新西蘭派克河煤礦瓦斯爆炸事故

郁振山｜編譯

2010年11月19日15時45分，位于新西蘭南島西海岸的派克河煤礦（Pike River Mine）發生瓦斯爆炸。事發時，31人正在地下作業，有29人遇難且遺體尚未找回。另外2人因在距離入口較近的地方作業而得以幸存。

首次爆炸后，在新西蘭警方的帶領下，應急人員、來自新西蘭、澳大利亞的煤礦救援隊嘗試救援，但由于缺少煤礦內的關鍵信息而無法開展。

2010年11月24、26、28日，礦井再次發生爆炸，人員幸存的希望徹底破滅。應急人員開始重點進行遺體搜尋工作。2010年年底，事故煤礦停業，隨后被固體能源公司（Solid Energy）收購。固體能源公司曾計劃重新進入礦內尋找遇難者遺體，但因內部過于危險被迫放棄計劃。

背景信息

派克河煤礦

派克河煤礦位于新西蘭南島西海岸的帕帕羅瓦山脈（Paparoa Range）之下（見圖1、圖2）。該煤礦相對較新，2010年2月首次開采，且作業工人不多。

圖1 派克河煤礦結構簡圖

圖2 群山之中的派克河煤礦爆炸后釋放出大量濃煙

礦工分為A、B、C 3組，輪班作業。A組作業時間為22—8時，B組為7—15時，C組則從13時開始。除了煤礦公司的內部人員，還有若干來自7家其他公司的承包商工人。

水力采礦

在派克河煤礦的設計階段，大家同意使用采煤機和水力采礦的方法（見圖3、圖4）。水力采礦是利用水的高壓噴射把泥土沖走的一種采礦方法。當時，水力開采已在多個礦場得到有效利用，但也存在一些問題，尤其是煤炭表面破裂后，可能引發大量甲烷氣流進入煤礦通道。

圖3 水力開采機噴出高壓水流來沖刷煤炭

圖4 派克河煤礦內的采煤機

礦場最初使用的采煤機一遇到粗糙堅固的工況就發生故障，更危險的是，采煤機在切割堅硬的巖石表面時還會濺出火花，并引發過幾次小型甲烷爆炸事故。

事故描述

2010年11月19日，礦井內有31人作業。開采需要用水，派克河煤礦的水從其東面8 km遠的工廠內輸送過來。事故當天中午，送水工廠要開展既定的維護任務，煤炭開采也不得不停止。期間，礦工一直在礦內進行維護工作。

15時左右，地面控制室的員工丹尼爾·達根接到送水工廠的電話，告知其維護作業完成，可以開始送水。達根隨后啟動抽水泵。15時44分12秒，他利用數字接入載波系統（DAC）與地下員工進行實時通話。就在此時，一種不明聲響打斷了對話。達根當時并未想到是爆炸。接下來的4 min內，他不斷用DAC系統進行呼叫，但無人應答。

DAC系統記錄到不明聲響后，控制室內也響起警報。這意味著，由礦內傳來的各種信息和數據中斷了。礦井斷電，且通風系統、抽水泵、氣體監測數據也不再顯示。之前，地下停電后礦工很快會聯系控制室，但這次沒有人呼叫。

16時35分，達根撥通救護中心電話，說地下煤礦發生嚴重事故，可能是爆炸，有25～30人被困，需要救護人員盡快到達現場。

爆炸被煤礦入口的閉路電視記錄下來。圖像顯示，爆炸發生在15時45分36秒，持續52 s。但該圖像后來才被人看到。

爆炸前，名叫丹尼爾·洛克豪斯的員工要去把通道內碎石運上來，為修路做準備。他在井底給碎石裝載機加了柴油和水，期間發動機一直在運行。就在打開水閥門的一瞬間，他看見一道亮光，隨后感覺到了巨大的沖擊波，并失去意識。50 min后，他清醒過來，先是打電話求救，之后便沿著水管線路向外逃生，中途還將拉塞爾·史密斯救出。17時26分，兩人走出地下煤礦，成為此次事故的幸存者。此時，他們卻發現外面沒有救援人員，于是再次使用DAC向控制室呼救。

17時30分，應急救援啟動。警察部門、消防部門、礦山救援部門、急救車出動。海外救援也在第二天到達。

接下來的3天，人們對是否可以再次進入煤礦持有疑問。新西蘭上次發生煤礦重大爆炸事故是在40年前，所以人們應對此類事故的經驗非常欠缺。對于有經驗的人來說，地下人員已經沒有了生還的可能。

事故前幾個月，智利成功將33名困于地下銅礦的工人解救出來，這給新西蘭民眾帶來了希望，所以他們認為救援任務可行。在公眾的壓力下，人們還是嘗試再次進入礦井。但11月24、26、28日又分別發生爆炸。人們才意識到進入礦井非常危險，隨后將其封閉。

事故調查與分析

第一次爆炸

燃料源甲烷自然存在于煤層中，會在開采過程中釋放。派克河礦場煤層中每噸煤含有8 m3的氣體，其中至少95%是甲烷，另有少量的二氧化碳和乙烷。

調查人員在11月20日21時從礦井通風系統處收集了氣體樣本?？死锓蚪淌趯ζ溥M行分析后發現，爆炸后的氣體樣本中含有大量甲烷。

其他可能的燃料源包括空氣中懸浮的煤炭粉塵。派克河煤礦的具體條件決定了煤炭粉塵不會成為主要燃料源，但它確實加劇了爆炸。煤炭粉塵加劇爆炸的唯一證據是：人們在通風口頂部發現了一些焦炭。樣品被送往新南威爾士大學進行分析，看其是否發生了焦化。如果發生焦化，就證明煤炭粉塵在爆炸的高溫下發生了變化。但分析發現，只有極少量的焦化顆粒。另外，煤炭粉塵爆炸極為劇烈，而派克河煤礦的首次爆炸卻并非如此。

綜合各種證據，聯合調查專家小組認定這次事故是甲烷爆炸。據估算，礦井內堆積的甲烷超過5 000 m3。甲烷較輕，一般會浮在上方，在沒有外力的情況不會移動，除非煤礦通道的頂部坍塌。由于礦體采空區沒有物體支撐，2010年10月采空區坍塌，導致甲烷釋放。11月7日，開采活動再次造成甲烷釋放。兩次事件導致大量甲烷在通道內堆積。

點火源甲烷極易被點燃。如果空氣中甲烷濃度為9．8%，只需要2．9×10-4J的能量就能將其點燃。手表電池的能量都遠高于此。

專家小組確定了許多潛在點火源，最有可能是電氣點火源。

11月19日，由于供水工廠維修，礦場的水泵關停。15時34分，供水恢復。煤礦電氣系統的數據顯示，控制室在15時45分14秒至18秒之間啟動了水泵。水泵的啟動時間與爆炸時間非常接近，專家小組由此認為電氣原因最有可能是此次事故的點火源。

其他可能的點火源包括柴油機熱表面、被帶入礦井內的違禁物品、礦井作業產生的摩擦、不防火的通風風扇產生的火花。

后續爆炸

皇家委員會只收集到很少關于后續3次爆炸的信息，但其中猜想的成分更少，因為很多專家都預測到了會再次發生爆炸，并建議將礦井封住，避免爆炸傷人。

第二次爆炸發生在第一次爆炸的5天后，即11月24日14時37分。第三次爆炸發生在11月26日15時39分。第四次爆炸發生在11月28日13時50分。

后面的幾次爆炸與第一次不同。第二次和第三次爆炸分別持續了30 s和23 s，且產生的沖擊波比第一次強。沖擊波過后，空氣先被吸入礦井，隨后又從中噴出。第四次爆炸與之前都不同：爆炸火焰噴出后，還產生了黑色煙霧，隨后火焰減小，但持續燃燒至12月8日（見圖5）。

圖5 第四次爆炸從通風口冒出的火焰和黑煙

這3次爆炸均由甲烷引發，這是因為11月19日煤礦通風系統停止，甲烷不斷積聚?？赡苄宰畲蟮狞c火源是第一次爆炸后溫度升高的煤炭。

通風系統

礦場的主要通風設備是一個巨大的風扇，其作用是將含有甲烷的氣體抽出，然后吸入新鮮空氣。2009年2月，通道底部發生坍塌，被墜落的石塊堵住。公司決定放棄坍塌的部分，重新開掘通道。

礦場原計劃將風扇安裝在通道頂部。由于實施起來非常困難，最后決定將其安裝在礦井底部。但這不是礦業的慣例，因為這樣會讓通風系統極易受到斷電、火災和爆炸的影響。雖然通風是保證煤礦安全的重要因素，但派克河礦場沒有專門負責通風的人員。在澳大利亞及其他多數國家，指定通風管理人員是強制要求，但在新西蘭卻不是。

事故教訓

爆炸后不久，新西蘭就成立了皇家委員會（Royal Commission）來調查該事故。2012年，委員會公布調查報告，說明了引發爆炸的直接原因和導致風險長期累積的因素，總結了事故教訓。

風險意識

皇家委員會的事故報告與之前8起導致人員死亡的煤礦爆炸事故報告非常相似。所有這些案件都反映了礦場管理人員忽略或低估了瓦斯爆炸風險。

可以確定的是，11月19日的首次爆炸是由甲烷氣體被點燃引發的。人們很早就發現該處煤層的氣體含量較高，且在2009—2010年發生過多次小型的氣體爆炸事故。但煤礦管理人員面對金融危機，急于加快生產而忽視了安全問題。

煤礦設計

派克河煤礦的建設項目從最開始就存在缺陷。在堅硬的巖石內打通一個2．3 km長的通道，中間經過斷層處，然后進入含有大量氣體的煤層。該煤礦忽略了國際上煤礦開采的普遍經驗，沒有建設其他通風通道，也未安裝升降機方便人員出入。另外，派克河煤礦當時可能是世界唯一將主要通風風扇安裝在地下的礦場。

煤礦設計也沒有經過其他機構的獨立審查，因為當時政府不再負有檢查煤礦設計是否嚴謹、安全的責任。

監管缺失

皇家委員會的調查報告特別強調了礦業廣泛存在的系統性問題，也就是導致派克河煤礦風險累積的重要原因——監管不力和安全健康法規不完善。1992年開始，新西蘭對煤礦的監管力度就大幅下降，到2010年整個國家只有2名煤礦監察員。

報告指出，新西蘭的安全健康法規與其他同類國家相比，有明顯不足。職業死亡率高于英國、澳大利亞、加拿大，低于經濟合作與發展組織（OECD）的平均值，并且在過去幾年內沒有任何進步。

2012年11月，事故調查報告發布后，時任新西蘭總理約翰·基為報告所揭示的監管和法規問題公開道歉。在致遇難者家屬的信中，他寫道：“對于事故暴露的監管失效問題，我想代表政府向遇難者的家人和朋友道歉?！敝?，新西蘭政府采納了皇家委員會的建議，成立了職業安全健康監管局（WorkSafe New Zealand）。