瓦斯爆炸及其預(yù)防

—瓦斯爆炸及其預(yù)防一、瓦斯爆炸過(guò)程及其危害１.瓦斯爆炸的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程瓦斯爆炸是肯定濃度的甲烷和空氣中的氧氣在高溫?zé)嵩吹淖饔孟掳l(fā)生劇烈氧化反應(yīng)的過(guò)程。礦井瓦斯爆炸是一種熱－鏈反應(yīng)過(guò)程（也稱連鎖反應(yīng)）。２.瓦斯爆炸的產(chǎn)生與傳播過(guò)程爆炸性的混合氣體與高溫火源同時(shí)存在，初燃（初爆）→焰面→沖擊波→新的爆炸混合物３、瓦斯爆炸的危害礦內(nèi)瓦斯爆炸的有害因素是，高溫、沖擊波和有害氣體。焰面是巷道中運(yùn)動(dòng)著的化學(xué)反應(yīng)區(qū)和高溫氣體，其速度大、溫度高。從正常的燃燒速度（1～2.5m/s）到爆轟式傳播速度（2500m/s）。焰面溫度可高達(dá)2150～2650°C。焰面經(jīng)過(guò)之處，人被燒死或大面積燒傷，可燃物被點(diǎn)燃而發(fā)生火災(zāi)。沖擊波鋒面壓力由幾個(gè)大氣壓到20大氣壓，前向沖擊波疊加和反射時(shí)可達(dá)XXX大氣壓。其傳播速度總是大于聲速，所到之處造成人員傷亡，裝備和通風(fēng)設(shè)備損壞，巷道垮塌。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份為O26％～10％，N282％～88％，CO24％～8％，CO2％～4％。假如有煤塵參與爆炸，CO的生成量更大，往往成為人員大量傷亡的主要原因。二、瓦斯爆炸的主要參數(shù)1、瓦斯的爆炸濃度在正常的大氣環(huán)境中，瓦斯只在肯定的濃度范圍內(nèi)爆炸，這個(gè)濃度范圍稱瓦斯的爆炸界限，其最低濃度界限叫爆炸下限，其最高濃度界限叫爆炸上限，瓦斯在空氣中的爆炸下限為5～6％，上限為14～16％。瓦斯爆炸界限不是固定不變的，它受到很多因素的影響，其中重要的有：（1）氧的濃度正常大氣壓和常溫時(shí)，瓦斯爆炸濃度與氧濃度關(guān)系，如柯瓦德爆炸三角形所示（圖9-6-1）。氧濃度降低時(shí)，爆炸下限改變不大（BE線）爆炸上限則明顯降低（CE線）。氧濃度低于12％時(shí)，混合氣體就失去爆炸性。（2）其它可燃?xì)怏w混合氣體中有兩種以上可燃?xì)怏w同時(shí)存在時(shí)，其爆炸界限確定于各可燃?xì)怏w的爆炸界限和它們的濃度?？捎晒角蟪觯篘1、N2、N3...Nn——分別為各可燃?xì)怏w的爆炸上限或下限，％；（3）煤塵煤塵具有爆炸危險(xiǎn)，300～400℃時(shí)就能從煤塵內(nèi)揮發(fā)出多種可燃?xì)怏w，形成混合的爆炸氣體，使瓦斯的爆炸危險(xiǎn)性增加.（4）空氣壓力爆炸前的初始?jí)毫?duì)瓦斯爆炸上限有很大影響?？杀詺怏w壓力增高，使其分子間距更為接近，碰撞幾率增高。（5）惰性氣體可以降低瓦斯爆炸的危險(xiǎn)性。2、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)燃能量確定于空氣中的瓦斯?jié)舛?，瓦?空氣混合氣體的最低點(diǎn)燃溫度，絕熱壓縮時(shí)565℃，其它情況時(shí)650℃。最低點(diǎn)燃能量為0.28mJ。3、瓦斯的引火延遲性引火延遲性：瓦斯與高溫?zé)嵩唇佑|后，不是立刻燃燒或爆炸，而是要經(jīng)過(guò)一個(gè)很短的間隔時(shí)間，這種現(xiàn)象叫引火延遲性，間隔的這段時(shí)間稱感應(yīng)期.安全意義：在井下高溫?zé)嵩词遣恍蟹乐沟?，但關(guān)鍵是掌握其存在時(shí)間在感應(yīng)期內(nèi)。例如，運(yùn)用安全炸藥爆炸時(shí)，其初溫能到達(dá)20XX℃左右，但高溫存在時(shí)間只有16-6～10-7s，都小于瓦斯的爆炸感應(yīng)期，所以不會(huì)引起瓦斯爆炸。假如炸藥質(zhì)量不合格，炮泥充填不緊或放炮操作不當(dāng)，就會(huì)延長(zhǎng)高溫存在時(shí)間，一旦時(shí)間，超過(guò)感應(yīng)期，就能發(fā)生瓦斯燃燒或爆炸事故三、煤礦井下瓦斯爆炸事故原因分析1、火源井下的一切高溫?zé)嵩础姎?、放炮、摩擦、靜電2、發(fā)生地點(diǎn)掘進(jìn)工作面占80%~90%，采煤工作面占10%~20%采煤工作面發(fā)生地點(diǎn)上隅角，采煤機(jī)藥割附近掘進(jìn)面發(fā)生的原因：一方面是這些地點(diǎn)采納局扇通風(fēng)，假如局扇停止運(yùn)轉(zhuǎn)、風(fēng)筒末端距工作面較遠(yuǎn)、風(fēng)筒漏風(fēng)太大或局扇供風(fēng)力量不夠，以致風(fēng)量缺乏或風(fēng)速過(guò)低，瓦斯簡(jiǎn)單積聚。另一方面，放炮，掘進(jìn)機(jī)械，局扇，電鉆等的操作管理，如不符合規(guī)定，簡(jiǎn)單產(chǎn)生高溫火源。四、預(yù)防瓦斯爆炸的措施（一）防止瓦斯積聚所謂瓦斯積聚是指瓦斯?jié)舛瘸^(guò)2％，其體積超過(guò)0.5m3的現(xiàn)象。1、搞好通風(fēng)有效地通風(fēng)是防止瓦斯積聚的最根本最有效方法。瓦斯礦井必需做到風(fēng)流穩(wěn)定，有充足的風(fēng)量和風(fēng)速，防止循環(huán)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2、按時(shí)處理局部積存的瓦斯1）采面上隅角瓦斯積聚處理；（1）迫使一部分風(fēng)流流經(jīng)工作面上隅角，將該處積存的瓦斯沖淡排出（2）全負(fù)壓引排法（3）高瓦斯工作面采納并聯(lián)摻新的通風(fēng)系統(tǒng)（4）上隅角排放瓦斯2）綜采面處理（1）加大工作面風(fēng)量。例如有些工作面風(fēng)量高達(dá)1500～20XXm3/min。為此，應(yīng)擴(kuò)大風(fēng)巷斷面與控頂寬度，轉(zhuǎn)變工作面的通風(fēng)系統(tǒng)，增加進(jìn)量。（2）防止采煤機(jī)附近的瓦斯積聚?？蓪?shí)行以下措施：增加工作面風(fēng)速或采煤機(jī)附近風(fēng)速。國(guó)外有些研討人員認(rèn)為，只要實(shí)行有效的防塵措施，工作面最大答應(yīng)風(fēng)速可提高到6m/s。工作面風(fēng)速不能防止采煤機(jī)附近瓦斯積聚時(shí)，應(yīng)采納小型局扇或風(fēng)、水引射器加大機(jī)器附近的風(fēng)速。采納下行風(fēng)防止采煤機(jī)附近瓦斯更簡(jiǎn)單積聚。3）頂板附近層狀積聚處理（1）加大巷道的平均風(fēng)速，使瓦斯與空氣充足地紊流混合。一般認(rèn)為，防止瓦斯層狀積聚的平均風(fēng)速不得低于0.5～1m/s。（2）加大頂板附近的風(fēng)速。如在頂梁下面加導(dǎo)風(fēng)板將風(fēng)流引向頂板附近；或沿頂板鋪設(shè)風(fēng)筒，每隔一段距離接一短管；或鋪設(shè)接有短管的壓氣管，將積聚的瓦斯吹散；在集中瓦斯源附近裝設(shè)引射器。（3）將瓦斯源封閉隔絕。假如集中瓦斯源的涌出量不大時(shí)，可采納木板和粘土將其填實(shí)隔絕，或注入砂漿等凝固材料，堵塞較大的裂隙。4）頂板冒落孔洞內(nèi)積聚處理；用砂土將冒落空間填實(shí)；用導(dǎo)風(fēng)板或風(fēng)筒接岔（俗稱風(fēng)袖）引入風(fēng)流吹散瓦斯。5）恢復(fù)有大量瓦斯積存盲巷或打開(kāi)封閉3.抽放瓦斯4.常常檢查瓦斯?jié)舛群屯L(fēng)狀況（二）防止瓦斯