆积南北长约300M,东西宽约250m,最大堆积高度74m,占地面积5.4×104m2,体积130×104m3。矸石山以南20m毗邻平顶山市北环路,北环路以南80m为居民区平房。

二、事故发生经过

2005年5月15日19时40分,平煤集团四矿矸石山因降暴雨发生自燃崩塌,造成矸石山以南100外居民区平房不同程度受损,其中,第一排18间平房受损严重,房中人员被埋压。矸石及粉尘被抛掷在东西宽80多米,从矸石山中心向西南方向最远310m的扇形范围内,矸石平均堆积厚度达0.3M,其中受损严重的平房附近矸石及粉尘量平均厚度达1.1m,崩塌矸石体积约1.7×104m3。

三、事故处理经过

灾害发生后,平煤集团四矿立即成立了抢险救灾指挥部,制订了抢险救灾方案,调集平煤集团矿山救护大队和该矿干部职工进行抢险,市消防支队也进行了抢险增援。抢险人员按照分组安排,每30min轮班到平房中抢救被埋人员。在组织抢救被埋人员的同时,设立险情观察人员,遇险情及时发出警报。在现场条件复杂,险情依然存在的情况下,经过艰苦努力,至5月16日1时共救出31名遇险群众,并将其及时送往医院救治(其中3人经抢救无效死亡)。由于天黑下雨,埋压人员情况不明,抢救过程异常艰难。16日0时以后,再次骤降暴雨。1时6分左右,矸石山突然再次发生喷发,大量热气浪夹带高温粉尘喷向抢救现场,尽管已发出紧急撤退信号,仍有部分抢险人员在撤退过程中遭受不同程

度的热浪灼伤。

5月16日18时,搜救抢险工作结束。这次灾害共造成36人受困,经全力抢救,28名受伤人员获救,其余8人遇难,另有95名抢险人员不同程度受伤。

四、事故原因及防范措施

(一)事故原因

(1)由于矸石山内部长期自燃,积蓄大量热能,骤降暴雨时大量雨水注入火区,致使内部高温矸石遇水后发生物理化学反应:高温使大量雨水变成水蒸气,使矸石山内部的压力迅速增高;根据矸石燃烧后出现的铁红色现象分析,矸石山内部的温度至少达到800℃,因此,当雨水注入矸石山后,部分水分解,形成水煤气,与CO、H2S等气体混合,产生爆炸,导致矸石山崩塌、喷发。

(2)第一次崩塌后,矸石山局部表层被剥离,内部高温矸石与大气大面积接触,燃烧加剧,5h后暴雨又一次骤降,致使矸石山上部的能量再次聚积,产生第二次爆炸喷发。

(二)防范措施

(1)对自燃矸石山通过清除火源、降温、隔氧等途径进行综合治理,如使用挖掘熄第十四章救护队自身伤亡事故典型案例分析205灭法、表面封闭法(覆盖法)、喷浆法、灌注法、深部注浆法、推平压实法等。

(2)采用石灰乳灭火,可利用石灰中CaO在遇水后生成的Ca(OH)2与煤矸石自燃产生的SO2、CO2等有害气体生成不溶于水的CaSO4、CaCO3等,而且在高温下,Ca(OH)2能与矸石中Al2O3、Fe2O3等形成的胶体状物质同CaSO4、CaCO3形成一层较致密的隔氧层,从而达到灭火的目的。通过覆盖,一方面可降低矸石的透气性、供氧量,另一方面可防止煤矸石自燃后的蔓延扩大。

(3)对已发生自燃的矸石山,在初期发生局部自燃时,可采取挖掘法处理,清除自燃体,防止自燃蔓延扩大。

(4)在矸石山上可采用深孔注入MEA-1等灭火材料进行灭火,然后注入黄土、石灰浆或乙炔渣与粉煤灰等混合浆液,以隔绝供氧,防止复燃。严禁直接注入大量清水灭火。

(5)矸石堆放的自然安息角一般为38°~40°,如果矸石山堆积过高、坡度过大或受到人为开挖,当受到暴雨侵蚀、产生内部高压时,容易形成崩塌、滑坡、渣石流等灾害。

因此应注意避免上述现象出现,保持矸石山的自然稳定。

(6)对正在自燃的矸石山,应建立预警制度,在矸石山一定范围设置警戒线,警戒范围内不得有工业和民用建筑,无关人员不得入内。

五、经验与教训

(1)对煤矿矸石山自燃崩塌灾害的发生机理、预防及治理方法等还没有深入研究,我国有关规程、规范对此未作明确规定,人们对其危害的认识与重视程度还不到位。

(2)直接灭火时,应防止水煤气爆炸,避开矸石山垮塌面和开挖暴露面。

(3)在清理矸石山爆炸产生的高温抛落物时,应戴手套、防护面罩、眼镜,穿隔热服,使用工具清除,并设专人观察矸石山变化情况。

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