礦井火災災變通風理論在遠距離封閉滅火中的應用
2003年1月20日，梨樹煤礦七井三區發生了一起瓦斯爆炸事故，引起了密閉內高濃度瓦斯燃燒。在滅火過程中，深刻吸取封閉火區時造成的事故教訓，利用礦井火災災變通風理論與實際相結合，采用了一系列的有效措施，成功的撲滅了采空區內的火災，將事故損失限定到最低程度。
1 礦井及火區概況
梨樹煤礦七井位于雞西市梨樹區境內，該井采用抽出式通風，屬高瓦斯礦井。事故發生的原因是，回撤設備作業人員在外運設備時，將支護位倒，直接沖擊排放瓦斯鐵風筒，鐵風筒在連接處斷開時磨擦產生火花，導致鐵風筒內高濃度瓦斯燃燒，并引向采空區，造成采空區瓦斯爆炸。采空區內沒有參與爆炸的瓦斯在其濃度和氧氣都適宜的條件下繼續燃燒，該采空區隨即形成了火區，如圖1所示。
圖1 七井三區通風系統及事故地點示意圖
在搶險救災過程中，采空區又不同程度地發生了多次小型的瓦斯爆炸，在恢復入排之間通風設施時，有沖擊波造成風流反向的現象。經連續氣體檢測，34#水平風路中CO達到118×10-6；C2H4達12×10-6。
2 滅火方案的選擇與實施
2.1 滅火方案選擇
（1） 火區注水；
（2） 全井封閉；
（3） 近距離封閉；
（4） 遠距離封閉。
通過上述方案的比較，對于高瓦斯礦井的火區封閉，防止封閉期間發生爆炸是最重要
的。決定采用第4方案。封閉工作分兩步：第一步是在入回風兩處隔爆密閉地點分別設2道永久風門，中間充填沙袋。封閉時，由救護隊員關閉和固定4道風門后立即升井，通過微機監控火區的變化。第二步是待火區穩定后，將風門撤掉，用沙石水泥砌筑密閉。
2.2封閉方法的實施
（1）2003年2月16日10:00由救護隊負責，兵分2路分別到34#水平風路和－300m主運道同時關閉4道風門，然后立即升井到地面待命。井下所有人員全部升井。
（2）微機室設雙崗嚴密監視CO傳感器、CH4傳感器和風門開關傳感器的變化，一旦發生爆炸沖開風門時，救護隊員立即入井，再次迅速關閉風門。此時，爆炸后不能在短時間內連續爆炸，因火區的CH4和O2在爆炸時已經大部分參與消耗。
（3）封閉后氣體的變化情況。火區封閉后CH4在26h內呈上升趨勢；上升后又穩定持續5h，然后開始逐漸下降。分析原因：實際的瓦斯濃度并沒有下降，而是由于傳感器的位置遇到高溫失靈所致。因傳感器的正常工作環境條件為：空氣溫度：－20℃～40℃，傳感器位置設在32#東0，距火源地點近，封閉后由于瓦斯濃度的上升，火源點向外漫延，導致傳感器的溫度超過40℃。
（4）均壓通風。將調整好的備用主要通風機改為運轉風機（葉片由35°改為25°），同時，撤除二區風道的增阻調節風門設施。通過適當的調整通風阻力，使全井負壓下降1 000Pa；總排風量由3 530m3min降到2 055 m3min。火區內的氣體發生了明顯的變化：CH4、CO2上升，O2下降。這期間密閉已經聽不到漏風聲音，火區內部基本隔絕了供氧，在氧氣不足的條件下采空區燃燒的瓦斯逐漸熄滅（見圖2）。
圖2 均壓通風期間氣體變化曲線
（5）為加強火區密閉質量，徹底隔絕火區供氧，將34#水平風路和－300m主運道風門摘下，砌筑密閉。
3 啟封火區
自2月26日封閉以來，經過120次氣體全面檢測結果看，CO指標為0的時間已達106d，C2H4指標為0的時間達40d，C2H2指標始終為0，分析上述氣體指標后確定啟封火區。啟封火區步驟：
（1）實行鎖風探查。6月19日將－300m主運道密閉打開后改為永久風門，救護隊員通過風門進入32#東0密閉進行探查和采樣，經氣體分析看CO達到15×10－6、C2H4、達1.1×10－6、O2達11.88％，少量的CO和C2H4只是采空區沒有被完全排除的殘余的氣體。連續3d采樣分析指標逐漸下降，直到0。
（2）災區少量供風。6月26日將34#風密閉觀測孔和－300m主運道2道風門打開，供給少量的空氣繼續觀察，供風量為30m3/min,3d后氣體濃度測定結果為：C2H4由7.69％下降到3.1％；CO2由3.8％降到1.5％；O2由10.37％上升到16.88％；CO、C2H4指標均為0；溫度由27℃降到25℃。
（3）對火區全面啟封。6月29日將34#風道密閉打開0.5m的調節風窗，使三區的風量增加到416m3/min，180min后，回風中的CH4降到0.8％，又經連續3d的氣樣分析CO、C2H4指標均為0。全面恢復了通風系統。
4 結論
在救災過程中，如何防止再次發生瓦斯爆炸，是一個至關重要的問題。這次封閉和啟封過程采取循序漸進的措施，逐步深入，一旦發生異常情況，能夠立即采取措施。利用計算機監測井下火區現場各種數據和氣體化驗分析的手段，對掌握災區的情況有效地執行滅災方案超到了決定性的作用。采用均壓通風的效果說明火區與礦井通風狀態的變化有著極其重要和密切的關系。搶險救災工作由經驗型變為科學型，避免由于指揮失誤造成重大損失，同時，也提高了各級通風救護技術人員的科學管理水平和業務素質。
1 礦井及火區概況
梨樹煤礦七井位于雞西市梨樹區境內，該井采用抽出式通風，屬高瓦斯礦井。事故發生的原因是，回撤設備作業人員在外運設備時，將支護位倒，直接沖擊排放瓦斯鐵風筒，鐵風筒在連接處斷開時磨擦產生火花，導致鐵風筒內高濃度瓦斯燃燒，并引向采空區，造成采空區瓦斯爆炸。采空區內沒有參與爆炸的瓦斯在其濃度和氧氣都適宜的條件下繼續燃燒，該采空區隨即形成了火區，如圖1所示。
在搶險救災過程中，采空區又不同程度地發生了多次小型的瓦斯爆炸，在恢復入排之間通風設施時，有沖擊波造成風流反向的現象。經連續氣體檢測，34#水平風路中CO達到118×10-6；C2H4達12×10-6。
2 滅火方案的選擇與實施
2.1 滅火方案選擇
（1） 火區注水；
（2） 全井封閉；
（3） 近距離封閉；
（4） 遠距離封閉。
通過上述方案的比較，對于高瓦斯礦井的火區封閉，防止封閉期間發生爆炸是最重要
的。決定采用第4方案。封閉工作分兩步：第一步是在入回風兩處隔爆密閉地點分別設2道永久風門，中間充填沙袋。封閉時，由救護隊員關閉和固定4道風門后立即升井，通過微機監控火區的變化。第二步是待火區穩定后，將風門撤掉，用沙石水泥砌筑密閉。
2.2封閉方法的實施
（1）2003年2月16日10:00由救護隊負責，兵分2路分別到34#水平風路和－300m主運道同時關閉4道風門，然后立即升井到地面待命。井下所有人員全部升井。
（2）微機室設雙崗嚴密監視CO傳感器、CH4傳感器和風門開關傳感器的變化，一旦發生爆炸沖開風門時，救護隊員立即入井，再次迅速關閉風門。此時，爆炸后不能在短時間內連續爆炸，因火區的CH4和O2在爆炸時已經大部分參與消耗。
（3）封閉后氣體的變化情況。火區封閉后CH4在26h內呈上升趨勢；上升后又穩定持續5h，然后開始逐漸下降。分析原因：實際的瓦斯濃度并沒有下降，而是由于傳感器的位置遇到高溫失靈所致。因傳感器的正常工作環境條件為：空氣溫度：－20℃～40℃，傳感器位置設在32#東0，距火源地點近，封閉后由于瓦斯濃度的上升，火源點向外漫延，導致傳感器的溫度超過40℃。
（4）均壓通風。將調整好的備用主要通風機改為運轉風機（葉片由35°改為25°），同時，撤除二區風道的增阻調節風門設施。通過適當的調整通風阻力，使全井負壓下降1 000Pa；總排風量由3 530m3min降到2 055 m3min。火區內的氣體發生了明顯的變化：CH4、CO2上升，O2下降。這期間密閉已經聽不到漏風聲音，火區內部基本隔絕了供氧，在氧氣不足的條件下采空區燃燒的瓦斯逐漸熄滅（見圖2）。
圖2 均壓通風期間氣體變化曲線
（5）為加強火區密閉質量，徹底隔絕火區供氧，將34#水平風路和－300m主運道風門摘下，砌筑密閉。
3 啟封火區
自2月26日封閉以來，經過120次氣體全面檢測結果看，CO指標為0的時間已達106d，C2H4指標為0的時間達40d，C2H2指標始終為0，分析上述氣體指標后確定啟封火區。啟封火區步驟：
（1）實行鎖風探查。6月19日將－300m主運道密閉打開后改為永久風門，救護隊員通過風門進入32#東0密閉進行探查和采樣，經氣體分析看CO達到15×10－6、C2H4、達1.1×10－6、O2達11.88％，少量的CO和C2H4只是采空區沒有被完全排除的殘余的氣體。連續3d采樣分析指標逐漸下降，直到0。
（2）災區少量供風。6月26日將34#風密閉觀測孔和－300m主運道2道風門打開，供給少量的空氣繼續觀察，供風量為30m3/min,3d后氣體濃度測定結果為：C2H4由7.69％下降到3.1％；CO2由3.8％降到1.5％；O2由10.37％上升到16.88％；CO、C2H4指標均為0；溫度由27℃降到25℃。
（3）對火區全面啟封。6月29日將34#風道密閉打開0.5m的調節風窗，使三區的風量增加到416m3/min，180min后，回風中的CH4降到0.8％，又經連續3d的氣樣分析CO、C2H4指標均為0。全面恢復了通風系統。
4 結論
在救災過程中，如何防止再次發生瓦斯爆炸，是一個至關重要的問題。這次封閉和啟封過程采取循序漸進的措施，逐步深入，一旦發生異常情況，能夠立即采取措施。利用計算機監測井下火區現場各種數據和氣體化驗分析的手段，對掌握災區的情況有效地執行滅災方案超到了決定性的作用。采用均壓通風的效果說明火區與礦井通風狀態的變化有著極其重要和密切的關系。搶險救災工作由經驗型變為科學型，避免由于指揮失誤造成重大損失，同時，也提高了各級通風救護技術人員的科學管理水平和業務素質。
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