矿井瓦斯危害及防治参考幻灯片VIP

1、矿井瓦斯危害及防治,一、瓦斯概念及性质 二、瓦斯的主要危害 三、瓦斯爆炸,一、瓦斯概念及性质,矿井瓦斯是煤矿生产过程中，从煤、岩内涌出的以甲烷为主的各种有害气体的总称。在本章所描述的有关瓦斯的物理、化学性质等特性，均是针对甲烷而言。 矿井瓦斯的组成成分及其比例关系因成因不同而有差别。一般情况下，含有甲烷（可达80%90%）和其它烃类，如乙烷、丙烷，以及CO2（如吉林营城煤矿）和稀有气体。个别煤层内含有H2、CO（如山东新汶矿务局）、H2S（如河南鹤壁四矿,一、瓦斯概念及性质,甲烷（CH4，俗称沼气），是无色、无味、无毒的气体。甲烷分子的直径为0.375810-9m，可以在微小的煤体空隙和裂隙里

2、流动。其扩散速度是空气的1.34倍，从煤岩中涌出的瓦斯会很快扩散的巷道空间。甲烷标准状态时的密度为0.716kg/m3，比空气轻，与空气相比的相对密度为0.554。如果巷道上部有瓦斯涌出源，风速低时，容易在顶板附近形成瓦斯积聚层。瓦斯微溶于水，在20C和0.103Mpa（1atm）时，100L水可以溶解3.31L甲烷，0C时可以溶解5.56L甲烷,二、瓦斯的主要危害,1.使人窒息。甲烷虽然无毒，但其浓度如果超过57%，能使空气中氧浓度降低至10%以下。瓦斯矿井通风不良或不通风的煤巷，往往积存大量瓦斯。如果未经检查就贸然进入，因缺O2而很快地昏迷、窒息，直至死亡，此类事故在煤矿并不鲜见。 2.燃

3、烧及爆炸。瓦斯在适当的浓度能燃烧和爆炸。自1675年英国茅斯汀矿发生第一次瓦斯爆炸,二、瓦斯的主要危害,事故以后（我国最早关于瓦斯爆炸的文献记载见于1603年），世界各产煤国家都发生过各种损失程度的瓦斯爆炸事故。 3.煤与瓦斯突出。在煤矿的采掘生产过程中，当条件合适时，会发生瓦斯喷出或煤与瓦斯突出，产生严重的破坏作用，甚至造成巨大的财产损失和人员伤亡,三、瓦斯爆炸,瓦斯爆炸是煤矿生产中最严重的灾害之一。我国最早关于煤矿瓦斯爆炸的文献记载见于山西省高平县志，万历三十一年（1603年），山西省高平县唐安镇一煤井发生瓦斯爆炸事故，文中描述瓦斯爆炸时的情形为：“火光满井，极为熏蒸，人急上之，身已焦烂而

4、死，须臾雷震井中，火光上腾，高两丈余”。国外文献记载的最早瓦斯爆炸事故，是1675年发生于英国茅斯汀煤矿的瓦斯爆炸,三、瓦斯爆炸,世界煤矿开采史上最大的伤亡事故，是1942年发生于辽宁本溪煤矿瓦斯、煤尘爆炸，造成1549人死亡，146人受伤。 1960年5月9日13时45分，大同矿务局老白洞矿发生瓦斯（有的资料说为煤尘）爆炸事故，死亡684人（有的资料说为682人,三、瓦斯爆炸,本世纪60年代以来，由于大型高效通风机的投入使用，自动遥测监控装置的使用和采取了瓦斯抽放等一系列技术措施，瓦斯爆炸事故已逐渐减少，但是还是不能完全杜绝。所以掌握瓦斯爆炸的原因、规律和防治措施，极为重要,1.瓦斯爆炸的条

5、件,瓦斯的爆炸浓度 理论分析和试验研究表明：在正常的大气环境中，瓦斯只在一定的浓度范围内爆炸，这个浓度范围称瓦斯的爆炸界限，其最低浓度界限叫下限，其最高浓度界限叫爆炸上限，瓦斯在空气中的爆炸下限为5%6%，上限为：14%16%。 瓦斯浓度低于爆炸下限时，遇高温火源并不爆炸，只能在火焰外围形成稳定的燃烧层。浓度高于,1.瓦斯爆炸的条件,爆炸上限时，在该混合气体内不会爆炸，也不燃烧，如有新鲜空气供给时，可是在混合气体与空气的接触面上进行燃烧。 在正常空气中瓦斯浓度为9.5%时，化学反应最安全，产生的温度与压力也最大。瓦斯浓度7%8%是最容易爆炸，这个浓度称最优爆炸浓度。 必须强调指出，瓦斯爆炸界限

6、不是固定不变的，它受到许多因素的影响，其中重要的有： （1）氧的浓度（2）其它可燃气体（3）煤尘 （4）空气压力（5）惰性气体,1.瓦斯爆炸的条件,2）充足的氧含量 氧气的浓度必须大于12%，氧浓度低于12%时，混合气体就失去爆炸性。 （3）足够能量的点火源。温度不低于650；能量大于0.28mJ；持续时间大于爆炸感应期,2.瓦斯爆炸的危害,矿内瓦斯爆炸的有害因素是：高温、冲击波和有害气体。 焰面是巷道中运动着的化学反应区和高温气体，其速度大、温度高。从正常的燃烧速度（12.5m/s）到爆轰式传播速度（2500m/s）。焰面温度可高达21502650。焰面经过之处，人被烧死或大面积烧伤，可燃物

7、被点燃而发生火灾,2.瓦斯爆炸的危害,冲击波峰面压力由几个大气压到20大气压，冲击波叠加和反射时可达100大气压。其传播速度总是大于声速，所到之处造成人员伤亡、设备和通风设施损坏、巷道垮塌。瓦斯爆炸后生成大量有害气体，某些煤矿分析爆炸后的气体成分为O26%10%，N282%88%，CO24%8%，CO2%4%。如果有煤尘参与爆炸，CO的生成量更大，往往成为人员大量伤亡的主要原因,3.预防瓦斯爆炸的措施,1）防止瓦斯积聚 所谓瓦斯积聚是指瓦斯浓度超过2%，其体积超过0.5m3的现象。 加强通风及其管理 有效地通风是防止瓦斯积聚的最基本最有效的方法。瓦斯矿井必须做到风流稳定，有足够的风量和风速，避免循环风，局部通风机风筒末端要靠近工作面，放炮时间内也不能中断通风，向瓦斯积聚地点加大风量和提高风速，等等。 及时处理局部积存的瓦斯,3.预防瓦斯爆炸的措施,2）防止瓦斯引燃 防止瓦斯引燃的原则，是对一切非生产必须的热源，要坚决禁绝。生产中可能发生的热源，必须严加管理和控制，防止它的发生或限定其引燃瓦斯的能力。 规程规定，严禁携带烟草和点火工具下井；井下禁止使用电炉，禁止打开矿灯；井口房、抽放瓦斯泵房以及通风机房周围20m内禁止使用明火；井下需要进行电焊、气焊和喷灯焊接时，应严格遵守有关规定；对井下火区必须加强