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1、矿井瓦斯爆炸防治瓦斯是一种能够燃烧和爆炸的气体。瓦斯爆炸就是一定浓度的瓦 斯与氧气,在高温火源的作用下,进行的剧烈氧化反应。这种反应生 成二氧化碳和水蒸气,并放出大量的热量,这些热量使生成的二氧化 碳和水蒸气迅速膨胀,形成高温、高压并以极高的速度向外冲击从而 产生的动力现象,这就是瓦斯爆炸。瓦斯爆炸的主要危害主要表现在3个方面：瓦斯爆炸产生的爆炸 温度可达18502650笆。这样的高温,不仅会烧毁设备、烧伤人员, 还能点燃木材、支架和煤尘,引起火灾和煤尘爆炸事故,扩大灾情。 瓦斯爆炸后的气体压力是爆炸前气体压力的710倍,气体压力的骤 然增大,将形成强大的冲击波,会以极高的速度向外冲击,从而推
2、倒 支架、损坏设备,使工作面顶板冒落及造成现场的人员伤亡,将使矿 井遭到严重破坏。爆炸产生大量的有害气体。发生瓦斯爆炸后,不仅氧气浓度会大 大降低,还会产生大量有害气体。统计资料说明,在瓦斯、煤尘爆炸 事故中,死于一氧化碳中毒的人数占死亡人数的70%以上。因此,相 关安全规程要求所有人井人员必须佩带自救器。1. 发生瓦斯爆炸的条件瓦斯爆炸的发生必须具备3个基本条件,一是瓦斯浓度必须在爆 炸界限内,一般为5%16%；二是混合气体中的氧气浓度不低于12%； 三是有足够能量的点火源。与空气混合气体中瓦斯的浓度瓦斯爆炸发生的浓度界限指的 是瓦斯在混合气体中的体积浓度,但当与瓦斯混合的气体成分发生变 化
3、时,上述的瓦斯爆炸的界限就要发生变化。瓦斯与空气的混合气体 中的氧气浓度必须大于12% ,否则爆炸反应不能持续,但在井下有人 工作地点不可能存在氧气浓度低于12%的条件(因为此条件下,人员 短时间内就会死亡)。足够能量的点火源是指引起瓦斯爆炸的点火源 温度不低于650笆,能量大于0.28mJ,并且持续时间大于爆炸感应 期。2. 影响瓦斯爆炸的因素主要有以下几个方面：(1) 可燃性气体的混入。在瓦斯和空气的混合气体中,如果有 一些可燃性气体混入,像硫化氢、乙烷等,这些气体本身具有爆炸性, 不仅增加了爆炸气体的总浓度,而且会使瓦斯爆炸下限降低,从而扩 大了瓦斯爆炸的界限。(2) 爆炸性煤尘的混人。
4、当瓦斯和空气的混合气体中混入了爆 炸性煤尘,由于煤尘本身遇到火源会放出可燃性气体,因而会使瓦斯 爆炸下限降低。(3) 惰性气体的混入。瓦斯和空气的混合体中,惰性气体的混 入会使氧气的含量降低,因而可以缩小瓦斯的爆炸界限,降低瓦斯爆 炸的危险性。(4) 混合气体的压力。混合气体的压力越大,所需的点火温度 就越低,也就越容易发生瓦斯爆炸事故。（5）混合气体的初始温度。混合气体的初始温度越高,瓦斯爆 炸的界限就越大。（6）瓦斯浓度与点火温度。不同的瓦斯浓度,所需的点火温度 不同。瓦斯浓度在7%8%时,所需的点火温度最低,也就最容易发 生瓦斯爆炸。还需说明的是,在一定的温度条件下,火源的面积越大、火源
5、存 在的时间越长,就越容易引爆瓦斯;反之,即使火源的温度很高,但 假设存在的时间非常短,也不能使瓦斯爆炸,而需要延迟一个很短的时 间,才能使瓦斯爆炸,瓦斯的这种延迟一个很短时间才爆炸的现象称 为引火延迟现象,而延迟的时间称为瓦斯爆炸感应期。感应期的长短 与瓦斯浓度、点火温度有密切关系,瓦斯浓度越高,感应期越长、点 火温度越高,感应期越短。当然,瓦斯爆炸的感应期不是固定不变的, 混合气体的压力增高时,感应期就会缩短或消失。3. 瓦斯爆炸事故的预防由瓦斯爆炸的3个条件分析,氧气浓度的条件在井下总能满足, 要预防瓦斯爆炸事故,就是要消除引发爆炸的另外2个基本条件,即 防止瓦斯的积聚和点火源的出现。1
6、）防止瓦斯积聚。煤矿井下容易发生瓦斯积聚的地点是采掘工作面和通风不良的 场所,防止瓦斯积聚,要从以下几个方面采取措施：保证工作面的供 风量。要完善通风系统,保护好通风设施;加强局部通风管理,禁止 无计划停风；实行分区通风,不使用安全规程所不允许的串联通风; 避免出现任何形式的盲巷,长期不用的巷道必须及时封闭。及时处理 采煤工作面回风隅角的瓦斯积聚。采用的方法主要有风障引流、移动 泵站采空区抽放、尾巷排放、增加风量、密实工作面上下隅角以减少 向采空区漏风、充填置换等,也可以改变工作面的通风方式来消除瓦 斯积聚的现象。及时处理掘进工作面的局部瓦斯积聚。掘进工作面或 巷道的瓦斯积聚,通常出现在一些冒
7、落空洞或裂隙发育、涌出率较大 的地点。处理方法主要有充填法、引风法、风简分支排放法、钻孔抽 放法以及用黄泥抹缝等。防止刮板输送机底槽瓦斯积聚。要保持底槽 畅通并经常运转,或用压风排除底槽积聚的瓦斯。2)防止点火源的出现。防止出现点火源的原则是：禁止一切非生产火源,对生产中可能 产生的火源要严格管理和控制。主要从以下几个方面考虑：(1) 防止明火。禁止在井口房、主要通风机房和瓦斯泵站周围 20m内使用明火、吸烟；严禁携带烟草和点火物品下井;井下禁止使用 电炉和使用灯泡取暖；防止煤炭自燃；防止火区复燃等。(2) 防止出现电火花。矿井必须采用矿用防爆型的电气设备; 井口和井下设备必须设有防雷电和防短
8、路保护装置;所有电缆接头不 准有“鸡爪子羊尾巴和明接头;不准带电作业;严禁在井下拆开、 敲打、撞击矿灯的灯头和灯盒等。(3) 防止出现炮火。不准使用变质或不合格的炸药,而必须使 用与该矿井瓦斯等级相适应的安全炸药;放炮作业要符合相关安全规 程的要求,要使用水炮泥,炮眼封泥要装满填实,防止打筒；禁止裸 露爆破;禁止使用明接头或裸露的放炮母线等。(4) 防止撞击摩擦火花。随着机械化程度的提高,机械设备之 间的撞击、截齿与坚硬岩石之间的摩擦、坚硬顶板冒落时的撞击、金 属表面的摩擦等,都有可能产生火花点爆瓦斯。因此要采取各种措施, 如利用合金工具、喷水降温等,防止撞击火花产生瓦斯爆炸事故。(5) 防止
9、其他火源出现。要防止地面的闪电或其他突发的电流 也可能通过管道传到井下而引爆瓦斯；防止出现静电火花等。4. 防止瓦斯事故扩大的措施瓦斯爆炸的突发性、瞬时性,使瓦斯爆炸事故往往难以进行救助, 因此还要防止瓦斯事故的扩大。要防止瓦斯爆炸事故的扩大,除要建 立完善合理、抗灾能力强的通风系统外,还应编制【矿井灾害预防和 处理计划】,教育职工熟悉一旦发生瓦斯爆炸事故时,撤出和躲避的 路线或地点。矿井应在主要通风机的出风井处,安设防爆门和反风设 施。井下要安设隔爆设施。所有入井人员都应佩带自救器并能够熟练 使用。矿井一旦发生瓦斯爆炸,为了防止灾情的扩大,使灾区局限在尽 可能小的区域和防止二次灾害或小灾害转
10、为重大灾害,事先必须做好 以下工作：(1) 每一矿井,每年必须由矿总工程师组织编制【矿井灾害预 防和处理计划】,并报上级审批。在每季末,还应根据具体情况进行 修改,制订补充措施,并由矿长负责贯彻执行。每年至少组织一次矿 井救灾演习。(2) 每一矿井必须有反映当前实际情况的下面图纸：矿井地质 和水文地质图、井上下对照图、巷道布置图、采掘工程图、通风系统 图、井下运输系统图、安全监测控制装备布置图、管路系统(排水、 防尘、防火、注浆、压风、充填、抽放瓦斯等)图、井下通讯系统图、 地面与井下配电系统图、井下电气设备布置图以及井下避灾路线图等 各种图纸。(3) 矿井发生重大事故时,救护队及相关领导必须
11、立即赶到现 场组织抢教救,矿长负责指挥处理事故。(4) 实行分区通风,每一生产水平和每一采区,都必须布置单 独的回风道,回采工作面和掘进工作面都应采用独立通风,在开采有 瓦斯喷出或煤与瓦斯突出煤层中,严禁任何两个工作面之间串联通风。(5) 通风系统力求简单。进、回风井之间和主要进、回风道之 间的每个联络巷道中,必须砌筑永久挡风墙。需要使用的联络巷,必 须安设两道正向和两道反向的风门,防止在反风时风流短路,采空区 必须及时封闭。(6) 装有主要通风机的出风口,应安装防爆门,生产矿井主要 通风机必须装有反风设施。(7) 在开采有煤尘爆炸危险煤层的矿井两翼、相邻的采区,相 邻的煤层和相邻的工作面,都必须用岩粉棚或水棚隔开。在所有运输 巷道和回风巷道中必须撒布岩粉。
