第5章  礦井瓦斯爆炸及其預(yù)防

 §5.1  概述

   危害:

一種極其嚴(yán)重的災(zāi)害，一旦發(fā)生，不僅造成大量人員傷亡，而且還會嚴(yán)重摧毀礦井設(shè)施、中斷生產(chǎn)。

可能引起煤塵爆炸、礦井火災(zāi)、井巷垮塌和頂板冒落等二次災(zāi)害，使生產(chǎn)難以在短期內(nèi)恢復(fù)。

    世界上最大一次瓦斯爆炸：

          1942年，遼寧本溪，死亡：1549人，傷:146人。

   新中國發(fā)生的最大一次瓦斯爆炸：

          大同，白洞礦

§5.2  礦井瓦斯爆炸及作用機(jī)理

    爆炸：氣體快速擴(kuò)展的結(jié)果。

    發(fā)生原因：物理變化、化學(xué)變化

    瓦斯爆炸：一定濃度的甲烷和空氣中的氧氣在高溫?zé)嵩吹淖饔孟掳l(fā)生激烈氧化反應(yīng)的過程。

    最終反應(yīng)式：

     或

　∵  1體積CH4與2體積O2完全反應(yīng)（即2×(1+79/21)=9.52體積）。

         此時，混合氣體中

      因此，理論上瓦斯?jié)舛葹?.5%瓦斯爆炸最猛烈。

§5.3  瓦斯爆炸的傳播及其后果

一、爆炸分類

     爆炸：物質(zhì)從一種狀態(tài)迅速變成另一種狀態(tài)，并在瞬間放出大量能量的同時，產(chǎn)生巨大聲響的現(xiàn)象。

   1、根據(jù)反應(yīng)后的產(chǎn)物分為：

   （1）物理爆炸

        ----物理變化引起，物質(zhì)因狀態(tài)or壓力發(fā)生突然變化而形成。

     特點：爆炸前后物理性質(zhì)、化學(xué)成份均不改變。

     如：鍋爐爆炸、氣體超壓爆炸。

  （2）化學(xué)爆炸

       ----物質(zhì)發(fā)生迅速的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生高溫、高壓而引起的爆炸。

§5.3  煤礦爆炸性氣體的安全技術(shù)參數(shù)

一、爆炸界限及其主要影響因素

    爆炸界限---- 在正常的大氣環(huán)境中，可燃?xì)怏w與空氣或氧氣混合，遇火源可以爆炸的極限濃度。

    最低濃度----爆炸下限；

   最高濃度----爆炸上限。

  如：CH4在空氣中的爆炸下限為5～6％，上限為14～16％。

           ＜ 5% 時，發(fā)生燃燒。

           ＞15% 時，新鮮空氣界面處燃燒。

     CCH4= 9.5%時，爆炸最劇烈。

     CCH4= 7 ~8 %時，爆炸最容易。

§5.4  煤礦瓦斯爆炸原因分析

一、瓦斯爆炸條件

   1、CH4濃度處于爆炸范圍內(nèi)（正常條件 5 ~ 15 %）;

   2、氧濃度超過失爆氧濃度（在CO2惰化下，＞12%，在N2惰化下，   ＞9 %）；

   3、引火源的能量大于最小點火能量（0.28mJ）、溫度高于最低點火溫度（595℃）且高溫?zé)嵩创嬖跁r間大于瓦斯引火感應(yīng)期。

     注：一般礦井中，O2＞12%，只要瓦斯積存和火源兩因素同時具備，即會發(fā)生瓦斯爆炸。

§5.5  預(yù)防瓦斯爆炸的技術(shù)措施

    技術(shù)措施包括：

   一、防止瓦斯積存與超限

        （超過《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定值 ）

    瓦斯積存：局部（體積超過0.5m3）瓦斯?jié)舛瘸^2%的現(xiàn)象。

  要求：

每一個礦井必須從采掘工作、生產(chǎn)管理上采取措施，防止瓦斯積存；

發(fā)生瓦斯積存時，必須及時處理。

具體措施主要有：