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第一章礦井瓦斯第一節(jié)礦井瓦斯基礎(chǔ)知識(shí) 一 瓦斯和瓦斯的性質(zhì)1 礦井瓦斯的概念礦井中主要由煤層氣構(gòu)成的以甲烷為主的有害氣體 有時(shí)單獨(dú)指甲烷 2 礦井瓦斯的性質(zhì) 瓦斯是一種無(wú)色 無(wú)味 無(wú)嗅的氣體 瓦斯具有燃燒性和爆炸性 瓦斯具有很強(qiáng)的擴(kuò)散性和滲透性 擴(kuò)散速度是空氣的1 34倍 當(dāng)瓦斯?jié)舛葹?3 時(shí) 空氣中相應(yīng)的氧氣濃度將降到12 當(dāng)瓦斯?jié)舛葹?7 時(shí) 相應(yīng)的氧氣濃度被沖淡降到9 密度小 0 716kg m3 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 為空氣密度的0 554倍 微溶于水 比瓦斯中其它氣體弱 二 礦井瓦斯的危害 1 煤與瓦斯突出2 瓦斯的燃燒和爆炸3 瓦斯窒息 案例 某礦 330m的52采區(qū)三斜上掘進(jìn)工作面臨時(shí)停工 因水力引射器發(fā)生循環(huán)風(fēng)造成巷道內(nèi)瓦斯積聚 通風(fēng)人員即釘上柵欄并懸掛 嚴(yán)禁入內(nèi) 的警標(biāo) 11月22日11時(shí) 采區(qū)3名技術(shù)員為準(zhǔn)備復(fù)工 闖進(jìn)柵欄 檢查情況 當(dāng)走進(jìn)44m 盲巷全長(zhǎng)69m 處時(shí) 全部窒息死亡 直到第二天才被發(fā)現(xiàn) 現(xiàn)場(chǎng)取樣分析 其濃度分別為 瓦斯為43 9 二氧化碳為4 3 氧氣為0 9 氮?dú)鉃?0 9 三 瓦斯的存在狀態(tài) 1 游離狀態(tài) 1 游離瓦斯 2 吸著瓦斯 3 吸收瓦斯 2 吸附狀態(tài) 在煤層未受采掘影響 仍處于原始平衡狀態(tài)的條件下 游離和吸附瓦斯處于動(dòng)平衡狀態(tài) 各自所占的比例主要取決于壓力的大小 當(dāng)溫度 壓力等外界條件發(fā)生變化時(shí) 這種相對(duì)穩(wěn)定性即遭到破壞 瓦斯壓力升高 溫度降低時(shí) 部分瓦斯將由游離狀態(tài)轉(zhuǎn)化為吸附狀態(tài) 這種現(xiàn)象稱為吸附 反之 當(dāng)瓦斯壓力降低 溫度升高時(shí) 又會(huì)有部分瓦斯由吸附狀態(tài)轉(zhuǎn)化為游離狀態(tài) 這種現(xiàn)象稱為解吸 四 礦井瓦斯等級(jí) 1 低瓦斯礦井 相對(duì)瓦斯涌出量小于或等于10m3 t 絕對(duì)瓦斯涌出量小于或等于40m3 min 2 高瓦斯礦井 相對(duì)瓦斯涌出量大于10m3 t 絕對(duì)瓦斯涌出量大于40m3 min 3 煤 巖 與瓦斯 二氧化碳 突出礦井 作業(yè) 1 瓦斯有哪些性質(zhì) 礦井瓦斯有哪些危害 2 礦井瓦斯存在的狀態(tài)有幾種 3 礦井瓦斯等級(jí)是如何劃分的 第二節(jié)礦井瓦斯爆炸及防治 一 瓦斯爆炸的概念瓦斯爆炸就是空氣中的氧氣與瓦斯進(jìn)行劇烈氧化反應(yīng)的結(jié)果 CH4 2O2 CO2 2H2O 882 6kJ mol 或CH4 2O2 O2 4N2 CO2 2H2O 8N2 882 6kJ mol 第二節(jié)礦井瓦斯爆炸 一 瓦斯爆炸的機(jī)理瓦斯爆炸就其本質(zhì)來(lái)說(shuō) 是一定濃度的瓦斯和空氣中的氧氣在一定溫度下發(fā)生的劇烈氧化反應(yīng) CH4 2O2 CO2 2H2O 882 6kJ mol或CH4 2O2 O2 4N2 CO2 2H2O 8N2 882 6kJ mol 二 瓦斯爆炸的條件 1 一定的瓦斯?jié)舛?瓦斯?jié)舛仍? 16 可燃性氣體的混入爆炸性煤塵的混入惰性氣體的混入 2 一定的引火溫度 引火溫度一般為650 750 混和氣體的初始溫度瓦斯?jié)舛扰c引火溫度混和氣體的壓力火源性質(zhì) 3 充足的氧氣含量 氧氣濃度大于12 三 瓦斯爆炸的危害 產(chǎn)生高溫產(chǎn)生高壓產(chǎn)生大量的有毒有害氣體 四 瓦斯爆炸的預(yù)防措施 1 防止瓦斯積聚的措施 1 加強(qiáng)通風(fēng) 2 加強(qiáng)檢查工作 3 對(duì)瓦斯含量大的煤層 進(jìn)行瓦斯抽采 降低煤層及采空區(qū)的瓦斯涌出量 2 防止瓦斯引燃的措施 1 井口房 瓦斯抽放站及主要通風(fēng)機(jī)房周圍20m內(nèi)禁止使用明火 2 瓦斯礦井要使用安全照明燈 井下禁止打開(kāi)礦燈 禁止攜帶煙草及點(diǎn)火工具下井 3 嚴(yán)格管理井下火區(qū) 4 嚴(yán)格執(zhí)行放炮制度 5 嚴(yán)格掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)機(jī)管理工作 局部通風(fēng)機(jī)要設(shè)有風(fēng)電閉鎖裝置 6 瓦斯礦井的電氣設(shè)備要符合 煤礦安全規(guī)程 關(guān)于防爆性能的規(guī)定 7 隨采礦機(jī)械化程度的提高 防止機(jī)械摩擦火花引燃瓦斯顯得日益重要 3 防止瓦斯災(zāi)害事故擴(kuò)大的措施 1 通風(fēng)系統(tǒng)力求簡(jiǎn)單 實(shí)行分區(qū)通風(fēng) 各水平 各采區(qū)和工作面應(yīng)有獨(dú)立的進(jìn) 回風(fēng)巷 無(wú)用的巷道應(yīng)及時(shí)封閉 特別是連通進(jìn) 出風(fēng)井和總進(jìn) 回風(fēng)流的巷道都必須砌筑兩道擋風(fēng)墻 以防止瓦斯爆炸勸風(fēng)流短路 2 主要局部通風(fēng)機(jī)必須裝有反風(fēng)設(shè)備 并應(yīng)定期進(jìn)行試驗(yàn) 為了保證實(shí)現(xiàn)反風(fēng) 連通主要進(jìn) 回風(fēng)流的巷道內(nèi)要裝設(shè)兩道方向相反的風(fēng)門 雙向風(fēng)門 3 要?jiǎng)?chuàng)造條件實(shí)現(xiàn)區(qū)域性反風(fēng) 4 裝有局部通風(fēng)機(jī)的井口 必須設(shè)置防爆門 以防止爆炸波沖毀局部通風(fēng)機(jī) 5 采掘工作面不經(jīng)批準(zhǔn) 不許使用串聯(lián)通風(fēng) 6 設(shè)置水棚或巖粉柵 巖粉帶 使瓦斯或煤塵爆炸的范圍減小 7 一旦發(fā)生瓦斯爆炸 局部通風(fēng)機(jī)一定要保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài) 盡一切力量恢復(fù)由于爆炸而混亂的通風(fēng)系統(tǒng) 8 發(fā)生瓦斯爆炸時(shí) 災(zāi)區(qū)人員要鎮(zhèn)靜 應(yīng)盡快地帶上自救器 無(wú)自救器的用濕毛巾掩住口鼻 逆著沖擊波的方向迅速進(jìn)入就近的避難硐室等待搶救 在硐室中精神要放松 案例 2005年2月14日15時(shí)01分 阜新礦業(yè) 集團(tuán)