徐腾飞，王学兵

(1.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆 400037； 2.中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆 400037；3.国家能源集团乌海能源有限责任公司，内蒙古 乌海 016000)

我国既是一个能源生产大国,也是一个能源消费大国，其中能源生产和消费又以煤炭为主[1]。根据国家统计局2019年发布的信息，2018年我国生产标准煤37.7亿t，其中原煤占69.31%;消费标准煤46.4亿t，其中煤炭占59%。在过去十年，煤炭在我国能源生产和消费结构中的比重分别在60%和50%以上，在未来相当长的时间内煤炭仍然是我国能源生产和消费结构的主要组成部分，而煤矿的安全生产是我国能源安全生产面临的主要问题。

程磊等[2]对我国2014年发生的各类煤层死亡事故进行了统计，《中华人民共和国安全生产法》修订后首次对我国煤矿事故进行统计分析，发现2014年在我国发生的各类煤矿死亡事故中瓦斯事故占12.5%，而事故造成的人员死亡数量占到1/3，瓦斯事故是我国煤矿死亡事故的主要组成部分;金永飞等[3]统计分析了2002—2012年我国煤矿重特大事故特征和发生规律，发现在各类煤矿重特大事故中煤矿瓦斯爆炸事故突发性强、波及面广、破坏力大、伤亡人数多；朱云飞[4]、于海云[5]、景国勋[6]等分别对1950—2016年我国煤矿特大事故、2008—2013年我国煤矿瓦斯事故进行了统计分析；郭玉森等[7]对低瓦斯矿井瓦斯事故的发生原因及防控对策进行了分析，首次证明了在强点火能下瓦斯混合气体爆炸浓度下限会大幅降低；肖远见等[8]分析了一起发生在低瓦斯煤矿的较大瓦斯爆炸事故的过程、原因，并提出了低瓦斯矿井防治瓦斯爆炸事故的措施；张津嘉等[9]对我国特别重大瓦斯事故进行分析，运用基于故障树( FTA) 的贝叶斯网络( BN) 方法，分析各危险源对事故影响的重要度，建立了纵深防御管理模型，为特别重大事故防治奠定了基础。目前主要从事故发生时间、事故发生区域、事故等级、事故诱因，以及企业所有制几个方面对瓦斯事故发生原因和对策开展研究。

一般认为瓦斯爆炸事故主要发生在高瓦斯矿井，但是通过统计分析发现低瓦斯矿井平均每起事故造成的人员伤亡数量和突出矿井基本一致，且近年来事故占比有不断升高的趋势。低瓦斯矿井由于瓦斯涌出量较小，管理人员容易忽视瓦斯这一安全隐患，造成低瓦斯矿井瓦斯爆炸事故时有发生。因此，加强低瓦斯矿井瓦斯爆炸事故的预防工作势在必行，笔者在收集事故数据的基础上，从不同角度分析我国低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故特点，并采用数理统计方法，对事故规律进行深入研究，旨在揭示近十年来低瓦斯煤矿瓦斯事故的新特点和规律，提高预防低瓦斯煤矿瓦斯事故的针对性，并为低瓦斯煤矿事故预防提供建议。

1 我国煤矿安全形势总体分析

煤矿百万吨死亡率是国际通用的一个用于评价煤矿安全生产状况的指标，采用百万吨死亡率作为我国煤矿安全生产形势分析的指标，可以进行纵向和横向的对比。2010—2019年我国煤矿百万吨死亡率统计数据如图1所示。

图1 2010—2019年我国煤矿百万吨死亡率统计数据

由图1可以看出，从2010年开始我国煤矿百万吨死亡率呈现逐年下降的趋势，至2019年已降至0.083，但是与发达国家相比仍存在一定差距。以2016年为例，我国煤矿百万吨死亡率为0.156，而同一时间美国煤矿的百万吨死亡率为0.038，澳大利亚煤矿的百万吨死亡率为0.013[10]。

2 我国低瓦斯煤矿瓦斯死亡事故现状

2.1 我国煤矿瓦斯死亡事故总体情况

通过查询国家及各省煤矿安全监察局发布的统计数据和事故报告，统计分析了2010—2019年全国煤矿瓦斯事故分类信息，近十年我国共发生煤矿瓦斯死亡事故272起，造成1 952人死亡，其中瓦斯突出事故107起，死亡735人，瓦斯爆炸、燃烧、窒息事故合计165起，死亡1 217人。2010—2019年我国煤矿瓦斯事故统计数据如图2所示，近十年来煤矿瓦斯死亡事故呈逐年下降趋势，煤矿瓦斯死亡事故得到有效遏制，瓦斯安全形势总体趋好。

图2 2010—2019年我国煤矿瓦斯事故统计数据

2.2 我国低瓦斯煤矿瓦斯爆炸死亡事故总体情况

2010—2019年我国低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故发生时间分布情况见表1。

表1 低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故发生时间分布情况

结合图2和表1可知，2010—2019年我国煤矿瓦斯事故发生数量总体上呈逐年下降的趋势，而低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故数量一直在每年6起左右，并未明显下降，表明低瓦斯煤矿瓦斯事故数量在瓦斯事故总数中的比例有较大提升。

3 低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故分析与规律研究

3.1 低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故等级分析

2010—2019年我国低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故类型基本情况见表2。

表2 低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故类型基本情况

瓦斯爆炸事故由于瓦斯爆炸威力大，突发性强,以及易造成二次事故等原因，往往对爆炸发生点附近的人员造成极大危害。从表2可见，低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故等级主要为较大事故和重大事故，分别占61.8%和29.1%，一般事故和重特大事故鲜有发生。同一时期高瓦斯煤矿和突出煤矿共发生瓦斯死亡事故217起，其中一般事故32起，较大事故 147起，重大事故33起，重特大事故5起，占比分别为14.75%、67.74%、15.21%、2.30%，总体上看，低瓦斯煤矿发生的瓦斯事故中重大事故总体占比比高瓦斯、突出矿井高出近14个百分点，低瓦斯煤矿一旦发生瓦斯爆炸事故易导致较大的人员伤亡。

高瓦斯煤矿和突出煤矿由于建立了相应的瓦斯管控体系，人员灾害防控意识较高，一定程度上降低了瓦斯事故的影响。而低瓦斯煤矿由于对瓦斯灾害认识不足，在煤矿生产过程中较少考虑瓦斯灾害的影响，在劳动组织、机电设备防护及人员现场作业等方面未对瓦斯灾害采取防护措施，加重了瓦斯爆炸事故的危害程度。

3.2 低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故发生月份分析

对2010—2019年低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故发生的月份进行了统计，采用单样本T检验对事故发生和月份的相关性进行分析。假设事故发生与月份相关性不明显，通过T检验，sig=0.000<0.05，拒绝原假设，即事故发生与月份有相关性。2010—2019年不同月份我国低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故发生情况如图3所示，可以看出，低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故呈现明显的不均匀分布，其中1月、2月事故较少，3月至5月事故上升，6月、7月事故相对明显降低，8月至12月事故相对增多。

图3 2010—2019年不同月份我国低瓦斯煤矿

由于每年的1月和2月是我国传统春节放假月份，不论是政府、社会还是企业都想过一个平安的节日，大家的安全意识较高，有些企业甚至在春节前半个月就停产放假，煤矿安全性较高；3月、4月和5月是春节后的生产月份，为确保全年煤炭产量，企业往往加大生产强度，工人的劳动强度提高，瓦斯爆炸事故也开始发生；6月和7月瓦斯爆炸事故明显降低，主要由于6月是我国的安全生产月，在安全生产月期间始终保持安全的高压态势，开展各项安全检查，防风险、除隐患，大幅减少瓦斯爆炸事故发生的可能性，同时受6月安全检查的影响，7月的安全风险也较低，因此低瓦斯矿井的瓦斯爆炸事故在6月和7月出现了明显的降低；受夏季用电高峰和冬季采暖的影响，煤炭市场供求关系开始紧张，从8月开始直到12月，低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故再次升高并分布在一个相对较高的区间。

3.3 低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故发生企业情况分析

2010—2019年我国低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故发生企业所有制和煤矿产能统计情况见表3、表4。

表3 低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故发生企业所有制情况

表4 低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故发生企业产能统计情况

由表3可以看出，低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故主要发生在乡镇煤矿和私营煤矿，分别占30.9%和50.9%。从表4可以看出，低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故发生企业的产能大部分比较小，74.0%的事故发生在产能小于30万t/a的煤矿中。对表3和表4的数据进行交叉分析，结果如图4所示。

图4 2010—2019年发生瓦斯爆炸事故的

由图4可见，大部分发生瓦斯爆炸事故的煤矿都是年产量 30万t以下的小型煤矿，其中乡镇企业和私营企业分别占30.9%和50.9%，小型乡镇、私营企业是我国低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故的高危点。

3.4 低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故发生区域分析

2010—2019年我国低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故发生省份(包括自治区、直辖市)分布情况见表5。

表5 低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故发生省份分布情况

2010—2019年我国低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故发生地点、数量和死亡人数见表5，对数据采用聚类分析，分析结果见表6。

表6 低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故发生省份集群

集群一里新疆是开采煤炭时间相对较短的省份，矿井产能相对较大，采用的开采技术相对较新；而贵州、河南、安徽、重庆、河北、山东、山西由于瓦斯灾害严重，大部分矿井为高瓦斯和突出矿井，政府监管部门对于瓦斯管控的要求较高,加上当地低瓦斯煤矿较少，因此该集群内低瓦斯煤矿的瓦斯爆炸事故相对较少。

集群二里除内蒙古外其他区域内低瓦斯煤矿较少，但是小煤矿、乡镇和私营煤矿多，因此发生的瓦斯爆炸事故相对较多。

集群三里的煤矿开采时间长，私营煤矿和乡镇煤矿、小煤矿多，低瓦斯煤矿瓦斯灾害管理相对松懈，成为相对容易发生低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故的区域。

3.5 低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故发生诱因分析

2010—2019年我国低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故诱发原因基本情况见表7。

表7 低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故诱发原因基本情况

由表7可见，2010—2019年我国低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故诱发原因大致可以分为通风、掘进、顶板和瓦斯排放几大类，分别占事故总数的75.0%、17.3%、1.9%、5.8%，通风是事故的主要原因。从事故强度上来看，通风单起事故造成死亡人数10人左右；而顶板和掘进单起事故造成的死亡人数为 5人左右。瓦斯排放虽然引起的事故数只占5.8%，但是单起事故死亡人数达11.7人，是顶板事故的近 2倍，接近于通风单起事故死亡人数。低瓦斯煤矿的瓦斯爆炸事故主要由于通风引起，但是排放瓦斯不当容易引发重特大事故。

4 防止低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故对策措施

预防低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故的发生，首先必须要提高重视程度，提高工人素质，避免违章作业。低瓦斯煤矿瓦斯涌出量较小，在合理的通风条件下，瓦斯问题基本可以解决，因此，低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故是完全可以避免的。

1)提高瓦斯防治意识

人们普遍认为低瓦斯煤矿出现瓦斯事故的概率相对较小，容易让人产生低瓦斯煤矿不会发生瓦斯事故的误区。要消除这种误区，就必须提高对瓦斯事故的重视程度，加强职工专业技能培训，提高从业人员瓦斯安全意识，正确认识低瓦斯煤矿的瓦斯危险，加强低瓦斯煤矿的瓦斯管控工作。

2)优化完善通风系统，确保系统可靠

①优化煤矿通风系统，及时封闭废弃巷道，确保通风系统风量充足；②各类通风设施质量过关，施工可靠，及时对风门、风墙、风窗等通风设施进行维护，避免出现设施损坏、漏风等情况；③合理配置局部通风机，做到“三专两闭锁”；④杜绝无计划停电、停风。

3)优化煤矿产能结构

优化煤矿产能结构，逐步关闭年产量在30万t以下的小型煤矿，有条件的煤矿可以进行产能升级，鼓励建立年产量在90万t以上的矿井，进一步加大国有企业在煤炭行业中的比例。

4)掌握瓦斯积聚规律，加强监控

对于井下可能发生瓦斯积聚的地点，尤其是采煤工作面、掘进工作面、采空区、封闭巷道，以及硐室、密闭墙等易产生瓦斯积聚的地点，要掌握瓦斯涌出和积聚规律，在相应地点设置监控传感器，加强人工检查频次，定期总结井下易产生瓦斯积聚区域的瓦斯涌出情况，防风险、除隐患，从源头上把控瓦斯风险。

5 结语

1)近十年我国煤矿瓦斯事故总数和死亡人数都有下降趋势，但低瓦斯煤矿瓦斯事故起数一直保持稳定，低瓦斯煤矿瓦斯爆炸事故造成的人员伤亡在所有瓦斯死亡事故中的占比大幅增加，且低瓦斯煤矿事故多为较大事故和重大事故，造成人员和财产损失较大。

2)低瓦斯煤矿中产量30万t以下的企业容易发生瓦斯爆炸事故，且事故波及的范围不是局部的、个别的，而是与高瓦斯矿井一样具有普遍性，必须引起足够的重视。瓦斯防治意识淡薄，通风系统不完善是该部分煤矿发生瓦斯事故的主要原因。

3)为防止低瓦斯煤矿发生瓦斯事故，必须提高重视程度，从技术上和管理上清除危险源，确保煤矿通风系统完善可靠，监控有效，重视员工安全意识的培养，加强安全管理和安全监督。只有把安全放在首位，掌握瓦斯积聚规律，落实各项瓦斯治理的方针，健全规章制度，加大矿井安全投入，优化煤矿产能结构，低瓦斯煤矿瓦斯事故才能得到根本遏制。