昨天凌晨,辽宁阜新恒大煤业公司发生矿难,目前已造成26人死亡,52人受伤。经调查,事故被怀疑因矿震引发煤尘燃烧导致。
与瓦斯爆炸、透水相比,矿震在煤矿事故中出现的频次并不多见。不过,煤炭资源与安全开采国家重点实验室主任、中国矿业大学教授窦林名在接受记者采访时表示,由于矿震会引发一系列次生灾害,且矿震频次和能量与开采深度密切相关,开采较深的部分国有大型煤矿今后应对矿震更加重视,防患于未然。
1级矿震相当于1吨钢材从1米高落地
根据阜新矿业公司的通报:26日1时31分,阜新矿业有限责任公司五龙煤矿与恒大煤业公司之间发生1.6级矿震,震源深度6.8千米,有明显震感;2时35分,恒大煤业公司5336综放工作面回风顺槽发生煤尘燃烧事故(经探查初步确认),当时区域作业人员共89人,其中13人安全升井,受伤人员已全部送往医院。
1.6级的矿震能带来多大的能量?窦林名提醒记者,由于矿震震源浅,频度高,一部分矿震发生地点靠近开采工作面,与开采面的破裂变形相联系,虽然震级较小,但对工作面冲击较大。矿震有0-4级,在地下释放的能量对应为100-1亿焦耳。0级,即100焦耳,相当于一个50公斤的人跳起20厘米落地产生的能量,而1级,约1万焦耳,相当于1吨钢材从1米高落地产生的能量。一般来说,小于1级的矿震在地下释放的能量较少,引发事故的概率很低,1级以上便可能引发事故,这类事故又被称做冲击地压。
煤矿灾害事故主要表现为以下5种:瓦斯灾害、透水、地面塌陷、煤体自燃和矿震。“除了经常引起支架折损、片帮冒顶、巷道堵塞、大量积煤造成直接伤亡,更关键的是矿震可以引起瓦斯、煤尘等次生灾害。”窦林名分析,此次事故可能是因为矿震引起煤尘飞扬,遇到火源后煤尘燃烧,属矿震的次生灾害。
矿震预防和控制研究较冷清
窦林名说,矿震是指矿区开采人为地改变了原本稳定的地壳结构,导致地壳不均引发地震,是矿山动力过程失去控制的表现。在震级较高的情况下,在地面都能感受到岩体的震动,甚至使地面的建筑物遭到破坏。
据了解,目前,我国经常发生矿震的地区主要包括东北的黑龙江鹤岗,辽宁抚顺、阜新,中部的河南义马以及西南的四川等地。
但并非每一次矿震都会引发破坏性的冲击地压。“总体来看,瓦斯灾害引起的单次伤亡较严重,容易产生较大的社会影响;透水事故造成的损失更大,动辄上千万、上亿的损失,一透水,设备就没法用了;而地面塌陷事故发生较频繁,伤亡总数更多。跟前三者相比,矿震的预防和控制研究较为冷清。”窦林名表示,目前矿震研究最好的国家是捷克、波兰和俄罗斯,在东欧三国,60%的矿震可以预防,超过20%的可以减轻危害,只有不到20%的抗震暂时无能为力,而我国的研究力量加在一起才4个单位、100多人。
他还告诉记者:“为何部分西欧发达国家的矿震研究没有东欧好?因为他们大多对已发生矿震的矿区采取直接关停措施。但在我国煤炭能源需求依旧很高的情况下,不可能直接关停,因此必须加大研究力度。”
大煤矿更易因矿震引发事故
1.6级矿震之后,短期内该矿区还会有更大规模的矿震吗?“一般不会,矿震跟地震不同,能量聚集和开采活动密切相关,是一个周期性过程,一旦释放,短时间内不会再次发生。”窦林名解释。
我国最早于1933年在抚顺胜利煤矿记录到矿震现象,1992年之前,我国有50多个煤矿曾经发生冲击地压灾害4900多次,震级为0.5至3.8。随着浅部资源濒临枯竭,我国的煤矿将逐步转入深部开采,部分已超过1000米,发生强矿震引起冲击地压灾害的可能性进一步提高。窦林名表示,矿震和冲击地压更容易发生在国有大型煤矿,因为小煤矿挖不深,只有大煤矿才能挖到“矿震警戒线”以下。
一旦发生高能量的矿震,大型煤矿该如何应对?“应立马采取应急措施,当刚发生且在尚可控制阶段时,采取卸压和支护的方式,比如可以通过钻孔、爆破等方式释放地压。”窦林名认为,虽说矿震时可以采取应急措施,但矿震的主要危害在井下,具有突发性、连锁反应等特点,如何防患于未然才是关键。他建议,国有大型深部煤矿首先应加强微震监测。目前我国针对煤炭开采已开发出远程微震检测系统,该系统能够给出冲击矿压等矿震信号的完全波形,准确计算出能量大于100焦耳的震动及冲击矿压发生的时间、能量及空间三维坐标,对矿井冲击矿压危险程度进行评价。接下来还是要做好对水、火、瓦斯的管理,避免次生灾害的发生。
文汇报记者 赵征南
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