時間:2022-12-24 15:37:00
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瓦斯的引火溫度,即點燃瓦斯的最低溫度,一般為650-750℃。所以,明火、抽煙、電氣火花、煤炭自燃,甚至摩擦火花,都可引燃瓦斯。
瓦斯的引火溫度受瓦斯?jié)舛?、火源的性質(zhì)及混合氣體壓力等因素的影響而變化。瓦斯含量在7-8%時最易引燃;混合氣體的壓力增高時,引燃溫度即降低;引燃火源溫度相同時,火源面積大、點火時間越長、越易引燃瓦斯。
瓦斯和高溫火源接觸后,并不立刻引燃,二要延遲一個很短的時間,這種特性叫做瓦斯引燃延遲性。瓦斯引燃延遲時間的長短與瓦斯?jié)舛群鸵饻囟扔嘘P(guān)。瓦斯?jié)舛仍礁?,遲延時間越長。引火溫度越高,遲延時間就越短。當(dāng)引火溫度為攝氏650°時,遲延10秒鐘;當(dāng)引火溫度達攝氏1000°時,則遲延1秒鐘就引燃。這種引燃遲延現(xiàn)象,對礦內(nèi)安全爆破有著重要意義。
二、影響瓦斯爆炸界限的主要因素。瓦斯的爆炸界限并不是固定不變的,當(dāng)瓦斯的混合氣體的溫度、壓力發(fā)生變化,或混入煤塵及其他可燃性氣體,都會影響瓦斯爆炸界限的變化。
含有瓦斯的混合氣體的最初溫度越高,爆炸界限越擴大。如最初溫度為攝氏20°時,其爆炸界限為6.0-13.4%。
在含有瓦斯的混合氣體中混入煤塵,則爆炸下限降低。如每立方米空氣中含有10-12克的煤塵,瓦斯含量達4%時遇火就引爆。
其它可燃氣體混入時,對爆炸界限也有影響。
三、瓦斯爆炸的危害作用。井下瓦斯爆炸時,產(chǎn)生高溫(約攝氏1850-2650°)、高壓(平均為9個大氣壓)的氣流,形成爆炸波,以極快的速度自爆源地點沿巷道向外沖擊,這種沖擊稱為直接沖擊。它將有可能推倒支架,造成巷道或工作面的頂板坍塌;并由于高溫,容易把木材支架和煤壁引燃,造成井下火災(zāi)。
瓦斯爆炸時生產(chǎn)高溫的水蒸汽,在爆炸后的爆源地點溫度迅速下降,其水蒸汽凝成水,使爆源地點空氣稀薄,呈半真空狀態(tài)的低壓區(qū);在的高壓氣流以反方向沖擊過來,這種沖擊稱為反向沖擊。反向沖擊的力量比直接沖擊的力量要小,但反向沖擊通過已受直接沖擊所破壞的巷道,因此,其破壞作用更為嚴重。
由于爆炸波的沖擊作用,會使別處積存的瓦斯沖出并能揚起煤塵,構(gòu)成瓦斯或煤塵的連續(xù)爆炸。瓦斯爆炸,是一種強烈的化學(xué)反應(yīng),它需要大量的氧氣,同時伴生大量的有害氣體(主要是一氧化碳和二氧化碳),因此已發(fā)生瓦斯爆炸的地區(qū),充滿了有害氣體,其中幾乎沒有氧氣,會使人員中毒和窒息。
四、礦井各處瓦斯含量的規(guī)定
由于瓦斯爆炸界限受到很多因素影響,同時考慮到礦井瓦斯涌出的不穩(wěn)定和測定瓦斯含量時的誤差等原因,所以《煤礦安全生產(chǎn)試行規(guī)程》對井下各處風(fēng)流中的瓦斯含量作了如下規(guī)定:
礦井總回風(fēng)或一翼回風(fēng)中瓦斯?jié)舛炔坏贸^0.75%;采區(qū)回風(fēng)道中瓦斯?jié)舛炔坏贸^1%;采掘工作面風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_1%時,必須停止用電鉆打眼;濃度達到1.5%時,必須停止工作,切斷電源;采掘工作面局部瓦斯積聚達2%時,附近20米以內(nèi),停止機器運轉(zhuǎn),只有在濃度降低到1%以下,才許開動機器;放炮地點附近20米風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_到1%時,禁止放炮。
造成礦井瓦斯爆炸必須具備兩個條件,即瓦斯?jié)舛葹?-16%的混合氣體和溫度為攝氏650――750°的火源來引爆。這兩個條件中缺少一個都不會發(fā)生瓦斯爆炸。因此,預(yù)防瓦斯爆炸的有效措施,就必須從防止瓦斯積聚和消除火源這兩個方面著手。
一、防止瓦斯積聚的措施
1、加強通風(fēng)。用足夠的風(fēng)量把瓦斯稀釋到無害的程度,為此,必須采取下列措施:
(1)采用機械通風(fēng)(在瓦斯礦井應(yīng)采用抽出式通風(fēng))。
(2)正確、合理地計算與分配風(fēng)量,使各采掘工作面、各巷道、各硐室都供給足夠的風(fēng)量,既不使瓦斯超限,又能創(chuàng)造良好的氣候條件。
(3)加強局扇管理和風(fēng)筒的維護,防止漏風(fēng),避免循環(huán)風(fēng)流,保證掘進工作面有足夠的新鮮風(fēng)流,嚴禁擴散通風(fēng)。
(4)正確的選擇通風(fēng)構(gòu)筑物的位置,加強其維護與管理,防止礦內(nèi)大量漏風(fēng)。
(5)在瓦斯礦井中,回采工作面、回風(fēng)巷道都要采用上行通風(fēng)。
2、加強瓦斯檢查。經(jīng)常檢查礦井通風(fēng)及瓦斯涌出情況,準確地掌握礦井空氣中的瓦斯含量,是防止瓦斯爆炸的重要措施之一。
(1)各礦井必須建立區(qū)域巡回瓦斯檢查制度。瓦斯檢查員必須選派政治思想好、責(zé)任心強的工人擔(dān)任。
(2)在瓦斯礦井中所有巷道(包括可能涌出或可能積聚瓦斯的硐室)內(nèi)瓦斯?jié)舛鹊臋z查次數(shù):一、二級瓦斯礦井,每班至少檢查兩次三級和超級瓦斯礦井,每班至少檢查三次;有煤和瓦斯突出煤層中的采掘工作面,必須有專人經(jīng)常檢查。
(3)在瓦斯礦井中,對個別瓦斯涌出量較大、變化異常的采掘工作面以及三、超級瓦斯礦井中采用機械采煤或掘進的工作面,要有專人經(jīng)常檢查瓦斯。
3、及時處理局部瓦斯積聚。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)有局部瓦斯積聚時,要及時處理。巷道空頂積聚瓦斯的處理方法,一般有如下幾種:
隔離法:在棚梁的上邊或下邊釘木板,上填黃土或砂子,把頂空填塞,消除瓦斯積聚。
分支通風(fēng)法:在風(fēng)筒上接上分支大小風(fēng)筒,把風(fēng)送到頂處,吹散瓦斯。
引風(fēng)法:釘上擋板,把風(fēng)流引導(dǎo)頂空,吹散瓦斯。
壓風(fēng)法:在有壓風(fēng)管道的巷道,可以在壓風(fēng)管上接出支管,并在支管上開若干風(fēng)嘴(不能用鐵質(zhì)風(fēng)嘴),用壓風(fēng)吹散瓦斯。
二、防止瓦斯引燃的措施
1、嚴格井口檢查制度,禁止在井口房周圍20米范圍以內(nèi)或井下使用明火和吸煙。
2、井下不準出現(xiàn)明火和灼熱的金屬板或金屬絲。如果必須在井下主要硐室、主要進風(fēng)巷道和井口房內(nèi)從事點焊、氣焊和使用噴燈接焊等工作,必須制定安全措施。
3、嚴格執(zhí)行放炮規(guī)章制度,瓦斯達到1%時,不準放炮,采用安全炸藥和防爆型發(fā)爆器,
4、采用防爆型或防火花型的電氣設(shè)備。防爆性能要經(jīng)常檢查,不符合要求及時更換和修理。井下禁止帶電檢修和遷移任何電氣設(shè)備。
5、嚴格管理火區(qū),要按規(guī)程規(guī)定檢查密閉火墻,嚴防火墻漏風(fēng)。并定期測定火區(qū)溫度與瓦斯?jié)舛?,防止高溫和瓦斯積聚。
6、井下電動機、局扇啟動前,必須在其附近20米內(nèi)檢查瓦斯,如瓦斯?jié)舛却笥?%時則不能啟動。
7、加強礦燈管理,發(fā)放的礦燈要合乎要求,嚴禁在井下拆開、敲打、撞擊。
三、防止瓦斯爆炸災(zāi)害擴大的措施
在與瓦斯作斗爭的過程中,還有考慮到一旦礦井發(fā)生爆炸,就要盡量防止爆炸災(zāi)害的擴大,為此應(yīng)采取下列措施:
1、礦井要實行分區(qū)通風(fēng),通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)力求簡單,總進風(fēng)道和總回風(fēng)道的布置不能太近。通風(fēng)巷道維修良好,風(fēng)流要求穩(wěn)定可靠。無用巷道和采空區(qū)及時封閉。
2、扇風(fēng)機必須安裝反風(fēng)裝置,并定期試驗,保證在處理事故需要緊急反風(fēng)時能靈活使用。
2004年10月20日,河南省鄭州煤炭工業(yè)集團有限責(zé)任公司(簡稱鄭煤集團公司)大平煤礦發(fā)生一起特大型煤與瓦斯突出引發(fā)的特別重大瓦斯爆炸事故,造成148人死亡,32人受傷(其中重傷5人),直接經(jīng)濟損失3935.7萬元。大平煤礦隸屬于鄭煤集團公司,位于登封市與新密市交界處(鄭州市西南60 km)。大平煤礦四證(即:采礦許可證、煤炭生產(chǎn)許可證、營業(yè)執(zhí)照、礦長資格證)齊全。1982年開始建井,1986年建成投產(chǎn)。礦井原設(shè)計生產(chǎn)能力60萬噸/年。2000年至2001年進行了礦井通風(fēng)系統(tǒng)、提升系統(tǒng)改造,2003年礦井核定生產(chǎn)能力130萬噸/年,2004年1-9月份累計生產(chǎn)原煤96萬噸。礦井為立井單水平上下山開拓方式,采用抽出式混合通風(fēng)方式。當(dāng)時有2個生產(chǎn)采區(qū),2個準備采區(qū),2個掘進采區(qū)。布置有2個采煤工作面, 5個煤巷掘進工作面,3個巖巷掘進工作面。 2003年瓦斯等級鑒定為高瓦斯礦井。煤塵具有爆炸性。煤層自燃發(fā)火期為2-6個月。井下建立有局部瓦斯抽放系統(tǒng)。礦井安裝有KJ90安全監(jiān)控系統(tǒng)。
一、煤與瓦斯突出事故簡況
2004年10月20日22時09分, 21軌道下山巖石掘進工作面(距地表垂深612m)發(fā)生特大型延期性煤與瓦斯突出,突出煤巖量為1894 t,瓦斯量約25萬m3。當(dāng)班為掘進班,放炮員領(lǐng)有炸藥和雷管,但在事故后清理的現(xiàn)場卻沒有發(fā)現(xiàn)炸藥和雷管,即在現(xiàn)場清理突出物過程中沒有發(fā)現(xiàn)炸藥或雷管;專家組與技術(shù)組在突出現(xiàn)場勘察時,發(fā)現(xiàn)該工作面的炸藥箱內(nèi)沒有炸藥。說明炸藥和雷管已用于放炮。突出的上一班是噴漿班,但據(jù)現(xiàn)場勘察,巷道壁錨噴的末端(即圖中的錨桿處)到突出孔洞的距離尚有1~1.5 m未錨噴新巖壁,表明這是當(dāng)班放炮的進尺。
二、瓦斯爆炸事故簡況
2004年10月20日22時40分,在西大巷與11軌道石門交匯點附近的西大巷內(nèi),架線電機車取電弓與架線的電火花引發(fā)瓦斯爆炸。 爆炸波及范圍為礦井西翼進風(fēng)系統(tǒng),13、15、11、21四個采區(qū)和礦井西翼回風(fēng)系統(tǒng)。
瓦斯爆炸的原因:
1、局部通風(fēng)設(shè)施管理混亂, 21巖石下山回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷堆積物料,并有帶有通風(fēng)口的風(fēng)墻,加大了突出瓦斯逆流,逆流到西大巷新鮮風(fēng)流中的瓦斯達到爆炸濃度,由架線電機車取電弓與架線產(chǎn)生的電火花,引發(fā)了瓦斯爆炸。
2、瓦斯突出與瓦斯爆炸有31分鐘的間隔時間,應(yīng)急處置措施不當(dāng),沒有按照事故應(yīng)急預(yù)案要求,對瓦斯波及區(qū)域?qū)嵤┩k姶胧?。
3、技術(shù)管理、安全責(zé)任不落實,重生產(chǎn)輕安全。
通過以上分析我們不難發(fā)現(xiàn)這是一起特大型煤與瓦斯突出引發(fā)瓦斯爆炸的責(zé)任事故。
三、瓦斯爆炸的條件
我們知道瓦斯爆炸必須同時具備下列三個條件,缺一不可。
(1)瓦斯?jié)舛取咚古c空氣混合,按體積計算瓦斯?jié)舛冗_5%~16%時具有爆炸性。
(2)點燃瓦斯的火源——引爆火源溫度為650~750℃且火源存在時間大于瓦斯爆炸感應(yīng)期。
(3)空氣中氧氣的含量——在空氣與瓦斯混合氣體中,如果氧氣含量低于12%,混合氣體就會失去爆炸性。
礦井瓦斯爆炸的防治主要從如下三個方面進行考慮,即防止瓦斯超限與積聚,防止瓦斯引燃和防止瓦斯爆炸事故的擴大。
1、防治瓦斯積聚的措施
1)加強通風(fēng)管理
通風(fēng)是防止瓦斯積聚的主要措施。礦井通風(fēng)要做到有效穩(wěn)定和連續(xù)不斷地向井下各用風(fēng)地點輸送足夠的新鮮空氣,以保證及時排除和沖淡礦井瓦斯和礦塵,使井下各處的瓦斯?jié)舛确稀睹旱V安全規(guī)程》的要求,這是防止礦井瓦斯爆炸事故的可靠保證。
2)加強瓦斯檢查與檢測
井下瓦斯狀況的檢查和監(jiān)測是判斷和預(yù)測井下瓦斯狀況、采取防范措施和處理措施的依據(jù);隨時檢查和監(jiān)測煤礦井下通風(fēng)、瓦斯狀況是礦井安全管理的主要內(nèi)容。它可以及時發(fā)現(xiàn)瓦斯超限和積聚,從而采區(qū)處理措施使事故消滅在萌芽狀態(tài)。
3)及時處理局部積聚的瓦斯
礦井瓦斯積聚是發(fā)生瓦斯事故的物質(zhì)基礎(chǔ),要及時處理。所謂局部瓦斯積聚是指瓦斯?jié)舛瘸^2%,其體積超過0.5m3的現(xiàn)象。
生產(chǎn)過程中容易形成局部瓦斯積聚的地點有:采煤工作面的上隅角,頂板冒落的空洞內(nèi),綜采機、綜掘機附近,低風(fēng)速巷道中的頂板附近,停風(fēng)的獨頭,綜放工作面放煤口等,及時處理局部瓦斯積聚的瓦斯是日常管理中的重要內(nèi)容。
4)瓦斯抽放
利用通風(fēng)的方法,封閉和堵塞不能解決局部瓦斯積聚時,可建立移動式抽放泵站或地面抽放系統(tǒng)。
2、防止瓦斯引燃
防止瓦斯引燃的原則是井下消滅火源,嚴格管理和控制熱源。主要措施有:
1)防止明火。嚴禁任何人攜帶引火物下井,井下嚴禁吸煙;減少漏風(fēng),防止煤層自燃發(fā)火,加強火區(qū)管理;消滅一切高溫火源。
2)防止電火花。完善井下電器設(shè)備“三大保護”( 過流保護、漏電保護、接地保護);使用防爆性能良好的電器設(shè)備;消滅電纜接頭的“雞爪子、羊尾巴和明接頭”;檢修電氣設(shè)備不準帶電作業(yè);推廣使用供電閉鎖和超前切斷電源的控制設(shè)備。
3)防爆破引燃瓦斯。按《規(guī)程》有關(guān)規(guī)定裝藥爆破,炮眼必須充足炮泥,嚴禁淺眼、明火爆破和一次裝藥分次爆破,嚴格執(zhí)行“一炮三檢”和“三從聯(lián)鎖爆破制度”。
4)防止機械摩擦、沖擊火花。禁止使用磨鈍的截齒;截槽內(nèi)噴霧灑水等,隨著煤礦機械化成度的不斷提高和鋼鐵化支架的發(fā)展,以及提升運輸方面的跑車撞車等,防止機械火花顯得日益重要。
3、防止瓦斯爆炸事故的擴大
井下一旦發(fā)生瓦斯爆炸,應(yīng)使災(zāi)害波及范圍局限在盡可能小的區(qū)域內(nèi),減輕傷害和損失,主要應(yīng)做好以上工作:
1)編制災(zāi)害預(yù)防和處理計劃
礦井每年初都要編制有針對性的、切實可行的災(zāi)害預(yù)防和處理計劃,每季度根據(jù)礦井變化的情況進行修訂和補充,并且組織所有入井職工認真學(xué)習(xí)、貫徹,使每個入井人員都能了解和熟悉一旦發(fā)生瓦斯爆炸時的撤出和躲避路線與地點。每年由礦長組織一次實戰(zhàn)演習(xí)。
2)安設(shè)安全裝置
①安設(shè)防爆門(防爆井蓋)。
安裝主要通風(fēng)機的出井口必須安裝防爆門(防爆井蓋),防爆門(防爆井蓋)每6個月檢修1次。當(dāng)井下發(fā)生瓦斯爆炸時,爆炸沖擊波將防爆門(防爆井蓋)沖開釋放能量,從而保護主要通風(fēng)機免遭破壞。
②安設(shè)反風(fēng)設(shè)施
生產(chǎn)礦井主要通風(fēng)機必須裝有反風(fēng)設(shè)施,并能在10min內(nèi)改變巷道中的風(fēng)流方向;風(fēng)流方向改變后,主要通風(fēng)機的供給風(fēng)量不應(yīng)小于正常供風(fēng)量的40%。每季度應(yīng)至少檢查1次反風(fēng)設(shè)施,每年應(yīng)進行1次反風(fēng)演習(xí);礦井通風(fēng)系統(tǒng)有較大變化時,應(yīng)進行1次反風(fēng)演習(xí)。
③安設(shè)隔爆設(shè)施
隔爆設(shè)施是根據(jù)瓦斯或煤塵爆炸時所產(chǎn)生的沖擊波與火焰的速度差的原理設(shè)計的。爆炸時產(chǎn)生的沖擊波在前,可使隔爆設(shè)施動作,將隨后而來的火焰撲滅、隔住,從而使爆炸范圍不再擴大。井下可設(shè)置水棚,巖粉棚進行隔爆,我國新進研制出了自動隔爆裝置。
1 瓦斯爆炸的基本條件分析
瓦斯爆炸的發(fā)生必須具備3個基本條件,一是瓦斯?jié)舛仍诒ń缦迌?nèi),一般為5%-16%;二是有足夠能量的點火源;三是混合氣體中的氧氣濃度不低于12%。
2 引起瓦斯爆炸的主要原因
2.1 思想因素
思想決定行為,引起瓦斯爆炸事故的根源在于思想上認識不足。干部思想認識不到位,就會造成投入不到位,或者設(shè)施設(shè)備投入到位,而隨意減少瓦斯檢查和管理人員,或使瓦斯管理人員和檢測人員的工資低下。職工思想認識不到位,就會出現(xiàn)漏檢、虛報等。特別是在近兩年煤炭行情利好的情況下,許多煤炭企業(yè)一味的擴大生產(chǎn)能力,增加煤炭產(chǎn)量,而不能夠正確處理安全與生產(chǎn),安全與效益的關(guān)系。“安全第一”的觀念淡化,因此思想認識不到位是當(dāng)前煤礦安全生產(chǎn)的最大隱患。
2.2 技術(shù)裝備因素
隨著以高產(chǎn)高效為基本特征的集約化生產(chǎn)技術(shù)的采用。已有的瓦斯災(zāi)害防治技術(shù)及裝備已經(jīng)不能有效地控制礦井重大瓦斯災(zāi)害事故的發(fā)生。主要原因:①瓦斯災(zāi)害防治技術(shù)分散。沒有形成完整系統(tǒng)的體系;②瓦斯災(zāi)害防治技術(shù)缺乏相應(yīng)的裝備支撐;③還有很多需要解決的共性關(guān)鍵技術(shù)問題,特別是運用于集約化生產(chǎn)技術(shù)條件下的共性關(guān)鍵技術(shù)問題。
2.3 培訓(xùn)考核因素
隨著監(jiān)控技術(shù)升級,對操作人員和管理人員的技術(shù)要求越來越高,煤礦的管理人員知識更新,新技術(shù)新標準的掌握就顯得尤為重要。強制性的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)是提高員工素質(zhì),減少操作失誤,發(fā)揮高新技術(shù)設(shè)備性能的關(guān)鍵。
2.4 資金投入因素
在前幾年,由于煤礦的經(jīng)濟效益不好,許多煤礦企業(yè)降低了安全投入,存在不同程度的通風(fēng)系統(tǒng)及配套設(shè)施不完善、“一通三防”監(jiān)測系統(tǒng)不完善和設(shè)備設(shè)施老化等問題。近兩年煤礦效益好轉(zhuǎn)的情況下,許多企業(yè)只注重生產(chǎn)投入,安全投入仍然存在嚴重不足,安全生產(chǎn)條件沒有得到明顯改善。
2.5 管理因素
隨著煤礦開采深度的不斷增加,瓦斯地質(zhì)條件越來越復(fù)雜多變。再加上傳統(tǒng)的安全管理方式受到人的經(jīng)驗、知識和責(zé)任心的限制,所以管理因素也是瓦斯事故多發(fā)的原因之一。
3 防止瓦斯爆炸基本措施
從瓦斯爆炸條件看,氧氣的濃度是引起瓦斯爆炸的因素之一,但在煤礦井下一般不存在氧氣濃度低于12%的情況。因此,搞好瓦斯爆炸的防治措施體現(xiàn)在兩個方面:嚴格監(jiān)控礦井各區(qū)域的瓦斯?jié)舛?、杜絕火源和演習(xí)預(yù)案。
3.1 控制方法
(1)建立合理的通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)是排放瓦斯最主要的手段。做好通風(fēng)安全技術(shù)管理是防治煤礦主要事故的先決條件和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。建立合理的通風(fēng)系統(tǒng),能夠保證井下所有工作地點有足夠多的風(fēng)量將井下涌出的瓦斯及時沖淡并排放出井外,避免瓦斯積聚,所以建立合理的通風(fēng)系統(tǒng)是防止瓦斯爆炸最有效、最基本的措施。
(2)搞好瓦斯抽放,降低煤層瓦斯涌出量,抽放瓦斯是防止瓦斯積聚的有效措施。隨著煤礦開采深度不斷加深,瓦斯涌出量變得越來越大,通過通風(fēng)的方法來使瓦斯的濃度降低到煤礦安全規(guī)程要求范圍內(nèi),從技術(shù)和經(jīng)濟角度兩方面來看,都是不合理的。瓦斯抽放不僅能夠有效利用瓦斯,還能夠降低煤層的瓦斯涌出量。實行瓦斯抽放是控制采掘空間瓦斯?jié)舛?,減少瓦斯積聚。也防止煤與瓦斯突出的根本措施。
(3)加強瓦斯日常管理對于突出礦井,還應(yīng)做好瓦斯突出預(yù)測工作。瓦斯日常管理是預(yù)防瓦斯爆炸事故的重要措施之一。瓦斯日常管理就是建立巡回檢查瓦斯制度,就是要瓦檢員不間斷地下井檢查通風(fēng)情況和瓦斯的濃度,當(dāng)發(fā)現(xiàn)局部積聚瓦斯問題時。要即時處理。
3.2 監(jiān)測方法
(1)人工檢測檢查,傳統(tǒng)的使用光干涉瓦斯檢查儀檢查人員必不可減少,每班的瓦斯檢查員不僅是沿一定線路定點定時檢查瓦斯,而且可以沿途對監(jiān)控設(shè)施的完好和使用情況進行檢查,比對光瓦和傳感器數(shù)值,最大限度的降低瓦斯?jié)舛瘸薜膸茁省?/p>
(2)瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)監(jiān)測瓦斯,及時掌握瓦斯?jié)舛鹊淖兓?,同時也可能為事故應(yīng)急救援決策和事故調(diào)查提供參考依據(jù)。人對瓦斯的監(jiān)測是一個間斷性的過程,有其必然的缺點,而事故發(fā)生的特點是一個隨機性與偶然性相結(jié)合的統(tǒng)一體,這就決定了單純依靠人來管理瓦斯,顯然不能夠達到控制瓦斯?jié)舛鹊哪康?。所以,建立瓦斯監(jiān)控系統(tǒng),對控制瓦斯的濃度具有非常重要的作用。
3.3 杜絕火源是防止礦井瓦斯爆炸一個基本條件
要認真執(zhí)行煤礦安全規(guī)程,在井下要杜絕一切非生產(chǎn)火源,嚴格管理和限制生產(chǎn)中可能發(fā)生的火源、熱源。
【中圖分類號】TD714.5
【文獻標識碼】A
【文章編號】1672—5158(2012)10-0216-01
瓦斯是礦井中主要由煤層氣構(gòu)成的以甲烷為主的有害氣體,能夠發(fā)生燃燒或爆炸,是礦井主要災(zāi)害之一,是煤礦的首要災(zāi)害,因此必須制定防治措施。
1 瓦斯爆炸的基本條件
瓦斯爆炸的發(fā)生必須具備三個基本條件,一是瓦斯?jié)舛仍诒ń缦迌?nèi)(理論上是5%~16%);二是有足夠能量的點火源;三是混合氣體中的氧氣濃度不低于12%。三個條件缺少其中任何一個均不能發(fā)生瓦斯爆炸。
1.1 瓦斯的濃度
瓦斯?jié)舛瘸奘切纬赏咚贡ㄊ鹿实母?。引起瓦斯爆炸的瓦斯?jié)舛仁怯蟹秶模彩菨舛鹊陀诒ㄏ孪藁蚋哂诒ㄉ舷薜耐咚够旌衔锱c點火源接觸時都不會引起火焰自行傳播。瓦斯?jié)舛鹊陀诒ㄏ孪迺r,由于過量的空氣作為惰性介質(zhì)參與燃燒反應(yīng),消耗一部分反應(yīng)熱,起到了冷卻作用,阻礙火焰自行傳播而燃燒;相反瓦斯?jié)舛雀哂诒ㄉ舷迺r,由于可燃物過剩,即空氣中氧氣量不足,導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)不完全,反應(yīng)放出的熱量小于損耗的熱量,因而阻礙了火焰的蔓延而燃燒。在煤礦開采中,對一些不可避免的瓦斯?jié)舛纫扇〈胧蛊涑蔀椴荒軡M足瓦斯爆炸的條件。
1.2 氧氣的濃度
氧氣的濃度必須達到12%以上,否則井下瓦斯爆炸反應(yīng)不能夠持續(xù)進行。在井下的封閉區(qū)域、采空區(qū)內(nèi)及其它裂隙處由于有氧氣消耗或沒有供氧,可能會出現(xiàn)氧濃度低于12%的可能性外,所有通風(fēng)、行人的巷道和工作面等一般氧氣濃度都會高于12%。12%以上是極易滿足的條件,在煤礦開采中,對氧氣的濃度不能采取有效措施,使其成為不能滿足防范。
1.3 火源
火源是引起礦井瓦斯爆炸事故的必備條件之一?;鹪纯梢苑譃槿趸鹪春蛷娀鹪础R话闱闆r下,弱火源不能形成沖擊波,不能使沉積煤塵轉(zhuǎn)變?yōu)楦∮螤顟B(tài);相反,強火源會產(chǎn)生沖擊波,并把沉積煤塵轉(zhuǎn)變?yōu)楦∮螤顟B(tài)。要發(fā)生瓦斯爆炸其火源必須要達到足夠的能量,即溫度一般不低于650℃、能量一般大于0.28mJ和持續(xù)時間大于爆炸感應(yīng)期。這個條件通常很容易滿足的。在煤礦開采中,對一些不可避免的火源要采取措施,使其成為不能滿足點燃瓦斯的點火源。
2 瓦斯爆炸原因分析
2.1 故原因分析
瓦斯爆炸是一種化學(xué)爆炸,是爆炸性氣體混合物一瓦斯在一定濃度范圍內(nèi)受激發(fā)而發(fā)生的劇烈化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)時產(chǎn)生大量的熱和氣體。引起瓦斯爆炸的原因有:①存在CH4與氧濃度在爆炸濃度范圍內(nèi)的爆炸危險區(qū);②在爆炸危險區(qū)內(nèi)存在火源點?;饏^(qū)封閉后,封閉區(qū)氧濃度和溫度有降低趨勢,瓦斯?jié)舛葎t逐漸上升。如果瓦斯?jié)舛壬帘ǚ秶鷷r,發(fā)火區(qū)溫度仍很高(存在高溫性火源),氧濃度尚未降到瓦斯爆炸極限濃度以下,就可能發(fā)生瓦斯爆炸。
2.1.1 自然條件不好
進入20世紀90年代以后,隨著開采深度的增加,地質(zhì)條件變得越來越復(fù)雜,煤層瓦斯含量和瓦斯涌出量都隨之增大,煤與瓦斯突出越來越嚴重。同時由于開采深度的加大,使得現(xiàn)有的部分瓦斯治理理,不再能夠適應(yīng)新的生產(chǎn)條件。
2.1.2 通風(fēng)不良
主要有通風(fēng)系統(tǒng)不合理,存在風(fēng)流短路、多次串聯(lián)和循環(huán)風(fēng),造成供風(fēng)地點風(fēng)量不足,而引起瓦斯積聚;局部通風(fēng)機安裝位置不當(dāng)、風(fēng)筒未延伸到供風(fēng)點或脫落引起供風(fēng)點有效風(fēng)量不足,而造成瓦斯積聚;掘進工作面擅自停電停風(fēng)而引起瓦斯積聚;盲巷的瓦斯積聚。
2.1.3 引爆火源存在
井下引爆瓦斯的火源有:爆破火花、電氣火花、摩擦撞擊火花、靜電火花、煤炭自燃、赤熱的安全燈罩、吸煙等。但放炮和電器設(shè)備產(chǎn)生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。
3 控制瓦斯爆炸事故的技術(shù)措施
3.1 控制井下瓦斯的濃度
3.1.1 建立合理的通風(fēng)系統(tǒng),稀釋井下空間的瓦斯?jié)舛?/p>
通風(fēng)是排放瓦斯最主要的手段。做好通風(fēng)安全技術(shù)管理是防治煤礦主要事故的先決條件和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此,所有礦井都必須要建立安全可靠的、獨立的礦井通風(fēng)系統(tǒng)。建立合理的通風(fēng)系統(tǒng),能夠保證井下所有工作地點有足夠多的風(fēng)量將井下涌出的瓦斯及時沖淡并排放出井外,避免瓦斯集聚,所以建立合理的通風(fēng)系統(tǒng)是防止瓦斯爆炸最有效、最基本的措施。
3.1.2 搞好瓦斯抽放,降低煤層瓦斯涌出量
抽放瓦斯是防止瓦斯集聚的有效措施。隨著煤礦開采深度不斷加深,瓦斯涌出量變得越來越大,通風(fēng)系統(tǒng)越來越復(fù)雜,通過通風(fēng)的方法來使瓦斯的濃度降低到煤礦安全規(guī)程要求范圍內(nèi),從技術(shù)和經(jīng)濟角度上看,都是不合理的。瓦斯抽放不僅能夠有效利用瓦斯,還能夠降低煤層的瓦斯涌出量。
3.1.3 加強瓦斯日常管理
加強瓦斯日常管理是煤礦安全工作的重要組成部分。瓦斯日常管理就是建立巡回檢查瓦斯制度,就是要瓦檢員不間斷地下井檢查通風(fēng)情況和瓦斯的濃度,當(dāng)發(fā)現(xiàn)局部積聚瓦斯問題時,要即時處理。
此,瓦檢員在井下工作時,要嚴格執(zhí)行煤礦安全規(guī)程,嚴禁空班漏檢情況發(fā)生。對于突出礦井,還應(yīng)做好瓦斯突出預(yù)測工作。瓦斯日常管理是預(yù)防瓦斯爆炸事故的重要措施之一。
3.1.4 建立瓦斯監(jiān)控系統(tǒng),及時發(fā)現(xiàn)瓦斯超限
建立瓦斯監(jiān)控系統(tǒng),對控制瓦斯的濃度具有非常重要的作用。瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)監(jiān)測瓦斯,及時掌握瓦斯?jié)舛鹊淖兓?,同時也可能為事故應(yīng)急救援決策和事故調(diào)查提供參考依據(jù)。在井下安裝瓦斯監(jiān)控儀器,對井下主要巷道瓦斯的異常情況實行連續(xù)監(jiān)控,能夠達到預(yù)防和控制瓦斯爆炸事故的發(fā)生。
3.2 杜絕火源
火源是引起礦井瓦斯爆炸一個基本條件。要認真執(zhí)行煤礦安全規(guī)程,在井下要杜絕一切非生產(chǎn)火源;嚴格管理和限制生產(chǎn)中可能發(fā)生的火源、熱源。嚴禁井下使用架線電機車,在生產(chǎn)中采掘分開供電、三專兩閉鎖、雙風(fēng)機雙電源等措施限制火源的發(fā)生。
3.3 演習(xí)瓦斯爆炸
演練對預(yù)防瓦斯爆炸事故具有非常重要的意義。煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)在“防救結(jié)合,預(yù)防為主”方針指導(dǎo)下,認真制定瓦斯爆炸事故專項應(yīng)急預(yù)案,并對其預(yù)案進行演習(xí)。制定瓦斯爆炸應(yīng)急預(yù)案不僅有助于大平煤礦廣大職工熟悉本企業(yè)的情況,而且能夠指導(dǎo)瓦斯爆炸事故的預(yù)防工作和事故的應(yīng)急救援。通過預(yù)案的演習(xí)不但能夠使廣大煤礦職工掌握各種應(yīng)急技能,提高應(yīng)急救援人員的應(yīng)變能力,
4 結(jié)語
預(yù)防煤礦瓦斯爆炸是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,煤礦一切生產(chǎn)要把防止瓦斯爆炸事故放在重要位置,認真貫徹“先抽后采、監(jiān)測監(jiān)控、以風(fēng)定產(chǎn)”十二字方針,本文從瓦斯爆炸條件出發(fā),分析和提出了防止瓦斯爆炸應(yīng)從控制瓦斯?jié)舛?、杜絕火源和演習(xí)瓦斯爆炸預(yù)案出發(fā),采取相應(yīng)的預(yù)防措施,才能使礦井的生產(chǎn)達到本質(zhì)安全化。
一、瓦斯爆炸的條件
瓦斯爆炸的條件是:一定濃度的瓦斯、高溫火源的存在和充足的氧氣。(1)濃度。瓦斯爆炸有一定的濃度范圍,我們把在空氣中瓦斯遇火后能引起爆炸的濃度范圍稱為瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限為5%~16%。當(dāng)瓦斯?jié)舛鹊陀?%時,遇火不爆炸,但能在火焰形成燃燒層,當(dāng)瓦斯?jié)舛葹?.5%時,其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反應(yīng));瓦斯?jié)舛仍?6%以上時,失去其爆炸性,但在空氣中遇火仍會燃燒。瓦斯爆炸界限并不是固定不變的,它還受溫度、壓力以及煤塵、其它可燃性氣體、惰性氣體的混入等因素的影響。(2)一定的引火溫度。瓦斯的引火溫度,即點燃瓦斯的最低溫度。一般認為,瓦斯的引火溫度為650℃~750℃。但因受瓦斯的濃度、火源的性質(zhì)及混合氣體的壓力等因素影響而變化。當(dāng)瓦斯含量在7%~8%時,最易引燃;當(dāng)混合氣體的壓力增高時,引燃溫度即降低;在引火溫度相同時,火源面積越大、點火時間越長,越易引燃瓦斯。(3)氧氣的濃度。實踐證明,空氣中的氧氣濃度降低時,瓦斯爆炸界限隨之縮小,當(dāng)氧氣濃度減少到12%以下時,瓦斯混合氣體即失去爆炸性。如果有新鮮空氣進入,氧氣濃度達到12%以上,就可能發(fā)生爆炸。因此,對火區(qū)應(yīng)嚴加管理,在啟封火區(qū)時更應(yīng)格外慎重,必須在火熄滅后才能啟封。
二、煤礦發(fā)生瓦斯爆炸事故的原因
(1)裝備設(shè)置不足,管理存在缺陷。瓦斯爆炸事故的發(fā)生原因很多,但最為直接的是工作人員的違章失職、監(jiān)控系統(tǒng)沒有啟動,安全裝備配置不足,沒有瓦斯抽放系統(tǒng)或者抽放系統(tǒng)不能正常的運行。(2)煤礦職工素質(zhì)較低、受到的教育較少,沒有經(jīng)過嚴格的安全培訓(xùn),不懂通風(fēng)安全管理和操作規(guī)程,安全意識淡薄。(3)瓦斯積聚的存在。瓦斯?jié)舛冗_到或超過2%在采掘工作面及其他地點體積大于0.5m。另外就是種種原因包括礦井主通風(fēng)機不能很好地供風(fēng)或者是通風(fēng)系統(tǒng)不合理,巷道變形、調(diào)節(jié)風(fēng)門故障等原因都會造成的礦井通風(fēng)不暢,導(dǎo)致瓦斯積聚,發(fā)生瓦斯爆炸。(4)引爆火源的現(xiàn)象存在。引爆火源比較多,又不易被注意,比如電氣火花、摩擦撞擊火花、靜電火花、煤炭自燃等,只能盡量的避免而不能徹底的防范。另外就是專業(yè)技術(shù)不夠的電工無意損壞或拆除了防爆密閉圈,造成失爆。最后就是明燈明火、電氣設(shè)備下井存在失爆的現(xiàn)象,造成瓦斯爆炸。
三、瓦斯爆炸事故的防治措施
(1)防止瓦斯積聚的措施。防止瓦斯爆炸事故,根本的技術(shù)措施是防止瓦斯積聚。井下防止瓦斯積聚的措施很多,最常用、最可靠的是加強通風(fēng),加強檢查,加強局部瓦斯積聚處理,消除微風(fēng)區(qū)或無風(fēng)區(qū),構(gòu)筑科學(xué)、合理、可靠的通風(fēng)設(shè)施,樹立“微風(fēng)作業(yè)就是事故”的觀念。(2)杜絕火源是防治瓦斯事故的重要手段。瓦斯與空氣混合氣體的最低點燃溫度,絕熱壓縮時565℃,其它情況下650℃,最小點燃能量為0.28mj。煤礦井下能引爆瓦斯的火源很多,礦井井下的明火(1000℃以上)、煤炭自燃、電弧(平均4000℃)、電火花、赤熱的金屬表面(可達1500℃)撞擊和磨擦火花,都能點燃瓦斯。(3)建立健全防治瓦斯制度并強化落實到生產(chǎn)中。瓦斯事故的有力保障建立健全雙巷間橫貫、角聯(lián)巷道、高冒區(qū)等薄弱地點通風(fēng)和瓦斯的管理制度,消除盲區(qū),消滅盲點。加強礦井瓦斯監(jiān)測監(jiān)控建設(shè)和管理,提高事故預(yù)警能力和反應(yīng)能力,是很重要的防治瓦斯措施。預(yù)防瓦斯首先必須強化安全生產(chǎn)責(zé)任。從國家到地方,從地方到企業(yè),先后制定了一系列的安全生產(chǎn)法規(guī)和制度。(4)堅持“以人為本”的思想防治瓦斯事故。瓦斯事故的核心在生產(chǎn)力的三大要素中,人是最具有決定性的力量和最活躍因素?!邦I(lǐng)導(dǎo)不重視安全等于殺人,職工不重視安全等于自殺”。因此,人在安全管理中起著舉足輕重的作用。抓安全就要始終如一地堅持“以人為本”的思想,充分發(fā)揮每個人的主觀能動性,使人們自身的潛能得到充分地發(fā)揮。堅決樹立“瓦斯不治,礦無寧日”等一系列先進理念;全力推行開采保護層和區(qū)域預(yù)抽等最可靠、最有效的防治瓦斯治本之策。加強實現(xiàn)三個轉(zhuǎn)變,即治理瓦斯由“局部治理”向“區(qū)域治理”,由“過程治理”向“超前治理”,由“管理措施型”向“技術(shù)工程型”轉(zhuǎn)變,建設(shè)高標準的瓦斯綜合治理示范礦井。而實踐證明了的有效做法是:“高投入、高素質(zhì)、強技術(shù)、嚴管理、重利用”。
參考文獻
在煤炭開采過程中,瓦斯爆炸、煤塵爆炸、煤與瓦斯突出、中毒、窒息礦井火災(zāi)、透水、頂板冒落等多種災(zāi)害事故時有發(fā)生。在這些事故中尤以瓦斯爆炸造成的損失最大,從每年的事故統(tǒng)計中來看,煤礦發(fā)生一次死亡10人以上的特大事故中,絕大多數(shù)是由于瓦斯爆炸,約占特大事故總數(shù)的70%左右,為此,瓦斯稱為煤礦災(zāi)害之王。因此,分析瓦斯爆炸原因,制訂防治對策,顯得特別重要。
1瓦斯爆炸原因分析
1.1瓦斯爆炸特點
根據(jù)多年對煤礦瓦斯爆炸事故統(tǒng)計分析,可以發(fā)現(xiàn)有如下一些特點:①瓦斯爆炸多為大事故;②事故地點多發(fā)生在采煤與掘進工作面;③瓦斯爆炸造成的破壞波及范圍大;④多為火花引爆;⑤高瓦斯礦井、低瓦斯礦井均有發(fā)生;⑥瓦斯爆炸多發(fā)生在鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦;⑦基建、技改礦井和轉(zhuǎn)制礦井瓦斯爆炸事故多發(fā)。
1.2事故原因分析
煤礦發(fā)生瓦斯爆炸事故與許多因素有關(guān),但總的來說,主要與自然因素、安全技術(shù)手段、安全裝備水平、安全意識和管理水平等有關(guān),發(fā)生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所導(dǎo)致的。
1.2.1煤礦開采條件差
我國煤礦井下開采條件普遍較差,據(jù)統(tǒng)計,2000年全國國有重點煤礦共有580處礦井進行了瓦斯等級鑒定,其中高瓦斯礦井160處,低瓦斯礦井298處,煤與瓦斯突出礦井122處;有自然發(fā)火礦井372處,占64%,有煤塵爆炸危險礦井427處,占73.6%。
1.2.2瓦斯積聚的存在
煤礦井下造成瓦斯積聚的原因很多,但主要有通風(fēng)系統(tǒng)不合理和局部通風(fēng)管理不善是瓦斯積聚的主要原因。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中,有22起主要是因通風(fēng)系統(tǒng)不合理,存在風(fēng)流短路、多次串聯(lián)和循環(huán)風(fēng),造成供風(fēng)地點風(fēng)量不足,而引起瓦斯積聚;有9起主要是因局部通風(fēng)機安裝位置不當(dāng)、風(fēng)筒未延伸到供風(fēng)點或脫落引起供風(fēng)點有效風(fēng)量不足,而造成瓦斯積聚;有2起事故主要是因停電停風(fēng)而引起瓦斯積聚;有1起是盲巷積聚的瓦斯被引爆。
1.2.3引爆火源的存在
煤礦井下引爆瓦斯的火源有:爆破火花、電氣火花、摩擦撞擊火花、靜電火花、煤炭自燃等。但放炮和電器設(shè)備產(chǎn)生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中,有16起是由放炮產(chǎn)生的火花引爆的;有15起事故是由電器設(shè)備及電源線電火花引爆的。
1.2.4裝備不足、管理不落實
礦井安全裝備配置不足,“先抽后采,監(jiān)測監(jiān)控,以風(fēng)定產(chǎn)”方針未得到完全落實。如2005年發(fā)生的41起特大瓦斯事故中,有的礦井沒有安裝瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)或運行不正常,有的礦井雖安裝有監(jiān)控系統(tǒng),但因傳感器數(shù)量不足、安裝位置不對、線路存在故障、顯示器不顯示數(shù)據(jù)等問題,不能有效發(fā)揮其應(yīng)有的作用。此外鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦發(fā)生的特大瓦斯事故都沒有裝備瓦斯抽放系統(tǒng)或抽放系統(tǒng)不能有效運行,監(jiān)控系統(tǒng)也不能有效發(fā)揮作用。如內(nèi)蒙古烏海市烏達區(qū)巴音賽煤焦有限責(zé)任公司某井雖安裝了瓦斯監(jiān)控系統(tǒng),但在其實際開采區(qū)域卻并沒有瓦斯傳感器,而造成特大瓦斯事故的發(fā)生,死亡16人。
1.2.5管理水平低
許多事故分析發(fā)現(xiàn),違章操作或管理不當(dāng)而造成了一些本可避免的事故,但未引起重視,最終釀成特大瓦斯爆炸事故。因此,管理水平和職工的安全意識對于煤礦的長期安全生產(chǎn)非常重要。
1.2.6企業(yè)技術(shù)管理薄弱
一些煤礦企業(yè)由于采煤方法落后,引起礦井采掘布置不合理,通風(fēng)系統(tǒng)不完善,此外,作業(yè)規(guī)程編制不符合實際,針對性不強,給安全生產(chǎn)帶來了嚴重隱患。
2控制瓦斯爆炸事故的技術(shù)措施
瓦斯爆炸事故的防治可分為預(yù)防爆炸和抑制爆炸。預(yù)防爆炸主要有:優(yōu)化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)及通風(fēng)系統(tǒng),防治瓦斯積聚,進行瓦斯抽放,加強瓦斯?jié)舛群突鹪幢O(jiān)測,防止點火源的出現(xiàn)等;抑制爆炸主要采用隔爆抑爆裝置將瓦斯爆炸限制在一定范圍內(nèi),從而減少人員傷亡和災(zāi)害事故所造成的損失。
2.1瓦斯爆炸事故的預(yù)防措施
2.1.1煤礦瓦斯抽放技術(shù)
1)我國國有煤礦高瓦斯和瓦斯突出礦井占總礦井?dāng)?shù)的46%。瓦斯抽放是減少礦井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施,同時也是開發(fā)利用瓦斯能源、保護大氣環(huán)境的重要手段。如皖北煤電集團公司祁東煤礦利用抽放瓦斯進行發(fā)電取得了可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。
2)為提高瓦斯抽放率,目前主要需解決長鉆孔定向鉆進技術(shù),包括測斜、糾偏技術(shù);提高單一低透氣性煤層的抽放率;研制鉆進能力更強的鉆機具;完善和提高擴孔技術(shù)、排渣技術(shù)、造穴技術(shù)和封孔技術(shù);開發(fā)新的瓦斯抽放技術(shù)及設(shè)備。
3)瓦斯抽放方法有本煤層抽放、鄰近層抽放和采空區(qū)抽放等;抽放工藝有順層長鉆孔、大直徑鉆孔、地面鉆孔、頂板巖石和巷道鉆孔等。并研制出與之相配套的強力鉆機及配套機具,如MK型長鉆孔鉆機和ZSM順層強力鉆機等。此外已研制出多種抽放泵及配套的監(jiān)控系統(tǒng)和儀表等,大大提高了瓦斯抽放量和抽放率,使安全環(huán)境得到進一步
改善。
4)利用多分支羽狀適用技術(shù),解決低滲煤層瓦斯治理問題,以提高抽采率。
5)煤礦瓦斯治理也應(yīng)該與煤層氣產(chǎn)業(yè)化緊密結(jié)合起來。
2.1.2礦井瓦斯?jié)舛燃盎鹪幢O(jiān)測技術(shù)
礦井瓦斯?jié)舛燃盎鹪吹膶崟r自動監(jiān)測對于防止瓦斯爆炸非常重要,當(dāng)發(fā)現(xiàn)瓦斯異?;蛴谢鹪串a(chǎn)生,立即采取措施可防止爆炸事故的發(fā)生。我國目前開發(fā)了KJ90.KJ92.KJ94.KJ95.KJ73.KJ66等型號的礦井安全監(jiān)控系統(tǒng),以及各類檢測傳感器、報警儀和斷電儀。已有多個礦井安裝了礦井安全綜合監(jiān)控系統(tǒng),并具有如下功能:①礦井環(huán)境和工況參數(shù)實時監(jiān)控;②主要通風(fēng)機在線監(jiān)測;③巷道火災(zāi)實時監(jiān)測;④礦井瓦斯抽放實時監(jiān)測;⑤中擊地壓實時監(jiān)測;⑥煤與瓦斯突出實時監(jiān)測;⑦煤層自然發(fā)火實時監(jiān)測;⑧瓦斯爆炸或燃燒實時監(jiān)測;⑨礦井電網(wǎng)監(jiān)測等多種功能。監(jiān)控系統(tǒng)的安裝極大地提高了煤礦的安全管理自動化水平,防止了許多事故的發(fā)生。
2.1.3井下火源防治
對煤礦井下的爆破火花、電氣火花、摩擦撞擊火花、靜電火花、煤炭自燃等火源都有一些相應(yīng)的防治措施,除炸藥安全性檢驗、電器防爆檢驗、摩擦火花檢驗外、還需防止火源與瓦斯積聚在同時同地點出現(xiàn),如放炮時檢測瓦斯?jié)舛?,采用風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖等措施。另外加強明火的管理,嚴格動火制度,消除引爆瓦斯的火源。
2.1.4優(yōu)化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)及通風(fēng)系統(tǒng)
合理可靠的通風(fēng)系統(tǒng)是防止瓦斯事故和控制災(zāi)害擴大的重要措施,為此,瓦斯防治工程與采掘工程,必須同時設(shè)計,超前施工,同時投入使用。
2.2隔爆措施
礦井隔爆抑爆裝置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障,當(dāng)瓦斯爆炸發(fā)生后,依靠預(yù)先設(shè)置的裝置可以阻止爆炸的傳播,限制火焰的傳播范圍,主要有被動式隔爆棚和自動抑爆裝置。
1)被動式隔爆棚。隔爆巖粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、安裝方便,因而得到了廣泛的使用,其中隔爆水袋棚的使用最為廣泛。目前研制的XGS型和KYG型隔爆棚,具有適應(yīng)性強,安裝、拆卸和移動方便的特點。
在煤炭開采過程中,瓦斯爆炸、煤塵爆炸、煤與瓦斯突出、中毒、窒息礦井火災(zāi)、透水、頂板冒落等多種災(zāi)害事故時有發(fā)生。在這些事故中尤以瓦斯爆炸造成的損失最大,從每年的事故統(tǒng)計中來看,煤礦發(fā)生一次死亡10人以上的特大事故中,絕大多數(shù)是由于瓦斯爆炸,約占特大事故總數(shù)的70%左右,為此,瓦斯稱為煤礦災(zāi)害之王。因此,分析瓦斯爆炸原因,制訂防治對策,顯得特別重要。
1瓦斯爆炸原因分析
1.1瓦斯爆炸特點
根據(jù)多年對煤礦瓦斯爆炸事故統(tǒng)計分析,可以發(fā)現(xiàn)有如下一些特點:①瓦斯爆炸多為大事故;②事故地點多發(fā)生在采煤與掘進工作面;③瓦斯爆炸造成的破壞波及范圍大;④多為火花引爆;⑤高瓦斯礦井、低瓦斯礦井均有發(fā)生;⑥瓦斯爆炸多發(fā)生在鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦;⑦基建、技改礦井和轉(zhuǎn)制礦井瓦斯爆炸事故多發(fā)。
1.2事故原因分析
煤礦發(fā)生瓦斯爆炸事故與許多因素有關(guān),但總的來說,主要與自然因素、安全技術(shù)手段、安全裝備水平、安全意識和管理水平等有關(guān),發(fā)生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所導(dǎo)致的。
1.2.1煤礦開采條件差
我國煤礦井下開采條件普遍較差,據(jù)統(tǒng)計,2000年全國國有重點煤礦共有580處礦井進行了瓦斯等級鑒定,其中高瓦斯礦井160處,低瓦斯礦井298處,煤與瓦斯突出礦井122處;有自然發(fā)火礦井372處,占64%,有煤塵爆炸危險礦井427處,占73.6%。
1.2.2瓦斯積聚的存在
煤礦井下造成瓦斯積聚的原因很多,但主要有通風(fēng)系統(tǒng)不合理和局部通風(fēng)管理不善是瓦斯積聚的主要原因。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中,有22起主要是因通風(fēng)系統(tǒng)不合理,存在風(fēng)流短路、多次串聯(lián)和循環(huán)風(fēng),造成供風(fēng)地點風(fēng)量不足,而引起瓦斯積聚;有9起主要是因局部通風(fēng)機安裝位置不當(dāng)、風(fēng)筒未延伸到供風(fēng)點或脫落引起供風(fēng)點有效風(fēng)量不足,而造成瓦斯積聚;有2起事故主要是因停電停風(fēng)而引起瓦斯積聚;有1起是盲巷積聚的瓦斯被引爆。
1.2.3引爆火源的存在
煤礦井下引爆瓦斯的火源有:爆破火花、電氣火花、摩擦撞擊火花、靜電火花、煤炭自燃等。但放炮和電器設(shè)備產(chǎn)生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中,有16起是由放炮產(chǎn)生的火花引爆的;有15起事故是由電器設(shè)備及電源線電火花引爆的。
1.2.4裝備不足、管理不落實
礦井安全裝備配置不足,“先抽后采,監(jiān)測監(jiān)控,以風(fēng)定產(chǎn)”方針未得到完全落實。如2005年發(fā)生的41起特大瓦斯事故中,有的礦井沒有安裝瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)或運行不正常,有的礦井雖安裝有監(jiān)控系統(tǒng),但因傳感器數(shù)量不足、安裝位置不對、線路存在故障、顯示器不顯示數(shù)據(jù)等問題,不能有效發(fā)揮其應(yīng)有的作用。此外鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦發(fā)生的特大瓦斯事故都沒有裝備瓦斯抽放系統(tǒng)或抽放系統(tǒng)不能有效運行,監(jiān)控系統(tǒng)也不能有效發(fā)揮作用。如內(nèi)蒙古烏海市烏達區(qū)巴音賽煤焦有限責(zé)任公司某井雖安裝了瓦斯監(jiān)控系統(tǒng),但在其實際開采區(qū)域卻并沒有瓦斯傳感器,而造成特大瓦斯事故的發(fā)生,死亡16人。
1.2.5管理水平低
許多事故分析發(fā)現(xiàn),違章操作或管理不當(dāng)而造成了一些本可避免的事故,但未引起重視,最終釀成特大瓦斯爆炸事故。因此,管理水平和職工的安全意識對于煤礦的長期安全生產(chǎn)非常重要。
1.2.6企業(yè)技術(shù)管理薄弱
一些煤礦企業(yè)由于采煤方法落后,引起礦井采掘布置不合理,通風(fēng)系統(tǒng)不完善,此外,作業(yè)規(guī)程編制不符合實際,針對性不強,給安全生產(chǎn)帶來了嚴重隱患。
2控制瓦斯爆炸事故的技術(shù)措施
瓦斯爆炸事故的防治可分為預(yù)防爆炸和抑制爆炸。預(yù)防爆炸主要有:優(yōu)化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)及通風(fēng)系統(tǒng),防治瓦斯積聚,進行瓦斯抽放,加強瓦斯?jié)舛群突鹪幢O(jiān)測,防止點火源的出現(xiàn)等;抑制爆炸主要采用隔爆抑爆裝置將瓦斯爆炸限制在一定范圍內(nèi),從而減少人員傷亡和災(zāi)害事故所造成的損失。
2.1瓦斯爆炸事故的預(yù)防措施
2.1.1煤礦瓦斯抽放技術(shù)
1)我國國有煤礦高瓦斯和瓦斯突出礦井占總礦井?dāng)?shù)的46%。瓦斯抽放是減少礦井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施,同時也是開發(fā)利用瓦斯能源、保護大氣環(huán)境的重要手段。如皖北煤電集團公司祁東煤礦利用抽放瓦斯進行發(fā)電取得了可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。
2)為提高瓦斯抽放率,目前主要需解決長鉆孔定向鉆進技術(shù),包括測斜、糾偏技術(shù);提高單一低透氣性煤層的抽放率;研制鉆進能力更強的鉆機具;完善和提高擴孔技術(shù)、排渣技術(shù)、造穴技術(shù)和封孔技術(shù);開發(fā)新的瓦斯抽放技術(shù)及設(shè)備。
3)瓦斯抽放方法有本煤層抽放、鄰近層抽放和采空區(qū)抽放等;抽放工藝有順層長鉆孔、大直徑鉆孔、地面鉆孔、頂板巖石和巷道鉆孔等。并研制出與之相配套的強力鉆機及配套機具,如MK型長鉆孔鉆機和ZSM順層強力鉆機等。此外已研制出多種抽放泵及配套的監(jiān)控系統(tǒng)和儀表等,大大提高了瓦斯抽放量和抽放率,使安全環(huán)境得到進一步
改善。
4)利用多分支羽狀適用技術(shù),解決低滲煤層瓦斯治理問題,以提高抽采率。
5)煤礦瓦斯治理也應(yīng)該與煤層氣產(chǎn)業(yè)化緊密結(jié)合起來。
2.1.2礦井瓦斯?jié)舛燃盎鹪幢O(jiān)測技術(shù)
礦井瓦斯?jié)舛燃盎鹪吹膶崟r自動監(jiān)測對于防止瓦斯爆炸非常重要,當(dāng)發(fā)現(xiàn)瓦斯異?;蛴谢鹪串a(chǎn)生,立即采取措施可防止爆炸事故的發(fā)生。我國目前開發(fā)了KJ90.KJ92.KJ94.KJ95.KJ73.KJ66等型號的礦井安全監(jiān)控系統(tǒng),以及各類檢測傳感器、報警儀和斷電儀。已有多個礦井安裝了礦井安全綜合監(jiān)控系統(tǒng),并具有如下功能:①礦井環(huán)境和工況參數(shù)實時監(jiān)控;②主要通風(fēng)機在線監(jiān)測;③巷道火災(zāi)實時監(jiān)測;④礦井瓦斯抽放實時監(jiān)測;⑤中擊地壓實時監(jiān)測;⑥煤與瓦斯突出實時監(jiān)測;⑦煤層自然發(fā)火實時監(jiān)測;⑧瓦斯爆炸或燃燒實時監(jiān)測;⑨礦井電網(wǎng)監(jiān)測等多種功能。監(jiān)控系統(tǒng)的安裝極大地提高了煤礦的安全管理自動化水平,防止了許多事故的發(fā)生。
2.1.3井下火源防治
對煤礦井下的爆破火花、電氣火花、摩擦撞擊火花、靜電火花、煤炭自燃等火源都有一些相應(yīng)的防治措施,除炸藥安全性檢驗、電器防爆檢驗、摩擦火花檢驗外、還需防止火源與瓦斯積聚在同時同地點出現(xiàn),如放炮時檢測瓦斯?jié)舛?,采用風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖等措施。另外加強明火的管理,嚴格動火制度,消除引爆瓦斯的火源。
2.1.4優(yōu)化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)及通風(fēng)系統(tǒng)
合理可靠的通風(fēng)系統(tǒng)是防止瓦斯事故和控制災(zāi)害擴大的重要措施,為此,瓦斯防治工程與采掘工程,必須同時設(shè)計,超前施工,同時投入使用。
2.2隔爆措施
礦井隔爆抑爆裝置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障,當(dāng)瓦斯爆炸發(fā)生后,依靠預(yù)先設(shè)置的裝置可以阻止爆炸的傳播,限制火焰的傳播范圍,主要有被動式隔爆棚和自動抑爆裝置。
1)被動式隔爆棚。隔爆巖粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、安裝方便,因而得到了廣泛的使用,其中隔爆水袋棚的使用最為廣泛。目前研制的XGS型和KYG型隔爆棚,具有適應(yīng)性強,安裝、拆卸和移動方便的特點。
1 瓦斯的性質(zhì)及特點
礦井瓦斯是各種氣體的混合物,其成分是很復(fù)雜的,它含有甲烷、二氧化碳、氮和數(shù)量不等的重?zé)N以及微量的稀有氣體等,但主要成分是甲烷。因此,習(xí)慣上所說的礦井瓦斯就是指甲烷而言。
1.1瓦斯(通常指甲烷CH4)是一種無色、無味、無臭的氣體、在標準狀態(tài)(溫度為0℃、大氣壓力為101325Pa)下,瓦斯密度為0.7168Kkg/m3,相對密度為0.554。由于瓦斯較輕,故常積聚在巷道的頂部、上山掘進面及頂板冒落空洞中。
1.2瓦斯微溶于水,在20℃、101.3kPa條件下,溶解度為3.5L/100L水。瓦斯的擴散性很強,擴散速度是空氣的1.34倍,會很快的在空氣中擴散。
1.3 瓦斯本身無毒,但不能供人呼吸。瓦斯不助燃,但與空氣混合達到一定濃度后,遇到高溫火焰時能夠燃燒或爆炸。
1.4 礦井瓦斯是成煤過程中的一種伴生產(chǎn)物。古代植物遺體在形成泥炭過程中,由于厭氧菌的作用,植物的纖維質(zhì)破分解、發(fā)酵,逐漸生成腐植酸和瀝青質(zhì),同時生成瓦斯;此后,在煤的炭化變質(zhì)過程中,隨著化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)的變化,泥炭轉(zhuǎn)變成褐煤、煙煤和無煙煤,同時繼續(xù)有大量瓦斯伴隨生成。在長期的地質(zhì)年代里,由于地層變動造成的斷裂和裂隙,部分瓦斯逸散到大氣中去,另一部分則被保存在煤體和圍巖之中。
2 礦井瓦斯主要危害
礦井瓦斯是一種有害氣體。當(dāng)井下空氣中瓦斯?jié)舛容^高時,會相對地降低空氣中的氧氣濃度,使人窒息;另外,當(dāng)瓦斯與空氣混合達到一定濃度時,遇火就能燃燒或爆炸,嚴重影響和威脅礦井生產(chǎn)安全,一旦形成災(zāi)害事故,會給國家財產(chǎn)和職工生命造成巨大損失;瓦斯是礦井六大自然災(zāi)害之首。
2.1 瓦斯爆炸的危害主要表現(xiàn)在以下5個方面。
2.1.1 爆炸產(chǎn)生高溫
試驗研究表明,當(dāng)瓦斯?jié)舛葹?.5%時,爆炸產(chǎn)生的瞬間溫度可達1850~2650℃。這樣高的溫度,不僅會燒傷人員、燒壞設(shè)備及燒壞煤炭資源,還可能點燃木材、支架和煤塵,引起井下火災(zāi)和煤塵爆炸事故,擴大災(zāi)情。
2.1.2 爆炸產(chǎn)生高壓
經(jīng)實驗和理論計算,瓦斯爆炸后的氣體壓力是爆炸前的7~10倍。氣體壓力的驟然增大,將形成強大的沖擊波(每秒幾百米或幾千米)向前沖擊,從而推倒支架、損壞設(shè)備、使巷道或工作面頂板坍塌和人員傷亡,使礦井遭受嚴重破壞。
2.1.3 爆炸產(chǎn)生大量有害氣體
瓦斯爆炸后,不僅氧減少而且會產(chǎn)生大量有害氣體。據(jù)分析,瓦斯爆炸后的氣體為:O26%~10%、N282%~88%、CO28~4%、C04%~2%。而當(dāng)空氣中一氧化碳濃度達到0.4%時,人就會中毒死亡;當(dāng)氧氣濃度減少到10%~12%時,人就會失去知覺窒息而死。統(tǒng)計表明,在瓦斯、煤塵爆炸事故中,死于一氧化碳中毒的人占總死亡人數(shù)的70%以上。因此,強調(diào)入井人員佩帶自救器是非常必要的。
2.1.4 爆炸產(chǎn)生正向沖擊
瓦斯爆炸產(chǎn)生的高溫、高壓使爆源附近的氣體以極大的速度向四周擴散,在所經(jīng)過的路程上形成威力巨大的沖擊波現(xiàn)象,稱為正向沖擊(也稱進程沖擊)。正向沖擊由于是高溫、高壓氣流,因此,能造成人員傷亡、巷道和設(shè)施破壞,還能揚起大量煤塵使之參與爆炸,從而造成更大的破壞,還可點燃坑木或其他可燃物而引起火災(zāi)。
3 控制瓦斯爆炸事故的技術(shù)措施
瓦斯爆炸事故的防治可分為預(yù)防爆炸和抑制爆炸
3.1 優(yōu)化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)及通風(fēng)系統(tǒng),防治瓦斯積聚,進行瓦斯抽放,加強瓦斯?jié)舛群突鹪幢O(jiān)測,防止點火源的出現(xiàn)等。
3.2 抑制爆炸主要采用隔爆抑爆裝置將瓦斯爆炸限制在一定范圍內(nèi),從而減少人員傷亡和災(zāi)害事故所造成的損失。
3.3 加強通風(fēng)管理,使井下各地點瓦斯?jié)舛榷疾怀^規(guī)定,是防止瓦斯積聚、爆炸的一項極為重要的和有效的措施:
3.1.1建立合理、完善的通風(fēng)系統(tǒng)要做到穩(wěn)定、連續(xù)的向井下所有用風(fēng)地點供風(fēng),并保持足夠風(fēng)量。
3.1.2實行分區(qū)通風(fēng)各水平、各采區(qū)(面)都要有單獨的回風(fēng)道,使污濁風(fēng)流直接進入采區(qū)回風(fēng)道或礦井總回風(fēng)道,而不得串入其他釆掘工作面。
3.1.3及時建筑和管理好通風(fēng)構(gòu)筑物對風(fēng)門、風(fēng)橋、擋風(fēng)墻、凋節(jié)風(fēng)窗等,要保證規(guī)格質(zhì)量,并應(yīng)經(jīng)常檢查維修,以保持完好,還應(yīng)根據(jù)需要,及時調(diào)量。
3.1.4加強局部通風(fēng)管理,掘進工作面采取壓入式通風(fēng),風(fēng)筒出口按規(guī)定接到工作面,及時沖淡瓦斯的涌出。
3.4 調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng), 巷道貫通后要及時調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng),嚴防風(fēng)流短路或風(fēng)量不足引起瓦斯積聚。加強和搞好礦井瓦斯管理是防止瓦斯爆炸的關(guān)鍵環(huán)節(jié),必須做到以下幾點:
3.4.1建全機構(gòu),完善制度,要有適應(yīng)通風(fēng)瓦斯管理要求的組織機構(gòu)和一支專業(yè)隊伍,配足瓦斯檢查人員;還必須建立一套較完善的瓦斯檢查與管理制度及相應(yīng)的獎懲規(guī)定,并認真執(zhí)行。
3.4.2強化現(xiàn)場瓦斯檢查,要求瓦斯員在低瓦斯礦井中,每班至少檢查2次,高瓦斯礦井中每班至少3次檢查,有煤與瓦斯突出危險的采堀工作面及瓦斯涌出較大、變化異常的采掘工作面,必須有專人經(jīng)常檢查,并安設(shè)甲烷斷電儀。 防止和及時發(fā)現(xiàn)、處理局部瓦斯積聚,嚴禁超限作業(yè)。
3.4.3嚴格執(zhí)行區(qū)域巡回檢查瓦斯和檢查次數(shù)的規(guī)定;控制各處風(fēng)流瓦斯?jié)舛燃俺迺r必須采取相應(yīng)措施的規(guī)定;停電檢修或臨時停工停風(fēng)必須采取排放瓦斯措施的規(guī)定;“一炮三檢”、“三人連鎖放炮”和巷道貫通以及盲巷管理的規(guī)定等都必須嚴格遵守。
3.5隔爆措施
礦井隔爆抑爆裝置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障,當(dāng)瓦斯爆炸發(fā)生后,依靠預(yù)先設(shè)置的裝置可以阻止爆炸的傳播,限制火焰的傳播范圍,主要有被動式隔爆棚和自動抑爆裝置。
3.5.1被動式隔爆棚。隔爆巖粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、安裝方便,因而得到了廣泛的使用,其中隔爆水袋棚的使用最為廣泛。
3.5.2自動式抑爆裝置。使用壓力或溫度傳感器,在爆炸發(fā)生時探測爆炸波,及時將預(yù)先放置的水、巖粉、N2 . CO2等噴灑到巷道中,從而達到抑制爆炸火焰?zhèn)鞑サ哪康摹H鏩GB-Y型自動隔爆裝置采用高壓氮氣引射消焰劑,能將爆炸限制在距爆源40-60m之內(nèi);YBW-1型無電源觸發(fā)式抑爆裝置,適合安裝在距爆源20-45m的巷道中;ZYB-S型自動產(chǎn)氣式抑爆裝置采用實時產(chǎn)氣原理,當(dāng)傳感器接收到燃燒或爆炸火焰時,觸發(fā)氣體發(fā)生器快速產(chǎn)生的高壓氣體噴灑消焰劑,抑制火焰的傳播。
4 結(jié)束語
2、引火源溫度為650攝氏度至750攝氏度;
3、空氣中氧氣濃度大于百分之十二。
防止瓦斯爆炸的措施:
1、優(yōu)化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)及通風(fēng)系統(tǒng),防止瓦斯積聚。
1煤礦安全生產(chǎn)現(xiàn)狀
我國煤炭行業(yè)大多是井工開采,開采過程中面臨著瓦斯、水害、火災(zāi)等自然災(zāi)害的影響,而瓦斯是“五大災(zāi)害”之最。近一個時期,國家采取了一系列重大舉措,煤炭行業(yè)安全生產(chǎn)狀況總體上呈現(xiàn)出相對穩(wěn)定、趨于好轉(zhuǎn)的發(fā)展態(tài)勢。但由于我國煤礦安全生產(chǎn)基礎(chǔ)比較薄弱,煤礦安全生產(chǎn)形勢依然嚴峻,煤礦安全生產(chǎn)重(特)大事故時有發(fā)生,尤其是瓦斯事故。本文從瓦斯性質(zhì)、危害、爆炸條件作手,歸納分析了煤礦瓦斯爆炸的預(yù)防措施。
2 瓦斯性質(zhì)、危害及其爆炸條件
2.1瓦斯性質(zhì)
礦井瓦斯是指礦井中主要由煤層氣構(gòu)成的以甲烷(CH4)為主的有害氣體,有時單獨指甲烷(沼氣),煤礦井下的瓦斯來自煤層和煤系地層,它主要是腐植型有機物在成煤過程中生成的氣體。
瓦斯是無色、無味、無臭、可以燃燒和爆炸的氣體,難溶于水,易于擴散,滲透能力是空氣的1.6倍,瓦斯較空氣輕,通常是積聚在巷道的上部及高頂處,不助燃也不能維持呼吸,能使人因缺氧而窒息,并能發(fā)生燃燒或爆炸。是煤礦的主要災(zāi)害之一。
2.2瓦斯危害
礦井瓦斯的危害主要有:一是燃燒,引起礦井火災(zāi);二是爆炸,產(chǎn)生高溫沖擊波和大量有毒有害氣體,導(dǎo)致礦毀人亡;三是濃度過高會導(dǎo)致人員窒息,甚至死亡;四是煤(巖)與瓦斯突出會摧毀、堵塞巷道、甚至引起人員窒息死亡、瓦斯(煤塵)爆炸。
2.3瓦斯爆炸的條件
一是瓦斯空氣混合氣體中氧氣體積分數(shù)達到12%以上;二是在正常條件下的弱火源點然時,瓦斯空氣混合氣體中瓦斯爆炸范圍為5%至12%,最佳爆炸體積分數(shù)為9.5%左右,在強火源引爆時,瓦斯爆炸的范圍顯著擴大,最佳爆炸體積分數(shù)為8.5%~10%左右,當(dāng)混合氣體混入其他爆炸性氣體時,瓦斯爆炸的下限會降低;三是遇到明火,點火溫度達到650度以上。
3預(yù)防措施
3.1防止瓦斯集聚
局部地點的瓦斯?jié)舛冗_到2%,體積達到0.5m3就是瓦斯集聚。而防止瓦斯集聚的根本措施就是加強通風(fēng)。
(1)必須嚴格加強礦井的通風(fēng)管理,定期測風(fēng)、合理分風(fēng),確保井下各用風(fēng)地點有合理的風(fēng)量。嚴防瓦斯超限和瓦斯集聚。
(2)礦井必須采用機械通風(fēng),必須保證主要通風(fēng)機連續(xù)運轉(zhuǎn),配備同等能力的備用風(fēng)機,并能保證備用風(fēng)機能在10min內(nèi)啟動,以免礦井因停風(fēng)而造成瓦斯集聚。
(3)加強對局部通風(fēng)機的管理,嚴禁任意開停,設(shè)備檢修,停電、停風(fēng)要有計劃。避免掘進工作面因停電、停風(fēng)而造成掘進工作面瓦斯集聚。
(4)采掘面要按需分風(fēng),通風(fēng)巷道要及時維護,確保通風(fēng)順暢,嚴禁單臺局扇多頭供風(fēng),風(fēng)筒出口距工作面符合規(guī)定等,以防止采掘面因風(fēng)量小、風(fēng)速低而導(dǎo)致瓦斯集聚。
(5)嚴格按工程質(zhì)量要求構(gòu)筑風(fēng)門、風(fēng)橋、調(diào)節(jié)風(fēng)窗、檔風(fēng)強等通風(fēng)設(shè)施,合理設(shè)置通風(fēng)構(gòu)筑物,嚴禁自然通風(fēng)、括散通風(fēng)、無回風(fēng)道獨眼井以及不符合規(guī)定的串聯(lián)通風(fēng)等不合理通風(fēng),避免瓦斯集聚。
(6)采空區(qū)和盲巷往往積存有大量高體積分數(shù)瓦斯,在氣壓變化或冒頂時使其涌出或突然壓出而造成瓦斯事故,所以對采空區(qū)和盲巷要及時密閉。
(7)采煤工作面上隅角因風(fēng)速低、風(fēng)量不足,容易形成瓦斯集聚,可采取設(shè)置風(fēng)障;引射器抽排;采用專門排放瓦斯巷道等措施,用上述方法不能解決時,必須采取瓦斯抽放。
(8)采煤機附近的瓦斯集聚,可采用水力引射器或環(huán)隙式向機組局部送風(fēng)方式以防瓦斯集聚。
(9)當(dāng)瓦斯涌出量過大,采用通風(fēng)方法不合理時,必須因地制宜地采取瓦斯抽放,并設(shè)法提高瓦斯抽放率,符合《瓦斯抽采達標暫行規(guī)定》要求。
3.2防止瓦斯引燃火源措施
(1)嚴格入井檢身,嚴禁攜帶煙草和點火物品入井;井口房、風(fēng)機房和瓦斯抽放泵房20m范圍內(nèi),不得有明火,井下嚴禁使用燈泡和火爐取暖;礦燈應(yīng)保持完好,井下嚴禁拆開、敲打和撞擊礦燈;井下和井口房內(nèi)不得從事電焊、氣焊和噴燈焊接等工作,如果必須在井下主要硐室、主要進風(fēng)井巷和井口房內(nèi)進行電焊、氣焊和噴燈焊接等工作,必須制定安全技術(shù)措施并符合《規(guī)程》規(guī)定;采空區(qū)和盲巷要及時密閉,密閉要符合工程質(zhì)量要求,嚴格井下火區(qū)管理。
(2)井下爆破作業(yè),必須使用煤礦許用炸藥和煤礦許用電雷管并符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定;打眼、裝藥、封泥和放炮必須嚴格按照爆破說明書進行,爆破說明書必須符合《煤礦安全規(guī)程》要求;嚴禁采用糊炮或明火放炮,嚴禁用炮崩落卡在溜煤眼中的煤、矸。以免放炮產(chǎn)生火花而引燃瓦斯。
(3)防止撞擊、摩擦火花的主要措施有:在摩擦發(fā)熱的部件上安設(shè)過熱保護裝置和溫度檢測報警斷電裝置;使用難引火性合金工具;采煤機截齒避免截割堅硬夾石或硫化鐵夾層;鏈板運輸機的液壓聯(lián)軸節(jié),必須按規(guī)定注油;易溶合金塞溶化后,必須立即排除故障,進行更換。
(4)防止電器火花的措施主要有:井下電器設(shè)備的選用,應(yīng)符合《規(guī)程》要求,井下不得帶電檢修、搬遷電器設(shè)備;井下供電應(yīng)做到:無雞爪子、羊尾巴和明接頭;有過電流和漏電保護,有螺絲和彈簧墊,有密封圈和擋板,接地裝置符合要求;電纜懸掛整齊,設(shè)備硐室清潔整齊;防護裝置全,絕緣用具全,圖紙資料全,煤電鉆要有綜合保護,局部風(fēng)機實行風(fēng)電、瓦電閉鎖。
4 結(jié)語
只要我們根據(jù)瓦斯的來源,嚴格按法律、法規(guī)、規(guī)章和標準要求進行分源治理,掌握瓦斯爆炸發(fā)生和發(fā)展規(guī)律并采取有效的防治措施,瓦斯爆炸事故是可控可防的。
參考文獻: