瓦斯爆炸的原因及防治措施

矿矿井瓦斯爆炸的井瓦斯爆炸的 原因及防治措施原因及防治措施 论论文文 东沟煤业 贾作岭 2014 年 3 月 矿矿井瓦斯爆炸的原因及防治措施井瓦斯爆炸的原因及防治措施 在众多煤矿事故中 瓦斯爆炸造成的危害最大 从每年的事故统计来看 大 多数煤矿的重大事故都是由于瓦斯爆炸引起的 而在我国目前重点煤矿大多数 属于瓦斯矿井 其中高瓦斯矿井和突出矿井占全国矿井总数的44 预控 预防 控制瓦斯爆炸事故 是实现煤矿安全生产的关键 瓦斯防治是煤矿安全工作的重 中之重 在提高每个管理干部和职工对瓦斯的认识 特别是对瓦斯危害性的认识 的同时 必须采取有利措施 有效防治煤矿重特大瓦斯事故的发生 以确保煤矿 的安全生产 一 什么是瓦斯爆炸一 什么是瓦斯爆炸 瓦斯爆炸是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 主要是以 CH4为主的瓦斯与空气的混合气体点燃后发生剧 烈化学反应的结果 瓦斯爆炸是自由基链反应过程 它包括链引发 链传递 链 分支和链终止等过程 如果混合气体各成分达到爆炸浓度范围 并且存在火源点 链反应过程就会被引发 链传递和连分支反应随之很快发生 反应速度急剧增加 反应放出的热量使气体温度迅速升高 体积剧烈膨胀 从而引起爆炸 二 瓦斯爆炸的危害二 瓦斯爆炸的危害 矿井一旦发生瓦斯爆炸 就会造成一系列及其严重的危害 其危害主要表现 在以下几个方面 1 爆炸产生高温 爆炸时产生的热量 使周围气体温度迅速升高 爆炸瞬间 的温度为 1850 2650 这样的高温 会造成人员伤亡 并可能引起火灾 烧 毁设备 设施 损坏巷道 2 爆炸产生高压气体和强大冲击波 由于爆炸时气体温度骤然升高 引起爆 源附近气体体积急速膨胀 气体压力突然增大 形成强大的高压冲击波 强大的 冲击波可使井下人员遭受伤亡 严重摧毁巷道支架 井下设施和设备 造成巷道 顶板冒落 此外 在爆炸冲击波的作用下 会使另外积存的瓦斯冲出 并能扬起 大量煤尘 从而造成瓦斯或煤尘的连续爆炸 使灾害扩大 3 爆炸产生大量的有毒 有害气体 瓦斯爆炸要消耗大量氧气 同时伴生大 量的有害气体 其中主要是一氧化碳和二氧化碳 若有煤尘参与爆炸 产生的一 氧化碳气体会更多 造成的人员伤亡更严重 统计资料表明 瓦斯 煤尘爆炸事 故中死亡的人数 90 左右都是因为一氧化碳中毒 窒息死亡 可见 瓦斯是矿井 安全生产的最大威胁 分析瓦斯爆炸原因 制订防治对策 特别重要 三 瓦斯爆炸的条件三 瓦斯爆炸的条件 矿井瓦斯爆炸必须满足下面三个条件 瓦斯浓度 一定的引火温度 氧气的 浓度 1 瓦斯瓦斯浓浓度度 瓦斯爆炸有一定的浓度范围 我们把在空气中瓦斯遇火后能引起爆炸的浓度 范围称为瓦斯爆炸界限 瓦斯爆炸界限为5 16 当瓦斯浓度低于5 时 遇火不爆炸 但能在火焰外围形成燃烧层 当瓦斯浓 度为9 5 时 其爆炸威力最大 氧和瓦斯完全反应 瓦斯浓度在16 以上时 失 去其爆炸性 但在空气中遇火仍会燃烧 瓦斯爆炸界限并不是固定不变的 它还受温度 压力以及煤尘 其它可燃性气 体 惰性气体的混入等因素的影响 瓦斯爆炸下限会降低 2 引火温度引火温度 瓦斯的引火温度 即点燃瓦斯的最低温度 一般认为 瓦斯的引火温度为 650 750 但因受瓦斯的浓度 火源的性质及混合气体的压力等因素影响而 变化 当瓦斯含量在7 一8 时 最易引燃 当混合气体的压力增高时 引燃温度 即降低 在引火温度相同时 火源面积越大 点火时间越长 越易引燃瓦斯 高温火源的存在 是引起瓦斯爆炸的必要条件之一 井下抽烟 电气火花 违 章放炮 煤炭自燃 明火作业等都易引起瓦斯爆炸 所以 在有瓦斯的矿井中作 业 必须严格遵照 煤矿安全规程 的有关规定 3 氧的氧的浓浓度度 实践证明 空气中的氧气浓度降低时 瓦斯爆炸界限随之缩小 当氧气浓度 减少到12 以下时 瓦斯混合气体即失去爆炸性 这一性质对井下密闭的火区有 很大影响 在密闭的火区内往往积存大量瓦斯 且有火源存在 但因氧的浓度低 并不会发生爆炸 如果有新鲜空气进入 氧气浓度达到12 以上 就可能发生爆 炸 因此 对火区应严加管理 在启封火区时更应格外慎重 必须在火熄灭后才 能启封 四 瓦斯爆炸的原因分析四 瓦斯爆炸的原因分析 大量的瓦斯爆炸事故表明 矿井瓦斯爆炸必须满足下面三个条件 瓦斯浓 度 一定的引火温度 氧气的浓度 并且需要三者同时具备 在井下环境中 氧气浓 度在生产作业区域是具备的 也就是说只要前两者同时具备 在生产区域就能发生 瓦斯爆炸 因此瓦斯爆炸的主要直接原因就是瓦斯积聚及火源两个因素 但是导 致这两个直接原因的是种种如 通风设计不合理 管理不当 机电设备失爆 管理 制度不完善 安全投入少 安全意识不到位等等客观原因 1 瓦斯瓦斯积积聚聚 瓦斯积聚的原因是多方面的 主要有 1 对通风系统管理不严格 局部通风机随意停风造成瓦斯积聚 2 通风系统不合理 个别地点微风或无风 造成瓦斯积聚 3 在没有形成全负压通风的情况下 强行生产 不合理串联 角联等 造成巷 道无风 微风 形成瓦斯积聚 4 巷道贯通 新旧工作面接替时 通风系统不能及时调整导致部分巷道瓦斯 积聚 5 瓦斯检查员脱岗 不按规定检查瓦斯 使瓦斯积聚不能及时发现和处理 积 聚范围扩大造成瓦斯爆炸 2 引爆火源引爆火源 产生火源的因素主要是违章操作产生引爆火源 在引爆火源中出现最多的 是放炮火源 其次是电气火花 摩擦火花和电焊火花 还有煤炭自燃产生的火花 特别是机电设备失爆是人们不可忽视的引爆根源 3 间间接原因接原因 1 个别煤矿现场管理混乱 有章不循 干部违章指挥 违章作业 2 安全第一 的思想意识不强 领导干部主要忙于市场经营 放松对安全工作 的领导 有些干部工作不深入 井下现场管理不到位 尤其是技术管理和执行规章 不严格 对一些隐患存在侥幸心理 3 安全投入少 导致安全隐患增加 矿井抗灾能力减弱 4 许多煤矿在用工制度的管理上存在很大的问题 管理制度混乱 职工队伍不 稳定流动性大 安全培训比较困难 工人的素质低 安全意识弱 违章现象严重 5 安全管理制度不够完善 五 五 矿矿井瓦斯爆炸的防治措施井瓦斯爆炸的防治措施 防治瓦斯爆炸 一方面必须从思想上提高每个干部员工对瓦斯爆炸及防治 的认识 另一方面加强瓦斯爆炸防治的技术措施的落实 一 一 提高提高认识认识 提高一个认识 就是要通过坚持不懈地学习 培训和安全教育 提高每个干 部职工对瓦斯的认识 特别是对瓦斯危害性的认识 熟知瓦斯的物理形态 化学 性质 瓦斯引爆的三个条件 清楚各类瓦斯事故前后的征兆 特点和规律 掌握 灾害预防 事故抢险 矿山救护的基本知识和一般技能 增强安全意识和自主保 安能力 进而学会驾驭和驯服瓦斯 通过提高认识 确立正确的安全指导思想 正确处理安全与生产的关系 坚持 以风定产 和 三不生产 政策 制定合理的开 采强度 安全与生产出现矛盾时 不冒险作业 不抢进度 在确保安全的前提下 组织生产 二 二 技技术术措施措施 瓦斯爆炸事故的防治可分为预防爆炸和抑制爆炸 1 预预防爆炸防爆炸 预防爆炸主要有优化通风网络及通风系统 防止瓦斯积聚 进行瓦斯抽放 加强瓦斯浓度和火源监测 防止点火源的出现等 1 利用通风技术降低采区的瓦斯涌出量 要坚持通风优先的原则 局部通风 的管理重点是消灭无计划停电停风 把无计划停电停风作为事故管理 优化通风 网络及通风系统 防止瓦斯积聚 合理可靠的通风系统是防止瓦斯事故和控制灾 害扩大的重要措施 瓦斯防治工程与采掘工程 必须同时设计 超前施工 同时 投入使用 每个掘进工作面必须有合理的进风和回风路线 避免形成串联通风 必须实行 三专两闭锁一切换 来保证局扇的正常供风 在采煤过程中 采煤工作 面回风隅角是容易积聚瓦斯主要部位 应及时有效地处理该区域积聚的瓦斯 是 保证是否可以正常安全的进行回采工作的重要环节 处理的方法有 挡挂风障引 流法 风筒导风法 移动泵站抽放法 液压局通风机吹散法 2 煤矿瓦斯抽放技术利用多分支羽状适用技术 解决低渗煤层瓦斯治理问题 以提高抽采率 煤矿瓦斯治理也应该与煤层气产业化紧密结合起来 我国国有煤 矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占总矿井数的 46 瓦斯抽放是减少矿井瓦斯涌出量 防止瓦斯爆炸和突出的治本措施 同时也是开发利用瓦斯能源 保护大气环境的 重要手段 3 矿井瓦斯浓度监测技术 已经的在矿井瓦斯浓度及火源起到了非常重要的 作用 当发现瓦斯异常或有火源产生因素时 能够立即向我们发出警示 我们可 以尽快的采取用例的措施 可及时的防止爆炸事故发生 矿井还可以利用束管管理技术 对容易产生瓦斯的部位进行束管监控 随时 可以抽取被监控地点的气体进行分析 来准确的掌控每个部位的瓦斯变化情况 可以及时有效的采取措施进行处理 4 井下火源防治 对煤矿井下的爆破火花 电气火花 摩擦撞击火花 静电火 花 煤炭自燃等火源都有相应的防治措施 除炸药安全性检验 电器防爆检验 摩擦火花检验外 还需防止火源与瓦斯积聚在同时同地出现 如放炮时检测瓦斯 浓度 采用风电闭锁 瓦斯电闭锁等措施 另外加强明火管理 严格防火制度 消 除引爆瓦斯的火源 要侧重检查人们在井下作业中 违章把火种带人井下 违章 用电 违章放炮 违章敲打矿灯等具有导致瓦斯爆炸事故的异常行为 要侧重检 查瓦斯抽放 通风管理 瓦斯监测 电气设备防爆等 并要做到改变其异常 达到 安全生产的客观要求 从而控制瓦斯爆炸事故的发生 5 加快新技术的研究力度 实现瓦斯综合治理跨越式发展 加大 先抽后采 力 度 实现煤矿瓦斯治理的根本转变 积极实施 可保尽保 应抽尽抽 先抽后采 煤气共采 的瓦斯综合治理战略 依靠科技进步 实现采煤采气一体化 地面与井 下抽放一体化 瓦斯抽放和利用一体化 积极开展松软突出煤层水平长钻孔打钻 技术 低透气性煤层快速高效增透强化抽放技术 地面钻孔钻进固孔技术等关键 技术攻关研究 加快巷道瓦斯涌出特征 声发射监测技术 电磁辐射监测技术等 工作面非接触连续预测及预警技术研究进度 并将信号并入矿井安全监测系统 实现连续监测技术的创新性研究 通过工艺技术攻关研究 实现瓦斯综合治理的 技术突破 6 优化通风系统 采用隔爆措施 合理可靠的通风系统是防止瓦斯事故和控制 灾害扩大的重要措施 为此 瓦斯防治工程与采掘工程 须同时设计 超前施工 同时投入使用 2 抑制爆炸 抑制爆炸 抑制爆炸主要采用隔爆抑爆装置将瓦斯爆炸限制在一定范围内 从而减少 人员伤亡和灾害事故所造成的损失 矿井隔爆抑爆装置是控制瓦斯爆炸的最后屏障 当瓦斯爆炸发生后 依靠预 先设置的装置可阻止爆炸传播 限制火焰传播范围 主要有被动式隔爆棚和自动 抑爆装置 1 被动式隔爆棚 隔爆岩粉棚 隔爆水槽棚和隔爆水袋棚 2 自动式抑 爆装置 使用压力或温度传感器 在爆炸发生时探测爆炸波 及时将预先放置的 水 岩粉 N2 CO2等喷洒到巷道中 达到抑制爆炸火焰传播的目的 六 防止瓦斯爆炸六 防止瓦斯爆炸事故事故扩扩大的大的措施措施 1 矿井通风系统应力求简单 无用的巷道和采空区及时封闭 在相通的进 回风巷道间安设正反各两道风门 防止瓦斯爆炸时风流短路 2 实行分区通风 各水平 各采区和各工作面都应有独立的进 回风系统 3 主要通风机必须安装两套同等能力重要通风机和反风装置 井下主要风 门要安设反风设施 定期进行反风试验 发现问题及时解决 保证在处理灾害事 故需要反风时能灵活使用 4 装有主要通风机和分区通风机的出风井口 必须安设防爆门 防止发生爆 炸时通风机遭到破坏 5 在矿井两翼 相邻的采区 相邻的煤层之间设置水棚或岩粉棚 防止爆炸 事故范围扩大 6 下井人员必须佩戴自救器 以便发生事故时进行自救 互救 7 编制周密的矿井灾害预防和处理计划 并贯彻到每个职工中去 常备不懈 一旦发生事故 即可及时处理 以防灾害发展和扩大 五 五 总结总结 随着煤炭开采