煤礦瓦斯爆炸事故防治對(duì)策的研究

楊殿海

（黑龍江煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院，黑龍江 雙鴨山 155100）

1 瓦斯爆炸及其危害

瓦斯爆炸是煤礦生產(chǎn)中最嚴(yán)重的災(zāi)害之一。瓦斯爆炸事故起數(shù)和死亡人數(shù)較高，已經(jīng)成為我國(guó)煤礦安全的“第一殺手”。

1.1 瓦斯的生成

礦井瓦斯也叫礦井沼氣，化學(xué)名稱叫甲烷（CH4）。礦井瓦斯的是伴隨著煤的生成過(guò)程中，在高溫高壓的環(huán)境里，植物殘骸在厭氧菌的分解發(fā)酵作用下產(chǎn)生的。

1.2 瓦斯爆炸的危害

瓦斯爆炸時(shí)會(huì)產(chǎn)生三個(gè)致命因素：高溫、高壓和有害氣體。（1）高溫。在自由狀態(tài)下，產(chǎn)生的溫度高達(dá)1850℃；在封閉狀態(tài)下，產(chǎn)生的高溫可達(dá)2650℃。瓦斯爆炸產(chǎn)生的高溫將燒傷人員、燒壞設(shè)備，還引起火災(zāi)事故。（2）高壓。瓦斯爆炸后的爆炸壓力約爆炸前的10倍，在高壓作用下會(huì)傷及人員、損壞設(shè)備，還可能引起塌方。（3）有害氣體。瓦斯爆炸后生成大量有害氣體，其中一氧化碳約占2%-8%，往往造成人員的大量傷亡（CO達(dá)到0.4%時(shí)，人就會(huì)中毒死亡）。

2 瓦斯爆炸條件及主要影響因素

2.1 瓦斯爆炸的條件

瓦斯爆炸必須同時(shí)具備三個(gè)基本條件，缺一不可。（1）一定的瓦斯?jié)舛龋罕ń缦逓?-16%，9.5%威力最大；16%以上氧氣不足燃燒；5%以下不能形成熱量積聚，只能燃燒。（2）一定的引火溫度：650-750℃ 。明火、煤炭自燃、電器火花、吸煙、放炮、沖擊和摩擦火花。（3）充足的氧氣：12%-20%爆炸，低于12%以下失去爆炸性。

2.2 瓦斯爆炸的主要影響因素

影響瓦斯爆炸的因素很多、很復(fù)雜。（1）可燃性氣體的混入。氫、硫化氫、乙烷、一氧化碳等具有爆炸性的氣體一旦混入瓦斯和空氣的混合氣中，增加了爆炸氣體的總濃度，擴(kuò)大了瓦斯爆炸的界限。（2）爆炸性煤塵的混入。煤塵混入瓦斯氣體中，有300-400℃的火源就能夠放出可燃性氣體，會(huì)使瓦斯爆炸下限降低。（3）惰性氣體的混入。當(dāng)混入惰性氣體(如二氧化碳、氮?dú)獾?時(shí)，將使氧氣濃度減少，降低瓦斯爆炸危險(xiǎn)性。（4）混合氣體初始溫度。初始溫度越高，瓦斯爆炸界限就越大。（5）瓦斯?jié)舛扰c引火溫度。不同的瓦斯?jié)舛?，所需的引火溫度也不同。?）混合氣體的壓力。壓力越大，所需引火溫度越低，更容易發(fā)生瓦斯爆炸事故。（7）瓦斯的最低點(diǎn)燃溫度和最小點(diǎn)燃能量。瓦斯的最低點(diǎn)燃溫度和最小點(diǎn)燃能量決定于空氣中的瓦斯?jié)舛?，初壓和火源的能量及其放出?qiáng)度和作用時(shí)間。

3 瓦斯爆炸事故原因分析

通過(guò)統(tǒng)計(jì)歷年煤礦瓦斯事故發(fā)現(xiàn)，瓦斯爆炸事故主要原因有：（1）通風(fēng)系統(tǒng)不合理、通風(fēng)設(shè)施不可靠。礦井通風(fēng)能力不夠，供風(fēng)距離過(guò)長(zhǎng)、通風(fēng)線路不暢通、采掘工作面過(guò)于集中、工作面瓦斯涌出量過(guò)大而又沒(méi)有采取抽放措施等，都容易造成工作面風(fēng)量不足。工作面風(fēng)流短路、多次串聯(lián)、循環(huán)風(fēng)；局部通風(fēng)機(jī)安裝不符合要求；通風(fēng)設(shè)施不可靠，風(fēng)門、風(fēng)障、風(fēng)橋、密閉等設(shè)施不符合要求。（2）放炮和電器設(shè)備產(chǎn)生的火花是爆炸事故的主要火源。（3）管理問(wèn)題。現(xiàn)場(chǎng)管理混亂，放炮、掘進(jìn)機(jī)械、局部通風(fēng)機(jī)、電鉆等的操作管理如不符合規(guī)定，則容易產(chǎn)生高溫火源。

4 瓦斯爆炸事故的防治

4.1 做好礦井瓦斯等級(jí)鑒定及備案工作

組織技術(shù)人員，科學(xué)勘定礦井總回風(fēng)道、各翼、各水平、各煤層、各采區(qū)（工作面）、進(jìn)、回風(fēng)道的測(cè)風(fēng)站或設(shè)臨時(shí)測(cè)風(fēng)站。鑒定礦井瓦斯等級(jí)，并報(bào)煤礦安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)備案。此項(xiàng)工作不光在高瓦斯礦井中要注重，在低瓦斯礦井中也應(yīng)該加以重視，近年來(lái)瓦斯爆炸發(fā)生在低瓦斯礦井的事故起數(shù)已經(jīng)呈現(xiàn)出明顯上升的形勢(shì)。

4.2 加強(qiáng)通風(fēng)

有效地通風(fēng)是防止瓦斯積聚的最基本最有效方法。瓦斯礦井必須做到通風(fēng)系統(tǒng)合理、通風(fēng)構(gòu)筑物可靠、風(fēng)流穩(wěn)定，有足夠的風(fēng)量和風(fēng)速，避免串聯(lián)風(fēng)、避免循環(huán)風(fēng)。掘進(jìn)面不允許擴(kuò)散通風(fēng)，局部通風(fēng)風(fēng)筒末端要靠近工作面，放炮時(shí)間內(nèi)也不能中斷通風(fēng)，向瓦斯積聚地點(diǎn)加大風(fēng)量和提高風(fēng)速，等等。

4.3 完善礦井瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

現(xiàn)代化礦井瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由傳感器和執(zhí)行器、信息傳輸裝置、中心站計(jì)算機(jī)硬件、中心站計(jì)算機(jī)軟件等部分組成。建立系統(tǒng)的礦井瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)甲烷、一氧化碳、風(fēng)速、煙霧、負(fù)壓、溫度和采掘工作面、原煤運(yùn)輸、通風(fēng)、壓風(fēng)、排水等各環(huán)節(jié)的機(jī)電設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)、用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理。

4.4 防止產(chǎn)生火源

對(duì)生產(chǎn)中可能產(chǎn)生的火源要嚴(yán)格管理和控制。禁止在通風(fēng)機(jī)房、井口房、瓦斯泵站周圍使用明火、吸煙。井口和井下電器設(shè)備必須設(shè)有防雷電和防短路保護(hù)裝置；所有電纜接頭不準(zhǔn)明接頭；嚴(yán)禁在井下拆開、敲打、撞擊礦燈的燈頭和燈蓋等。有瓦斯和煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井必須使用與該礦井瓦斯等級(jí)相適應(yīng)的安全炸藥；禁止放明炮、糊炮；禁止使用明接頭或裸露的放炮母線，雷管腳線、母線與放炮器的聯(lián)結(jié)要牢固。在移動(dòng)機(jī)械設(shè)備過(guò)程中要輕搬輕運(yùn)，防止摩擦、撞擊出現(xiàn)火花；割煤機(jī)必須設(shè)內(nèi)外噴霧裝置，割煤過(guò)程中要噴霧曬水，防止截齒與夾石產(chǎn)生摩擦火花；采取針對(duì)性安全措施，防止金屬、巖石等堅(jiān)硬物體從高處落下，以防產(chǎn)生撞擊火花等。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)煤礦瓦斯爆炸事故的治理以防治為主。但是，必須建立完整的事故應(yīng)對(duì)預(yù)案，一旦事故發(fā)生能夠最迅速的反應(yīng)，將危害降至最低。

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[3]劉天強(qiáng).芻議煤礦設(shè)備事故原因及防治措施[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010.

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