第一篇：淺談瓦斯爆炸原理論文

煤礦瓦斯爆炸原因分析及防治措施

（興安煤礦 通風(fēng)區(qū) 杜艷春）

摘 要：從瓦斯爆炸條件出發(fā)，研究了瓦斯的爆炸機理和傳播機理。分析了目前煤礦瓦斯爆的原因，提出 了預(yù)防和控制瓦斯爆炸災(zāi)難事故的措施，說明瓦斯爆炸事故的防治的煤礦安全工作的重點。關(guān)鍵詞：瓦斯爆炸：爆炸條件：原因分析：防治措施

The reason of coal mire gas explosion and the prevention

measures

Abstract：This paper stare from the composition and properties of gas and the explosion conditions it has, have studied the go off mechanism and spread mechanism of gas.By analyzing the reasons of gas explosion in coal mine at present , have put forward some measures to prevent and control of gas explosion accident , show that control of gas explosion accident is the key of safey work in coal mire.Key words：gas explosion, explosion condition, reason analysis, prevention measures

1.煤礦瓦斯成分性質(zhì)及爆炸條件

1.1礦井瓦斯的成分及性質(zhì)

主要成分有CH4、CO2、H2、CO、H2S，CO2易溶于水且易被地下水帶走，N2分子較小，移動速度快。因而，它們的含量與地下水活動及上覆蓋層有關(guān)，一般靠近地表，N2和CO2的含量相對偏高。瓦斯對空氣的相對密度是0.554，所以它常積聚在巷道的上部及高頂處。瓦斯的擴散速度是空氣的1.34到1.6倍，易溶于水，不能助燃也不能呼吸。達到一定濃度時，人缺氧而窒息，并能發(fā)生燃燒和爆炸。

1.2礦井瓦斯爆炸的條件分析

⑴濃度：瓦斯在空氣中的爆炸下限為5%～6%，下限為14%～14%。在正?？諝庵型咚?jié)舛葹?.5%時，化學(xué)反應(yīng)最完全，產(chǎn)生的溫度與壓力也最大。瓦斯?jié)舛?%～8%時最容易爆炸。

⑵引火溫度：瓦斯的最低點溫度和最小點燃能量決定于空氣中的瓦斯?jié)舛?，初壓和火源的能量及其放出強度和作用時間。瓦斯-空氣混合氣體的最低點燃溫度，絕熱壓縮時565℃其他情況時650℃。最低點燃能量為0.28mJ。

⑶氧氣濃度：正常大氣壓和常溫時，瓦斯爆炸濃度與氧氣濃度關(guān)系，如柯瓦德爆炸三角形所示。氧濃度低于12%時，混合氣體就失去爆炸性。

氧氣濃度%2220***642爆炸區(qū)混入新鮮空氣后可不爆能爆炸炸區(qū)甲烷濃度%柯瓦德爆炸三角形

***202.煤礦瓦斯爆炸機理和傳播機理研究

2.1煤礦瓦斯爆炸機理

煤礦瓦斯爆炸機理是瓦斯爆炸研究的一個重要內(nèi)容。瓦斯爆炸的過程是甲烷氣體在外界熱源激發(fā)下劇烈的化學(xué)反應(yīng)。方程式為：

CH4+2O2=CO2+2H20+882.6kJ/mol 從上式可以看出：瓦斯爆炸式瓦斯在高溫火源作用下，與氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成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出而產(chǎn)生的動力現(xiàn)象。

2.2瓦斯爆炸的傳播機理

爆炸時由于爆炸源附近氣體告訴向外沖擊，在爆炸附近形成氣體稀薄的低壓區(qū)。于是產(chǎn)生反向沖擊波，使已遭破壞的區(qū)域再一次受到破壞。如果反向沖擊波的空氣中含有足夠的CH4和O2，而火源又未消失，就可以發(fā)生第二次爆炸。

3.瓦斯爆炸原因分析

3.1瓦斯爆炸特點

瓦斯爆炸是煤礦生產(chǎn)中最嚴重的災(zāi)害之一。根據(jù)對煤礦瓦斯事故的統(tǒng)計分析，可以總結(jié)出瓦斯爆炸的特點：瓦斯爆炸的威力一般較大，因此瓦斯爆炸事故多為大事故，并且會有較大的破壞范圍和破壞程度。事故地點多發(fā)生在采煤與掘進工作面，瓦斯爆炸事故多是由火花引起的。瓦斯事故發(fā)生較為普遍，在高瓦斯礦井、低瓦斯礦井均有發(fā)生。

3.2礦井井下瓦斯爆炸事故原因分析

通風(fēng)瓦斯爆炸原因開采條件火源管理安全意識

⑴通風(fēng)：采煤工作面是一容易發(fā)生爆炸的地點，截槽內(nèi)、截盤附近和機殼與工作面煤壁之間，瓦斯涌出量大，通風(fēng)不好，容易積聚瓦斯；掘進面易發(fā)生瓦斯的原因，一方面是這些地點采用局部通風(fēng)機通風(fēng)，如果局部通風(fēng)機停止運轉(zhuǎn)、風(fēng)筒末端距工作面較遠、風(fēng)筒漏風(fēng)太大或局部通風(fēng)機供風(fēng)能力不夠，以致風(fēng)量不足或分速過低，瓦斯容易積聚。

⑵煤礦開采條件差。我國煤礦井下開采條件普遍差。據(jù)統(tǒng)計，2007年全國國有重點煤礦共有862處礦井進行瓦斯鑒定，其中高瓦斯礦井有163處，低瓦斯礦井有483處，煤與瓦斯突出礦井有216處，有自然發(fā)火礦井483處，占56%，有煤塵爆炸危險礦井608處，占71%。

⑶火源：井下的一切高溫熱源都可以引起瓦斯燃燒和爆炸，但主要火源是放炮和機電火花。隨著煤礦機械化程度的提高，摩擦火花引燃瓦斯的事故逐漸增多。

⑷管理：國內(nèi)外的統(tǒng)計資料表明，低瓦斯礦井，由于通風(fēng)、放炮和機電設(shè)備管理不嚴格，爆炸事故有可能比高瓦斯涌出量礦井嚴重。

⑸安全意識：絕大多數(shù)爆炸事故是管理上疏忽和人為違反安全規(guī)程，以及缺少應(yīng)有的紀律與責任的結(jié)果。

4.礦井瓦斯爆炸的防治措施

瓦斯爆炸必須同時具備的三個條件：

⑴瓦斯?jié)舛仍诒ǚ秶鷥?nèi)。

⑵高于最低點燃能量的熱源存在的時間大于瓦斯的引火感應(yīng)期。

⑶瓦斯—空氣混合氣體中的氧氣濃度大于12%。

4.1防止瓦斯積聚

4.1.1搞好通風(fēng)

有效的通風(fēng)時防止瓦斯積聚的最基本最有效的方法瓦斯礦井必須做到風(fēng)流穩(wěn)定有足夠的風(fēng)量和風(fēng)速，避免循環(huán)風(fēng)，局部通風(fēng)機風(fēng)筒末端要靠近工作面，放炮期間也不能中斷通風(fēng)，向瓦斯積聚地點加大風(fēng)量和提高風(fēng)速。4.1.2及時處理局部積存的瓦斯

⑴采煤工作面上角瓦斯積聚的處理：迫使一部分風(fēng)流經(jīng)工作面上角，將該處積存的瓦斯沖淡排出。還有在瓦斯涌出量大、回風(fēng)流瓦斯超限、煤炭無自然發(fā)火危險而且上區(qū)段采空區(qū)之間無煤柱的情況下，可控制上區(qū)段的已采區(qū)封閉墻透風(fēng)，改變采空區(qū)的漏風(fēng)方向，將采空區(qū)的瓦斯直接排入回風(fēng)巷道內(nèi)。加大工作面風(fēng)量，防止采煤機附近的瓦斯積聚。

⑵頂板附近瓦斯層狀積聚的處理：加大巷道的平均風(fēng)速，使瓦斯與空氣充分地紊流混合。一般認為，防止瓦斯層狀積聚的平均風(fēng)速不得低于0.5～1 m/s；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，將積聚的瓦斯吹散，在集中瓦斯源附近裝設(shè)引射器；將瓦斯源封閉隔絕，如果集中地瓦斯涌出量不大時，可采用木板和粘土將其填實隔絕，或注入砂漿等凝固材料，堵塞較大的縫隙；頂板冒落孔洞內(nèi)積存瓦斯的處理，用砂土將冒落空間填實，用導(dǎo)風(fēng)板或風(fēng)筒接岔引入風(fēng)流吹散瓦斯。

4.1.3抽放瓦斯

《規(guī)程》第148條規(guī)定：“利用瓦斯時，瓦斯的濃度不得低于30%，不利用瓦斯時，采用干式抽放瓦斯的設(shè)備時，抽放瓦斯的濃度不得低于25%?！?/p>

⑴開采煤層的瓦斯抽放。是在煤層開采之前或采掘的同時，用鉆孔或巷道進行該煤層的抽放工作。

⑵未卸壓鉆孔抽放。本方法適用于透氣較大的開采煤層預(yù)抽瓦斯，此法的有點事施工發(fā)便，可以預(yù)抽的時間較長。

⑶鄰近層的瓦斯抽放。即是在有瓦斯賦存的鄰近層內(nèi)預(yù)先開鑿抽放瓦斯的巷道，或預(yù)先從開采煤層或圍巖大巷內(nèi)向鄰近層打鉆，將鄰近層內(nèi)涌出的瓦斯集中抽出。

⑷采空區(qū)抽放。采煤工作面的采空區(qū)或老窯區(qū)積存大量瓦斯時，往往被漏風(fēng)帶入生產(chǎn)巷道或工作面造成瓦斯超限而影響生產(chǎn)。采空區(qū)抽放時要及時檢查抽放負壓、流量、抽放瓦斯的成分和濃度。抽放負壓與流量應(yīng)與采空區(qū)的瓦斯相適應(yīng)，才能保證抽出瓦斯中的甲烷濃度。

⑸圍巖瓦斯抽放。煤層煤巖裂隙和溶洞中存在的高瓦斯會對巖巷掘進構(gòu)成瓦斯噴出和突出危險。為了施工安全，可超前向巖巷兩側(cè)或掘進工作面前方的溶洞裂隙帶打鉆，進行瓦斯抽放。

4.1.4經(jīng)常檢查瓦斯?jié)舛群屯L(fēng)狀態(tài)

這是及時發(fā)現(xiàn)和處理瓦斯積聚的前提，瓦斯燃燒和爆炸事故統(tǒng)計資料表明，大多數(shù)這類事故都是由于瓦斯檢查員不負責，玩忽職守，沒有認真執(zhí)行有關(guān)瓦斯檢查制度造成的。

4.2防止瓦斯的引燃

防止瓦斯引燃的原則，是對一切非生產(chǎn)必須的熱源，要堅決禁絕?！兑?guī)程》規(guī)定嚴禁攜帶煙草和和點火工具下井；禁止使用電爐，禁止打開礦燈；井口房、抽放瓦斯泵房以及通風(fēng)機房周圍20 m內(nèi)禁止使用明火；井下需要電焊、氣焊和噴燈焊接時，應(yīng)嚴格遵守規(guī)定；對井下火區(qū)必須加強管理；瓦斯檢定燈的各個部件都必須符合規(guī)定。以下有幾種防御引燃措施：

⑴采用防爆的電器設(shè)備：目前采用的是隔爆外殼，即將電機、電器或變壓器等能發(fā)生火花、電弧或赤熱表面的部件或整體在隔爆和耐爆的外殼里，即使殼內(nèi)發(fā)生瓦斯的燃燒或爆炸，不致引起殼外的瓦斯事故。

⑵供電閉鎖裝置和超前切斷電源的控制措施，對于防止瓦斯爆炸有重要的作用。因此，局部通風(fēng)和掘進工作面內(nèi)的電氣設(shè)備，必須有延時的風(fēng)電閉鎖裝置。

⑶在有瓦斯或煤塵爆炸危險地煤層中，采掘工作面只準使用煤礦安全炸藥和瞬發(fā)雷管。如使用毫秒延期電雷管，最后一段的延期時間不得超過130 ms。在巖層中開鑿井巷時，如果工作面中發(fā)現(xiàn)瓦斯，應(yīng)停止使用非安全炸藥和延期雷管。打眼、放炮和封泥都必須符合安全規(guī)程的規(guī)定。

⑷防止機械摩擦火花，如截齒與堅硬夾石摩擦，金屬支架與頂板巖石摩擦，金屬部件的摩擦或沖擊等等。措施有：禁止使用磨鈍的截齒；截槽內(nèi)噴霧灑水；禁止使用鋁和鋁合金制作的部件和儀器設(shè)備；在金屬表面 涂以各種材料，以防止摩擦產(chǎn)生火花。

⑸使用高分子聚合材料制品，如風(fēng)筒，運輸機皮帶和抽放瓦斯管道等，由于其導(dǎo)電性能差，容易因摩擦而積聚靜電，當其靜電放電時就有可能引燃瓦斯、煤塵或發(fā)生火災(zāi)。因此，煤礦井下應(yīng)該采用抗靜電難的聚合材料制品。

4.3防止瓦斯爆炸災(zāi)害事故擴大的措施

⑴編輯周密的預(yù)防和處理瓦斯爆炸事故計劃，并對有關(guān)人員貫徹這個計劃。

⑵實行分區(qū)通風(fēng)。各水平、各采區(qū)都必須布置單獨的回風(fēng)道，采掘工作面都應(yīng)采用獨立通風(fēng)。

⑶通風(fēng)系統(tǒng)力求簡單。應(yīng)保證當發(fā)生瓦斯爆炸時入風(fēng)流與回風(fēng)流不會發(fā)生短路。

⑷裝有主要通風(fēng)機的出風(fēng)井口，應(yīng)安裝防爆門或防爆井蓋，防止爆炸波沖毀通風(fēng)機，影響救災(zāi)與恢復(fù)通風(fēng)。

⑸防止煤塵事故的隔爆措施，同樣也適用于防止瓦斯爆炸

5.結(jié)語

礦井瓦斯是嚴重威脅礦井安全生產(chǎn)地主要因素，瓦斯災(zāi)難每年都造成許多人員傷亡和巨大財產(chǎn)措施。因此，掌握瓦斯爆炸的原因、規(guī)律和防治措施對煤炭工業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展具有重大 意義。

參考文獻：

[1]李建銘．煤與瓦斯突出防治手冊[M]．中國礦業(yè)大學(xué)出版社 [2]《煤礦安全規(guī)程》[M]．山西科學(xué)技術(shù)出版社 [3] 煤礦抽放瓦斯技術(shù)[M]．煤炭工業(yè)出版社 [4]張國樞．通風(fēng)安全學(xué)[M]．中國礦業(yè)大學(xué)出版社 [5]瓦斯災(zāi)害治理事故[J]．中國安全學(xué)報

第二篇：瓦斯爆炸通風(fēng)試題

1.瓦斯爆炸必須同時具備哪三個基本條件，缺一不可。

1.空氣中瓦斯?jié)舛冗_到一定范圍，一般下限5%～6%，上限14%～16%；

2.要有溫度為650～750℃的引爆火源，且存在的時間大于瓦斯的引火感應(yīng)期；

3.瓦斯與空氣的混合氣體中氧含量不低于12%。

預(yù)防瓦斯爆炸就是要破壞其中的一個條件，使三個條件不能同時滿足。

2.《國務(wù)院安委會辦公室關(guān)于進一步加強煤礦瓦斯治理工作的指導(dǎo)意見》中的指導(dǎo)思想和工作目標是什么？

1．指導(dǎo)思想。深入貫徹黨的十七大精神，落實科學(xué)發(fā)展觀，堅持“以人為本”和“安全發(fā)展”，以有效防范和遏制重特大瓦斯事故、大幅度降低瓦斯事故總量為目標，堅持“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針，進一步加強領(lǐng)導(dǎo)、落實責任、增加投入、依靠科技、嚴格監(jiān)管、強化監(jiān)察，著力構(gòu)建“通風(fēng)可靠、抽采達標、監(jiān)控有效、管理到位”的煤礦瓦斯綜合治理工作體系，推動煤礦瓦斯治理工作再上新水平。

3．瓦斯爆炸的原因是什么？

一是局部通風(fēng)設(shè)施管理混亂，加大了煤與瓦斯突出后的瓦斯逆流，高濃度瓦斯進入西大巷新鮮風(fēng)流，達到爆炸界限，遇到架線式電機車產(chǎn)生的火花，發(fā)生瓦斯爆炸。二是據(jù)瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)測定的數(shù)據(jù)，煤與瓦斯突出距瓦斯爆炸有３０分鐘的間隔，這個期間的應(yīng)急處置措施不力，對瓦斯波及區(qū)域?qū)嵤┩ｋ姶胧?/p>

三是該礦在安全管理上存在漏洞。技術(shù)管理、安全責任不落實，重生產(chǎn)輕安全。

第三篇：預(yù)防瓦斯爆炸的措施

預(yù)防瓦斯爆炸的措施

防止瓦斯爆炸的技術(shù)措施很多，但不外乎以下三個方面：

防止瓦斯積聚、防止瓦斯被引燃和防止瓦斯爆炸事故的擴大。根本措施是前面兩個。1．防止瓦斯積聚的措施 1)加強通風(fēng)

加強通風(fēng)是防止瓦斯積聚的根本措施：

(1)礦井必須根據(jù)規(guī)定配足風(fēng)量。

(2)所有礦井都要采用機械通風(fēng)，且礦井主通風(fēng)機的安裝、運轉(zhuǎn)等均要符合《煤礦安全規(guī)程》第135條的規(guī)定。

(3)每一個生產(chǎn)水平、每一個采區(qū)都要布置單獨的回風(fēng)道，實行分區(qū)通風(fēng)。(4)在瓦斯礦井中，采煤工作面、掘進工作面都應(yīng)采用獨立通風(fēng)。

(5)采空區(qū)必須及時封閉?？刂骑L(fēng)流的設(shè)施如風(fēng)門、風(fēng)橋、擋風(fēng)墻、調(diào)

節(jié)

風(fēng)

門、風(fēng)窗等設(shè)施的設(shè)置、質(zhì)量和管理制度由礦務(wù)局統(tǒng)一規(guī)定。

(6)瓦斯礦井的掘進工作面，禁止使用擴散通風(fēng)。對于用局部通風(fēng)機通風(fēng)的工作面，要根據(jù)瓦斯涌出量的大小確定風(fēng)機能力和風(fēng)簡口到工作面的距離。無論在工作或交接班時，都不準停風(fēng)。如因檢修、停電等原因停風(fēng)時，都要撤出人員，切斷電源。

2)及時處理局部積存瓦斯

井下易于積存瓦斯的地點有：采煤工作面的上隅角、頂板冒落的空

洞 內(nèi)、低

風(fēng)

速

巷

道的頂

板

附

近、停

風(fēng)

的 盲

巷，采

煤

工

作

面

采

空

區(qū)

邊界處以及采煤機附近、煤壁炮窩、枝頭柱腳、煤巷掘進工作面的迎頭處。應(yīng)向瓦斯積存地點加大風(fēng)量或提高風(fēng)速，將瓦斯沖淡排出；引風(fēng) 將盲巷和頂板空洞內(nèi)積存的瓦斯排出；必要時要采取抽放瓦斯的措施。

3)抽放瓦斯.抽放瓦斯的方法一般是用在礦井瓦斯涌出量很大、用一般的技術(shù)措施效果不佳的情況下。

4)加強檢查對于井下易于積聚瓦斯的地方，強化管理，要經(jīng)常檢查其濃度，盡量使其通風(fēng)狀況合理。若發(fā)現(xiàn)瓦斯超限及時處理。2．防止瓦斯燃燒的措施

如前所述，引火源有明火、放炮和電火花、摩擦火花、沖擊火花等，必須做到：

(1)禁止攜帶煙草及點火工具下井。(2)井下禁止使用電爐，井下和井口房內(nèi)不準從事電焊、氣焊和使用噴燈接焊等工作。如果必須使用，則須制定安全措施，并報上級批準。(3)對電弧、火花也要進行嚴格的管理，在瓦斯礦井應(yīng)選用礦用

安全型、礦用防爆型或礦用安全火花型電氣設(shè)備。在使用中應(yīng)保持良好的防爆、防火花性能。電纜接頭不準有“羊尾巴”、“雞爪子”、明接頭。

要注意金屬支柱在礦山壓力作用下產(chǎn)生的摩擦火花。對電氣設(shè) 備的防

爆

措 施，除

廣泛采

用

的防

爆

外

殼

外，采用 低 電 流、低 電 壓 技 術(shù) 來限制火花強度。掘進工作面采用局部通風(fēng)機與其他電氣設(shè)備間的閉鎖裝置。

(4)停電、停風(fēng)時，要通知瓦斯檢查人員檢查瓦斯；恢復(fù)送電時，要經(jīng)過瓦斯檢查人員檢查后，才準許恢復(fù)送電工作。

(5)嚴格執(zhí)行“一炮三檢”制度。同時還必須加強對放炮工作的管理，封泥量一定要達到《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的要求，決不允許在炮泥充填不夠或混有可燃物及炸藥變質(zhì)的情況下放炮。

(6)為防止機電設(shè)備防爆性能失效或工作時出現(xiàn)火花以及放炮產(chǎn)

生火焰等引燃瓦斯，《煤礦安全規(guī)程》還就以下幾種情況作了瓦斯?jié)舛冉缦薜囊?guī)定：

①采掘工作面風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_到

1％時，必須停止用電鉆打眼；達到1.5％時，必須停止工作，切斷電源，進行處理；采掘工作面?zhèn)€別地點積聚瓦斯?jié)舛冗_到2％時，要立即進行處理，附近20m內(nèi)停止機器運轉(zhuǎn)，并切斷電源。只有在瓦斯?jié)舛冉档?/p>

1％以下，才許開動機器。

②放炮地點附近20m以內(nèi)風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛冗_到1％時，禁止放炮。

③采區(qū)回風(fēng)巷、采掘工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯?jié)舛瘸^

1％時，必須停止作業(yè)，采取有效措施，進行處理。

④礦井總回風(fēng)或一翼回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛瘸^0.75％時，礦總工程師必須查明原因，進行處理，并報告礦務(wù)局總工程師。3．防止瓦斯災(zāi)害事故擴大的措施

(1)通風(fēng)系統(tǒng)力求簡單，實行分區(qū)通風(fēng)，各水平、各采區(qū)和工作

面應(yīng)有獨立的進、回風(fēng)巷，無用的巷道應(yīng)及時封閉，特別是連通進、出風(fēng)井和總進、回風(fēng)流的巷道都必須砌筑兩道擋風(fēng)墻，以防止瓦斯爆炸勸風(fēng)流短路。(2)主要局部通風(fēng)機必須裝有反風(fēng)設(shè)備，并應(yīng)定期進行試驗。為了保證實現(xiàn)反風(fēng)，連通主要進、回風(fēng)流的巷道內(nèi)要裝設(shè)兩道方向相反的風(fēng)門（雙向風(fēng)門）。

(3)要創(chuàng)造條件實現(xiàn)區(qū)域性反風(fēng)。(4)裝有局部通風(fēng)機的井口，必須設(shè)置防爆門，以防止爆炸波沖毀局部通風(fēng)機。(5)采掘工作面不經(jīng)批準，不許使用串聯(lián)通風(fēng)。(6)設(shè)置水棚或巖粉柵、巖粉帶，使瓦斯或煤塵爆炸的范圍減小。(7)一旦發(fā)生瓦斯爆炸，局部通風(fēng)機一定要保持正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，盡一切力量恢復(fù)由于爆炸而混亂的通風(fēng)系統(tǒng)。(8)發(fā)生瓦斯爆炸時，災(zāi)區(qū)人員要鎮(zhèn)靜，應(yīng)盡快地帶上自救器，無自救器的用濕毛巾掩住口鼻，逆著沖擊波的方向迅速進入就近的避難硐室等待搶救，在硐室中精神要放松。

第四篇：瓦斯爆炸與防治現(xiàn)狀

瓦斯爆炸特性及其防治技術(shù)現(xiàn)狀

摘 要：介紹瓦斯爆炸特性及其危害，通過對瓦斯爆炸的實驗和理論研究，總結(jié)瓦斯爆炸的傳播機理和有效措施，分析國內(nèi)外對瓦斯爆炸的研究和防治現(xiàn)狀，分析存在的問題和能解決的有效措施，引入多孔材料在礦井瓦斯防治中的可應(yīng)用性并進行分析比較。

前 言:在重特大事故中,瓦斯煤塵爆炸事故的死亡人數(shù)已多年占據(jù)首位。分析瓦斯煤塵爆炸事故原因可知,均是由于瓦斯煤塵達到爆炸濃度界限,遇到火源引起爆炸,強烈的爆炸波對人員生命和礦井設(shè)施安全造成重大損害。研究瓦斯爆炸特性及其防治技術(shù)尤為重要。瓦斯爆炸特性：發(fā)生在煤礦井下的瓦斯爆炸屬于可燃氣體爆燃現(xiàn)象,該過程通常是這樣的:處于爆炸限內(nèi)的瓦斯空氣混合氣體首先在點火源處被引燃,形成厚度僅有0.01～0.1mm的火焰鋒面。該火焰鋒面向未燃的混合氣體中傳播,傳播的速度稱為燃燒速度。瓦斯燃燒產(chǎn)生的熱使燃燒鋒面前方的氣體受到壓縮,產(chǎn)生一個超前于燃燒鋒面的壓力波,該壓力波以當?shù)匾羲傧蚯皞鞑?行進在燃燒鋒面前,稱為前驅(qū)沖擊波。壓力波作用于未燃氣體使其溫度升高,從而使火焰的燃燒速度進一步增大,這樣就產(chǎn)生壓力更高的壓力波,從而獲得更高的火焰?zhèn)鞑ニ俣?。層層產(chǎn)生的壓力波相互追趕并疊加,形成具有強烈破壞作用的沖擊波,這就是爆炸。礦井內(nèi)瓦斯爆炸時產(chǎn)生 3 個致命的危害因素：高溫、沖擊波和有害氣體。存在的問題：

從目前的研究現(xiàn)狀來看，對瓦斯爆炸特性方面的研究還遠遠不夠，特別是溫度(壓力(惰性氣體含量及點火能量的大小等對瓦斯空氣混合氣體的影響規(guī)律缺乏系統(tǒng)的研究&因此，在今后應(yīng)當將如下方面作為研究方向：（1）關(guān)于瓦斯爆炸點火能量，目前還尚未建立基于礦井環(huán)境的點火能量的計算方法，關(guān)于爆炸環(huán)境參數(shù)、瓦斯?jié)舛?、氧氣含量等因素對點火能量的影響，也需要進一步分析。（2）研究初始溫度、初始壓力、惰性氣體含量及點火能量對瓦斯爆炸特性的影響。（3）加強瓦斯爆炸特性的數(shù)值模擬研究&解決爆炸過程中瓦斯氣體表征參數(shù)的變化特征、初始條件對爆炸極限及表征參數(shù)的影響等問題（4）目前，我國在可燃氣體爆炸特性的實驗研究方面，尚無統(tǒng)一的標準，有待以后制訂、健全。

瓦斯爆炸防治國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外概況

研究煤層瓦斯的形成和遷移規(guī)律,測定煤層瓦斯含量,是正確預(yù)測礦井瓦斯涌出量的基礎(chǔ)。最近20 a來,各國煤礦瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展很快,為避免瓦斯事故起了重要作用。另外,國外在不斷完善突出跟蹤預(yù)測的基礎(chǔ)上,開展了研究瓦斯突出的動態(tài)預(yù)測技術(shù)和突出危險區(qū)域預(yù)測技術(shù)。國內(nèi)概況

國內(nèi)在研究和改進瓦斯抽放技術(shù)方面,取得了一些重大進展?！熬盼濉逼陂g在突出危險區(qū)域預(yù)測方面,在瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計分析法和綜合指標法的基礎(chǔ)上,試驗研究了突出危險區(qū)域無線電波透視技術(shù),技術(shù)減少了50%以上的防治突出措施工程量,社會經(jīng)濟效益顯著?？刂仆咚贡ㄊ鹿实募夹g(shù)措施

從爆炸防護的角度來講，控制瓦斯爆炸就是限制自由基和中間體的產(chǎn)生，加快其消滅速度，限制爆炸過程化學(xué)反應(yīng)的進程，從而減少反應(yīng)能量的產(chǎn)生，便可達到阻隔爆的目的。

瓦斯爆炸事故的防治可分為預(yù)防爆炸和抑制爆炸。預(yù)防爆炸措施主要有:優(yōu)化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)及通風(fēng)系統(tǒng)、防治瓦斯積聚、進行瓦斯抽放、加強瓦斯?jié)舛群突鹪幢O(jiān)測、防止點火源的出現(xiàn)等;抑制爆炸主要采用隔爆抑爆裝置將瓦斯爆炸限制在一定范圍內(nèi),從而減少人員傷亡和災(zāi)害事故所造成的損失。礦井瓦斯?jié)舛燃盎鹪幢O(jiān)測技術(shù)

礦井瓦斯?jié)舛燃盎鹪吹膶崟r自動監(jiān)測對于防止瓦斯爆炸非常重要,當發(fā)現(xiàn)瓦斯異?；蛴谢鹪串a(chǎn)生,立即采取措施可防止爆炸事故的發(fā)生。多孔材料瓦斯爆炸阻隔爆技術(shù)的研究價值及意義

目前煤礦現(xiàn)采用的傳統(tǒng)阻隔爆設(shè)施，撒布巖粉惰化技術(shù)、被動式阻隔爆技術(shù)和自動阻隔爆技術(shù)在煤礦已得到應(yīng)用，但在實際使用中，由于受到管理、井下環(huán)境等因素的限制，尤其是裝置動作時間問題的影響，導(dǎo)致抑制劑不能充分發(fā)揮抑制效果，不能達到預(yù)期的阻隔爆效果，影響了瓦斯爆炸控制技術(shù)的可靠性。解決辦法及途徑

事故調(diào)查及一些學(xué)者的實驗結(jié)果表明：瓦斯爆炸火焰是沿著受限空間的底部向前傳播的，火焰長度較長，并具有較高的內(nèi)聚力。傳統(tǒng)阻隔爆裝置的失效原因是由于裝置存在動作超前或延遲時間，導(dǎo)致釋放出的抑制劑不能有效地覆蓋整個火焰區(qū)，火焰在壓力的推動下繼續(xù)向前傳播，只對火焰起到降溫作用，對沖擊波超壓衰減效果較差，缺乏對湍流場的抑制作用；阻隔爆裝置在煤礦井下使用中占用空間較大，更換、檢修及管理常出現(xiàn)問題，不能達到預(yù)期的阻隔爆效果；另外傳統(tǒng)阻隔爆設(shè)施只對首次爆炸起到作用，對二次和多次爆炸不能起到抑制爆炸作用。

多孔材料具有開孔率大、耐高溫、抗沖擊力和緩沖吸能強的優(yōu)點，其無數(shù)個孔隙結(jié)構(gòu)可以大量地銷毀化學(xué)反應(yīng)自由基數(shù)量，從而淬熄爆炸火焰，破壞燃燒波和沖擊波之間的耦合，起到阻隔爆的作用。近年來多孔材料已經(jīng)引起了國內(nèi)外專家學(xué)者的廣泛關(guān)注，并取得了一些相關(guān)研究成果。參考文獻

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第五篇：預(yù)防瓦斯爆炸的措施

預(yù)防瓦斯爆炸的措施

防止瓦斯爆炸的技術(shù)措施很多，但不外乎以下三個方面：防止瓦斯積聚、防止瓦斯被引燃和防止瓦斯爆炸事故的擴大。根本措施是前面兩個。

1．防止瓦斯積聚的措施

1)加強通風(fēng)

加強通風(fēng)是防止瓦斯積聚的根本措施：

(1)礦井必須根據(jù)規(guī)定配足風(fēng)量。

(2)所有礦井都要采用機械通風(fēng)，且礦井主通風(fēng)機的安裝、運轉(zhuǎn)等均要符合《煤礦安全規(guī)程》第135條的規(guī)定。

(3)每一個生產(chǎn)水平、每一個采區(qū)都要布置單獨的回風(fēng)道，實行分區(qū)通風(fēng)。

(4)在瓦斯礦井中，采煤工作面、掘進工作面都應(yīng)采用獨立通風(fēng)。

(5)采空區(qū)必須及時封閉。控制風(fēng)流的設(shè)施如風(fēng)門、風(fēng)橋、擋風(fēng)墻、調(diào)節(jié)風(fēng)門、風(fēng)窗等設(shè)施的設(shè)置、質(zhì)量和管理制度由礦務(wù)局統(tǒng)一規(guī)定。

(6)瓦斯礦井的掘進工作面，禁止使用擴散通風(fēng)。對于用局部通風(fēng)機通風(fēng)的工作面，要根據(jù)瓦斯涌出量的大小確定風(fēng)機能力和風(fēng)簡口到工作面的距離。無論在工作或交接班時，都不準停風(fēng)。如因檢修、停電等原因停風(fēng)時，都要撤出人員，切斷電源。

2)及時處理局部積存瓦斯

井下易于積存瓦斯的地點有：采煤工作面的上隅角、頂板冒落的空洞內(nèi)、低風(fēng)速巷道的頂板附近、停風(fēng)的盲巷，采煤工作面采空區(qū)邊界處以及采煤機附近、煤壁炮窩、枝頭柱腳、煤巷掘進工作面的迎頭處。應(yīng)向瓦斯積存地點加大風(fēng)量或提高風(fēng)速，將瓦斯沖淡排出；引風(fēng)將盲巷和頂板空洞內(nèi)積存的瓦斯排出；必要時要采取抽放瓦斯的措施。

3)抽放瓦斯

抽放瓦斯的方法一般是用在礦井瓦斯涌出量很大、用一般的技術(shù)措施效果不佳的情況下。

4)加強檢查

對于井下易于積聚瓦斯的地方，強化管理，要經(jīng)常檢查其濃度，盡量使其通風(fēng)狀況合理。若發(fā)現(xiàn)瓦斯超限及時處理。

2．防止瓦斯燃燒的措施

如前所述，引火源有明火、放炮和電火花、摩擦火花、沖擊火花等，必須做到：

(1)禁止攜帶煙草及點火工具下井。

(2)井下禁止使用電爐，井下和井口房內(nèi)不準從事電焊、氣焊和使用噴燈接焊等工作。如果必須使用，則須制定安全措施，并報上級批準。

(3)對電弧、火花也要進行嚴格的管理，在瓦斯礦井應(yīng)選用礦用安全型、礦用防爆型或礦用安全火花型電氣設(shè)備。在使用中應(yīng)保持良好的防爆、防火花性能。電纜接頭不準有“羊尾巴”、“雞爪子”、明接頭。要注意金屬支柱在礦山壓力作用下產(chǎn)生的摩擦火花。對電氣設(shè)備的防爆措施，除廣泛采用的防爆外殼外，采用低電流、低電壓技術(shù)來限制火花強度。掘進工作面采用局部通風(fēng)機與其他電氣設(shè)備間的閉鎖裝置。

(4)停電、停風(fēng)時，要通知瓦斯檢查人員檢查瓦斯；恢復(fù)送電時，要經(jīng)過瓦斯檢查人員檢查后，才準許恢復(fù)送電工作。

(5)嚴格執(zhí)行“一炮三檢”制度。同時還必須加強對放炮工作的管理，封泥量一定要達到《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的要求，決不允許在炮泥充填不夠或混有可燃物及炸藥變質(zhì)的情況下放炮。

(6)為防止機電設(shè)備防爆性能失效或工作時出現(xiàn)火花以及放炮產(chǎn)生火焰等引燃瓦斯，《煤礦安全規(guī)程》還就以下幾種情況作了瓦斯?jié)舛冉缦薜囊?guī)定：

①采掘工作面風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_到1％時，必須停止用電鉆打眼；達到1.5％時，必須停止工作，切斷電源，進行處理；采掘工作面?zhèn)€別地點積聚瓦斯?jié)舛冗_到2％時，要立即進行處理，附近20m內(nèi)，必須停止機器運轉(zhuǎn)，并切斷電源。只有在瓦斯?jié)舛冉档?％以下，才許開動機器。

②放炮地點附近20m以內(nèi)風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛冗_到1％時，禁止放炮。

③采區(qū)回風(fēng)巷、采掘工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯?jié)舛瘸^1％時，必須停止作業(yè)，采取有效措施，進行處理。

④礦井總回風(fēng)或一翼回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛瘸^0.75％時，礦總工程師必須查明原因，進行處理，并報告礦務(wù)局總工程師。

3．防止瓦斯災(zāi)害事故擴大的措施

(1)通風(fēng)系統(tǒng)力求簡單，實行分區(qū)通風(fēng)，各水平、各采區(qū)和工作面應(yīng)有獨立的進、回風(fēng)巷，無用的巷道應(yīng)及時封閉，特別是連通進、出風(fēng)井和總進、回風(fēng)流的巷道都必須砌筑兩道擋風(fēng)墻，以防止瓦斯爆炸勸風(fēng)流短路。

(2)主要局部通風(fēng)機必須裝有反風(fēng)設(shè)備，并應(yīng)定期進行試驗。為了保證實現(xiàn)反風(fēng)，連通主要進、回風(fēng)流的巷道內(nèi)要裝設(shè)兩道方向相反的風(fēng)門（雙向風(fēng)門）。

(3)要創(chuàng)造條件實現(xiàn)區(qū)域性反風(fēng)。

(4)裝有局部通風(fēng)機的井口，必須設(shè)置防爆門，以防止爆炸波沖毀局部通風(fēng)機。

(5)采掘工作面不經(jīng)批準，不許使用串聯(lián)通風(fēng)。

(6)設(shè)置水棚或巖粉柵、巖粉帶，使瓦斯或煤塵爆炸的范圍減小。

(7)一旦發(fā)生瓦斯爆炸，局部通風(fēng)機一定要保持正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，盡一切力量恢復(fù)由于爆炸而混亂的通風(fēng)系統(tǒng)。

(8)發(fā)生瓦斯爆炸時，災(zāi)區(qū)人員要鎮(zhèn)靜，應(yīng)盡快地帶上自救器，無自救器的用濕毛巾掩住口鼻，逆著沖擊波的方向迅速進入就近的避難硐室等待搶救，在硐室中精神要放松。