在陽(yáng)城、沁水兩縣發(fā)生的60起瓦斯爆炸（燃燒）事故中，除北莊礦車(chē)場(chǎng)發(fā)生的一次瓦斯爆炸初步界定為煤炭自燃外，有26起采空區(qū)瓦斯爆炸（燃燒）的點(diǎn)火源均排除了明火、炮火、雷管火、電火花、高溫表面和熱輻射等因素，事故處理時(shí)雖初步認(rèn)為頂板冒落過(guò)程中互相撞擊摩擦火花可能是引燃瓦斯的火源，但均沒(méi)沒(méi)有理論及實(shí)驗(yàn)作為依據(jù)，為了查證引起采空區(qū)瓦斯爆炸（燃燒）的點(diǎn)火源，擬從下面3個(gè)方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究：一是采空區(qū)護(hù)頂煤自燃引燃引爆采空區(qū)瓦斯的可能性；二是采空區(qū)頂板垮落巖石之間相互撞擊引燃引爆瓦斯的可能性；三是采空區(qū)頂板垮落過(guò)程中巖石間相互摩擦引燃引爆采空區(qū)瓦斯的可能性。
1 采空區(qū)護(hù)頂煤自燃引燃引爆采空區(qū)瓦斯的可能性。
如果煤本身具有自燃性，煤與空氣接觸，氧化會(huì)產(chǎn)生熱量，若散熱條件不良，熱量積蓄到一定程度便會(huì)引起煤炭自燃，從而引發(fā)采空區(qū)瓦斯爆炸（燃燒）事故。此類(lèi)事故多發(fā)生在有大量遺煤的采空區(qū)、出現(xiàn)裂隙的煤柱和巷道冒高處。眾所周知，影響煤自燃的內(nèi)在因素有煤的物理、化學(xué)性質(zhì)、變質(zhì)程度和煤巖成份。其中煤的化學(xué)成分和變質(zhì)程度對(duì)煤的自燃起著主導(dǎo)作用。各種牌號(hào)的煤化學(xué)成分不同，自燃性質(zhì)也不同：褐煤比煙煤易自燃，而煙煤中又以炭化變質(zhì)程度最低的長(zhǎng)焰煤和氣煤的自燃性最強(qiáng)；炭化變質(zhì)程度高的貧煤和無(wú)煙煤自燃性較小。由此可見(jiàn)，煤炭的自燃性是隨著煤的變質(zhì)程度的增高而降低。同一牌號(hào)的煤含硫化物較高時(shí)，因吸氧性較強(qiáng)，則易于自燃。影響煤自燃的外在因素主要是指煤層地質(zhì)條件及礦山開(kāi)采技術(shù)條件，這兩個(gè)因素決定了煤接觸空氣量的多少以及煤和外界的熱交換條件。
本次實(shí)驗(yàn)在陽(yáng)城、沁水兩縣7個(gè)礦井共采集煤樣8組，分別測(cè)定煤自燃傾向性及原煤含硫量和含磷量，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 煤自燃傾向性鑒定結(jié)果
編號(hào) | 采樣地點(diǎn) | 水分/％ | 灰分/％ | 揮發(fā)分/％ | 全磷/％ | 全硫/％ | 吸氧量/mL·g-1 | 自燃傾向等級(jí) |
1 2 3 4 5 6 7 8 | 屯城 北莊 加豐 加豐 半峪 永紅 柏山 義城 | 1.25 2.12 2.70 1.25 2.47 3.23 2.11 1.53 | 16.49 10.01 12.07 23.26 29.50 11.54 43.63 17.27 | 10.10 9.59 7.57 10.46 12.23 8.74 15.76 9.84 | 0.009 0.012 0.011 0.011 0.008 0.009 | 0.27 0.31 0.32 0.28 0.15 0.30 0.14 0.37 | 0.52 0.49 0.60 1.06 0.43 0.48 0.27 0.68 | 三類(lèi)不易自燃 三類(lèi)不易自燃 三類(lèi)不易自燃 三類(lèi)不易自燃 三類(lèi)不易自燃 三類(lèi)不易自燃 三類(lèi)不易自燃 三類(lèi)不易自燃 |
從表1可以看出，沁河、蘆葦河流域的無(wú)煙煤變質(zhì)程度高，吸氧性較弱，而且煤中含硫、磷均較低，所有煤樣均屬三類(lèi)不易自燃。再結(jié)合調(diào)研結(jié)果，發(fā)生的26起采空區(qū)瓦斯爆炸多在工作面回采初期，由此可見(jiàn)，采空區(qū)護(hù)頂煤不存在自燃引燃引爆采空區(qū)瓦斯的可能性。
