礦井瓦斯防治教學(xué)講義

礦井瓦斯防治煤礦安全培訓(xùn)課程之一瓦斯防治瓦斯的概念：瓦斯是指礦井中主要有煤層氣構(gòu)成的以甲烷為主的有害氣體。有時(shí)單獨(dú)之甲烷。瓦斯的性質(zhì)：無色、無味、無臭的氣體，相對密度0．554，能燃燒和爆炸，難溶于水，不助燃也不供給呼吸。瓦斯的危害:（1）瓦斯燃燒。（2）瓦斯爆炸。（3）瓦斯窒息。影響瓦斯涌出量的因素1、煤巖的瓦斯含量。2、大氣壓變化對瓦斯涌出量的影響與瓦斯涌出來源關(guān)系。3、開采規(guī)模。（深度、開拓和開采范圍及產(chǎn)量）規(guī)模與涌出量成正比。4、開采方法。（開采順序、回采方法及生產(chǎn)工藝）先開采，回采率低的涌出量大5、通風(fēng)方法及采空區(qū)的管理。瓦斯噴出的原因及規(guī)律原因1、煤層、巖層構(gòu)造中儲(chǔ)存大量的高壓瓦斯引起噴出（內(nèi)在原因）。2、由于放炮或機(jī)械摩擦震動(dòng)使巖層破裂引起瓦斯噴出。（外在因素）規(guī)律1、一般發(fā)生在地質(zhì)條件復(fù)雜，構(gòu)造破碎帶內(nèi)。2、有征兆:礦壓獲得顯著、堤壩突然骨氣、支架破壞、煤層變軟濕潤、煤壁塌落、片幫掉渣、打鉆夾鉆、瓦斯涌出異常，濃度突大突小、有相聲。礦井瓦斯等級劃分一個(gè)礦井中只要有一個(gè)煤（巖）層發(fā)現(xiàn)瓦斯，該礦井即為瓦斯礦井。瓦斯礦井必須依照瓦斯礦井等級進(jìn)行管理。根據(jù)礦井相對瓦斯涌出量、礦井絕對瓦斯涌出量和涌出形式，可把瓦斯等級分為（1）低瓦斯礦井。礦井相對瓦斯涌出量≤10m3/t且礦井絕對瓦斯涌出量≤40m3/min。(2)高瓦斯礦井。礦井相對瓦斯涌出量＞10m3/t或礦井瓦斯絕對涌出量＞40m3/min。（3）煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井。生產(chǎn)中容易積存瓦斯的區(qū)域回采工作面的上隅角、渡頭掘進(jìn)工作面巷道的上隅角、頂板冒落空間、停風(fēng)的盲巷。瓦斯爆炸及防治措施

◆瓦斯爆炸的概念

瓦斯在高溫火源作用下，與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成二氧化碳和水，放出大量的熱，這些熱量能使反應(yīng)過程中生成的二氧化碳和水蒸氣迅速膨脹，形成高溫、高壓并以極高的速度向外沖擊而產(chǎn)生動(dòng)力現(xiàn)象

瓦斯爆炸的條件1、瓦斯?jié)舛?%~16%（瓦斯和空氣混合后能發(fā)生爆炸的濃度范圍是5%~16%）。2、引爆火源650~750℃。（溫度高于650℃、能量大于0．28mJ和持續(xù)時(shí)間大于瓦斯爆炸感應(yīng)期稱為引起瓦斯爆炸的點(diǎn)火源。3、氧氣濃度大于12%。

◆瓦斯爆炸的危害

——爆炸溫度。瓦斯爆炸的溫度在1850-2650℃之間。這樣的高溫，不僅燒傷人員、燒壞設(shè)備，還可能引起井下火災(zāi)，擴(kuò)大災(zāi)情?！▔毫?。瓦斯爆炸后的壓力約為爆炸前的10倍。在高溫高壓作用下，爆源處的氣體以每秒2500米的速度向外沖擊。伴隨有正向和反向沖擊（火風(fēng)壓），都具有極大的破壞性。——有毒有害氣體。爆炸后產(chǎn)生大量有害氣體。主要成分為：氧氣降低到6-10%、氮?dú)?2-88%，二氧化碳4-8%、一氧化碳2-4%。爆炸后生成大量一氧化碳是造成人員大量死亡的主要原因。

——引起煤塵爆炸。爆炸產(chǎn)生的高溫、高壓作用下，沖擊波以極快速度向四周擴(kuò)散，揚(yáng)起大量煤塵并使之參與爆炸，產(chǎn)生更大的破壞、力和更多的有害氣體。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，很多爆炸事故不是單純的瓦斯爆炸事故，而是煤塵參與了爆炸。

◆瓦斯爆炸的影響因素

——影響爆炸界限的因素

①可燃?xì)怏w的混入。如果有可燃?xì)怏w混入，不僅會(huì)增加爆炸氣體的總濃度，而且會(huì)使爆炸下限降低，擴(kuò)大了爆炸的界限。②爆炸性煤塵的混入。多數(shù)礦井煤塵具有爆炸性。當(dāng)混入煤塵時(shí)，會(huì)使瓦斯爆炸下限降低。如空氣中煤塵含量為3g/m3時(shí)，爆炸下限降到3%。因此，做好防塵工作十分重要。

③惰性氣體的混入?；烊氲?dú)狻⒍趸嫉榷栊詺怏w，可以縮小瓦斯爆炸界限，降低爆炸的危險(xiǎn)性。

——影響引火溫度的因素。

①瓦斯?jié)舛取Ｒ话銇碚f，瓦斯?jié)舛仍?-8%時(shí)其引火溫度最低。②混合氣體壓力。壓力越大，引火溫度就越低。

③火源性質(zhì)。在一定溫度條件下，火源的表面積越大，存在時(shí)間越長，越容易引爆瓦斯。反之，即使火源溫度很高，而存在的時(shí)間較短，也不能引爆瓦斯。這就是瓦斯爆炸的感應(yīng)期。對煤礦安全生產(chǎn)有著重要意義。如煤礦現(xiàn)在使用的毫秒雷管和安全炸藥，就是應(yīng)用這一原理。

④混合氣體的初始溫度。

◆瓦斯爆炸發(fā)生的規(guī)律

據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，礦井內(nèi)任何地點(diǎn)都有發(fā)生瓦斯爆炸的可能性，但90%以上發(fā)生在采掘工作面——瓦斯聚集發(fā)生的原因及地點(diǎn)

①局部通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。這一現(xiàn)象導(dǎo)致瓦斯爆炸的比例最大。主要是管理混亂、任意停開，機(jī)電故障、無計(jì)劃停電停風(fēng)等②風(fēng)筒斷開或嚴(yán)重漏風(fēng)；

③采掘工作面風(fēng)量不足；④風(fēng)流短路；⑤通風(fēng)系統(tǒng)不合理、不完善⑥存有采空區(qū)或盲巷；⑦巷道支架后空間及高頂區(qū)；⑧瓦斯涌出異常；⑨局部地點(diǎn)。

——引爆火源發(fā)生的規(guī)律

①電火花。電火花引起瓦斯爆炸的比重約為40%。其中，礦燈失爆、電纜明接頭及帶電作業(yè)所占比例較大。②放炮火花。放炮火花引起瓦斯爆炸的比率約為40%。主要是炮泥充填不滿、最小抵抗線不夠和放明炮、糊炮等。

③撞擊摩擦火花。因摩擦火花引起的爆炸事故起數(shù)僅次于前兩位。④明火。⑤靜電火花和地面雷擊。

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瓦斯爆炸事故原因分析

——引起瓦斯爆炸的主要原因。違章作業(yè)、違章指揮，安全技術(shù)措施不完善、不落實(shí)，安全技術(shù)水平不高。

——爆炸發(fā)生地點(diǎn)。絕大多數(shù)發(fā)生在采掘工作面?！鹪?。以爆破火焰居多，其他依次為明燈、失爆、撞擊、吸煙和摩擦火花等。預(yù)防瓦斯爆炸的措施一、防止瓦斯積聚:1、加強(qiáng)通風(fēng)。（基本措施）2、加強(qiáng)瓦斯檢查。3、及時(shí)處理局部積聚的瓦斯。4、對瓦斯涌出量較大的礦井或采區(qū)，要采取瓦斯抽放的措施。5、安裝風(fēng)電、瓦斯電閉鎖。

二防止點(diǎn)火源的出現(xiàn)（一）

①加強(qiáng)管理，提高防火意識(shí)，防止明火源點(diǎn)燃加強(qiáng)安全教育，提高職工素質(zhì)，加大安全管理力度。

★嚴(yán)禁攜帶煙火、易燃品下井；★嚴(yán)禁在井口房、通風(fēng)機(jī)房周圍20m范圍內(nèi)使用明火、吸煙、用火爐取暖等；★加強(qiáng)井下火區(qū)管理；

★井下嚴(yán)禁使用電爐或燈泡取暖；

★井下燒焊必須制定安全措施；②防止放炮火源★爆破工作符合《規(guī)程》規(guī)定，保證炸藥符合要求；

★嚴(yán)格執(zhí)行一炮三檢、三人聯(lián)鎖制度；★炮眼深度、位置、裝藥量符合規(guī)定；★禁止放明炮、糊炮；★嚴(yán)格執(zhí)行炸藥、雷管存放、運(yùn)輸管理規(guī)定。

二防止點(diǎn)火源的出現(xiàn)（二）

③防止電氣火源和靜電火源

井下嚴(yán)禁帶電檢修，井下供電做到無“雞爪子”、無“羊尾巴”和明接頭，有各類保護(hù)，堅(jiān)持使用檢漏繼電保護(hù)器、煤電鉆綜合保護(hù)等。④防止摩擦和撞擊火花★在摩擦發(fā)熱的裝置上安設(shè)過熱裝置；

★在摩擦部件金屬表面附著活性低的金屬，使火花難以引燃瓦斯；

★工作面遇堅(jiān)硬夾石或硫化鐵夾層時(shí)，應(yīng)放炮處理；★定期檢查截齒和其后的噴水裝置，保證其工作正常；

★嚴(yán)格執(zhí)行炸藥、雷管存放、運(yùn)輸管理規(guī)定。

⑤防止其他火源防止地面閃電、突發(fā)電流進(jìn)入井下。

●防止瓦斯爆炸災(zāi)害擴(kuò)大措施

◆分區(qū)通風(fēng)要求通風(fēng)系統(tǒng)力求簡單。井下各區(qū)域?qū)嵭蟹謪^(qū)通風(fēng)。每一水平、每一采區(qū)都必須布置單獨(dú)的回風(fēng)道，嚴(yán)格禁止各采區(qū)、水平之間串聯(lián)通風(fēng)，盡量避免采區(qū)之間角聯(lián)風(fēng)路的存在?！粝戮藛T必須帶自救器

◆隔爆、阻爆措施

——用巖粉棚阻爆。定期將巖粉撒布于積存煤塵的采掘工作面和巷道中。——用水預(yù)防和阻隔爆炸。以用水槽或水袋棚代替巖粉棚。使用效果較好。

——自動(dòng)式隔爆棚。使用壓力或溫度或傳感器，在爆炸時(shí)發(fā)生時(shí)探測爆炸波的傳播，及時(shí)將預(yù)先放置的水、巖粉