礦井瓦斯爆炸及防治

礦井瓦斯爆炸及防治平煤天安安培中心杜春立主要內(nèi)容

一、礦井瓦斯基礎(chǔ)知識(shí)

二、礦井瓦斯爆炸及防治

三、排放瓦斯的方法學(xué)習(xí)本課程的意義眾所周知，全國(guó)除了交通事故就數(shù)煤礦事故，礦井自然災(zāi)害包括水、火、瓦斯、塌方、粉塵、突出、地?zé)岬?，直接威脅、吞噬著礦工的生命，其中瓦斯災(zāi)害最為嚴(yán)重。如：1960年11月28日，平頂山五礦發(fā)生瓦斯爆炸，死亡187人。1981年12月24日，平頂山五礦發(fā)生瓦斯爆炸，死亡133人。1993年5月8日，平煤十一礦發(fā)生瓦斯爆炸，39人遇難。1996年5月21日，平煤十礦發(fā)生瓦斯爆炸事故，84人遇難。2004年2月14日，省阜新礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司孫家灣煤礦海州立井“2.14”特別重大瓦斯爆炸事故,214人死亡。2004年10月20日。鄭煤大平煤礦“10.20”特大煤與瓦斯突出引起瓦斯爆炸事故概況，148人死亡。2010年3月31日，伊川縣“3·31”某礦井下發(fā)生煤與瓦斯突出事故，突出的瓦斯流從風(fēng)井沖出地面后，在井口附近遇火爆炸，四十多人遇難。

一、礦井瓦斯基礎(chǔ)知識(shí)（一）瓦斯的定義瓦斯是指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（CH4）。（二）瓦斯的主要性質(zhì)

1.瓦斯是一種無色、無味、無嗅、無毒的窒息氣體，比空氣輕，瓦斯具有比較強(qiáng)的滲透性和擴(kuò)散性。2.在一定條件下遇火能燃燒和爆炸。

復(fù)習(xí)題

一、判斷題1.礦井瓦斯中只有甲烷一種氣體。（）2.人處在瓦斯?jié)舛容^高的環(huán)境中時(shí)，會(huì)使人中毒。（）3.瓦斯往往積聚在巷道頂部、冒落空間和上山掘進(jìn)工作面。（）4.采煤工作面瓦斯積聚通常首先發(fā)生在上隅角處。（）

5.瓦斯是無色氣體，但人可以通過嗅覺器官感知瓦斯的存在。（）6.空氣中的瓦斯只能依靠檢測(cè)儀器來測(cè)定。（）

二、單項(xiàng)選擇題1.下列哪項(xiàng)不屬于井下容易發(fā)生局部瓦斯積聚的地點(diǎn)（）。A．采煤工作面上隅角B．頂板冒落空洞C．臨時(shí)停風(fēng)的掘進(jìn)巷道D．井底車場(chǎng)

2.就密度而言，瓦斯與空氣相比，（）。A.瓦斯比空氣輕B.瓦斯比空氣重C.瓦斯比空氣略輕3.瓦斯可以作為燃料使用，是應(yīng)為瓦斯本身具有（）。A.窒息性B.擴(kuò)散性C.燃燒性

（三）瓦斯的存在狀態(tài)

兩種狀態(tài)的關(guān)系：

壓力升高、溫度降低游離狀態(tài)吸附狀態(tài) 壓力降低、溫度升高在自然條件下，游離瓦斯占10％，吸附瓦斯占90％。 （四）礦井瓦斯涌出

1.礦井瓦斯涌出形式（1）普通涌出；（2）特殊涌出：①瓦斯噴出；②煤與瓦斯突出。

2、礦井瓦斯涌出量的表示方法:（1）礦井絕對(duì)瓦斯涌出量：QCH4=Q總×C％(m3/min)（2）礦井相對(duì)瓦斯涌出量：

qCH4＝（m3/t）

3.影響瓦斯涌出量的因素：（1）煤層瓦斯含量越大，瓦斯涌出量越大。（2）地面大氣壓力降低，井下瓦斯涌出量增大；反之減少。（3）開采深度與開采規(guī)模越大，瓦斯涌出量越大。

（4）厚煤層分層開采時(shí)，首先開采的分層瓦斯涌出量大。（5）采用冒落法管理采空區(qū)頂板時(shí)，比采用充填法管理采空區(qū)頂板時(shí)的瓦斯涌出量大。（5）在整個(gè)采掘生產(chǎn)工序中，落煤工序的瓦斯涌出量最大。（五）礦井瓦斯等級(jí)的劃分

1.瓦斯礦井同時(shí)滿足以下條件的礦井為瓦斯礦井：

（1）礦井相對(duì)瓦斯涌出量小于或等10m3/t；（2）礦井絕對(duì)瓦斯涌出量小于或等于40m3/min；（3）礦井各掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量均小于或等于3m3/min；（4）礦井各采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量均小于或等于5m3/min。

2.高瓦斯礦井

滿足下列條件之一的礦井為高瓦斯礦井：（1）礦井相對(duì)瓦斯涌出量大于10m3/t；

（2）礦井絕對(duì)瓦斯涌出量大于40m3/min；（3）礦井任一掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于3m3/min；（4）礦井任一采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于5m3/min。（5）發(fā)生過瓦斯噴出現(xiàn)象。

3.突出礦井（1）發(fā)生過煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出的；

（2）經(jīng)鑒定具有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出煤層的；

（3）依照有關(guān)規(guī)定按突出礦井管理，在規(guī)定期限內(nèi)未進(jìn)行突出鑒定的。

復(fù)習(xí)題

一、判斷題1.采用垮落法管理頂板時(shí)，瓦斯涌出量較大。（）2.地面大氣壓的變化不會(huì)影響井下瓦斯的涌出。（）3.瓦斯涌出量的變化與工作面采煤工藝無關(guān)。（）4.在一定溫度下，瓦斯壓力升高，煤吸附瓦斯量將大幅度增加。（）二、單項(xiàng)選擇題

1.一般來說，煤層埋藏越深煤層瓦斯含量（）。A.越大B.越小C.與煤層埋藏深度無關(guān)2.一般來說，有地下水活躍的礦區(qū)，煤層瓦斯含量（）。A.較大B.較小C.與地下水活躍程度無關(guān)

3.一般來說，如煤層頂?shù)装鍡l件相同，煤的變質(zhì)程度越高，煤層瓦斯含量（）。A．越大B．越小C．與煤的變質(zhì)程度無關(guān)4.地面大氣壓力突然降低時(shí)，井下煤層瓦斯涌出量將（）。A．無變化B．減少C．增大

5.在瓦斯礦井的同一采煤工作面，采煤機(jī)械化程度越高,工作面瓦斯涌出量（）。A．越小B．越大C．與采煤機(jī)械化程度無關(guān)6.采空區(qū)的瓦斯涌出量與采煤工作面的出采率（）。A．無關(guān)B．成正比C成反比

7．在同一采采煤工作面，落煤工序比其他工序瓦斯涌出量（）。A．無明顯變化B．會(huì)減少C．會(huì)增加8．采用負(fù)壓通風(fēng)（抽出式）的礦井，其瓦斯涌出量與其通風(fēng)壓力（）。A．成正比B．成反比C．無關(guān)二、礦井瓦斯爆炸及防治☆

（一）礦井瓦斯爆炸的條件1.一定濃度的瓦斯：5～16％CH4。2.高溫?zé)嵩矗阂话阍?50℃～750℃以上。3.足夠的氧氣：O2＞12％。

（二）影響爆炸界限的因素：1.爆炸性煤塵、可燃性氣體的混入，會(huì)使瓦斯爆炸的下限濃度降低，上限濃度升高。2.惰性氣體的混入，會(huì)使瓦斯爆炸的下限濃度升高，上限濃度降低。（三）瓦斯爆炸的主要危害1.爆炸產(chǎn)生高溫；2.爆炸產(chǎn)生高壓沖擊波；3.爆炸產(chǎn)生大量有毒有害氣體。復(fù)習(xí)題

一、判斷題

1.有其他可燃?xì)怏w的混人往往使瓦斯的爆炸下限降低。（）2.因?yàn)榉蹓m是固體，所以飄浮在空氣中的煤塵不會(huì)降低瓦斯的爆炸下限。（）3.惰性氣體的加人可以升高瓦斯爆炸的下限，降低其上限。（）二、單項(xiàng)選擇題

1.瓦斯爆炸的濃度界限為（）。A．5～10%B．5～12%C．5～16%2．經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，瓦斯爆炸威力最大的瓦斯?jié)舛葹椋ǎ．7.0%B．9.5%C．11%

（三）防治瓦斯爆炸的措施1.防止瓦斯積聚的措施：局部瓦斯積聚是指局部空間(體積大于0.5m3)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到或超過2%的現(xiàn)象。（1）加強(qiáng)通風(fēng)；（2）加強(qiáng)檢查、監(jiān)測(cè)；（3）及時(shí)處理局部積存的瓦斯；（4）加強(qiáng)抽放。①處理巷道冒落空洞中瓦斯積聚a.導(dǎo)鳳板引鳳法。b.充填置換法。c.鳳筒分支排除法。②處理采面上隅角的瓦斯積聚a.鳳障導(dǎo)風(fēng)法。b.鳳筒導(dǎo)排風(fēng)流法。c.尾巷排放瓦斯法。d.瓦斯抽放法。

2.防止瓦斯引燃的措施：（1）嚴(yán)格明火管理；（2）嚴(yán)格機(jī)電防爆管理；（3）嚴(yán)格井下放炮管理；（4）嚴(yán)防發(fā)生摩擦和撞擊火花；（5）嚴(yán)格火區(qū)管理。

3.防止瓦斯爆炸事故擴(kuò)大的措施（1）實(shí)行分區(qū)風(fēng)；（2）編制礦井災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃；（3）設(shè)置隔爆設(shè)施；（4）主要通風(fēng)機(jī)出風(fēng)口裝設(shè)防爆門；（5）入井人員佩帶自救器。復(fù)習(xí)題

一、判斷題

1.礦井必須從采掘生產(chǎn)管理上采取措施，防止瓦斯積聚（）2.“先抽后采、以風(fēng)定產(chǎn)、監(jiān)測(cè)監(jiān)控”是瓦斯綜合治理的十二字方針。（）3．局部瓦斯積聚是指在0.5m3以上的空間中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1％。（×）二、單項(xiàng)選擇題

1.專用排放瓦斯巷內(nèi)不得進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)和設(shè)置（）設(shè)備。A．供水B．電氣C．監(jiān)測(cè)2.“三人連鎖放炮制”是指（）三人以換牌連鎖的方式，互相制約和監(jiān)督，以確保放炮安全的一項(xiàng)管理制度。A．放炮員瓦檢員班組長(zhǎng)B．安檢員瓦檢員放炮員C．區(qū)隊(duì)長(zhǎng)放炮員班組長(zhǎng)

3．采煤工作面因瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定被切斷電源的電氣設(shè)備，必須在瓦斯?jié)舛冉档剑ǎ┮韵聲r(shí)，方可通電啟動(dòng)。A．0.5%B．1.0％C．1.5％D．2.0％4．《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，礦井總回風(fēng)巷或一翼回風(fēng)巷中瓦斯或二氧化碳濃度超過（）時(shí)，必須立即查明原因，進(jìn)行處理。A．0.5%B．0.75％C．1％D．1.5％

三、多選題1．處理采煤工作面回風(fēng)隅角瓦斯積聚的方法有（）。A．掛風(fēng)障引流B．尾巷排放瓦斯法C．風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)法D．移動(dòng)泵站抽放法等

2．對(duì)于巷道中的一些冒落空洞積聚的瓦斯，可用下列（）方法處理。A．充填法B．引風(fēng)法C．風(fēng)筒分支排放法D．提高全風(fēng)壓法

3.防止瓦斯積聚和超限的措施主要有（）。A．加強(qiáng)通風(fēng)B．加強(qiáng)瓦斯檢查與監(jiān)測(cè)C．及時(shí)處理局部積聚的瓦斯D．瓦斯抽放三、排放瓦斯的方法（一）排放瓦斯分級(jí)管理1.CH4＜3%：瓦檢員組織，按安全措施就地排放。2.CH4≥3％：救護(hù)隊(duì)負(fù)責(zé)，按專門排放措施。（二）排放瓦斯執(zhí)行的三個(gè)原則：斷電、撤人、限量。（三）排放瓦斯的程序：1.貫徹措施、落實(shí)責(zé)任。2.斷電、撤人、設(shè)崗警戒。3.現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人向地面指揮人請(qǐng)示，允許后，下令執(zhí)行排放。

4.按措施排放

5.現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人檢查排放效果并向地面指揮報(bào)告，批準(zhǔn)后下令撤崗、恢復(fù)送電，排放結(jié)束。無循環(huán)風(fēng)CH4≤1.5％

（四）控制排放風(fēng)流中瓦斯的方法1.局部通風(fēng)機(jī)直接排放法。2.使用變頻調(diào)速鳳機(jī)直接排放。3.增阻排放法。4.鳳筒接頭調(diào)鳳排放法。