隨著煤礦井下開采規(guī)模的不斷擴大，生產(chǎn)水平的延伸，礦井瓦斯涌出量將逐漸遞增，很多礦井發(fā)火現(xiàn)象也越來越嚴重。在井下高瓦斯區(qū)域，一旦發(fā)火，無論是內(nèi)因火災還是外因火災，或者是由于瓦斯燃燒、瓦斯爆炸后產(chǎn)生的火源，處理不當就會發(fā)生瓦斯爆炸，造成救災人員傷亡的后果。本文在分析鶴崗礦區(qū)和黑龍江省其它煤礦發(fā)生的幾起火區(qū)爆炸，造成救災人員傷亡的實例，對火區(qū)內(nèi)發(fā)生瓦斯爆炸的原因進行分析，并提出預防和處理火區(qū)爆炸事故的建議，供從事煤礦救災人員參考。
    一、火區(qū)內(nèi)瓦斯爆炸造成救災人員傷亡的實例
    據(jù)不完全統(tǒng)計，從2000年至2004年鶴崗礦區(qū)范圍內(nèi)共發(fā)生火區(qū)爆炸事故12起，造成34人死亡，25人受傷。發(fā)生在黑龍江省雞西礦業(yè)集團東海煤礦和方正縣寶興煤礦的瓦斯爆炸事故也是由于處理火災時采取措施不當，在封閉火區(qū)時發(fā)生瓦斯爆炸，釀成了救災人員重大傷亡的后果。
    1、  2001年12月16日，鶴崗區(qū)域礦山救護大隊處理鶴崗市霖源煤礦火災事故，已經(jīng)支好木方正準備施工板閉時，由于礦方人員運料的礦車掉道，將風門撞壞，使兩道風門同時敞開近一個小時，井下風流的不穩(wěn)定造成采空內(nèi)突然發(fā)生瓦斯爆炸，沖擊波將木方摧倒，使現(xiàn)場作業(yè)的9名救護隊員摔傷，4人一氧化碳輕微中毒。
    2、  2002年4月8日，雞西礦業(yè)集團東海煤礦在處理礦井火災時，組織幾十名作業(yè)人員對火區(qū)進行封閉，就在救災人員封閉火區(qū)過程當中，火區(qū)內(nèi)突然發(fā)生瓦斯爆炸，造成24人死亡，19人受傷。
    3、  2003年1月11日，黑龍江省方正縣寶興煤礦二段-388水平左五片自然發(fā)火，礦方組織30余人準備施工兩道永久密閉封閉火區(qū)，已經(jīng)封完一道密閉，正在施工第二道密閉時，采空區(qū)內(nèi)發(fā)生瓦斯爆炸，井下當班作業(yè)的36人除2人脫險外，其余34人全部遇難。
    4、  2004年1月1日，鶴崗礦業(yè)集團公司興煤公司二水平五石門中左上段已采區(qū)+20標高火區(qū)內(nèi)發(fā)生瓦斯爆炸，將密閉墻摧毀。救護大隊四中隊隊員在入井進行撤人，檢查氣體勘察現(xiàn)場時，火區(qū)內(nèi)又發(fā)生第二次瓦斯爆炸，將兩名隊員燒傷。
    二、火區(qū)內(nèi)發(fā)生瓦斯爆炸的原因分析
    火區(qū)內(nèi)瓦斯爆炸的原因，應根據(jù)爆炸三要素來分析，由于火區(qū)中，火源始終存在，因此主要分析火區(qū)內(nèi)氧氣和瓦斯?jié)舛鹊淖兓厔?。根?jù)多起火區(qū)發(fā)生瓦斯爆炸的成因特點，我們可以把火區(qū)爆炸原因類型分為以下幾種形式加以分析：
    1.風流逆轉(zhuǎn)型如圖一所示

    在通風系統(tǒng)正常情況下，火區(qū)內(nèi)有一定的風量經(jīng)過，風向也是穩(wěn)定的。上風流沒有積聚瓦斯的條件，而下風流煤層巖涌出的瓦斯和燃燒物起隨風流流走，下風流即使有積存瓦斯的條件也未經(jīng)過火源，發(fā)生不了爆炸。如果由于受通風設施設備狀態(tài)改變的影響，或者巷道有多風路，網(wǎng)絡復雜，在其它風壓作用下，就可造成井下風流發(fā)生逆轉(zhuǎn)，風流反向使下風側(cè)達到爆炸界限的瓦斯氣體經(jīng)過火源，從而引起瓦斯爆炸，也就是說在火區(qū)中如果改變了風向就有發(fā)生瓦斯爆炸的可能。采取調(diào)風方案必須慎之又慎。
    2.火區(qū)封閉如圖二所示

    火區(qū)在封閉過程中及封閉后，由于隔絕供氧，火區(qū)內(nèi)燃燒也不斷消耗剩余氧氣，生成二氧化碳，并與涌出的瓦斯一起滲入火區(qū)內(nèi)大氣中，引起火區(qū)空氣中氧氣濃度持續(xù)下降。由于煤層中瓦斯不斷涌出，瓦斯?jié)舛壤^續(xù)增加，瓦斯?jié)舛惹€呈上升趨勢。見火區(qū)內(nèi)O2和CH4變化趨勢圖。如果予封閉區(qū)域瓦斯涌出量較大，在氧氣濃度沒有降至12%之前，瓦斯?jié)舛染鸵焉仙帘ń缦蓿蜁l(fā)生爆炸。如果火區(qū)封閉嚴密，由于封閉區(qū)內(nèi)仍由巖、煤層涌入氣體，區(qū)內(nèi)氣壓增加，可抑制CH4涌出，使CH4濃度增加速率變緩。O2濃度至12%以上時，CH4沒有達到爆炸界限濃度，就不會發(fā)生爆炸。而當密閉存在漏風時，新鮮風流進入增加了O2濃度，使瓦斯?jié)舛壬仙帘ń缦迌?nèi)時，O2濃度還沒降下來，火區(qū)內(nèi)又有明火存在，極易發(fā)生爆炸。封閉高瓦斯區(qū)域火區(qū)時封閉順序十分重要。因火區(qū)封閉順序不當可造成火區(qū)內(nèi)風流逆轉(zhuǎn)和其它巷道瓦斯供入火區(qū)的可能。
    3.風流供氧如圖三所示
   
    在火區(qū)沒有得到徹底根治，但進行封閉后起到了隔絕供氧的作用?；饏^(qū)內(nèi)O2濃度低于5%，火焰燃燒將開始逐漸減弱乃至熄滅，O2濃度在1%以下時，火焰燃燒完全熄滅。但即使在空氣中O2濃度為零的條件下，著火帶可燃物的陰燃仍可持續(xù)相當長的一段時間，此時火區(qū)處于缺氧、陰燃狀態(tài)。如果由于人為調(diào)風或構(gòu)筑設施設備無意改變了通風系統(tǒng)（啟封火區(qū)或調(diào)整風路），使含有足夠O2的新風供入火區(qū)內(nèi)，造成火勢增大，并使達到爆炸界限濃度的瓦斯經(jīng)過火源，就可導致火區(qū)爆炸。如果火區(qū)未完全達到熄滅條件就風供啟封火區(qū)極易發(fā)生爆炸。
    4.瓦斯供入型如圖四所示

    在火區(qū)有多條漏風通道存在的情況下，火區(qū)內(nèi)有少量風流經(jīng)過不含瓦斯或瓦斯?jié)舛群苄?，即使瓦斯?jīng)過火源也發(fā)生不了爆炸。而外界瓦斯在風壓作用下進入火區(qū)，或者把與火區(qū)相通的其它巷道積存的瓦斯氣體帶入火區(qū)，就會引起瓦斯爆炸。封閉火區(qū)后排放瓦斯時，應尤為注意。
    三、處理礦井火災時防止控制火區(qū)爆炸措施的建議
    通過以上分析可以看出，火區(qū)爆炸一般是出現(xiàn)在通風系統(tǒng)不穩(wěn)定，或與火區(qū)連通的舊巷多，風路復雜；火區(qū)密閉不嚴密漏風；人為進行調(diào)整風路；火區(qū)封閉順序不當?shù)惹闆r時才發(fā)生的。為避免以上現(xiàn)象發(fā)生，特提出預防、控制火區(qū)爆炸的一般措施。
    （一）要全面詳細了解火區(qū)情況
    1.進一步查清火源地點，明確火區(qū)范圍，查清火區(qū)內(nèi)通向外界或地面的廢舊巷道，地質(zhì)鉆孔，灌漿孔以及采空區(qū)與火區(qū)內(nèi)相通的巷道，風路關(guān)系，需封閉的及時予以封堵。
    2.了解火區(qū)煤層的開采情況，丟失的煤柱，瓦斯涌出情況和變化規(guī)律，以及火區(qū)內(nèi)其它氣體的濃度。掌握火區(qū)及其附近的地質(zhì)構(gòu)造（如褶曲、斷層、破碎帶等），以防止封閉時瓦斯進入火區(qū)或造成封閉不嚴出現(xiàn)漏風。
    3.了解與火區(qū)相關(guān)的巷道布置、通風系統(tǒng)、、通風設施、巷道的斷面和支護形式、風量、風向、巷道的煙霧和溫度情況等。所有巷道必須對照清楚（層間關(guān)系、采空關(guān)系、巷道關(guān)系、臨區(qū)關(guān)系），把圖紙上齊上全。
    4．救護隊偵察工作力求細致認真，盡量摸清火情，做到一次偵察完結(jié)。指揮部要詳細研究火性，分析瓦斯爆炸的可能和滅火工作的復雜性，制訂周密的滅火方案和安全措施才能保證救災人員安全。
    （二）控制風量、減小火勢
    礦井火災時期，風流控制是救災中最主要的措施之一，風流控制包括風量控制和風向控制兩個方面。在正常生產(chǎn)時期主要進行風量的控制，而在災變時期主要是進行風向控制，防止風流紊亂。一般在確保瓦斯不積聚的前提下，進行縮風來減小火勢，保證向火區(qū)內(nèi)流入一部分風量，使火災生成的易燃物和涌出的瓦斯不斷流出著火帶，保持風向一致性。在處理由于瓦斯燃燒和瓦斯爆炸引起的火災時，在井下沒有人員的情況下，可采用風流短路措施。之后人員在安全地點觀測。
    （三）保證通風系統(tǒng)穩(wěn)定
    控風后，必須保證井下通風系統(tǒng)的穩(wěn)定，保證風流連續(xù)地正向流動，不發(fā)生風流逆轉(zhuǎn)和瓦斯供入火區(qū)現(xiàn)象。應采取如下措施：
    1．專人看主扇，保證通風機正常運轉(zhuǎn)。
    2．局部通風機保持原狀態(tài)，不得隨意停開。
    3．專人看有關(guān)風門，保證井下通風系統(tǒng)、通風網(wǎng)路維持原狀態(tài)。
    4.如出現(xiàn)風流逆轉(zhuǎn)，風壓（風量）變化頻繁或嚴重的煙流滾退等現(xiàn)象或進入火區(qū)的風速小于防止煙流滾退的最小風速，所有人員必須撤退。
    （四）監(jiān)測氣體，觀測聽響。
    處理火區(qū)爆炸事故，監(jiān)測氣體是一種有效的重要手段，采用定時人工檢測與色譜儀化驗分析相結(jié)合方法，把火區(qū)內(nèi)氣體數(shù)據(jù)真實反映出來，建立觀測記錄，繪制氣體變化曲線圖，同時要測定風量，在不受爆炸沖擊波威脅的安全地點設觀測站，掌握火區(qū)變化情況，用于指導各項救災工作的實施。當火區(qū)氣體變化異常，處于不穩(wěn)定狀態(tài)時，嚴禁人員入井。
    （五）火區(qū)封閉
    根據(jù)井下實際情況及火災特點選擇封閉順序，必須認真考慮每條巷道封閉后，對整個火區(qū)系統(tǒng)風路的影響和風壓的變化。多條巷道需要進行封閉時，應先封閉對系統(tǒng)風路無大影響的巷道。
    1．封閉有爆炸危險火區(qū)時，首先考慮控爆問題，一般先封入風側(cè)密閉，采用碼放砂袋或用充砂隔爆方法，并預留通風窗口，保證向火區(qū)供入一定風量，隔爆工作結(jié)束后，將通風窗口堵嚴，觀察24小時無問題后，再施工回風側(cè)密閉。
    2．在火區(qū)封閉時，要安排專人密切監(jiān)測火區(qū)回風氣體變化情況，火區(qū)取樣應在巷道頂部、中部和底部三點提取，才能真實反映火區(qū)的空氣成分，在傾斜巷道更應如此。最好的辦法是一次安裝完束管，進行束管監(jiān)測，避免人員多次進入。
    3．火區(qū)封閉時要注意監(jiān)測大氣壓力的變化，大氣壓力上升是構(gòu)筑防火墻的最好時刻，有助于避免火區(qū)氣體從封閉區(qū)外溢，威脅救災人員。
    4．只有在保證火區(qū)封閉條件好，能保證不漏風的情況下，可考慮同時封閉方法，盡可能縮短構(gòu)筑密閉時間，快速施工臨時板閉，迅速切斷供氧條件，但要保證封閉的同時性，在施工板閉時預留門孔，保證門孔封堵前的火區(qū)通風。封堵門孔時，統(tǒng)一指揮，保證按預定時間同時封閉。如果能在同時封閉之前注入CO2、N2等惰氣，則更利于保證火區(qū)封閉的安全。