煤矿瓦斯爆炸事故的防爆电器诱因与对策

0 引言
目前，我国煤矿大多以向上倾角向前掘进，使得这类煤矿具有局部或全部上倾的巷道顶部，其原因是为了利用重力作用运出开采的煤。由于煤矿巷道中溢出的瓦斯气团比空气轻，这样瓦斯气体在空气中受到浮力作用便会沿着上倾的巷道向顶部流动，集聚在巷道顶部的最高点(采煤面)附近，形成体积比为5％～15％的瓦斯—空气可爆混合气体。因此，煤矿上倾巷道顶部具有瓦斯气体集聚的“自恶化作用”。目前我国煤矿所采用的通风方式不能完全消除这种可爆混合气体的形成，这是该类煤矿瓦斯爆炸的主要原因之一。
应该说接连不断的煤矿瓦斯爆炸使从事矿井作业的相关部门和人员吸取了不少悲痛的教训，由此也采取了一定的措施，但是爆炸事故依然有增无减，这说明在历次事故总结出的原因之外，还有主要的根本诱发因素。
笔者就近年来多例煤矿瓦斯爆炸事故及其所公布的事故原因作了不完全统计，分析发现煤矿瓦斯爆炸事故的主观、客观因素是多方面的，但是最根本的直接因素不外乎两个主要方面：一是矿井内局部瓦斯浓度达到爆炸极限；二是在第一要因存在的基础上，矿井多类防爆电器设备缺陷或操作违章诱发防爆电器火花或爆炸所致。对于第一要因的消除，有关方面已经作了卓有成效的讨论，下面笔者主要就第二要因进行统计、分析，并提出相应的抑制防爆电器诱因存在的看法。
1 煤矿瓦斯爆炸事故的防爆电器诱因类型
煤矿爆炸的物质基础——瓦斯是矿井中煤或其他炭物质形成的气体，其主要成分为甲烷，比空气轻，易燃烧、易爆炸。瓦斯聚集到一定的浓度，在矿井内部空气的助燃下，一旦遇到防爆电器火花等火源，就会发生爆炸。据中国工程院和煤炭信息总院联合做出的《我国煤矿安全生产形势、差距和对策》的课题报告，目前中国矿井的原有安全设施严重老化，不少设备超期服役。煤矿不能进行足额安全投人，不但新设备无法补充，原有设备的维护也被省略。笔者把近年来因各类防爆电器设备缺陷等诱因导致煤矿瓦斯爆炸的情况归纳如下：
1．1 矿井供电电源缺陷
矿井市电电源供电可靠性差、自备电源(发电机)容量小，选型、配置不合理，运行性能差等造成供电中断，矿井中瓦斯气体超标。
实例1：2004年3月山西省某煤矿爆炸，28名矿工全部遇难。据当地安全生产监督管理部门介绍，3月1日下午6时48分，该煤矿市电大电网限电停电，便启动刚购进的400kW发电机，该发电机全自动调压，但电压升到280V后，就再也升不到380V的额定电压。煤矿又换上一台90kW的旧发电机发电，由于该电机容量小，只能带动主扇风机，其他生产用电供应不上，通风不畅，造成局部瓦斯集聚。晚上11点多，市电大电网来电，井下不久就发生了瓦斯爆炸事故。
1．2 矿井中防爆电器设备缺陷
(1)矿井电力网络缺陷
一般是电力电缆绝缘受潮、损坏，发生单相接地或相间短路，引发防爆电器火花或电缆爆炸，导致瓦斯爆炸事故。
实例2：2000年11月，湖北省某煤矿发生瓦斯爆炸事故。调查组专家认为，该煤矿为高瓦斯矿，当时事故原因：矿井顶板垮塌，砸破电缆绝缘层，电线着地引发防爆电器火花，导致瓦斯燃烧而引起爆炸。2004年8月28日，广东省某煤矿发生井下电缆爆炸事故，引发井下大火。
(2)矿井内变配电设备缺陷
一般矿井中的配电变压器或配电装置，不具备防爆性能，因运行环境恶劣，造成单相对地绝缘或相间绝缘降低、破坏，产生防爆电器火花，引爆瓦斯。
实例3：2004年湖南“3．29”瓦斯爆炸事故直接原因查明。专家们认为：防爆电器火花发生在该煤矿矿井下配电室出口处巷道边的变压器接线处。井下被淹后导致井中环境变化，而矿井中原有的电器没有更换为防爆电器，潮湿使接线盒内三相防爆电器间绝缘降低，最终导致线间绝缘破坏产生电火花，引爆瓦斯。
(3)矿井照明用电设备缺陷，多为照明灯具炸裂，引爆瓦斯
实例4：2000年11月，广东某煤窑发生的瓦斯爆炸，其原因是矿主违章越界作业，死巷内瓦斯浓度过高，当天灯泡爆炸发生火花，引起瓦斯爆炸。
2004年8月n日，江西某煤矿发生瓦斯爆炸。事故原因查明：独眼井开采，没有形成通风系统，引起井下瓦斯大量集聚达到爆炸浓度，遇到灯爆炸产生防爆电器火源，引起瓦斯爆炸的重大责任事故o
(4)矿井动力用防爆电器设备缺陷
多为掘煤用的不具备防爆性能的电动机、扇风机、潜水泵等漏电引起瓦斯爆炸。
实例5：2004年3月17日，云南发生一起重大瓦斯爆炸事故，查明矿井由于独眼开采，导致瓦斯超标，采用漏电的不具备防爆性能的潜水泵下并排水引起瓦斯爆炸。