煤礦瓦斯爆炸分析與安全防護(hù)措施

煤礦瓦斯爆炸分析與平安防護(hù)措施

主講人：丁大勇班級(jí)：消防3091指點(diǎn)教師：梁克瑞徐廣智

吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院丁大勇：匯報(bào)論文；于云鵬：查詢煤礦爆炸相關(guān)實(shí)驗(yàn)；于洋洋：查詢有關(guān)爆炸的內(nèi)容；馬樂(lè)：查看<工業(yè)粉塵爆炸與治理>、<可燃?xì)怏w爆炸特性實(shí)驗(yàn)安裝>等書(shū)籍；仇金平：書(shū)寫(xiě)論文王升文：做幻燈片王國(guó)鋒：整理資料義務(wù)分工：主要內(nèi)容一、前言二、我國(guó)煤礦平安情況三、瓦斯爆炸機(jī)制實(shí)驗(yàn)及防治措施四、終了語(yǔ)一、前言我國(guó)常規(guī)能源構(gòu)成煤炭資源總量 5.57萬(wàn)億噸石油總資源量 940億噸煤層氣資源量 35萬(wàn)億立方米結(jié)論：煤炭工業(yè)平安消費(fèi)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可繼續(xù)開(kāi)展的根本保證，因此對(duì)煤礦瓦斯爆炸研討很有必要。二、我國(guó)煤礦平安情況煤礦是我國(guó)工礦企業(yè)災(zāi)禍?zhǔn)鹿实闹饕獊?lái)源：2002.01-12，工礦企業(yè)一次死亡10人的艱苦事故中，煤礦事故占90%，非煤礦山事故占4%，其他占6%。煤礦3人以上死亡事故構(gòu)成(2002)：瓦斯事故69.1%，其它30.9%。事故緣由分析：與技術(shù)緣由有關(guān)呵斥的事故占54.9%近年來(lái)死亡人數(shù)在6769人-5670人〔1998-2002〕百萬(wàn)噸死亡率5左右，與先進(jìn)國(guó)家差距大。緣由：中國(guó)煤層賦存條件復(fù)雜，缺乏有效的控制技術(shù)措施-艱苦災(zāi)禍防治技術(shù)根底研討不夠。瓦斯爆炸、煤與瓦斯突出事故我國(guó)是世界上煤與瓦斯突出最嚴(yán)重的國(guó)家，至今曾經(jīng)發(fā)生了1萬(wàn)多次突出事故，最大一次突出煤巖量達(dá)12800噸。6.20雞西城子河礦瓦斯爆炸事故，死亡124人2002年發(fā)生的一次死亡10人以上事故中，瓦斯爆炸事故占80%礦井瓦斯爆炸是一種鏈?zhǔn)椒错?當(dāng)爆炸混合物吸收一定的能量后，反響物分子的鏈即行斷裂，離解成兩個(gè)或兩個(gè)以上的游離基(或叫自在基)，這種游離基具有很強(qiáng)的化學(xué)活性，成為反響延續(xù)進(jìn)展的活化中心。在適當(dāng)?shù)臈l件下，每個(gè)游離基又可進(jìn)一步分解，產(chǎn)生兩個(gè)或兩個(gè)以上的游離基，如此循環(huán)不已，化學(xué)反響也越來(lái)越快，最后開(kāi)展為熄滅或爆炸式的氧化反響〔其中的中間過(guò)程有20個(gè)方程左右〕。CH4+2O2=CO2+2H2O+882.6kJ/mol(1)

三、瓦斯爆炸實(shí)驗(yàn)及防治技術(shù)1、瓦斯爆炸機(jī)理及其傳播規(guī)律問(wèn)題：如何切斷鏈?zhǔn)椒错?，了解中間產(chǎn)物。熱爆炸實(shí)際：在充溢混合可燃?xì)怏w的空間內(nèi)，當(dāng)其發(fā)生熄滅或爆炸時(shí)，將以快速傳播的化學(xué)反響區(qū)域或稱為熄滅波的方式傳播到整個(gè)空間。其熄滅波陣面上的化學(xué)反響，可用如下反響式表示：A+B→C+D+Q(1)式中A、B——反響物；C、D——生成物；Q——反響熱。圖1能量變化三、瓦斯爆炸機(jī)理及防治技術(shù)1、瓦斯爆炸機(jī)理及其傳播規(guī)律問(wèn)題：如何及時(shí)排除爆炸過(guò)程中產(chǎn)生的熱量。瓦斯爆炸必需具備三個(gè)條件：甲烷的濃度處于爆炸范圍〔5%-15%〕，氧濃度超越失爆氧濃度〔＞12%〕，引火源的能量大于最小點(diǎn)燃能量〔0.28mJ〕、溫度高于最低點(diǎn)燃溫度和點(diǎn)燃時(shí)間長(zhǎng)于感應(yīng)期。礦井瓦斯爆炸是發(fā)生在具有網(wǎng)絡(luò)特征的受限空間中的氣體爆炸，一旦發(fā)生，往往會(huì)在礦井巷道中迅速傳播，并且由于存在妨礙物，爆炸波和火焰?zhèn)鞑ニ俣葧?huì)迅速提高，導(dǎo)致瓦斯爆炸從爆燃階段迅速開(kāi)展為爆炸和爆轟形狀，使礦井通風(fēng)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞、災(zāi)禍?zhǔn)鹿史秶杆贁U(kuò)展。實(shí)踐問(wèn)題：井下巷道有時(shí)僅僅出現(xiàn)瓦斯熄滅，有時(shí)那么發(fā)生嚴(yán)重的爆炸景象。原因：初步以為與傳播規(guī)律有關(guān)。三、瓦斯爆炸機(jī)理及防治技術(shù)1、瓦斯爆炸機(jī)理及其傳播規(guī)律瓦斯爆炸實(shí)驗(yàn)管道系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)特征瓦斯爆炸實(shí)驗(yàn)研討系統(tǒng)特征：實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為復(fù)雜管網(wǎng)、測(cè)試和分析手段先進(jìn)，利用這些手段可研討瓦斯爆炸過(guò)程中的特征參數(shù)變化規(guī)律及其抑爆、隔爆技術(shù)等。荷蘭DelftUniversityofTechnology

爆炸實(shí)驗(yàn)室美國(guó)PittsburghLakeLynn實(shí)驗(yàn)礦井北京理工大學(xué)爆炸與防護(hù)實(shí)驗(yàn)室中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研討所氣體與粉塵爆炸實(shí)驗(yàn)室1、甲烷氣體爆炸傳播規(guī)律1〕爆炸過(guò)程中火焰速度與超壓的關(guān)系曲線表2超壓對(duì)人員的損傷程度表3不同超壓對(duì)構(gòu)筑物的破壞程度爆炸波損傷效應(yīng)、爆炸火球熱輻射損傷效應(yīng)、爆炸破片損傷效應(yīng)等〔1〕爆炸波損傷效應(yīng)：超壓準(zhǔn)那么，沖量準(zhǔn)那么、超壓-沖量準(zhǔn)那么。

2、爆炸事故損傷模型P1超壓準(zhǔn)那么：爆炸波能否對(duì)目的呵斥損傷是由超壓所決議的，只需當(dāng)超壓大于或等于某一臨界值時(shí)，才會(huì)對(duì)目的呵斥一定的損傷。只需當(dāng)作用于目的的爆炸波沖量或超壓到達(dá)某一臨界值時(shí)，才會(huì)引起目的相應(yīng)等級(jí)的損傷。瓦斯爆炸損傷模型：超壓-沖量準(zhǔn)那么爆炸火球損傷效應(yīng)〔2〕爆炸火球損傷效應(yīng)：爆炸可以產(chǎn)生火球，輻射出大量的熱能。人被火球包圍或受火球的劇烈熱輻射時(shí)能夠遭到損傷，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致死亡；可燃物在爆炸火球的熱輻射作用下那么能夠著火，產(chǎn)生次生火災(zāi)?！?〕破片損傷效應(yīng)：

妨礙物對(duì)瓦斯爆炸過(guò)程中火焰和爆炸波的影響作用兩個(gè)妨礙物六個(gè)妨礙物四個(gè)妨礙物提出了阻爆隔爆措施的呼應(yīng)時(shí)間問(wèn)題？瓦斯爆炸過(guò)程中爆炸波的傳播規(guī)律瓦斯爆炸過(guò)程中火焰的傳播規(guī)律管道構(gòu)造異常對(duì)瓦斯爆炸過(guò)程中火焰?zhèn)鞑ヒ?guī)律的影響作用分叉管路對(duì)瓦斯爆炸火焰?zhèn)鞑ニ俣扔绊戧P(guān)系曲線〔無(wú)加速環(huán)〕解釋了分叉巷道破壞嚴(yán)重的問(wèn)題？分叉管路對(duì)瓦斯爆炸火焰?zhèn)鞑ニ俣?/p>

影響關(guān)系曲線〔有加速環(huán)〕L/DV(m/s)結(jié)論：湍流對(duì)瓦斯爆炸傳播過(guò)程具有重要影響啟示：消除湍流對(duì)阻爆具有重要的作用三、瓦斯爆炸機(jī)理及防治技術(shù)

1、瓦斯爆炸的防治對(duì)策煤礦井下瓦斯積聚和超限的主要緣由是：(1)由于通風(fēng)不良、停風(fēng)或風(fēng)量缺乏引起部分地域瓦斯積聚和超限。(2)在瓦斯非正常涌出條件下，引起采掘空間中某些區(qū)域瓦斯積聚和超限。(3)由于人為的或外在的緣由破壞了正常的通風(fēng)條件(如掘進(jìn)任務(wù)面停風(fēng)、盲巷排放瓦斯、風(fēng)流短路以及采空區(qū)善后處置等)而引起的瓦斯積聚和超限。目前，處置瓦斯積聚和超限的主要措施：防止盲巷積聚瓦斯，防止高冒頂積聚瓦斯，采煤任務(wù)面積聚瓦斯的處置，采煤任務(wù)面上隅角瓦斯積聚的處置，綜合機(jī)械化采煤任務(wù)面瓦斯積聚的處置。防止瓦斯超限與積聚三、瓦斯爆炸機(jī)理及防治技術(shù)

2、瓦斯爆炸的防治對(duì)策嚴(yán)厲控制著火源的原那么是：嚴(yán)禁和杜絕一切非消費(fèi)性火源，嚴(yán)厲管理和限制消費(fèi)中能夠發(fā)生的火源和熱源。主要消除著火源的措施包括：明火，摩擦和撞擊，電器設(shè)備采用防爆，防靜電，高溫外表，熱輻射，自然著火等。詳細(xì)措施：①為防止電火花和其它明火引燃煤塵，井下電氣設(shè)備一定要選用防爆型，電纜接頭不許有雞爪子、羊尾巴和明接頭，防止產(chǎn)生電火花。井下制止運(yùn)用電爐子、職工制止攜帶煙草、點(diǎn)火工具等，嚴(yán)厲井下火險(xiǎn)管理。②為防止放炮時(shí)引燃煤塵，井下要運(yùn)用平安炸藥，打眼，裝藥、封泥必需按規(guī)程要求進(jìn)展，制止放糊炮。嚴(yán)厲控制著火源采用各種各樣隔爆措施，主要防爆平安安裝有：阻火安裝〔平安水封，阻火器和單向閥〕，泄壓安裝〔平安閥和爆破片〕和指示安裝〔壓力表、溫度計(jì)和水位計(jì)〕等。煤礦運(yùn)用的自動(dòng)式隔爆安裝和被動(dòng)式隔爆安裝〔巖粉棚和隔爆水袋等〕阻爆新原理：利用外加物理場(chǎng)進(jìn)展阻爆