礦井瓦斯危害及其安全風(fēng)險

1、 礦井瓦斯危害及其安全風(fēng)險  礦井瓦斯是煤礦生產(chǎn)過程中的主要擔(dān)心全因素。礦井瓦斯是煤礦生產(chǎn)過程中，從煤、巖內(nèi)涌出的各種氣體的總稱。礦井瓦斯的成分較簡單，除甲烷(可達(dá)8090以上)還含有其他烴類，如乙烷、丙烷，以及二氧化碳和稀有氣體。     瓦斯是一種無色，無味，無臭的氣體，難溶于水。其密度為0.716 kgm3，與空氣的相對密度為0.554，易積聚于巷道的上部。因此，檢查巷道內(nèi)的瓦斯?jié)舛葧r，應(yīng)著重檢查巷道頂板四周和拐角。瓦斯分子直徑小，滲透性很強(qiáng)，為空氣的1.6倍。    瓦斯雖然無毒，但是礦內(nèi)空氣中的瓦斯?jié)舛燃偃绯^40

2、能使人因缺氧而窒息死亡。瓦斯具有燃燒與爆炸性，瓦斯與空氣混合達(dá)到肯定濃度后，遇火能燃燒或爆炸，對礦井威逼很大。井下一旦發(fā)生瓦斯爆炸，產(chǎn)生高溫、高壓和大量有害氣體，形成破壞力很強(qiáng)的沖擊波，不僅造成嚴(yán)峻的人員傷亡，而且會嚴(yán)峻摧毀礦井巷道和井下設(shè)備，還可能引起煤塵爆炸和井下火災(zāi)。還有一些礦井，存在煤與瓦斯突消失象，危害就更大。    在一個礦井中，只要有一個巖層中發(fā)覺瓦斯，該礦井即定為瓦斯礦井。礦井瓦斯等級，根據(jù)礦井相對瓦斯涌出量、礦井肯定瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式，劃分為：    a)低瓦斯礦井：礦井相對瓦斯涌出量10m3t，且礦井肯定瓦斯

3、涌出量40m3min；    b)高瓦斯礦井：礦井相對瓦斯涌出量10m3t，或礦井肯定瓦斯涌出量40m3min；    c)煤(巖)與瓦斯突出礦井：礦井在采掘過程中，只要發(fā)生過一次煤(巖)與瓦斯突出，該礦井即定為煤(巖)與瓦斯突出礦井。    瓦斯從煤層或巖層表面特別微細(xì)的裂隙中緩慢、勻稱而長久地涌出。這種涌出的范圍廣，時間長，涌出量所占比重最大，是瓦斯涌出的主要方式，稱為一般涌出方式。    在很短時間內(nèi)自采掘工作面的局部地區(qū)，突然涌出大量瓦斯或二氧化碳。這種涌出形式對平安

4、生產(chǎn)威逼很大，稱為特別涌出方式。    礦井瓦斯涌出量的大小，取決于自然因素和開采技術(shù)因素的綜合影響。    開采技術(shù)因素對瓦斯涌出的影響主要包括：    (1)開采規(guī)模。當(dāng)開采深度越深時，隨著瓦斯含量的增加，瓦斯涌出量也越大。在瓦斯賦存條件相同時，一般是開拓、開采范圍越大，而瓦斯相對涌出量變化不大。    (2)開采挨次與開采方法。首先開采的煤層(或分層)能排放卸壓鄰近層的瓦斯，因此瓦斯涌出量就大；采納后退式開采程序比前進(jìn)式開采程序時瓦斯涌出量要少。  

5、  (3)生產(chǎn)工藝過程。同一工作面，一般在放炮或割煤時的瓦斯涌出量最高。    (4)通風(fēng)壓力。礦井通風(fēng)壓力的變化對瓦斯涌出量的影響與大氣壓力的影響相像。抽出式通風(fēng)時，瓦斯涌出量隨礦井負(fù)壓的提高而增加；壓入式通風(fēng)時，瓦斯涌出量隨礦井通風(fēng)壓力的降低而增加。    瓦斯爆炸是煤礦生產(chǎn)中最嚴(yán)峻的災(zāi)難之一，假如由于瓦斯爆炸而引起煤塵爆炸，后果更為嚴(yán)峻。礦內(nèi)瓦斯爆炸的有害因素是：焰面、沖擊波和大氣成分的變化。    (1)焰面是巷道中運(yùn)動著的化學(xué)反應(yīng)區(qū)和高溫氣體，其速度變化范圍很大，從正常的燃燒速度(1m

6、s2.5ms)到爆轟式爆炸傳播速度(2500ms)。焰面溫度高達(dá)21502 650。焰面經(jīng)過之處，人被大面積燒傷，可燃物被點(diǎn)燃而發(fā)生火災(zāi)，成為二次火源。    (2)沖擊波是傳播著的聚變壓力，在它通過前，巷道內(nèi)為正常大氣壓，隨著沖擊波的通過，巷道內(nèi)空氣壓力快速上升。沖擊波鋒面壓力由幾個大氣壓到20大氣壓，前向沖擊波疊加和反射時，可達(dá)100大氣壓。其傳播速度總是大于聲速(340ms)。沖擊波造成人員傷亡，支架、設(shè)備和通風(fēng)設(shè)施損壞，巷道跨蹋。    (3)瓦斯爆炸后生成大量有害氣體，某些煤礦分析爆炸后的氣體成分為：氧氣610；氮?dú)?288

7、；二氧化碳48；一氧化碳24。假如有煤塵參加爆炸，一氧化碳的生成量最大，往往成為人員大量傷亡的主要緣由。    瓦斯在新奇空氣中的爆炸下限為56，上限為1416，在新奇空氣時，瓦斯?jié)舛?.5時，混合氣體中的瓦斯和氧全部參加反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)最完全，產(chǎn)生的溫度與壓力最大。瓦斯?jié)舛?8時最簡單爆炸，這個濃度稱為最優(yōu)爆炸濃度。    必需強(qiáng)調(diào)指出，瓦斯的爆炸界限不是固定不變的，它受到很多因素的影響：    a)氧的濃度；    b)其他可燃?xì)怏w的存在；   

8、; c)煤塵；    d)溫度和壓力。    瓦斯空氣混合氣體的最低點(diǎn)燃溫度，絕緣壓縮時565，其他狀況時650。最低點(diǎn)燃能量為0.28mJ。煤礦井下的明火、煤炭自燃、電弧、點(diǎn)火花、赤熱的金屬表面(可達(dá)1500)以及撞擊和摩擦火花，都能點(diǎn)燃瓦斯。此外，采空區(qū)內(nèi)沙巖懸頂冒落時，也能引起瓦斯的燃燒或爆炸。前蘇聯(lián)的討論認(rèn)為，巖石脆性裂開時，它的裂隙可以產(chǎn)生高壓電場(達(dá)108 Vcm數(shù)量級)，電場內(nèi)的電荷流淌，也能導(dǎo)致瓦斯燃燒。發(fā)生瓦斯爆炸的一般規(guī)律為：    a)井下的一切高溫?zé)嵩炊伎梢砸鹜咚谷紵虮?，但?/p>

9、要火源是放炮和機(jī)電    火花。    b)煤礦任何地點(diǎn)都有發(fā)生爆炸的可能性，但大部分爆炸事故發(fā)生在采掘工作面。    c)回采工作面簡單發(fā)生瓦斯爆炸的地點(diǎn)是工作面的上隅角。    煤(巖)與瓦斯突出是采煤過程中發(fā)生的一種煤(巖)和瓦斯的突然運(yùn)動。這是一種極其簡單的動力現(xiàn)象，它是在很短時間(幾秒鐘到幾分鐘)內(nèi)，使采掘工作面的煤、巖壁突然遭到破壞，并從煤、巖層內(nèi)以極快的速度向采空區(qū)噴出大量的煤(巖)和瓦斯，充塞巷道，在采掘工作面煤壁上形成口小肚子大，類似壇子狀的孔洞，噴出煤(巖)和瓦斯時伴有巨大的聲響和強(qiáng)大的沖擊作用，能摧毀巷道設(shè)施、破壞通風(fēng)系統(tǒng)、甚至風(fēng)流逆轉(zhuǎn)。噴出的瓦斯由幾百到幾百萬立方米，能使井巷布滿瓦斯，造成人員窒息，引起瓦斯燃燒或爆炸。噴出的煤、巖由幾噸到幾千噸，甚至萬噸以上。    一般認(rèn)為影響突出的因素有：地質(zhì)構(gòu)造、地壓、瓦斯壓力與含量、煤的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度、水文地質(zhì)、圍巖性質(zhì)，以及外力沖擊及煤的自重等。礦井瓦斯危害緣由    a