论文部分内容阅读
【摘要】本文从瓦斯爆炸的特点及原因着手，分析说明了瓦斯爆炸的条件及防治措施，说明了预防瓦斯爆炸是一个非常复杂的工程，也是必不可缺少的，是煤矿安全工作的首要，只有作好这项工程，才能保证煤矿的安全生产。
【关键词】爆炸特点；原因分析；防治措施
【中图分类号】TD714.5
【文献标识码】A
【文章编号】1672—5158（2012）10-0216-01
瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体，能够发生燃烧或爆炸，是矿井主要灾害之一，是煤矿的首要灾害，因此必须制定防治措施。
1 瓦斯爆炸的基本条件
瓦斯爆炸的发生必须具备三个基本条件，一是瓦斯浓度在爆炸界限内（理论上是5％～16％）；二是有足够能量的点火源；三是混合气体中的氧气浓度不低于12％。三个条件缺少其中任何一个均不能发生瓦斯爆炸。
1.1 瓦斯的浓度
瓦斯浓度超限是形成瓦斯爆炸事故的根源。引起瓦斯爆炸的瓦斯浓度是有范围的，凡是浓度低于爆炸下限或高于爆炸上限的瓦斯混合物与点火源接触时都不会引起火焰自行传播。瓦斯浓度低于爆炸下限时，由于过量的空气作为惰性介质参与燃烧反应，消耗一部分反应热，起到了冷却作用，阻碍火焰自行传播而燃烧；相反瓦斯浓度高于爆炸上限时，由于可燃物过剩，即空气中氧气量不足，导致化学反应不完全，反应放出的热量小于损耗的热量，因而阻碍了火焰的蔓延而燃烧。在煤矿开采中，对一些不可避免的瓦斯浓度要采取措施，使其成为不能满足瓦斯爆炸的条件。
1.2 氧气的浓度
氧气的浓度必须达到12％以上，否则井下瓦斯爆炸反应不能够持续进行。在井下的封闭区域、采空区内及其它裂隙处由于有氧气消耗或没有供氧，可能会出现氧浓度低于12％的可能性外，所有通风、行人的巷道和工作面等一般氧气浓度都会高于12％。12％以上是极易满足的条件，在煤矿开采中，对氧气的浓度不能采取有效措施，使其成为不能满足防范。
1.3 火源
火源是引起矿井瓦斯爆炸事故的必备条件之一。火源可以分为弱火源和强火源。一般情况下，弱火源不能形成冲击波，不能使沉积煤尘转变为浮游状态；相反，强火源会产生冲击波，并把沉积煤尘转变为浮游状态。要发生瓦斯爆炸其火源必须要达到足够的能量，即温度一般不低于650℃、能量一般大于0.28mJ和持续时间大于爆炸感应期。这个条件通常很容易满足的。在煤矿开采中，对一些不可避免的火源要采取措施，使其成为不能满足点燃瓦斯的点火源。
2 瓦斯爆炸原因分析
2.1 故原因分析
瓦斯爆炸是一种化学爆炸，是爆炸性气体混合物一瓦斯在一定浓度范围内受激发而发生的剧烈化学反应，反应时产生大量的热和气体。引起瓦斯爆炸的原因有：①存在CH4与氧浓度在爆炸浓度范围内的爆炸危险区；②在爆炸危险区内存在火源点。火区封闭后，封闭区氧浓度和温度有降低趋势，瓦斯浓度则逐渐上升。如果瓦斯浓度升至爆炸范围时，发火区温度仍很高（存在高温性火源），氧浓度尚未降到瓦斯爆炸极限浓度以下，就可能发生瓦斯爆炸。
2.1.1 自然条件不好
进入20世纪90年代以后，随着开采深度的增加，地质条件变得越来越复杂，煤层瓦斯含量和瓦斯涌出量都随之增大，煤与瓦斯突出越来越严重。同时由于开采深度的加大，使得现有的部分瓦斯治理理，不再能够适应新的生产条件。
2.1.2 通风不良
主要有通风系统不合理，存在风流短路、多次串联和循环风，造成供风地点风量不足，而引起瓦斯积聚；局部通风机安装位置不当、风筒未延伸到供风点或脱落引起供风点有效风量不足，而造成瓦斯积聚；掘进工作面擅自停电停风而引起瓦斯积聚；盲巷的瓦斯积聚。
2.1.3 引爆火源存在
井下引爆瓦斯的火源有：爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃、赤热的安全灯罩、吸烟等。但放炮和电器设备产生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。
3 控制瓦斯爆炸事故的技术措施
3.1 控制井下瓦斯的浓度
3.1.1 建立合理的通风系统，稀释井下空间的瓦斯浓度
通风是排放瓦斯最主要的手段。做好通风安全技术管理是防治煤矿主要事故的先决条件和关键环节。因此，所有矿井都必须要建立安全可靠的、独立的矿井通风系统。建立合理的通风系统，能够保证井下所有工作地点有足够多的风量将井下涌出的瓦斯及时冲淡并排放出井外，避免瓦斯集聚，所以建立合理的通风系统是防止瓦斯爆炸最有效、最基本的措施。
3.1.2 搞好瓦斯抽放，降低煤层瓦斯涌出量
抽放瓦斯是防止瓦斯集聚的有效措施。随着煤矿开采深度不断加深，瓦斯涌出量变得越来越大，通风系统越来越复杂，通过通风的方法来使瓦斯的浓度降低到煤矿安全规程要求范围内，从技术和经济角度上看，都是不合理的。瓦斯抽放不仅能够有效利用瓦斯，还能够降低煤层的瓦斯涌出量。
3.1.3 加强瓦斯日常管理
加强瓦斯日常管理是煤矿安全工作的重要组成部分。瓦斯日常管理就是建立巡回检查瓦斯制度，就是要瓦检员不间断地下井检查通风情况和瓦斯的浓度，当发现局部积聚瓦斯问题时，要即时处理。
此，瓦检员在井下工作时，要严格执行煤矿安全规程，严禁空班漏检情况发生。对于突出矿井，还应做好瓦斯突出预测工作。瓦斯日常管理是预防瓦斯爆炸事故的重要措施之一。
3.1.4 建立瓦斯监控系统，及时发现瓦斯超限
建立瓦斯监控系统，对控制瓦斯的浓度具有非常重要的作用。瓦斯监控系统能够实现连续监测瓦斯，及时掌握瓦斯浓度的变化，同时也可能为事故应急救援决策和事故调查提供参考依据。在井下安装瓦斯监控仪器，对井下主要巷道瓦斯的异常情况实行连续监控，能够达到预防和控制瓦斯爆炸事故的发生。
3.2 杜绝火源
火源是引起矿井瓦斯爆炸一个基本条件。要认真执行煤矿安全规程，在井下要杜绝一切非生产火源；严格管理和限制生产中可能发生的火源、热源。严禁井下使用架线电机车，在生产中采掘分开供电、三专两闭锁、双风机双电源等措施限制火源的发生。
3.3 演习瓦斯爆炸
演练对预防瓦斯爆炸事故具有非常重要的意义。煤矿企业应当在“防救结合，预防为主”方针指导下，认真制定瓦斯爆炸事故专项应急预案，并对其预案进行演习。制定瓦斯爆炸应急预案不仅有助于大平煤矿广大职工熟悉本企业的情况，而且能够指导瓦斯爆炸事故的预防工作和事故的应急救援。通过预案的演习不但能够使广大煤矿职工掌握各种应急技能，提高应急救援人员的应变能力，
4 结语
预防煤矿瓦斯爆炸是一个复杂的系统工程，煤矿一切生产要把防止瓦斯爆炸事故放在重要位置，认真贯彻“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针，本文从瓦斯爆炸条件出发，分析和提出了防止瓦斯爆炸应从控制瓦斯浓度、杜绝火源和演习瓦斯爆炸预案出发，采取相应的预防措施，才能使矿井的生产达到本质安全化。
参考文献
[1]张永宏，徐秀英，张联众，白明，李凤强，矿井瓦斯爆炸事故幸存者创伤后应激障碍的初步分析[A].中国心理卫生协会第五届学术研讨会论文集[c]，2007
[2]王红卫，费奇.智能瓦斯预报系统[A].企业发展与系统工程——中国系统工程学会第七届年会论文集[c]，1992
【关键词】爆炸特点；原因分析；防治措施
【中图分类号】TD714.5
【文献标识码】A
【文章编号】1672—5158（2012）10-0216-01
瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体，能够发生燃烧或爆炸，是矿井主要灾害之一，是煤矿的首要灾害，因此必须制定防治措施。
1 瓦斯爆炸的基本条件
瓦斯爆炸的发生必须具备三个基本条件，一是瓦斯浓度在爆炸界限内（理论上是5％～16％）；二是有足够能量的点火源；三是混合气体中的氧气浓度不低于12％。三个条件缺少其中任何一个均不能发生瓦斯爆炸。
1.1 瓦斯的浓度
瓦斯浓度超限是形成瓦斯爆炸事故的根源。引起瓦斯爆炸的瓦斯浓度是有范围的，凡是浓度低于爆炸下限或高于爆炸上限的瓦斯混合物与点火源接触时都不会引起火焰自行传播。瓦斯浓度低于爆炸下限时，由于过量的空气作为惰性介质参与燃烧反应，消耗一部分反应热，起到了冷却作用，阻碍火焰自行传播而燃烧；相反瓦斯浓度高于爆炸上限时，由于可燃物过剩，即空气中氧气量不足，导致化学反应不完全，反应放出的热量小于损耗的热量，因而阻碍了火焰的蔓延而燃烧。在煤矿开采中，对一些不可避免的瓦斯浓度要采取措施，使其成为不能满足瓦斯爆炸的条件。
1.2 氧气的浓度
氧气的浓度必须达到12％以上，否则井下瓦斯爆炸反应不能够持续进行。在井下的封闭区域、采空区内及其它裂隙处由于有氧气消耗或没有供氧，可能会出现氧浓度低于12％的可能性外，所有通风、行人的巷道和工作面等一般氧气浓度都会高于12％。12％以上是极易满足的条件，在煤矿开采中，对氧气的浓度不能采取有效措施，使其成为不能满足防范。
1.3 火源
火源是引起矿井瓦斯爆炸事故的必备条件之一。火源可以分为弱火源和强火源。一般情况下，弱火源不能形成冲击波，不能使沉积煤尘转变为浮游状态；相反，强火源会产生冲击波，并把沉积煤尘转变为浮游状态。要发生瓦斯爆炸其火源必须要达到足够的能量，即温度一般不低于650℃、能量一般大于0.28mJ和持续时间大于爆炸感应期。这个条件通常很容易满足的。在煤矿开采中，对一些不可避免的火源要采取措施，使其成为不能满足点燃瓦斯的点火源。
2 瓦斯爆炸原因分析
2.1 故原因分析
瓦斯爆炸是一种化学爆炸，是爆炸性气体混合物一瓦斯在一定浓度范围内受激发而发生的剧烈化学反应，反应时产生大量的热和气体。引起瓦斯爆炸的原因有：①存在CH4与氧浓度在爆炸浓度范围内的爆炸危险区；②在爆炸危险区内存在火源点。火区封闭后，封闭区氧浓度和温度有降低趋势，瓦斯浓度则逐渐上升。如果瓦斯浓度升至爆炸范围时，发火区温度仍很高（存在高温性火源），氧浓度尚未降到瓦斯爆炸极限浓度以下，就可能发生瓦斯爆炸。
2.1.1 自然条件不好
进入20世纪90年代以后，随着开采深度的增加，地质条件变得越来越复杂，煤层瓦斯含量和瓦斯涌出量都随之增大，煤与瓦斯突出越来越严重。同时由于开采深度的加大，使得现有的部分瓦斯治理理，不再能够适应新的生产条件。
2.1.2 通风不良
主要有通风系统不合理，存在风流短路、多次串联和循环风，造成供风地点风量不足，而引起瓦斯积聚；局部通风机安装位置不当、风筒未延伸到供风点或脱落引起供风点有效风量不足，而造成瓦斯积聚；掘进工作面擅自停电停风而引起瓦斯积聚；盲巷的瓦斯积聚。
2.1.3 引爆火源存在
井下引爆瓦斯的火源有：爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃、赤热的安全灯罩、吸烟等。但放炮和电器设备产生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。
3 控制瓦斯爆炸事故的技术措施
3.1 控制井下瓦斯的浓度
3.1.1 建立合理的通风系统，稀释井下空间的瓦斯浓度
通风是排放瓦斯最主要的手段。做好通风安全技术管理是防治煤矿主要事故的先决条件和关键环节。因此，所有矿井都必须要建立安全可靠的、独立的矿井通风系统。建立合理的通风系统，能够保证井下所有工作地点有足够多的风量将井下涌出的瓦斯及时冲淡并排放出井外，避免瓦斯集聚，所以建立合理的通风系统是防止瓦斯爆炸最有效、最基本的措施。
3.1.2 搞好瓦斯抽放，降低煤层瓦斯涌出量
抽放瓦斯是防止瓦斯集聚的有效措施。随着煤矿开采深度不断加深，瓦斯涌出量变得越来越大，通风系统越来越复杂，通过通风的方法来使瓦斯的浓度降低到煤矿安全规程要求范围内，从技术和经济角度上看，都是不合理的。瓦斯抽放不仅能够有效利用瓦斯，还能够降低煤层的瓦斯涌出量。
3.1.3 加强瓦斯日常管理
加强瓦斯日常管理是煤矿安全工作的重要组成部分。瓦斯日常管理就是建立巡回检查瓦斯制度，就是要瓦检员不间断地下井检查通风情况和瓦斯的浓度，当发现局部积聚瓦斯问题时，要即时处理。
此，瓦检员在井下工作时，要严格执行煤矿安全规程，严禁空班漏检情况发生。对于突出矿井，还应做好瓦斯突出预测工作。瓦斯日常管理是预防瓦斯爆炸事故的重要措施之一。
3.1.4 建立瓦斯监控系统，及时发现瓦斯超限
建立瓦斯监控系统，对控制瓦斯的浓度具有非常重要的作用。瓦斯监控系统能够实现连续监测瓦斯，及时掌握瓦斯浓度的变化，同时也可能为事故应急救援决策和事故调查提供参考依据。在井下安装瓦斯监控仪器，对井下主要巷道瓦斯的异常情况实行连续监控，能够达到预防和控制瓦斯爆炸事故的发生。
3.2 杜绝火源
火源是引起矿井瓦斯爆炸一个基本条件。要认真执行煤矿安全规程，在井下要杜绝一切非生产火源；严格管理和限制生产中可能发生的火源、热源。严禁井下使用架线电机车，在生产中采掘分开供电、三专两闭锁、双风机双电源等措施限制火源的发生。
3.3 演习瓦斯爆炸
演练对预防瓦斯爆炸事故具有非常重要的意义。煤矿企业应当在“防救结合，预防为主”方针指导下，认真制定瓦斯爆炸事故专项应急预案，并对其预案进行演习。制定瓦斯爆炸应急预案不仅有助于大平煤矿广大职工熟悉本企业的情况，而且能够指导瓦斯爆炸事故的预防工作和事故的应急救援。通过预案的演习不但能够使广大煤矿职工掌握各种应急技能，提高应急救援人员的应变能力，
4 结语
预防煤矿瓦斯爆炸是一个复杂的系统工程，煤矿一切生产要把防止瓦斯爆炸事故放在重要位置，认真贯彻“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针，本文从瓦斯爆炸条件出发，分析和提出了防止瓦斯爆炸应从控制瓦斯浓度、杜绝火源和演习瓦斯爆炸预案出发，采取相应的预防措施，才能使矿井的生产达到本质安全化。
参考文献
[1]张永宏，徐秀英，张联众，白明，李凤强，矿井瓦斯爆炸事故幸存者创伤后应激障碍的初步分析[A].中国心理卫生协会第五届学术研讨会论文集[c]，2007
[2]王红卫，费奇.智能瓦斯预报系统[A].企业发展与系统工程——中国系统工程学会第七届年会论文集[c]，1992