1999年2月14日,黑龍江省七臺河新建煤礦,由于報廢的機巷與高瓦斯煤層相通,形成瓦斯積聚,在石英砂巖頂板垮落的過程中,巖石碰撞摩擦產(chǎn)生火花,引發(fā)瓦斯爆炸事故,造成48人死亡。1999年11月5日,河北省郎郭市磁縣翼南煤礦,由于采區(qū)空頂面積過大,造成瓦斯積聚,在頂板垮落時,因巖石碰撞產(chǎn)生火花,引起瓦斯爆炸事故,導(dǎo)致3人死亡。
3)機械和巖石摩擦撞擊火花[3,7]。煤礦井下機械和巖石產(chǎn)生摩擦撞擊火花的工況很多,如采掘工作面的采掘機械截齒截割巖石產(chǎn)生的火花;掘進(jìn)風(fēng)鎬、鋼釬旋轉(zhuǎn)與巖石摩擦撞擊產(chǎn)生的火花;井下工人用鎬、釬、鐵锨掏挖孔槽和裝卸巖石等撞擊產(chǎn)生的火花;巖石自由落下與金屬器具碰撞產(chǎn)生的火花等。研究表明:在金屬與巖石撞擊或相互劇烈摩擦出的部分灼熱導(dǎo)致熔化的顆粒沿著旋轉(zhuǎn)或飛散的軌跡飛濺,顆粒在離切削表面10~30 cm處最先產(chǎn)生火花,這時其切削面的表面溫度往往能達(dá)到或超過1400℃,致使瓦斯被點燃或引爆。
1994年9月17日,黑龍江鶴崗礦務(wù)局南山煤礦,采煤工用手錘敲打鉸接頂梁聯(lián)接銷時產(chǎn)生火花,引起瓦斯爆炸,死亡56人。1994年吉林省遼源礦務(wù)局泰信煤礦,礦車鴨嘴斷脫跑車,造成機械與機械、機械與巖石撞擊產(chǎn)生火花,引起瓦斯煤塵爆炸,死亡79人。
2.3 靜電火花誘因
煤礦井下使用了大量高分子聚合物制品,如風(fēng)筒、輸送帶、管材、電纜、塑料網(wǎng)、儀器設(shè)備外殼或零部件等。這些高分子聚合物制品在煤礦井下使用過程中受到機械摩擦、高速風(fēng)流及風(fēng)流中所含的粉塵與其表面發(fā)生摩擦而產(chǎn)生靜電[8]。由于高分子聚合物材料都是絕緣材料,因摩擦產(chǎn)生的靜電荷積聚在表面不易消失,當(dāng)靜電荷積聚達(dá)到一定程度時會對接地體產(chǎn)生放電現(xiàn)象,當(dāng)放電能量達(dá)到0.28 mJ時,就會引起瓦斯爆炸[9]。據(jù)文獻(xiàn)資料報道,日本北海道地區(qū)的煤礦曾經(jīng)發(fā)生的8次爆炸事故中,推測由靜電放電引起的有4次,在事故調(diào)查時找不出除靜電以外的點火原因[10]。我國鶴崗礦務(wù)局新一礦、四川省綦江縣一鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦、北票礦務(wù)局、豐城礦務(wù)局、雞西礦務(wù)局、淮南礦務(wù)局等,也曾發(fā)生過多起因使用非阻燃抗靜電風(fēng)筒,引起瓦斯爆炸的事故。目前,煤礦井下采用具有阻燃抗靜電的高分子聚合物制品,但在使用過程中,高分子聚合物制品會隨著時間推移而發(fā)生老化、抗靜電劑發(fā)生遷移,導(dǎo)致安全性能降低,甚至失效。而我國目前尚無在用高分子聚合物制品的維護、檢修、報廢標(biāo)準(zhǔn),缺乏相應(yīng)的基礎(chǔ)研究。