瓦斯爆炸的科学问题.docx

瓦斯爆炸的科学问题瓦斯爆炸的科学问题从事煤矿安全研究的科技人员认为，在以往历次矿难事故总结出的原因之外，还有很多本质的东西没有被认识清楚，很多问题在科学上没有解决。胡千庭始终惦记着陕西铜川的陈家山。他告诉记者，事故已经过去了 3 个多月，但调查结论仍然没有出来。胡千庭是煤炭科学研究总院重庆分院副院长、陈家山矿难事故调查专家组成员之一。陈家山矿难发生后，由于矿井下有火，并且出现了 4 次后续爆炸，专家们没能到井下去。春节前夕，他和调查组其他成员又一次赶到铜川，但还是没法下井。事故原因迟迟不能确定，他很是着急：“出了事故，总要有个说法，可时间拖得越久，调查难度就越高。”2004 年 11 月 28 日的陈家山矿难创造了中国 40 多年来煤炭行业安全事故的死亡人数新记录：166 人。事故的原因还没弄清楚，遇难矿工家属仍在悲伤中度日，记录却在转瞬之间被打破：2005 年 2 月 14 日，辽宁阜新孙家湾煤矿发生特大瓦斯事故，214 个生命就此消失。近年来，科研人员一直在呼吁加大煤矿安全科技的投入。“214”孙家湾矿难之后，科技部部长徐冠华组织召开了紧急会议，十天后，科技部网站即发布消息称，该部决定紧急启动煤矿生产安全科技行动专项，“为有效遏制煤矿特大瓦斯事故的多发态势、保障煤矿生产安全提供强有力的科技支撑”。这一紧急决定对煤矿安全领域的科研人员，乃至中国大大小小的煤矿无疑是一个机会。胡千庭说：“这么多生命换来的机会，这么多惨痛教训换来的机会，我们千万不能错过。”不仅仅是管理问题说起煤矿安全，煤炭行业内部也好，外界也好，很多人将矛头完全对准管理问题。国家自然科学基金委员会的朱旺喜和蒋曙光则认为事情并非如此简单。他们撰文称，2002 年国家下大力气关停了一批安全检查不合格的煤矿，处分了有关责任领导，2003 年 5 月 13 日安徽芦岭煤矿瓦斯爆炸事件再次为各煤矿敲响了安全警钟，然而接下来 8 天内辽阳、山西和云南又接连发生煤矿瓦斯爆炸，死亡 130 多人。我们没有理由认为芦岭矿难发生后，其他各矿未加强管理，未重视通风，或者未进行安检，这说明在以往历次事故总结出的原因之外，还有很多本质的东西没有认识，很多科学上的问题没有解决。胡千庭对这种看法表示认同。他以芦岭矿难为例说，事故发生的原因是一个采空区的顶板突然落下来，把采空区内积存的瓦斯挤出来，正好有一个开关带电作业，引爆了瓦斯。带电操作当然是违规操作，属于管理问题。另一方面，“513”矿难也暴露出了煤矿安全科研的滞后问题：随着开采技术的进步，井下推进速度不断加快，开采深度不断增加，开采空间急剧地扩大，这种大空间条件下矿井安全的基础研究却没有完全跟上去根据原有的理论解释，芦岭是不应该出问题的。瓦斯爆炸是矿难的一大祸首。许多发达国家为了减少事故的发生，一般不开采高瓦斯灾害隐患严重的矿井。中国是一个能源饥渴大国，不论是低瓦斯还是高瓦斯，都在积极创造条件，照采不误。一般说来，瓦斯爆炸所需浓度范围为 515。因此，采掘空间内瓦斯浓度不允许超限(很多煤矿规定不超过1)。现在国内许多矿井已经建立了瓦斯浓度的监测系统，但胡千庭说，目前的瓦斯测量技术依然存在诸多软肋。比如，现有技术可以实现对井下某个点进行连续 24 小时测量，却无法对某个空间进行全方位的连续测量，而井下的瓦斯浓度可能是不均匀的，这就让人防不胜防。对那些高瓦斯的矿井，除了常规的通风措施外，还必须进行瓦斯抽放，以降低瓦斯浓度。不过，在瓦斯抽放的问题上，中国的煤矿再次表现得“先天不良”，绝大多数煤层地质条件不好，渗透率很低，用常规技术手段难以抽放。更要命的是，不少煤矿对瓦斯抽放的认识不到位，国内的瓦斯抽放率还不到10。瓦斯突出更是一个棘手的世界难题。突出是指井下采掘过程中，由于地质条件等原因，煤及所含瓦斯气体在瞬间涌出，甚至可以在 1 分钟内涌出上万吨煤和岩石，上百万立方米瓦斯，高浓度的瓦斯气体遇上高温热源时，就会形成瓦斯爆炸。没有哪位科学家能够十分准确地预测地震，也没有哪位科学家能够十分准确地预测瓦斯突出。2004 年“1020”河南大平矿难的原因之一就是在采掘过程中突然遇到断层，导致瓦斯突出。美国也是一个产煤大国，其煤炭产量大约是中国的一半，从业人员不过几万人，而中国有几百万人之多。胡千庭说：“那些科技含量高的煤矿，比如神华集团的神东煤矿，一个工作面只有 2 个人。而国内有的矿井的一个工作面甚至有几百个人下去，孙家湾煤矿一个工作面就下去了 200 多人，只要出一点事就是大事故。你能说煤矿安全与科技没有关系吗？”胡千庭还提到，以前的矿难事故调查中，有很多内在的东西并没有被挖掘出来。比如，一些瓦斯爆炸事故中，瓦斯的浓度并不是很高，好几次都不到瓦斯爆炸所需的最小值 5，甚至只有 3，“那么，是计算的方法有问题，还是理论有问题呢，这些都是一笔糊涂账”