QuentinYue的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/QuentinYue

博文

又是暴风:山西同煤矿难事故原因

已有 3188 次阅读 2016-3-25 15:24 |系统分类:科普集锦

又是风:山西同煤矿难事故原因


岳中琦

前两天(3月23日)22时10分,同煤集团同生安平煤业公司5号煤层8117综采工作面发生井下安全事故。事发时井下有作业人员129名,经救援,其中110人成功升井,19人遇难。25日改为:作业人员130名,20人遇难。


据中国新闻网报道,经初步探查分析,事故原因为,采空区强制放顶,出现了违规操作,引起采空区上部大面积突然垮落,形成暴风所致。http://www.chinanews.com/sh/2016/03-24/7810095.shtml

强制放顶是用适当炸药把没有自动落下煤层顶板炸开、放下,是煤井开采常有的方法。而这次强制放顶过程,出现了违规操作,造成了事故(图1)。

这又是暴风的作用!

虽然煤井巷道和采空区体积(横剖面面积)较少,但是,形成能够造成人员伤亡的暴风却应该不容易的。因为,风正面垂直吹打到人体的压强p(单位:Pa是可以用以下经典流体力学公式计算的。

                            (1)

其中,m是气体(或流体)密度;在一个大气压强下空气的密度=1.2 kg/m3 v是空气(风)的速度(m/s)。

计算在一个大气压强下空气风的压强如图2所示。


从图2,可见,风流速达到每秒10米、20米、30米和40米的压强分别等于0.060.240.54 0.96 kPa。感性的理解这风压强对人体的作用,可对比水流正面垂直冲击人体压强的作用。由于水的密度为1000 kg/m3,因此,水流速达到每秒1米、1.4米和2米的压强分别等于0.50.982.0 kPa。由此可见,风速达到每秒30米和40米的压强分别同水体流速每秒1米和1.4米的压强相当。

但是,如果造成风的气流密度增大到10倍(即12 kg/m3),那么,风流速达到每秒10米、20米、30米和40米的压强也就增大10倍,分别等于0.62.45.4 9.6 kPa。它们分别相当于水体流速每秒1.1米、2.2米、 3.34.4米的压强了。这种压强对人体作用就强大了。

因此,有没有下两种的可能性呢?

第一种可能性,在采空区强制放顶过程中,炸药放的太多。强制放顶爆炸时,炸药形成了一股高压、高密度高速气流,气流快速膨胀带动了采空区上部大面积突然垮落,再与巷道内部空气混合,形成高密度气体高速流。

第二种可能性,顶板内部地层中存在高压瓦斯气体,高压瓦斯气体的密度大。在采空区强制放顶过程中,把这股高压气体给释放出来,同时高压气体的膨胀造成了采空区上部大面积突然垮落,再与巷道内部空气和炸药气体混合,形成高密度气体高速流。1可知,这个煤矿井是含瓦斯气体的。

再联想到,今年3月17日的中国国土资源报的报道:山西省煤炭地质局完成了《山西省页岩气地质调查与评价》,估算有利区页岩气资源量4.44万亿立方米。山西境内的页岩气则赋存于含煤地层中。


相关参考文献:

1)煤炭大省山西页岩气资源量达4.44万亿立方米,http://news.xinhuanet.com/fortune/2016-03/04/c_1118232871.htm

2)山西页岩气有利区资源量估算达4.44万亿立方米,http://www.mlr.gov.cn/xwdt/jrxw/201603/t20160317_1399385.htm

3)百慕大三角巨坑与长江客轮翻沉之灾,http://blog.sciencenet.cn/blog-240687-962736.html

4)深圳1220滑坡事故直接原因是没有修建渣土收纳场导排水体系, http://blog.sciencenet.cn/blog-240687-962234.html

5)山东省平邑县石膏矿垮塌事故的珍贵科学资料,http://blog.sciencenet.cn/blog-240687-954521.html

6)西湖怪风翻船、长江客轮翻沉和重庆滑坡翻船的对比与解释,http://blog.sciencenet.cn/blog-240687-916844.html

7)客轮翻沉原因的第二种可能动力因素,http://blog.sciencenet.cn/blog-240687-895696.html

8)山阳县山体岩层突然垮毁、高速远程溃流的一个可能原因,http://blog.sciencenet.cn/blog-240687-913503.html

9)辽宁阜新井下煤尘燃烧事故与1.6级地震的可能共同成因,http://blog.sciencenet.cn/blog-240687-846664.html


2016年3月25日15:10写成于港大黄克楼办公室

 

CCTV东方时空,发布时间:2016-03-26 22:05

http://www.yangshi13.com/cctv/dongfangshikong/2016/0326/82115.html

矿井放炸药的张师傅介绍了,他在现场的经历(下图)。他放完炸药后,早走了10分钟,就离开了放炮点。步行到A点,遇到从另一巷道(呼隆)来的冲击波。他立即被气流冲走了10多米。

2016年3月28日11:06添加于港大黄克兢楼办公室




http://blog.sciencenet.cn/blog-240687-964988.html

上一篇:QS世界大学学科排名:港大土木与结构工程、矿业与采矿工程第九位
下一篇:香港自回归以来,持外国护照人数的变化与特征

0

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (4 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备14006957 )

GMT+8, 2018-11-19 09:04

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部