在不到兩年的時間里,有數百名礦工因為瓦斯失去生命,瓦斯就像一個吃人的“怪獸”,讓人不寒而栗。難道真沒有辦法讓它降伏嗎?帶著這些問題,我們采訪了中國礦業大學教授、礦井瓦斯防治專家周世寧院士。
——瓦斯,礦難的關鍵詞——
主持人:作為研究瓦斯爆炸的專家,您是不是經常在礦難發生的地點做實地調查?
周世寧:是的,其實我每次都很矛盾,一旦有礦難發生,恨不得立刻去查找原因。但是調查到最后,都是因為管理者麻痹大意再加上設備落后。每次都要面對一些生命的死亡,每去一次,心情就覺得特別沉重。這些礦工都是家里的主要勞動力,而且一個礦工的背后就是一大家老人與孩子。
主持人:礦難確實是一場讓人痛心的災難,反思這些煤礦事故,瓦斯似乎成了一個關鍵詞?
周世寧:瓦斯是在煤層生成過程中的伴生氣體,煤層里存在大量瓦斯。煤礦事故80%都是由瓦斯爆炸引起的。瓦斯在煤層中以游離狀態和吸著狀態存在。這兩種狀態不是一成不變,他們處于不斷變化的動態平衡,在一定條件下會互相轉化。當壓力、溫度變化時,游離瓦斯和吸著瓦斯會相互轉化。
主持人:是不是由于瓦斯具有這種動態平衡的特性,導致其預測難度增加,所以現在瓦斯爆炸像被打開的“潘多拉魔盒”一樣,在我國形成了“多米諾骨牌效應”?
周世寧:這只是其中的一個方面,還有其他一些方面的原因,因為爆炸不是一個簡單的問題,我國煤礦瓦斯爆炸是由多方面的原因引起的。
——礦難頻發的三大主因——
原因一:煤礦中瓦斯礦居多
主持人:有人說,我國瓦斯爆炸頻發的一個重要原因是我國的地質結構比較特殊,是這樣的嗎?
周世寧:這樣說有一定的道理,從自然條件來說,瓦斯含量的大小與地質條件有很大的關系。與其他國家相比,我國煤礦開采的煤層大多屬于石灰巖二迭紀的煤層,這個時期煤層的特點就是瓦斯含量大、煤層透氣性低,在開采前抽放瓦斯很不容易。但是在采掘中,瓦斯容易放散,而且在一定的條件下,容易產生煤和瓦斯的突然噴出現象。我國的國有煤礦幾乎都是瓦斯礦,而且高瓦斯礦井占多數,這種高瓦斯礦井的地質構造復雜,斷層多,地應力大,煤層受到搓揉破壞嚴重,更容易產生突起現象。而且,我國的煤層多是地下開采,更增加了瓦斯治理的難度。
原因二:煤礦大都帶“病”作業
主持人:煤炭是現代工業中的重要能源,其巨大的需求量在某種程度上也帶來了大量的煤礦工人。人們一般認為:煤礦是勞動密集型產業,技術性不強。是這樣的嗎?它是不是也是瓦斯爆炸的一個原因?
周世寧:技術上的原因也是一個很重要的方面。長期以來,人們都認為煤礦是一個勞動密集型產業,所以對技術投入不足,技術裝備不足,只是讓千軍萬馬在高危的環境中作業。這樣的話,一旦發生瓦斯爆炸,礦井火災,損失就非常巨大。例如,2005年2月14日阜新孫家灣煤礦瓦斯爆炸死亡214人的一個重要原因就是因為井下作業人員過于密集,一個采煤工作面就有70多人,事故當班下井人數高達574人,在機械化開采的礦井,只需要1/10的工人就可以滿足生產要求了。
我國煤礦礦井的壽命相對比較長,建井初,礦井的技術還是比較理想的。隨著開采深度的加大,范圍的延伸擴展,瓦斯的涌出量增多,地應力和瓦斯壓力增大,危險性急劇增長,這樣,原有的礦井系統就難以適應新環境的需要。由于資金等問題,原有的技術沒有改建,這樣礦井的抗災能力下降,所以,不產生事故還好,一旦發生事故往往就是大事故。
原因三:煤礦多數缺乏專業人才
主持人:勞動密集型與知識密集型的一個重要區別就是技術含量,而其中起決定作用的是“人”。礦難中是不是也存在人才瓶頸呢?
周世寧:是的。人才缺乏是煤礦安全生產的大問題,由于煤礦勞動生產率低,全行業的工資收入差,再加上工作危險、環境惡劣。煤礦在高校招不到專業的人才,高校相關專業的畢業生每年真正到基層煤礦去工作的少之又少,同時,在煤礦工作的專業人才也大量流失。2002—2003年,平頂山煤礦流失162名高工,四川省連續6年沒有一個學采礦的大學本科生,最近發生瓦斯爆炸的銅川煤礦,10年沒有進一個學工程的大學生,選一個本科方面的畢業生當總工程師都很困難。這就造成一面是安全裝備不足,另一面是已有的裝備不能發揮作用的尷尬境地。
以2004年10月20日河南大平煤礦的瓦斯爆炸事故為例:下水平的瓦斯突出噴出的瓦斯逆行到上水平運輸大巷,多處瓦斯濃度測定儀超限報警,這預示著全礦處于極為危險的境地,竟然在31分鐘內沒有切斷電源,致使架線電機車行駛到巷道拐彎處引起瓦斯爆炸,死亡148人。在事后,技術人員面對滿電腦的紅色警報,第一反應不是說瓦斯濃度增大,而是認為電腦中毒了。人才的缺乏在許多礦井已經成了非常緊迫的問題。
——“軟硬兼施”治礦難——
主持人:煤礦發展的瓶頸是“人”,瓦斯爆炸受害的也是“人”,那人能不能實現對它的控制和利用呢?
周世寧:我國的煤層多是瓦斯突出煤層,這是我們改變不了的自然現狀。同時,我國對煤炭的需求量巨大,多年來,煤炭在我國的能源結構中占據70%以上,而且,這種情況還將持續下去。但從另外一個方面來講,雖然瓦斯是自然界存在的事物,我們是不可預知的。但它又不同于海嘯、地震等等,瓦斯是人類在開采煤層時將它釋放出來的,因此在一定的程度上,只要我們采取相應的措施還是可以控制的。另外,我國有專業的煤礦安全機構和有關的大專院校,許多大的煤礦企業都有自己的瓦斯防治機構,應該說,做到控制瓦斯事故的頻發是完全可能實現的。
主持人:那具體是什么樣的措施呢?
周世寧:在技術上,要嚴格遵守安全規程和技術的操作細則,這是必須的。在高瓦斯礦井的作業過程中,通過測定礦井采掘范圍內煤層的瓦斯壓力,煤層透氣性、煤的強度、煤層瓦斯含量等技術參數,確定在井田范圍內瓦斯的賦存情況和危險程度,以便及時采取措施。堅持先抽再采,以風定產,監控電氣火源等措施,重大的瓦斯爆炸是可以防止的。
主持人:這些都是技術上的要求,是硬件,在軟件方面,我們要做那些努力呢?
周世寧:首先是應當在政策上支持,制定與高瓦斯和突出礦井相應的政策;減少高瓦斯礦、特別是突出礦井的稅收額度,將減少的稅款補助礦井對安全的投入,以改善礦井的安全條件,對瓦斯的抽放和利用,應減免稅收,鼓勵瓦斯發電。其次,不遺余力的培養人才,不僅要加強技術人員的培養,使煤礦技術人員后繼有人,更要對煤礦負責人進行技術培訓,提高一線領導人員的素質和水平,提高他們的預見性和發生事故時的應對能力。只有軟件與硬件建設相結合,才能根治瓦斯爆炸。
平頂山和淮南煤礦10年前瓦斯事故頻發,但通過多方面的努力工作,從各個角度加強瓦斯抽放,將危害安全的瓦斯抽放出來成為清潔的能源,企業成為安全生產的典型。去年,淮南煤礦抽放的瓦斯達到了1.8億立方米,煤炭產量從年產量1千多萬噸提高到了3千多萬噸,消滅了重大瓦斯事故,就是明顯的實例。我們要堅信:瓦斯爆炸一定能夠得到有效治理。
鏈接
瓦斯突出是指隨著煤礦開采深度的增加、瓦斯含量的增加,在煤層中形成了在地應力作用下,瓦斯釋放的引力作用下,使軟弱煤層突破抵抗線,瞬間釋放大量瓦斯和煤而造成的一種地質災害。煤礦開采深度越深,瓦斯瞬間釋放的能量也會越大。煤和瓦斯突出主要發生在煤層平巷掘進、上山掘進和石門揭煤時,有的礦井在回采工作面也發生煤和瓦斯突出。瓦斯突出和瓦斯爆炸是兩個概念,但災害都來自于瓦斯。瓦斯突出是一種地質災害,在大量的有害氣體瞬間涌入后,會形成窒息,但不一定會發生爆炸事故。但如果出現以下三種情況后,會引發爆炸事故,一是與空氣中氧氣含量達到12%以上,二是瓦斯濃度達到5%至16%之間,三是遇到明火,點火溫度達到650度以上。
■新聞緣起
四月二十日至二十一日,來自工程院、煤炭科學研究總院和中國礦大等單位的八十四名煤礦專家齊聚京城,參加煤礦安全專家會診工作啟動大會。
八十四位專家將奔赴國家局確定的四十五戶國有重點監控對象中瓦斯災害嚴重和存在重大安全隱患的礦井。他們將對這些礦井“號脈”到七月上旬,對煤礦的開拓系統及開采方式、通風系統和瓦斯抽采系統等進行“會診”,以其對癥下藥,開出適合各個礦井安全的“處方”,對存在重大安全隱患的礦井,專家有權提出“停產整頓”。
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——瓦斯,礦難的關鍵詞——
主持人:作為研究瓦斯爆炸的專家,您是不是經常在礦難發生的地點做實地調查?
周世寧:是的,其實我每次都很矛盾,一旦有礦難發生,恨不得立刻去查找原因。但是調查到最后,都是因為管理者麻痹大意再加上設備落后。每次都要面對一些生命的死亡,每去一次,心情就覺得特別沉重。這些礦工都是家里的主要勞動力,而且一個礦工的背后就是一大家老人與孩子。
主持人:礦難確實是一場讓人痛心的災難,反思這些煤礦事故,瓦斯似乎成了一個關鍵詞?
周世寧:瓦斯是在煤層生成過程中的伴生氣體,煤層里存在大量瓦斯。煤礦事故80%都是由瓦斯爆炸引起的。瓦斯在煤層中以游離狀態和吸著狀態存在。這兩種狀態不是一成不變,他們處于不斷變化的動態平衡,在一定條件下會互相轉化。當壓力、溫度變化時,游離瓦斯和吸著瓦斯會相互轉化。
主持人:是不是由于瓦斯具有這種動態平衡的特性,導致其預測難度增加,所以現在瓦斯爆炸像被打開的“潘多拉魔盒”一樣,在我國形成了“多米諾骨牌效應”?
周世寧:這只是其中的一個方面,還有其他一些方面的原因,因為爆炸不是一個簡單的問題,我國煤礦瓦斯爆炸是由多方面的原因引起的。
——礦難頻發的三大主因——
原因一:煤礦中瓦斯礦居多
主持人:有人說,我國瓦斯爆炸頻發的一個重要原因是我國的地質結構比較特殊,是這樣的嗎?
周世寧:這樣說有一定的道理,從自然條件來說,瓦斯含量的大小與地質條件有很大的關系。與其他國家相比,我國煤礦開采的煤層大多屬于石灰巖二迭紀的煤層,這個時期煤層的特點就是瓦斯含量大、煤層透氣性低,在開采前抽放瓦斯很不容易。但是在采掘中,瓦斯容易放散,而且在一定的條件下,容易產生煤和瓦斯的突然噴出現象。我國的國有煤礦幾乎都是瓦斯礦,而且高瓦斯礦井占多數,這種高瓦斯礦井的地質構造復雜,斷層多,地應力大,煤層受到搓揉破壞嚴重,更容易產生突起現象。而且,我國的煤層多是地下開采,更增加了瓦斯治理的難度。
原因二:煤礦大都帶“病”作業
主持人:煤炭是現代工業中的重要能源,其巨大的需求量在某種程度上也帶來了大量的煤礦工人。人們一般認為:煤礦是勞動密集型產業,技術性不強。是這樣的嗎?它是不是也是瓦斯爆炸的一個原因?
周世寧:技術上的原因也是一個很重要的方面。長期以來,人們都認為煤礦是一個勞動密集型產業,所以對技術投入不足,技術裝備不足,只是讓千軍萬馬在高危的環境中作業。這樣的話,一旦發生瓦斯爆炸,礦井火災,損失就非常巨大。例如,2005年2月14日阜新孫家灣煤礦瓦斯爆炸死亡214人的一個重要原因就是因為井下作業人員過于密集,一個采煤工作面就有70多人,事故當班下井人數高達574人,在機械化開采的礦井,只需要1/10的工人就可以滿足生產要求了。
我國煤礦礦井的壽命相對比較長,建井初,礦井的技術還是比較理想的。隨著開采深度的加大,范圍的延伸擴展,瓦斯的涌出量增多,地應力和瓦斯壓力增大,危險性急劇增長,這樣,原有的礦井系統就難以適應新環境的需要。由于資金等問題,原有的技術沒有改建,這樣礦井的抗災能力下降,所以,不產生事故還好,一旦發生事故往往就是大事故。
原因三:煤礦多數缺乏專業人才
主持人:勞動密集型與知識密集型的一個重要區別就是技術含量,而其中起決定作用的是“人”。礦難中是不是也存在人才瓶頸呢?
周世寧:是的。人才缺乏是煤礦安全生產的大問題,由于煤礦勞動生產率低,全行業的工資收入差,再加上工作危險、環境惡劣。煤礦在高校招不到專業的人才,高校相關專業的畢業生每年真正到基層煤礦去工作的少之又少,同時,在煤礦工作的專業人才也大量流失。2002—2003年,平頂山煤礦流失162名高工,四川省連續6年沒有一個學采礦的大學本科生,最近發生瓦斯爆炸的銅川煤礦,10年沒有進一個學工程的大學生,選一個本科方面的畢業生當總工程師都很困難。這就造成一面是安全裝備不足,另一面是已有的裝備不能發揮作用的尷尬境地。
以2004年10月20日河南大平煤礦的瓦斯爆炸事故為例:下水平的瓦斯突出噴出的瓦斯逆行到上水平運輸大巷,多處瓦斯濃度測定儀超限報警,這預示著全礦處于極為危險的境地,竟然在31分鐘內沒有切斷電源,致使架線電機車行駛到巷道拐彎處引起瓦斯爆炸,死亡148人。在事后,技術人員面對滿電腦的紅色警報,第一反應不是說瓦斯濃度增大,而是認為電腦中毒了。人才的缺乏在許多礦井已經成了非常緊迫的問題。
——“軟硬兼施”治礦難——
主持人:煤礦發展的瓶頸是“人”,瓦斯爆炸受害的也是“人”,那人能不能實現對它的控制和利用呢?
周世寧:我國的煤層多是瓦斯突出煤層,這是我們改變不了的自然現狀。同時,我國對煤炭的需求量巨大,多年來,煤炭在我國的能源結構中占據70%以上,而且,這種情況還將持續下去。但從另外一個方面來講,雖然瓦斯是自然界存在的事物,我們是不可預知的。但它又不同于海嘯、地震等等,瓦斯是人類在開采煤層時將它釋放出來的,因此在一定的程度上,只要我們采取相應的措施還是可以控制的。另外,我國有專業的煤礦安全機構和有關的大專院校,許多大的煤礦企業都有自己的瓦斯防治機構,應該說,做到控制瓦斯事故的頻發是完全可能實現的。
主持人:那具體是什么樣的措施呢?
周世寧:在技術上,要嚴格遵守安全規程和技術的操作細則,這是必須的。在高瓦斯礦井的作業過程中,通過測定礦井采掘范圍內煤層的瓦斯壓力,煤層透氣性、煤的強度、煤層瓦斯含量等技術參數,確定在井田范圍內瓦斯的賦存情況和危險程度,以便及時采取措施。堅持先抽再采,以風定產,監控電氣火源等措施,重大的瓦斯爆炸是可以防止的。
主持人:這些都是技術上的要求,是硬件,在軟件方面,我們要做那些努力呢?
周世寧:首先是應當在政策上支持,制定與高瓦斯和突出礦井相應的政策;減少高瓦斯礦、特別是突出礦井的稅收額度,將減少的稅款補助礦井對安全的投入,以改善礦井的安全條件,對瓦斯的抽放和利用,應減免稅收,鼓勵瓦斯發電。其次,不遺余力的培養人才,不僅要加強技術人員的培養,使煤礦技術人員后繼有人,更要對煤礦負責人進行技術培訓,提高一線領導人員的素質和水平,提高他們的預見性和發生事故時的應對能力。只有軟件與硬件建設相結合,才能根治瓦斯爆炸。
平頂山和淮南煤礦10年前瓦斯事故頻發,但通過多方面的努力工作,從各個角度加強瓦斯抽放,將危害安全的瓦斯抽放出來成為清潔的能源,企業成為安全生產的典型。去年,淮南煤礦抽放的瓦斯達到了1.8億立方米,煤炭產量從年產量1千多萬噸提高到了3千多萬噸,消滅了重大瓦斯事故,就是明顯的實例。我們要堅信:瓦斯爆炸一定能夠得到有效治理。
鏈接
瓦斯突出是指隨著煤礦開采深度的增加、瓦斯含量的增加,在煤層中形成了在地應力作用下,瓦斯釋放的引力作用下,使軟弱煤層突破抵抗線,瞬間釋放大量瓦斯和煤而造成的一種地質災害。煤礦開采深度越深,瓦斯瞬間釋放的能量也會越大。煤和瓦斯突出主要發生在煤層平巷掘進、上山掘進和石門揭煤時,有的礦井在回采工作面也發生煤和瓦斯突出。瓦斯突出和瓦斯爆炸是兩個概念,但災害都來自于瓦斯。瓦斯突出是一種地質災害,在大量的有害氣體瞬間涌入后,會形成窒息,但不一定會發生爆炸事故。但如果出現以下三種情況后,會引發爆炸事故,一是與空氣中氧氣含量達到12%以上,二是瓦斯濃度達到5%至16%之間,三是遇到明火,點火溫度達到650度以上。
■新聞緣起
四月二十日至二十一日,來自工程院、煤炭科學研究總院和中國礦大等單位的八十四名煤礦專家齊聚京城,參加煤礦安全專家會診工作啟動大會。
八十四位專家將奔赴國家局確定的四十五戶國有重點監控對象中瓦斯災害嚴重和存在重大安全隱患的礦井。他們將對這些礦井“號脈”到七月上旬,對煤礦的開拓系統及開采方式、通風系統和瓦斯抽采系統等進行“會診”,以其對癥下藥,開出適合各個礦井安全的“處方”,對存在重大安全隱患的礦井,專家有權提出“停產整頓”。
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