云南矿井瓦斯爆炸及其预防

矿井瓦斯爆炸及其预防

序言

煤炭，是我国的主要能源之一。在我国一次能源消费结构中，煤炭长期保持在70%的份额。但是，煤矿井下生产大部分是井下作业,自然条件复杂,瓦斯、水、火、顶板、矿尘是长期困扰煤炭工业健康发展的主要灾害。富源县煤矿资源分布图

瓦斯爆炸是煤矿中最严重的灾害之一，因瓦斯爆炸而引起煤尘爆炸，则后果更为严重。例如，1942年日本侵占东北时期，本溪煤矿由电火花引起的瓦斯、煤尘爆炸，死1549人，伤146人，成为世界煤矿开创史上最大的伤亡事故，因此，预防和防止瓦斯爆炸是煤矿安全生产的重要举措。2005年11月27日，龙煤集团七台河分公司东风煤矿井下煤仓处发生瓦斯爆炸事故，共造成134人遇难，48人受伤，为近年来最严重的瓦斯爆炸事故。瓦斯爆炸的条件及其影响因素爆炸

瓦斯爆炸必须具备三个基本条件，即瓦斯浓度为5%～16%；温度为650～750℃；足够的氧气，氧含量不低于12%；三者同时存在。若能消除、控制其中一个条件，即可防止发生瓦斯爆炸。

瓦斯爆炸的条件及其影响因素瓦斯爆炸的条件及其影响因素

影响瓦斯爆炸条件的因素

1、瓦斯浓度（1）瓦斯爆炸的浓度界限。试验证明：当瓦斯浓度低于5%～6%时，混合气体无爆炸性，遇火后只能燃烧呈淡蓝色火焰而不能爆炸；当瓦斯浓度低于5%～6%至14%～16%时混合气体有爆炸性；

瓦斯爆炸的条件及其影响因素

当瓦斯浓度大于14%～16%时，混合气体内无爆炸性，也不燃烧。如有新鲜空气供给时，可以在混合气体与新鲜空气的接触面上进行燃烧。因此，瓦斯浓度只有在5%～16%范围内，遇高温火源点燃，方会发生爆炸。

瓦斯爆炸的条件及其影响因素

（2）影响瓦斯爆炸界限的因素瓦斯的爆炸界限并不是固定不变的，它受温度、压力、煤尘、氧浓度和可燃气体、惰性气体的混入等因素的影响，爆炸界限扩大或缩小。

瓦斯爆炸的条件及其影响因素2、引火源（一定的引火温度）（1）引火温度界限。一般认为，在正常大气条件下，瓦斯在空气中的点火温度650～750℃。瓦斯爆炸的条件及其影响因素

（2）影响点火温度的因素点火温度受瓦斯浓度、气体压力、混合气体的温度与火源性质等因素的影响。瓦斯爆炸的条件及其影响因素

井下明火、煤炭自燃，赤热的金属表面，吸烟、放炮、架线火花、摩擦火化、撞击火花、电气火花等等足以引起瓦斯事故。因此，消灭井下一切火源是防止瓦斯事故的重要措施之一。

瓦斯爆炸的条件及其影响因素

3、充足的氧含量（氧含量不低12%）瓦斯爆炸的实质是瓦斯的急剧氧化。没有足够氧气，就不会发生瓦斯爆炸，当氧含量低12以下，瓦斯混合气体即失去爆炸性，遇火也不会燃烧。预防瓦斯爆炸的措施

防止瓦斯积聚的措施局部瓦斯积聚是指局部空间的瓦斯浓度达到2%，其体积达到或超过0.5m3的现象。防止瓦斯聚集的基本方法如下:预防瓦斯爆炸的措施

１、加强通风管理通风是防止瓦斯积聚的主要措施，做到稳定、可靠、连续不断地向井下所有用风地点输送足够的新鲜空气，以保证及时排除和冲淡有害气体。预防瓦斯爆炸的措施

（１）各采区、各水平要有单独的回风道，不得出现串连通风；（２）采煤与采煤、掘进与掘进之间、采掘之间不得出现串连通风；（３）局部通风机、启动安装在新鲜风流中，距回风口的距离不小于１０米；（４）高瓦斯矿井采掘供电分开，实行“三专两闭锁”等等。预防瓦斯爆炸的措施

2、认真进行瓦斯检查与监测由于瓦斯的主要成分是甲烷，而甲烷是一种无色、无味、无臭的气体，依靠人的感官不能判别瓦斯是否超限。所以，必须按《煤矿安全规程》规定用甲烷检测仪表加强瓦斯检查和监测。预防瓦斯爆炸的措施

《规程》规定，矿井必须建立瓦斯检查制度。低瓦斯矿井的采掘工作面，每班至少检2次；高瓦斯矿井中每班至少检查3次。有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的采掘工作面，有瓦斯喷出危险的采掘工作面和瓦斯涌出较大、变化异常的采掘工作面，必须有专人经常检查，并安设甲烷断电仪。井下各处瓦斯的允许浓度及超限时应采取的措施地点允许瓦斯超限时必须采取的措施浓度/%矿井总回风巷或一冀回风巷风流中≤0.75必须立即查明原因，进行处理采区回凤巷，采掘工作面因风番风流中

≤1

必须停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理

采掘工作面风流中

<1

必须停止煤电钻打眼<1.5

停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理采掘工作面内局部地点<2

附近20m内必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理

放炮地点附近20m以内风流中

<1

严禁放炮

电动机或其开关地点附近20m以内风流中<1.5

必须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理预防瓦斯爆炸的措施

３、及时处理局部积聚的瓦斯矿井必须从采掘生产管理上采取措施，防止瓦斯积聚；当发生瓦斯积聚时，必须及时处理。生产中容易积存瓦斯的地点有:采煤工作面上隅角，独头掘进工作面的巷道隅角，冒落的空洞内，低风速巷道的顶板附近，停风的盲巷中，采煤工作面采空区边界处，以及采掘机械切割部周围等等。

一般采用风障引导风流法、尾巷排放法、充填置换法、风筒引导风法、增加风量、调整通风方式等方法来排除局部瓦斯积聚。预防瓦斯爆炸的措施风障风障引导风流处理上隅角积聚瓦斯引导风流法优点：安设简单、经济缺点：引入风量有限，波动性大黄土木板充填转换法处理巷道冒落空洞内局部积聚的瓦斯充填置换法对采空区上隅角的空间进行充填，使瓦斯没有聚集的空间，这种方法还可以预防自燃发火的目的，但是，这种方法受条件的限制，除特殊要求的少数矿井外，一般很少用这种方法。预防瓦斯爆炸的措施4、瓦斯抽放矿井瓦斯抽放是为了减少和解除矿井瓦斯对煤矿安全生产的威胁，利用机械设备和专用管道造成的负压，将煤层中存在或释放出来的瓦斯抽出来，输到地面或其他安全地点的方法。是瓦斯涌出量大的矿井采取防止瓦斯积聚的治本措施，抽放瓦斯要严格遵守《煤矿安全规程》中的相关规定。预防瓦斯爆炸的措施预防瓦斯爆炸的措施

防止引爆瓦斯

引燃瓦斯的火源有明火、放炮火花、电火花及摩擦撞击火花四种。针对这四种火源，应采取下列预防措施:预防瓦斯爆炸的措施

防止引爆瓦斯

1.防止明火禁止在井口房、通风机房周围20米以内使用明火、吸烟或用火炉取暖；严禁携带烟草、点火物品和穿化纤衣服入井；严禁携带易燃物品入井，必须带入井下的易燃品要经矿总工程师批准；预防瓦斯爆炸的措施

井下禁止使用电炉或灯泡取暖；不得在井下和井口房内从事施焊作业，如必须在井下主要硐室、主要进风道和井口房内从事电焊、气焊和使用喷灯焊接时，每次都必须制定安全措施，并遵守《煤矿安全规程》有关规定，回风巷不准进行施焊作业；预防瓦斯爆炸的措施

严禁在井下存放汽油、煤油、变压器油等；井下使用的棉纱、布头、润滑油等，必须放在有盖的铁桶内，严禁乱仍乱放和抛洒在巷道、硐室或采空区内；防止煤炭氧化自燃，加强火区检查与管理，定期采样分析，防止复燃。

2.防止出现爆破火焰严格炸药、雷管管理，井下严禁使用产生火焰的爆破器材和爆破工艺；井下爆破作业，必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管，煤矿许用炸药的选用，应按《煤矿安全规程》的规定执行，不合格或变质的炸药不准使用；炮眼深度和装药量要符合作业规程规定；预防瓦斯爆炸的措施预防瓦斯爆炸的措施

炮眼黄泥装填要满、要实，防止爆破打筒，坚持使用水泡泥；禁止使用明接头或裸露的爆破母线；爆破母线与发爆器的联线要牢固，防止产生电火花；爆破员尽量在进风中启动发爆器；禁止放明炮、糊炮；严格执行“一炮三检”和“三人连锁放炮”制度。

3.防止出现电火花井下电气设备选用时应符合《煤矿安全规程》的要求，对电气设备的防爆性能定期、经常检查，不符合要求的要及时更换和修理，否则不准使用；井口和井下电气设备必须有防雷和防短路保护装置，采取有效措施防止杂散电流；所有电缆接头不准有“鸡爪子”、“羊尾巴”和“明接头”；严禁带电作业；发放的矿灯要符合要求，严禁在井下拆卸、敲打和撞击灯头和灯盒。预防瓦斯爆炸的措施

4、防止出现摩擦撞击火花矿井中使用的如塑料、橡胶、树脂等高等分子材料制品，其表面电阻应低于规定值在发热的部件上安设过热保护装置；在摩擦部件金属表面溶敷活性低的金属；使用难引燃性能的合金工具。综合机械化机组作业的采掘工作面遇到坚硬岩石时，应采用爆破处理，机组截齿处采取喷水降温措施。预防瓦斯爆炸的措施限制瓦斯爆炸范围扩大的措施

井下局部地区一旦发生瓦斯爆炸，应使其波及范围尽可能缩小，不致引起全矿井的爆炸。为此，应采取以下措施:1、实行分区通风。

2、通风系统力求简单。

限制瓦斯爆炸范围扩大的措施3、装有主要通风机的出风井口，应安装防爆门，以防止发生爆炸时通风机被毁，造成救灾和恢复生产的困难。

4、生产矿井主要通风机必须装有反风设施，必须能在10min内改变巷道中的风流方向。限制瓦斯爆炸范围扩大的措施

5、开采有煤尘、瓦斯爆炸危险的矿井，在矿井的两翼、相邻的采区、相邻的煤层和相邻的工作面，都必须用岩粉棚或水棚隔开。在所有运输巷道和回风巷道中必须撒布岩粉。

6、每一矿井，每年必须由矿井技术负责人组织编制矿井灾害预防和处理计划。案例一

2007年11月5日，山西大同悬岗焦家寨煤矿，井下一掘进巷道瓦斯因电器打火而引起瓦斯爆炸，造成47人死亡。据矿方称当时巷道内的瓦斯积聚达4%事后经专家现场勘察证实（当时实际可能已达到8%）。该事故确由电器打火引起。案例二案例三河南省郑州煤业集团大平矿“10.20”特别重大瓦斯爆炸事故，就是煤与瓦斯