瓦斯爆炸的原因及防治措施

瓦斯爆炸的原因及防治措施瓦斯爆炸的原因及防治措施 在眾多煤礦事故中 瓦斯爆炸造成的危害最大 從每年的事故統(tǒng)計來看 大多 數(shù)煤礦的重大事故都是由于瓦斯爆炸引起的 而在我國目前重點煤礦大多數(shù)屬 于瓦斯礦井 其中高瓦斯礦井和突出礦井占全國礦井總數(shù)的 44 預控 預防 控制瓦斯爆炸事故 是實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的關鍵 瓦斯防治是煤礦安全工作的 重中之重 在提高每個管理干部和職工對瓦斯的認識 特別是對瓦斯危害性的 認識的同時 必須采取有利措施 有效防治煤礦重特大瓦斯事故的發(fā)生 以確 保煤礦的安全生產(chǎn) 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濃度范圍內(nèi)受激發(fā)而發(fā)生的劇烈化學反應 反應時產(chǎn)生大 量的熱和氣體 主要是以 ch4 為主的瓦斯與空氣的混合氣體點燃后發(fā)生劇烈化 學反應的結果 瓦斯爆炸是自由基鏈反應過程 它包括鏈引發(fā) 鏈傳遞 鏈分 支和鏈終止等過程 如果混合氣體各成分達到爆炸濃度范圍 并且存在火源點 鏈反應過程就會被引發(fā) 鏈傳遞和連分支反應隨之很快發(fā)生 反應速度急劇增 加 反應放出的熱量使氣體溫度迅速升高 體積劇烈膨脹 從而引起爆炸 二 瓦斯爆炸的危害二 瓦斯爆炸的危害 礦井一旦發(fā)生瓦斯爆炸 就會造成一系列及其嚴重的危害 其危害主要表現(xiàn)在 以下幾個方面 1 爆炸產(chǎn)生高溫 爆炸時產(chǎn)生的熱量 使周圍氣體溫度迅速升高 爆炸瞬間的 溫度為 1850 2650 這樣的高溫 會造成人員傷亡 并可能引起火災 燒 毀設備 設施 損壞巷道 2 爆炸產(chǎn)生高壓氣體和強大沖擊波 由于爆炸時氣體溫度驟然升高 引起爆源 附近氣體體積急速膨脹 氣體壓力突然增大 形成強大的高壓沖擊波 強大的 沖擊波可使井下人員遭受傷亡 嚴重摧毀巷道支架 井下設施和設備 造成巷 道頂板冒落 此外 在爆炸沖擊波的作用下 會使另外積存的瓦斯沖出 并能 揚起大量煤塵 從而造成瓦斯或煤塵的連續(xù)爆炸 使災害擴大 3 爆炸產(chǎn)生大量的有毒 有害氣體 瓦斯爆炸要消耗大量氧氣 同時伴生大量 的有害氣體 其中主要是一氧化碳和二氧化碳 若有煤塵參與爆炸 產(chǎn)生的一 氧化碳氣體會更多 造成的人員傷亡更嚴重 統(tǒng)計資料表明 瓦斯 煤塵爆炸 事故中死亡的人數(shù) 90 左右都是因為一氧化碳中毒 窒息死亡 可見 瓦斯是 礦井安全生產(chǎn)的最大威脅 分析瓦斯爆炸原因 制訂防治對策 特別重要 三 瓦斯爆炸的條件三 瓦斯爆炸的條件 礦井瓦斯爆炸必須滿足下面三個條件 瓦斯?jié)舛?一定的引火溫度 氧氣的濃 度 1 1 瓦斯?jié)舛韧咚節(jié)舛?瓦斯爆炸有一定的濃度范圍 我們把在空氣中瓦斯遇火后能引起爆炸的濃度范 圍稱為瓦斯爆炸界限 瓦斯爆炸界限為 5 16 當瓦斯?jié)舛鹊陀?5 時 遇火不爆炸 但能在火焰外圍形成燃燒層 當瓦斯?jié)?度為 9 5 時 其爆炸威力最大 氧和瓦斯完全反應 瓦斯?jié)舛仍?16 以上時 失去其爆炸性 但在空氣中遇火仍會燃燒 瓦斯爆炸界限并不是固定不變的 它還受溫度 壓力以及煤塵 其它可燃性氣 體 惰性氣體的混入等因素的影響 瓦斯爆炸下限會降低 2 2 引火溫度引火溫度 瓦斯的引火溫度 即點燃瓦斯的最低溫度 一般認為 瓦斯的引火溫度為 650 750 但因受瓦斯的濃度 火源的性質(zhì)及混合氣體的壓力等因素影響 而變化 當瓦斯含量在 7 一 8 時 最易引燃 當混合氣體的壓力增高時 引 燃溫度即降低 在引火溫度相同時 火源面積越大 點火時間越長 越易引燃 瓦斯 高溫火源的存在 是引起瓦斯爆炸的必要條件之一 井下抽煙 電氣火花 違 章放炮 煤炭自燃 明火作業(yè)等都易引起瓦斯爆炸 所以 在有瓦斯的礦井中 作業(yè) 必須嚴格遵照 煤礦安全規(guī)程 的有關規(guī)定 3 3 氧的濃度氧的濃度 實踐證明 空氣中的氧氣濃度降低時 瓦斯爆炸界限隨之縮小 當氧氣濃度減 少到 12 以下時 瓦斯混合氣體即失去爆炸性 這一性質(zhì)對井下密閉的火區(qū)有 很大影響 在密閉的火區(qū)內(nèi)往往積存大量瓦斯 且有火源存在 但因氧的濃度 低 并不會發(fā)生爆炸 如果有新鮮空氣進入 氧氣濃度達到 12 以上 就可能 發(fā)生爆炸 因此 對火區(qū)應嚴加管理 在啟封火區(qū)時更應格外慎重 必須在火 熄滅后才能啟封 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 礦井瓦斯爆炸必須滿足下面三個條件 瓦斯?jié)舛?一 定的引火溫度 氧氣的濃度 并且需要三者同時具備 在井下環(huán)境中 氧氣濃度 在生產(chǎn)作業(yè)區(qū)域是具備的 也就是說只要前兩者同時具備 在生產(chǎn)區(qū)域就能發(fā)生 瓦斯爆炸 因此瓦斯爆炸的主要直接原因就是瓦斯積聚及火源兩個因素 但是 導致這兩個直接原因的是種種如 通風設計不合理 管理不當 機電設備失爆 管理制度不完善 安全投入少 安全意識不到位等等客觀原因 1 1 瓦斯積聚瓦斯積聚 瓦斯積聚的原因是多方面的 主要有 1 對通風系統(tǒng)管理不嚴格 局部通風機隨意停風造成瓦斯積聚 2 通風系統(tǒng)不合理 個別地點微風或無風 造成瓦斯積聚 3 在沒有形成全負壓通風的情況下 強行生產(chǎn) 不合理串聯(lián) 角聯(lián)等 造成巷道 無風 微風 形成瓦斯積聚 4 巷道貫通 新舊工作面接替時 通風系統(tǒng)不能及時調(diào)整導致部分巷道瓦斯積聚 5 瓦斯檢查員脫崗 不按規(guī)定檢查瓦斯 使瓦斯積聚不能及時發(fā)現(xiàn)和處理 積聚 范圍擴大造成瓦斯爆炸 2 2 引爆火源引爆火源 產(chǎn)生火源的因素主要是違章操作產(chǎn)生引爆火源 在引爆火源中出現(xiàn)最多的是放 炮火源 其次是電氣火花 摩擦火花和電焊火花 還有煤炭自燃產(chǎn)生的火花 特 別是機電設備失爆是人們不可忽視的引爆根源 3 3 間接原因間接原因 1 個別煤礦現(xiàn)場管理混亂 有章不循 干部違章指揮 違章作業(yè) 2 安全第一 的思想意識不強 領導干部主要忙于市場經(jīng)營 放松對安全工作 的領導 有些干部工作不深入 井下現(xiàn)場管理不到位 尤其是技術管理和執(zhí)行規(guī)章 不嚴格 對一些隱患存在僥幸心理 3 安全投入少 導致安全隱患增加 礦井抗災能力減弱 4 許多煤礦在用工制度的管理上存在很大的問題 管理制度混亂 職工隊伍不穩(wěn) 定流動性大 安全培訓比較困難 工人的素質(zhì)低 安全意識弱 違章現(xiàn)象嚴重 5 安全管理制度不夠完善 五 礦井瓦斯爆炸的防治措施五 礦井瓦斯爆炸的防治措施 防治瓦斯爆炸 一方面必須從思想上提高每個干部員工對瓦斯爆炸及防治的認 識 另一方面加強瓦斯爆炸防治的技術措施的落實 一 一 提高認識提高認識 提高一個認識 就是要通過堅持不懈地學習 培訓和安全教育 提高每個干部 職工對瓦斯的認識 特別是對瓦斯危害性的認識 熟知瓦斯的物理形態(tài) 化學 性質(zhì) 瓦斯引爆的三個條件 清楚各類瓦斯事故前后的征兆 特點和規(guī)律 掌 握災害預防 事故搶險 礦山救護的基本知識和一般技能 增強安全意識和自 主保安能力 進而學會駕馭和馴服瓦斯 通過提高認識 確立正確的安全指導 思想 正確處理安全與生產(chǎn)的關系 堅持 以風定產(chǎn) 和 三不生產(chǎn) 政策 制定合理的開采強度 安全與生產(chǎn)出現(xiàn)矛盾時 不冒險作業(yè) 不搶進度 在確 保安全的前提下 組織生產(chǎn) 二 二 技術措施技術措施 瓦斯爆炸事故的防治可分為預防爆炸和抑制爆炸 1 1 預防爆炸 預防爆炸 預防爆炸主要有優(yōu)化通風網(wǎng)絡及通風系統(tǒng) 防止瓦斯積聚 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 1 利用通風技術降低采區(qū)的瓦斯涌出量 要堅持通風優(yōu)先的原則 局部通風的 管理重點是消滅無計劃停電停風 把無計劃停電停風作為事故管理 優(yōu)化通風 網(wǎng)絡及通風系統(tǒng) 防止瓦斯積聚 合理可靠的通風系統(tǒng)是防止瓦斯事故和控制 災害擴大的重要措施 瓦斯防治工程與采掘工程 必須同時設計 超前施工 同時投入使用 每個掘進工作面必須有合理的進風和回風路線 避免形成串聯(lián) 通風 必須實行 三專兩閉鎖一切換 來保證局扇的正常供風 在采煤過程中 采煤工作面回風隅角是容易積聚瓦斯主要部位 應及時有效地處理該區(qū)域積聚 的瓦斯 是保證是否可以正常安全的進行回采工作的重要環(huán)節(jié) 處理的方法有 擋掛風障引流法 風筒導風法 移動泵站抽放法 液壓局通風機吹散法 2 煤礦瓦斯抽放技術利用多分支羽狀適用技術 解決低滲煤層瓦斯治理問題 以提高抽采率 煤礦瓦斯治理也應該與煤層氣產(chǎn)業(yè)化緊密結合起來 我國國有 煤礦高瓦斯和瓦斯突出礦井占總礦井數(shù)的 46 瓦斯抽放是減少礦井瓦斯涌出 量 防止瓦斯爆炸和突出的治本措施 同時也是開發(fā)利用瓦斯能源 保護大氣 環(huán)境的重要手段 3 礦井瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測技術 已經(jīng)的在礦井瓦斯?jié)舛燃盎鹪雌鸬搅朔浅Ｖ匾淖?用 當發(fā)現(xiàn)瓦斯異?；蛴谢鹪串a(chǎn)生因素時 能夠立即向我們發(fā)出警示 我們可 以盡快的采取用例的措施 可及時的防止爆炸事故發(fā)生 礦井還可以利用束管管理技術 對容易產(chǎn)生瓦斯的部位進行束管監(jiān)控 隨時可 以抽取被監(jiān)控地點的氣體進行分析 來準確的掌控每個部位的瓦斯變化情況 可以及時有效的采取措施進行處理 4 井下火源防治 對煤礦井下的爆破火花 電氣火花 摩擦撞擊火花 靜電火 花 煤炭自燃等火源都有相應的防治措施 除炸藥安全性檢驗 電器防爆檢驗 摩擦火花檢驗外 還需防止火源與瓦斯積聚在同時同地出現(xiàn) 如放炮時檢測瓦 斯?jié)舛?采用風電閉鎖 瓦斯電閉鎖等措施 另外加強明火管理 嚴格防火制 度 消除引爆瓦斯的火源 要側重檢查人們在井下作業(yè)中 違章把火種帶人井 下 違章用電 違章放炮 違章敲打礦燈等具有導致瓦斯爆炸事故的異常行為 要側重檢查瓦斯抽放 通風管理 瓦斯監(jiān)測 電氣設備防爆等 并要做到改變 其異常 達到安全生產(chǎn)的客觀要求 從而控制瓦斯爆炸事故的發(fā)生 5 加快新技術的研究力度 實現(xiàn)瓦斯綜合治理跨越式發(fā)展 加大 先抽后采 力度 實現(xiàn)煤礦瓦斯治理的根本轉變 積極實施 可保盡保 應抽盡抽 先抽 后采 煤氣共采 的瓦斯綜合治理戰(zhàn)略 依靠科技進步 實現(xiàn)采煤采氣一體化 地面與井下抽放一體化 瓦斯抽放和利用一體化 積極開展松軟突出煤層水平 長鉆孔打鉆技術 低透氣性煤層快速高效增透強化抽放技術 地面鉆孔鉆進固 孔技術等關鍵技術攻關研究 加快巷道瓦斯涌出特征 聲發(fā)射監(jiān)測技術 電磁 輻射監(jiān)測技術等工作面非接觸連續(xù)預測及預警技術研究進度 并將信號并入礦 井安全監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測技術的創(chuàng)新性研究 通過工藝技術攻關研究 實 現(xiàn)瓦斯綜合治理的技術突破 6 優(yōu)化通風系統(tǒng) 采用隔爆措施 合理可靠的通風系統(tǒng)是防止瓦斯事故和控制 災害擴大的重要措施 為此 瓦斯防治工程與采掘工程 須同時設計 超前施 工 同時投入使用 2 2 抑制爆炸 抑制爆炸 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 傷亡和災害事故所造成的損失 礦井隔爆抑爆裝置是控制瓦斯爆炸的最后屏障 當瓦斯爆炸發(fā)生后 依靠預先 設置的裝置可阻止爆炸傳播 限制火焰?zhèn)鞑シ秶?主要有被動式隔爆棚和自動 抑爆裝置 1 被動式隔爆棚 隔爆巖粉棚 隔爆水槽棚和隔爆水袋棚 2 自動 式抑爆裝置 使用壓力或溫度傳感器 在爆炸發(fā)生時探測爆炸波 及時將預先 放置的水 巖粉 n2 co2 等噴灑到巷道中 達到抑制爆炸火焰?zhèn)鞑サ哪康?六 防止瓦斯爆炸事故擴大的措施六 防止瓦斯爆炸事故擴大的措施 1 礦井通風系統(tǒng)應力求簡單 無用的巷道和采空區(qū)及時封閉 在相通的進 回 風巷道間安設正反各兩道風門 防止瓦斯爆炸時風流短路 2 實行分區(qū)通風 各水平 各采區(qū)和各工作面都應有獨立的進 回風系統(tǒng) 3 主要通風機必須安裝兩套同等能力重要通風機和反風裝置 井下主要風門要 安設反風設施 定期進行反風試驗 發(fā)現(xiàn)問題及時解決 保證在處理災害事故 需要反風時能靈活使用 4 裝有主要通風機和分區(qū)通風機的出風井口 必須安設防爆門 防止發(fā)生爆炸 時通風機遭到破壞 5 在礦井兩翼 相鄰的采區(qū) 相鄰的煤層之間設置水棚或巖粉棚 防止爆炸事 故范圍擴大 6 下井人員必須佩戴自救器 以便發(fā)生事故時進行自救 互救 7 編制周密的礦井災害預防和處理計劃 并貫徹到每個職工中去 常備不懈 一旦發(fā)生事故 即可及時處理 以防災害發(fā)展和擴大 五 總結五 總結 隨著煤炭開采強度