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文档简介

矿井灾害防治矿井灾害事故防治也就是使我们所有的安全管理人员能够进一步掌握矿井“六大灾害”即水、火、瓦斯、煤尘、顶板、机电运输等事故灾害的性质、特征、产生的原因,发生事故的条件、征兆以及预防措施等,为正确处理井下灾害事故奠定了基础。培训内容:1、矿井通风;2、矿井瓦斯防治;3、矿井防火;4、矿尘防治;5、顶板灾害防治;6、矿井水害防治;7、爆破事故防治;8、机电与运输事故防治;9、通风安全仪器、仪表。培训目的:掌握煤矿灾害事故发生基本规律及防治措施;能及时发现事故隐患并采取应急处理措施,防止灾害扩大,并能及时组织工人避灾脱险煤矿安全生产的自然规律和特殊条件。煤矿安全生产绝大多数是地下作业,工作场所狭窄、黑暗、潮湿、采场并且经常的移动,多工种的交叉作业,还要同矿压、瓦斯、煤尘、水、火等自然灾害作斗争。我们国家的乡镇煤矿95%井下作业的特点1、作业环境差,劳动强度大;2、地质条件作业差,经常受到六大灾害的威胁;3、井下生产是多工种、多方位、多系统连续交叉作业,生产工艺复杂;4、从业人员多文化水平低、素质差、有的经营者不懂安全、不 管安全、也不顾安全。5、煤矿数量多,安全装备水平低,特别是乡镇煤矿生产系统不完善,采煤方法落后,管理水平低。这在一定的程度上,就造成了煤矿井下的事故的严重性。现在煤矿存在的三高两低三高是:1、事故总量高.2、重特大事故发生频率高. 3、安全隐患风险高。二、两低是:1、技术装备水平低2、从业人员素质低。我国当前常用的采煤方法主要有1、走向常壁采煤法:常壁工作面沿走向推进的采煤方法。2、倾斜常壁采煤法:常壁工作面沿倾斜推进的采煤方法。3、倾斜分层采煤法:厚煤层沿倾斜面划分分层的采煤方法。4、常壁放顶采煤法:开采6m以上缓倾斜厚煤层时,先采出煤层底部常壁工作面的煤,随即放出上部顶煤的采煤方法。 5、掩护支架采煤法:在急倾斜煤层中,沿走向布置采煤工作面,用掩护支架将采空区和工作空间隔开,沿俯斜推进的采煤方法。6、伪倾斜柔性掩护支架采煤法:在急倾斜煤层中,沿伪倾斜布置采煤工作面,用柔性掩护支架将采空区和工作空间隔开,沿走向推进的采煤方法。 7、倒台阶采煤法:在急倾斜煤层的阶段或区段内,布置成下部超前的台阶形工作面,沿走向推进的采煤方法。8、正台阶采煤法:在急倾斜煤层的阶段或区段内,沿伪斜方向布置成上部超前的台阶形工作面,沿走向推进的采煤方法。9、水平分层采煤方法:急倾斜煤层中,沿水平面划分分层的采煤方法。10、斜切分层采煤法:急倾斜煤层中,沿与水平面成250—300角度斜面划分分层的采煤法。11、仓储式采煤法:急倾斜煤层中,将采落的煤暂存于已采空间中,待仓房内的煤体采完后,再依次放出存煤的采煤方法。12、房柱式采煤法:沿巷道每隔一定距离先采煤房直至边界,再后退采出煤房之间煤柱的采煤方法。13、房式采煤法:沿巷道每隔一定距离开采煤房,煤房之间的煤柱予以保留支撑顶板的采煤方法。我国安全生产的三个时期和1978年以来经历的三个发展阶段: 安全生产方针和管理体制初创时期(1949年至1965年)。 1949年11月召开的第一次全国煤矿工作会议提出“煤矿生产、安全第一”,1952年第二次全国劳动保护工作会议明确要坚持“安全第一”方针和管生产必须管安全的原则。 冲击时期(1966年至1977年)管理失控,1971年至1973年工矿企业平均事故死亡16119人,比1962年至1967年增长2.7倍。1975年9月成立国家劳动总局,锅炉压力容器。安全监察局的安全工作机构。恢复和创新发展时期(1978年至今)三个阶段:1、恢复和整顿提高阶段(1978年至1991年)。 2、适应建立社会主义市场经济体制阶段(1992年至2002年)。1998年国家的机构改革,2000年初国家煤炭工业局加挂国家煤矿安全生产监督管理局与国家煤矿安全监察局“一个机构,两块牌子”。2002年11月出台了《安全生产法》安全状况出现较大的反复。3、创新发展阶段(2003年至今)。2003年国家安全生产监督管理局成为国务院的直属机构,成立了国务院安全生产委员会。2004年国务院作出《关于进一步加强安全生产工作的决定》。 2005年初国家安全生产监督管理局升格为总局。2006年初成立了国家安全生产应急救援指挥中心。2004年10月中旬至2005年12月上旬相继发生了6起涉难百以上煤矿事故。2005年全国发生一次死亡10人以上重大事故134起。 2005年全国各类事故717938起,死亡127089人,其中交通事故死亡98738人,铁路路外事故死亡7380人,煤矿事故死亡5938人,建筑施工事故死亡2607人。目前工矿企业事故伤亡的风险仍然很高,10万人死亡率为10左右,其中煤矿的从业人员10万人死亡率高达109.1,非煤采矿业为80.2,化学工业和建筑业分别为10.26和9.95。形势严峻的原因:1、“严格不起来,落实不下去”,安全生产监管力度不足,技术装备落后,业务素质执法能力参差不齐。执法不严,工作不实,普遍存在搞形式,走过场。 2、基础薄弱制约安全生产。长期投入不足,欠账较多企业安全生产设施设备落后。 3、宏观因素对安全生产具有深刻,长远影响。滞后性——影响安全生产的一些问题,深层次,历史性问题,很难在短期内根本解决。所以出了认识不清的想法。以后必须安全第一,预防为主,综合治理,治理隐患,防范事故标本兼治重在治本。抓大系统,除大隐患,防大事故。第一章:矿井瓦斯第一节:矿井瓦斯概述矿井瓦斯在煤矿的五大灾害中称为首害。瓦斯是严重威胁煤矿安全生产的重大自然灾害之一,瓦斯是煤矿的无形杀手,在许多人看来如同传说中的魔鬼一样,无色、无味、无臭、无毒的气体,它来无影、去无踪,看不见、摸不着。但是它能夺取矿工生命。是煤矿安全生产的大敌,它具有来势凶猛,涉及范围广,人员伤亡多,破坏性惨重,损失巨大等特点。死亡率一直具高不下,与发达国家相比差距相当大,也就是南非的30倍,是美国的100倍,而产量与发达国相比低于南非50倍,低于美国100倍。如:2002年第一第度全国煤矿生产各类事556起,死亡人数994人比上年同期分别上升57.9%和13%,其中乡镇煤矿比较多。瓦斯究竟是什么东西?如何预防它的危害?也就是说一个企业兴衰存亡、成在安全、败在事故。做为一名安全管理人员,宁听千人骂,不听一人哭。怎样才能做到这一点,取决于安全技术、管理人员的技术素质和管理水平。2007年平均4.2天1起事故,我国DGP生产安全事故率是一些发达国家的10倍。煤矿百万吨死亡率是世界平均水平的5倍多。矿井瓦斯是煤生成过程中的一种伴生气体。在煤炭开采过程中涌到各个空间而污染矿井空气的各种有害气体。简单的说,矿井瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体,有时单独指甲烷。目前世界各国煤矿一次死亡3人以上事故基本得到了控制。而我们国家几乎每天都发生一起死亡3人以上事故。一个星期就发生一起死亡10_49人事故。矿井瓦斯的生成:植物遗体经过新氧菌和植物 沉积物厌氧菌(甲烷生成菌)纤维质分解作用不断分解、化合就形成泥炭层下沉、复盖、掩埋压实、脱水 褐煤继续受影响生成稠煤(长胶结、比重增加、碳含量 温度、压力 烟煤、烟煤)加、氧含量减少变成引起内部分子结构 无烟煤形成物理、化学性质变化每生产一吨烟煤就会产生600m3的瓦斯,烟煤变成无烟煤产生240m3的瓦斯。保留在煤体中的瓦斯只占生成量的3—24%。瓦斯的存在状态由于煤体内具有不同规格的孔隙、裂隙、沼气以游离与吸附两种状态,存在于这些孔隙与裂隙之中。也就是瓦斯的存在状态:游离状态吸附状态吸着状态吸收状态吸收状态沼气是沼气分子溶解于煤的分子团内部,类似于气体溶解于液体中的现象。吸附状态沼气量的大小,决定于煤的空隙、变质程度以及外界的湿度与压力。游离状态与吸附状态的沼气,在一定条件下,处于动平衡状态。当条件变化时,这种平衡状态,就要受到破坏。例:当压力升高或湿度降低时,部分沼气将从游离状态,转化为吸附状态,这种现象叫吸附。反之,当压力降低或湿度升高时,部分沼气由吸附状态转化为游离状态,这种现象叫解吸。游离状态压力升高、温度降低 吸附状态压力降低、湿度升高 吸附现象解吸现象在自然条件下,游离瓦斯量占10—20%,吸附瓦斯量占80—90%。煤层瓦斯含量定义:未开采的煤层或围岩中,被保留下来的瓦斯数量。就叫瓦斯含量。单位用同M3/T表示。煤层瓦斯含量=游离瓦斯含量+吸附瓦斯含量煤层瓦斯含量的大小取决于两个方面:一是成煤的变质过程中瓦斯生成量的多少;二是瓦斯能被保存下来的条件。影响煤层瓦斯含量的主要因素有:1、煤的变质程度:一般来说,煤的变质程度愈高,瓦斯生成量就愈大,空隙率愈高,而瓦斯含量就愈大。2、煤层的赋存条件:煤层埋藏较浅或有露头存在时,煤层中的瓦斯容量逸散到大气中去,瓦斯含量就小。相反,煤层的瓦斯含量就较大。煤层瓦斯含量随着浓度的增加而逐渐增大。煤层的倾角也影响其瓦斯含量,一般说来,煤层的倾角越小,瓦斯含量也就越大。3、围岩性质:煤层围岩,特别是煤层顶板致密、完整透气性较差,煤层中的瓦斯就容易被保存下来,瓦斯含量就较高。反之,瓦斯就容易逸散,瓦斯含量就较低。例:山西省大同煤田沉积年代早,变质程度高,但顶楹孔隙发达、瓦斯容易逸散。瓦斯含量就小。例:抚顺煤田,虽然沉积的年代比较晚,变质的程度比较低,顶板为百米厚的致密油田页岩和绿色页岩,透气性差,大量的瓦斯被保存下来,成为世界闻名的高沼气矿井。4、煤层的地质历史:在漫长的地质年代中,地层的上升和下降、海浸海退的变化,地表河流暴露的长短,是对瓦斯的保存才有很大的影响。5、煤层的瓦斯压力:煤层瓦斯压力越高,瓦斯含量也就越高。瓦斯压力越低,瓦斯含量也就越低。6、矿区水文地质条件:瓦斯在水中的溶解度虽然很小,但煤层中有较大的含水裂隙或有流动的地下水通过时,经过漫长的地质年代,则能从煤层中带走大量瓦斯,从而降低煤层的瓦斯含量。 7、煤田地质构造:地质构造往往是造成同一煤田内瓦斯含量分布不均衡的主要原因。开放性的地质断裂有利于瓦斯排放,瓦斯含量较低。封闭性的断裂不利于瓦斯排放,瓦斯的含量就高。煤田的褶曲构造,对瓦斯含量有极大的影响,可能造成褶曲轴部瓦斯含量增大或减少,也可能造成储瓦斯构造。此外,在火成岩侵入体附近,煤的变质程度增设,瓦斯含量可能增大。影响瓦斯保存和放散条件1、煤的性质:煤的孔隙率大,瓦斯含量就增大。2、煤层的透气性差:瓦斯含量就增大。3、煤层含水大的:瓦斯含量就减少。煤层赋存的条件1、煤层埋的深度:复盖层深的瓦斯含量就越大。2、煤层倾角小的:瓦斯含量就越大。3、煤层围岩性质:顶板越致密的瓦斯含量就越大。4、煤田地质构造:在火成岩侵入体附近,煤变质程度越高,瓦斯含量就越高。矿井瓦斯涌出瓦斯从煤层或岩层中均匀的放出。煤层开采后,其整体受到破坏,透气性增加,部分瓦斯会在压力的作用下,经煤层的暴露面渗透出来,涌入采掘工作空间。矿井沼气的涌出形式,一般普通涌出和特殊涌出两种。一、普通涌出:瓦斯从采落的煤炭及煤层或岩层暴露面上,通过微小孔隙长时间地,均匀地的形式。二、特殊涌出:煤层或岩层的空洞裂隙中含有大量的瓦斯在采掘过程中,在很短时间内,会突然大量的涌出,有时还会伴有煤粉、煤块和岩石大量抛出,瓦斯的这种涌出形式就称为特殊涌出。瓦斯涌出形式:普通涌出特点:缓慢,均匀,连续、时间长等。特殊涌出特点:瞬间,突然,局部,数量大等。矿井瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量是指开采过程中涌入采掘空间的瓦斯数量(只对普通涌出而言,不包括特殊涌出)。通常用的单位时间内或单位质量的煤放出的瓦斯数量来表示大小的。表示方法有两种:一、绝对瓦斯涌出量:单位时间内涌进至采掘空间的瓦斯数量:用m3/min或m3/d表示。计算公式是:二、特殊涌出:煤层或岩层的空洞裂隙中含有大量的瓦斯在采掘过程中,在很短时间内,会突然大量的涌出,有时还会伴有煤粉、煤块和岩石大量抛出,瓦斯的这种涌出形式就称为特殊涌出。瓦斯涌出形式:普通涌出特点:缓慢,均匀,连续、时间长等。特殊涌出特点:瞬间,突然,局部,数量大等。矿井瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量是指开采过程中涌入采掘空间的瓦斯数量(只对普通涌出而言,不包括特殊涌出)。通常用的单位时间内或单位质量的煤放出的瓦斯数量来表示大小的。表示方法有两种:一、绝对瓦斯涌出量:单位时间内涌进至采掘空间的瓦斯数量:用m3/min或m3/d表示。计算公式是:影响矿井瓦斯涌出量的因素影响矿井瓦斯涌出量的主要因素可分为两个:1、是自然因素,2、是开采技术因素。一、自然因素:1、 煤层和邻近层的瓦斯含量而决定;2、 地面大气压力的变化而决定;3、地震的影响。二、开采技术因素:1、 开采的规模:开采深度、范围、产量。2、 开采的顺序和回采方法;3、 生产工艺过程;4、 风压与风量:正向风压大,涌出量越小,负压风量越大,涌出量大。1995年6月23日某矿发生瓦斯爆炸事故、第一次死亡11人救出52人、第二次救险人员死亡32人,第三次记录发生连续爆炸58次、无伤亡人员、持续爆炸、防突扩大、切断进风、进行密闭记录上有1080次,连续爆炸。原因瓦斯超限10多小时,瓦斯检查员失职、放炮员没按“一炮三检制”和“三人连锁放炮制”放炮引起了瓦斯爆炸。矿井瓦斯的成分及性质1-瓦斯的成分:矿井瓦斯是多种气体的混合物,其成分很多。它的主要成分是甲烷,含量最多,约占83.4~96.5%;此外还含有氮和二氧化碳。其次还含有极少量的氢,一氧化碳,乙烷,乙烯,氧,硫化氢和二氧化硫。瓦斯中各种气体的含量在不同的矿区是各不相同的。我们国家各矿区实测含量,如:各矿区瓦斯成分和含量甲烷是一种无色,无味,无臭,无毒的气体。它的分子量是16,它比空气轻,对空气的比重是0.554.虽然它的本身没有毒性,但是当它在空气中的含量增加时.那么空气中的氧气含量就会相对降低.因此,就会使人感到呼吸困难,身心不适,对人体生理活动和健康就会有严重的危害.如果甲烷在空气中的含量达到47%时,人在这种空气中就会窒息,如果甲烷在空气中的含量增加到57%时人就会死亡.3.甲烷的化学性质甲烷是一种化学性质比较稳定的气体。它的化学性质有好多方面,但是我们最关心的是它的燃烧和爆炸的性质,所以我们只介绍它的燃烧与爆炸的一些特性。甲烷是一种可燃烧的气体。甲烷在空气中的含量较低时,遇到火原就可以燃烧。当甲烷含量达到一定浓度范围时,遇到火原就会发生爆炸。CH4+2O2_ CO2+2H2O+898.6千焦/摩尔• 甲烷在燃烧时的化学反应式是相同的,都是甲烷与空气中的氧气发生还原反应,因此两者的本在质是一样的。但是燃烧与爆炸的传播速度慢,10n/s。而爆炸的传播速度快。可以达到2000——3000m/s。其次是燃烧只发出光和热,没有响声,它发出的热量不多,也没有气体的高速膨胀。而爆炸则发出大量的光和热,化学反应速度极快,气体高速膨胀,发出巨大的响声。甲烷爆炸的浓度界限:在讨论爆炸的浓度界限时,我们国家采用的是体积浓度,而不是质量浓度。在各种可燃性混合物中,都有一个能发生爆炸的范围,称为爆炸浓度的界限。它的大小由混合物的物理.化学特性及外界的温度,压力等因素决定的。我们国家经过多次反复的试验,最后确定在标准状态下(760mmHg20正负5C),甲烷与空气混合的爆炸浓度界限为5至16%.各个国家试验数据很相似,联帮德国是5-15%,美国是5.3-14%,日本是5-14%,英国是5-15%,苏联是4.9-15.4%,甲烷在空气中的浓度的低于5%或高于16%时,都不会发生爆炸,只能燃烧.但目前尚没有一个明确的燃烧浓度界限.影响甲烷爆炸浓度界限的因素1.温度:

初温浓 度界限下 限上206.0013.401005.4513.502005.0513.853004.4014.254004.0014.705003.6515.356003.3516.407003.2516.75提高可燃性混合物的初始温度,可以扩大爆炸浓度界限的范围。对甲烷与空气混合物来说若初始温度上升,可使甲烷爆炸浓度界限下限减小。而使甲烷爆炸浓度界限的上限提高。其具体数据%限2.与试验容器的体积关系在不同直径的玻璃容器内做爆炸试验试,验的结果可见表;使用不同容器做爆炸试验,它的浓度界限也不同。容器越大,爆炸浓度界限也将扩大。当管子直径减小到某一临界值时,就不会发生爆炸了。容器与爆炸浓度界限的关系浓度界 限%mm下限上 限50.05.4013.3025.05.8013.309.07.8011.608.18.3010.907.28.4510.605.68.5010.504.59.959.953.6不 占燃管的直径

3.压力:适当增加可燃性混合物压力,也可使甲烷爆炸浓度的下限减小,甲烷爆炸浓度上限提高,增大甲烷爆炸浓度界限的范围。从试验获得的甲烷与空气混合物的压力和甲烷爆炸浓度界限的关系如:混合物的压力与爆炸浓度界限的关系力浓度界限%kg/cm3下限上限1.04.5014.232.04.4544.264.04.0052.9128.03.6059.0192.03.1560.0压充入不燃性气体时的影响向甲烷与空气的混合物中充入不燃性气体,随才充入另的增加,其甲烷爆炸浓度界限将逐渐减小。并在最终,使爆炸浓度的上限与下限相互重合。例如:在甲烷与空气的混合物中充入二氧化碳时,那么每增加1%,其甲烷的爆炸浓度的下限就提高0.033%。上限下降0.26%。若在甲烷与空气混合物中充入氮气,每增加1%,则甲烷爆炸浓度的下限就提高0.017%,而上限下降0.54%。当二氧化碳或氮气充入后,还能使爆炸的压力减低并使迟延时间增加。加入煤尘的影响当甲烷与空气的混合物中有煤尘存在时,会使甲烷爆炸浓度界限的下限值降低,见表:。因此矿井中的甲烷与煤尘同时存在时是很危险的,必须采取更有效的措施来控制他们的浓度。• 甲烷与煤尘同时存在时爆炸下限值空气中的甲烷%0.51.42,53.54・5煤尘的下限浓度g/m334・526,415・56.10・4点火源•众所周知,可燃性混合物的燃烧与爆炸,都需要具有一定温度的点火条件。对煤矿井下的甲烷来说。要使它发生燃烧或爆炸,除了甲烷的含量要达到一定的浓度范围以外,还必须同时存在点燃的火源,这两个条件缺一不可。点火源的种类:根据点火源的性质不同,可把点火源分为两种;即火焰点燃和热面点燃。第一种火焰是直接接触可燃性混合物,如井下的炮焰,煤的自燃发火和裸火等。第二种是热面点燃的点火源有电气设备发热的导体,透明罩和泡皮破损的白炽灯灯丝;电路触头在闭合或断开瞬间产生的点火花,电弧;物体摩擦或撞击时产生的火花;静电放电时产生的点火花;电弧短路时形成的灼热金属微粒及激光照射源。点燃或燃率是用试验过程中的点燃次数的比值来表示的。所谓的最易点燃,就是指它的点燃或燃率等于100%的点燃。也就是说,每一次点燃都会引起爆炸。经过试验我们可以发现,各种不同的点火源对甲烷与空气混合物的最易点燃浓度是不同的,它们的具体数值可见表。点火源与最易点燃浓度点火源种类甲烷与空气混合物最易点燃浓度%点火源种类甲烷与空气混合物最易点燃浓度%绝热压缩6.5热表面6.0火焰10.5放电火花8.5灼热灯丝6.5摩擦火花6.5当采煤机切割煤层时,如果碰到煤层中夹石或滚筒碰到顶,底板的岩石,也会产生摩擦火花。从试验中得知岩层中的石英对点燃甲烷与空气混合物起主要作用。只要摩擦温度达到1250摄氏度,当采煤机切割煤层时,如果碰到煤层中夹石或滚筒碰到顶,底板的岩石,也会产生摩擦火花。从试验中得知岩层中的石英对点燃甲烷与空气混合物起主要作用。只要摩擦温度达到1250摄氏度,这些情况往往是被人们忽视的,而造成事故。第二节:沼气的燃烧与爆炸矿井沼气具有燃烧性与爆炸性,一旦发生沼气燃烧与爆炸事故,有时会引起井下火灾,造成人员伤亡,破坏矿井的正常生产,在国内外都有沉重的教训。如:在一九四二年四月二十六日本溪煤矿发生特大瓦斯煤尘爆炸事故。一次伤亡1795人,其中死亡率1549人,伤的是246人。有如:一九五0年二月二十七日义马矿务局义落煤矿发生瓦斯爆炸事故、一次死亡174人。二000年九月二十七日贵州省木冲沟煤矿发生特大瓦斯煤尘爆炸事故、一次死亡162人。二00二年六月二十日,黑龙江省鸡西矿务局城子河煤矿西二采区发生特大瓦斯爆炸事故、当时井下工作的有136人,其中死亡115人,伤21人。因此,我们必须掌握沼气爆炸的发生发展规律,以便采取预防措施,杜绝类似事故的发生,确保安全生产。沼气的燃烧与爆炸按本质来说、均是空气中有一定浓度的沼气和氧在一定温度下产生激烈复杂的氧化反应。只不过爆炸比燃烧时的氧化反应更为激烈。产生更强的高温、高压、冲击波、具有更大的动力效应。瓦斯爆炸是产生高温高压。。沼气浓度为9、5%时的条件下,爆炸时的瞬间温度在自由空间内可达到1850r。而在封闭的空间内可达到2150°C—2650°C。爆炸时产生的高温会使空气迅速膨胀,形成高压。在理想的条件下,爆炸后的压力为爆炸前的9倍。(但事实上不可能有这么高)。如果发生瓦斯连续爆炸、爆炸产生的冲击压力会越来越大,而它的破坏威力也就越大。由于破坏威力最大的地点而不在爆源附近,而在其外周,所以作为事后寻找爆炸的依据。由于爆炸波传播的速度快,冲击力大,有可能扬起煤尘、造成煤尘爆炸,还可能将附近巷道和采空区内积聚的瓦斯引出来。形成瓦斯连续爆炸事故,从而加大矿井的灾害程度。瓦斯爆炸的危害:瓦斯爆炸时产生的高温高压、促使爆源附近的气体以极大的速度向外冲击,称为正向冲击。与此同时,由于爆源气体向外冲击,加大爆炸后生成的一部分水蒸气很快的凝聚,而在爆源附近形成半真空状态的低压区,致使被爆炸波冲出的气体连同爆源外围的气体以高速度反向冲击爆源地、称为反向冲击。这两种冲击波会造成顶板塌落,煤壁崩塌、通风设施破坏、煤车倾倒。轨道弯曲以及人员大量伤亡。需要说的是,反向冲击虽然较正向冲击弱,但由于它沿已遭到破坏的区域反冲,其破坏性往往更大。特别是反向冲击可能含有足够的瓦斯和氧,若爆源附近尚存在火源时,可能造成第二次爆炸或者连续性爆炸。如:一九四零年抚顺龙风煤矿曾在昼但发生过43次的瓦斯连续性爆炸事故,死亡159人。一九七九年一月三日辽源煤矿四井在井下同一区域发生了连续性的瓦斯爆炸事故、一昼夜发生了23次。发生瓦斯爆炸事故时、除爆炸冲击波造成的危害以外,爆炸后生成大量的有害气体,成份大致为氧6—10%、氮82—88%、二氧化碳8—4%、一氧化碳4—2%,由于氧含量减少,并产生大量的一氧化碳,特别是煤尘参与爆炸时、一氧化碳的生成量更大,这往往是造成井下人员大量伤亡的原因。此外,由于瓦斯爆炸产生高温,会烧伤工人,并可能引起井下火灾,使灾情扩大。瓦斯爆炸的条件瓦斯爆炸有如此大的危害,但是瓦斯每时每刻都存在于矿井之中,为什么有时候又不发生爆炸呢?事物都有它内在的规律。也就是说事物的发展都有两个流向,1.自然的流向,2.是人为的流向。科学研究和生产实践都证明,瓦斯爆炸必须同时具备三个条件:一:瓦斯浓度瓦斯爆炸具有一定的浓度范围,这个浓度范围称为瓦斯爆炸界限。其最低爆炸浓度叫下限。最高爆炸浓度叫上限。在新鲜空气中,瓦斯爆炸界限为5—16%、5%为下限、16%为上限。瓦斯浓度由5%至9、5%爆炸威力逐渐增强。9、5%至16%爆炸威力是逐渐减弱。反之,16%至9、5%时爆炸威力是逐渐增强。9、5%至5%时爆炸威力是由强到弱。在新鲜空气中、瓦斯爆炸最强烈的浓度为9、5%,是因为这时混合气体中的全部氧气和瓦斯都参与了化学反应,既无多余的瓦斯,也无多余的氧气,而这时的化学反应是最完全、最充分、最彻底,生成的热量也是最多的。因而这时的爆炸威力是最强烈的是最大的。(因井下空气中含有较多的水蒸汽、所以实际爆炸威力最强的瓦斯浓度为8、5%左右)。当瓦斯浓度低于5%时,遇火不爆炸、只能在火源外围形成稳定的燃烧层,这种燃烧层的火焰呈兰色或淡青色。当瓦斯浓度高于16%时,遇火源不爆炸,也不燃烧。但是有新鲜空气供入时,能在含瓦斯的混合气体与新鲜空气接触面上进行燃烧。瓦斯的爆炸界限并不是固定不变的,它受多种气体因素的影响。如可燃气体的混入,煤尘的混入,惰性气体的混入,混合气体的初温等。初越高,爆炸界限越大。在20时界限为6—13、4%、100°C时界限为5、45—13、5% 700°C界限为3、25—18、75%。二、引火温度※※瓦斯爆炸的第二个条件是高温火源的存在。点燃瓦斯所需的最低温度叫做引火温度。引燃瓦斯的温度一般认为是6500至7500。引燃瓦斯的火源有:明火,煤炭自燃,电气火花,赤热的金属表面,吸烟,甚至撞击或摩擦产生的火花等,都足以引燃瓦斯。但是,由于瓦斯的热容量较大,遇高温火焰时,并不会立即发生爆炸,而需要一个很短的延迟时间。这个现象叫引火延迟现象,它的引火延迟时间称为感应期。感应期的长短与瓦斯浓度和引火温度有关。瓦斯爆炸的感应期火源温度瓦斯浓度%700C725C750C775C825C925C1025C感应期(秒)48.23.62.41.4610.24.32.61.50.620.210.07814.05.23.01.60.630.250.08106.33.51.750.720.260.09127.94.11.900.770.270.09虽然瓦斯爆炸的感应期很短,但是煤矿安全生产有着重要的作用。例如:使用安全炸药进行爆破时,虽然炸药的爆破初温能达到2000C左右,但其存在的时间极短(也就是几毫秒)小于瓦斯爆炸的感应期,所以,不可能引起瓦斯爆炸事故的发生。例如:矿用安全电气设备,在发生事故时,能迅速断电其断电时间小于瓦斯爆炸的感应期,也就是不可能导致瓦斯爆炸。如果瓦斯与空气,混合气体的压力增高或混入某些气体,感应期就会缩短或者消失。例如:在瓦斯中加入0.5%的甲醛(ch2o)或0.32%的二氧化碳(co2)感应期就会接近于消失。由于爆破冲击压缩作用,也可使瓦斯爆炸感应期缩短。因此,我们要遵守《煤矿安全规程》中有关瓦斯矿井爆破规定是非常重要的。三:氧浓度瓦斯爆炸的第三个条件,是氧气浓度。瓦斯爆炸界限随混合气体中氧浓度的降低而缩小。当氧浓度降低到12%时,混合气体失去爆炸性。井下密闭、特别是火区内往往积存大量的瓦斯,并且有火源存在,但是因为氧浓度很低,才不会发生爆炸,然而一旦重开火区或火区密闭不严而大量漏风、氧浓度达到12%以上时,就会可能发生爆炸。在矿井下的风流中一般氧浓度为20%,在井下正常条件这一条件总是可以满足的。也就是说:只要满足瓦斯浓度和引火源两个条件就可以发生瓦斯爆炸。震惊全国的三交河煤矿4.21特大瓦斯煤尘爆炸事故,就是由于这两个原因引起的。第一个原因是瓦斯超限达到爆炸浓度。三交河煤矿本来是低瓦斯矿井,但是承包人重生产、轻安全、重效益,轻管理,通风瓦斯管理混乱,通风系统设计不合理,局部串联通风,利用淄煤眼回风,工作面、瓦斯经常超限。事故当天,早上8时地面变电站停电,井下局扇停风、工作面瓦斯不断增加。下午4时上班后,202工作面工人不检查瓦斯就启动局扇将大量瓦斯通过串联风机抽203工作面风,造成203面四顺槽的瓦斯积聚,达到爆炸浓度。第二个原因是电钻失爆,有了引火源。瓦斯已经超限,当班工人全然不知。煤电钻已失爆,工人也全然不知。当工人试电钻时,因失爆的电钻产生电火花,引起了瓦斯爆炸。爆炸冲击波又扬起煤尘,导致全矿井瓦斯煤尘爆炸死亡153人的重特大灾害事故。由于可见低瓦斯矿井也不可能麻痹大意,不能放松对瓦斯的管理。否则后果不堪设想。井下那些地方容易发生瓦斯爆炸事故井下任何地方都有发生瓦斯爆炸的可能性,但是、绝大多数部分发生在采掘工作面、据统计、采掘工作面瓦斯爆炸事故占整个瓦斯爆炸事故的80以上。因为:一是:局部通风机管理难度大,容易出现失误或管理不善,如局部通风机任意打开或停机,风筒损坏或接头不严而漏风。风筒末端距工作面迎头太远。而风量不足等不能将瓦斯冲淡排出而导致积聚。二是:煤巷掘进用电钻打眼,经常放炮,出现机电设备失爆和放炮不合规定而产生引爆火源,采煤工作面上隅角容易发生瓦斯爆炸的事故的原因。1、采空区积存的高浓度瓦斯容易从上隅角附近逸散出来。2、上隅角往往是采空区漏风的主要出口,采空区的瓦斯很容易被漏风带走。3、工作面上隅角处的出口风流拐直角弯,易形成涡流区,瓦斯难易被风流带走。案例1:一九八五年五月十三日沈阳有一煤矿掘进工作面局部通风机没有专用的电源,在2小时内停开10多次,造成间断供风和风量不足,由于放炮打眼产生火焰引爆瓦斯、死亡36人。案例2:山西霍县有一煤矿在327掘进工作面、风筒断开、风流断路,致使200m巷道内瓦斯积聚、瓦斯检查员脱岗漏检(假设瓦斯浓度为0.1%)两工人打开电钻盖送电、产生点火化,引起瓦斯爆炸,死亡50人.(案例)1999年8月25日平煤韩庄煤矿发生瓦斯爆炸事故,死亡55人。原因是因欠电费拉闸停电而造成瓦斯聚积发生的爆炸事故。瓦斯容易积聚的地点瓦斯积聚容易发生在通风不良或风流达不到的地点,采煤工作面上隅角,顶板冒落的空洞,风速低的巷道中的顶板附近,停风的盲巷,采煤工作面接近采空区边界,水平工作面、采煤机械附近等。引起瓦斯积聚的主要原因1:局部通风机停止运转引起积聚。有计划和无计划停风。都可能造成掘进工作面瓦斯积聚。案例:1996年11月29号牛店镇弘振煤矿发生瓦斯爆炸事故,当班18人,全部死亡在井下。经调查:事故原因:一是风筒落后于掘进工作面,造成微风作风;二是高沼矿井放炮采煤,引起瓦斯爆炸。2:风筒断开,刮坏、严重漏风而又不能及时发现和修补引起瓦斯积聚。案例:一九九七年四月十三日,小刘寨煤矿发生瓦斯燃烧事故。死亡六人。原因是:井下发生冒顶,跟班安全人员兼技术员刘国圈发现冒顶处风筒脱落,就鲜风没到这里,也没有检查瓦斯浓度的含量。他对带班长说:“等风吹一会再干”就离开了。刘刚走到西大巷40米处。就从背后区飞来一股黑烟。他赶忙升井报告。救护队赶到时井下已没有生灵。风量不足引起的瓦斯聚积,不按所需风量配风,巷道冒顶堵塞,局部通风机案例:1997年6月23日牛店镇小王庄煤矿发生瓦斯爆炸事故:死亡16人。下行通风式、淄子巷、回风巷又多处冒顶、堵塞风路、瓦斯急剧超限。安全员没有及时采取措施。救护队处理时,拾到仪器、仪器最后一次检测瓦斯浓度8.5%。4、风流短路引起瓦斯积聚:如打开风门而不关闭,巷道贯通后不及时调整通风系统等。都可能造成风流短路而引起瓦斯积聚。案例:一九九八年五月十七日,超化镇王村村办二矿发生燃烧事故:该矿低掌风巷被水淹、导致风流短、形成独眼井、地面仅用一台5.5千瓦的局扇供风,瓦斯积聚达到燃烧浓度:掘进工作面煤电钻打眼产生电火花、引起瓦斯燃烧事故。5、通风系统不合理,不完善引起瓦斯积聚。如:自然通风,串联通风。扩散通风,无回风道的独眼井及局部通风循环风等。都属于不合理的通风,都可能引起瓦斯积聚而导致瓦斯爆炸事故的发生。案例:2004年9月23日新密市苟堂镇小刘寨煤矿发生瓦斯爆炸事故。一次死亡7人。利用留煤眼作回风巷,造成瓦斯聚集,下副巷掘进放炮产生电火花,引起瓦斯爆炸。6、采空区或盲巷瓦斯积聚。由于大气压力变化或因冒顶使瓦斯涌出而导致瓦斯爆炸事故。案例:一九八九年二月十一日,老塘内大面积冒顶将高浓度瓦斯挤压出来,瓦斯检查员脱岗,放炮员没有检查瓦斯,放炮器与母线接触不严产生火花,造成瓦斯爆炸,一次死亡13人。一机供多头,风筒出口距掘进工作面太远等,都可能因风量小,风速低而造成瓦斯聚积。•《案例》1989年1月14日,某矿风筒出口距掘进工作面15米,风量不足,引起瓦斯聚积,瓦斯检查员迟到,放炮员违章放炮引起瓦斯爆炸,死亡12人。《案例》1996年11月27日山西省大同市新荣区部家窑乡东村煤矿发生特别重大瓦斯煤尘爆炸事故,死亡114人。原因是通风不足,导致瓦斯聚积,实行的措施又不得力,电工违章操作带电作业,产生火花导致瓦斯煤尘爆炸事故。防止瓦斯积聚的方法1、 矿井必须采用机械通风,在瓦斯矿井应采用抽出式通风(负压通风)。2、 保证井下各工作地点有足够的风量,使瓦斯浓度符合《规程》要求,同时要有一定的风速,以驱散漏出的瓦斯、防止在顶板形成瓦斯层。3、 选择合理的巷道布置与采煤方法,使工作面的通风容易、而且可靠。4、 在瓦斯矿井中所有回采工作面回风道都要采用、上行风。5、 风门及其它购置构筑物,应符合质量标准,设置适当并加强,维护与管理,以防大量漏风。6、 经常检查通风及瓦斯涌出情况,并严格执行瓦斯管理制度。7、 在瓦斯涌出量大的矿井进行瓦斯抽放。引起瓦斯爆炸的火源我们已经了解了防止瓦斯积聚的措施,这不仅仅是清除了瓦斯爆炸的一个隐患。为了彻底消除瓦斯爆炸,我们还必须消除另一个隐患。严格防止火源的产生。因为没有火源,即使瓦斯达到了爆炸浓度、也不会发

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