瓦斯爆炸原因分析及防治措施

1 瓦斯爆炸的危害

　　1.1 瓦斯爆炸會形成高溫環(huán)境

　　瓦斯爆炸事故發(fā)生時會釋放出巨大的熱量，發(fā)生爆炸時的溫度最高可達(dá)2000多攝氏度，如此高的溫度會對人員的生命健康安全造成極大的威脅，造成人員傷亡，并會引發(fā)火災(zāi)，燒毀設(shè)備，設(shè)施，對巷道產(chǎn)生破壞。

　　1.2 瓦斯爆炸會產(chǎn)生高壓

　　瓦斯爆炸時釋放出的的熱量會使井下溫度迅速升高，引起爆炸源附近空氣的體積在極短的時間內(nèi)膨脹，壓力迅速增大，從而產(chǎn)生能量很大的氣體沖擊波。沖擊波在巷道內(nèi)迅速傳播并會對井下的設(shè)備設(shè)施造成危害甚至對人員的生命健康產(chǎn)生威脅。

　　1.3 瓦斯爆炸會在井下產(chǎn)生有害氣體

　　瓦斯爆炸的本質(zhì)是劇烈的燃燒反應(yīng)，因此在這一過程中會消耗氧氣，同時產(chǎn)生大量的一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w。而在井下發(fā)生瓦斯爆炸往往會有煤塵參與，使爆炸的威力更大，產(chǎn)生更多的一氧化碳?xì)怏w。根據(jù)以往的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，瓦斯爆炸事故中很大一部分人員的死亡均是由一氧化碳中毒、窒息造成的。

　　2 發(fā)生瓦斯爆炸的條件

　　發(fā)生瓦斯爆炸的基本條件有三個：一是瓦斯?jié)舛?，一般?-16%；二是氧濃度，一般不低于12%；三是點(diǎn)火能量充足。①氣體濃度：氣體爆炸濃度限值是指氣體與空氣混合物中氣體的體積濃度。當(dāng)氣體濃度達(dá)到9.5%時，理論上可以與氧氣完全反應(yīng)，從而釋放出最大的熱量和爆炸強(qiáng)度。在實(shí)際生產(chǎn)中，氣體濃度往往高于理論值；②氧濃度：空氣混合物中氧的濃度必須大于12%，否則不會發(fā)生氣體爆炸。井下氧濃度可能低于12%，如采空區(qū)，但在工作場所等場所一旦氧濃度低于12%，就會發(fā)生窒息死亡；③有足夠能量的點(diǎn)火源：氣體爆炸的點(diǎn)火源應(yīng)滿足溫度不低于650℃，能量大于0.28MJ，持續(xù)時間大于爆炸誘導(dǎo)期的條件。一般來說，這個條件很容易滿足。

　　3 防治瓦斯爆炸的技術(shù)措施

　　3.1 瓦斯抽采

　　提前抽采不僅可以降低井下工作面生產(chǎn)過程中的甲烷濃度，而且可以進(jìn)一步利用瓦斯。瓦斯抽采方式包括本煤層抽采、鄰煤層抽采、采空區(qū)抽采等，抽采技術(shù)包括沿煤層長鉆孔、大直徑鉆孔、地面鉆孔、頂板、巷道鉆孔等，目前，瓦斯抽采已在我國許多礦井得到應(yīng)用，取得了較好的效果。

　　3.2 防止火源的產(chǎn)生

　　在礦山生產(chǎn)中，對整個生產(chǎn)過程中可能觸發(fā)的點(diǎn)火源進(jìn)行控制，對點(diǎn)火源進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，形成有效的預(yù)防和控制措施。通過建立各種安全監(jiān)測系統(tǒng)，利用檢測傳感器、報(bào)警器等設(shè)備，形成了煤礦井下安全監(jiān)測監(jiān)控安全系統(tǒng)，可以提前預(yù)防火源的發(fā)生，并在火源發(fā)生后及時進(jìn)行控制。同時，要加強(qiáng)對員工的意識教育，防止爆破產(chǎn)生火花，不準(zhǔn)帶電檢修或搬遷電器設(shè)備，禁止攜帶煙草及點(diǎn)火工具下井。

　　3.3 優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，多起瓦斯爆炸事故是由于通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不合理引起風(fēng)流短路，造成供風(fēng)地點(diǎn)所需風(fēng)量不足，瓦斯大量積聚從而引起瓦斯爆炸事故。因此，優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)，加強(qiáng)對通風(fēng)系統(tǒng)的管理，貫徹“以風(fēng)定產(chǎn)”的方針，是防治瓦斯爆炸必不可少的措施。

　　3.4 采取抑爆措施

　　礦井抑爆措施是防治瓦斯爆炸的最后一種手段，目前通用的抑爆裝置有兩種。①使用隔爆水棚（巖粉棚）：為防止瓦斯爆炸事故的擴(kuò)大，在接近巷道頂板處設(shè)置一系列的水棚（巖粉棚）。當(dāng)爆炸沖擊波到達(dá)時，將水棚（巖粉棚）沖垮，使水（巖粉）彌散在巷道中，吸收爆炸火焰產(chǎn)生的熱量，抑制爆炸火焰的傳播；②自動式防爆棚：使用壓力或溫度傳感器，在爆炸發(fā)生時提前檢測爆炸沖擊波的到來，及時將預(yù)先放置的水、巖粉、N2、CO2等噴灑到巷道中，從而達(dá)到自動、準(zhǔn)確、可靠地?fù)錅绫ɑ鹧?，防止爆炸蔓延的目的?/p>

　　3.5 提高企業(yè)管理水平

　　提高煤礦企業(yè)的管理水平是瓦斯防治工作的重中之重，加強(qiáng)對工作隊(duì)伍，工作現(xiàn)場的管理，才能防患于未然，保證采掘工作的順利進(jìn)行。首先，要提高管理人員的意識。其次，建立一套完善的管理系統(tǒng)。同時要求員工學(xué)習(xí)相應(yīng)的規(guī)章制度并予與施行，落實(shí)“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的國家安全生產(chǎn)方針。

　　4 結(jié)論

　　一直到本世紀(jì)中期，煤炭依然會是我國使用的主要能源。由于煤礦井下采掘系統(tǒng)的復(fù)雜性，短期內(nèi)不能實(shí)現(xiàn)智能采礦、無人采礦，瓦斯爆炸災(zāi)害仍然是我國煤礦安全生產(chǎn)過程中最主要的威脅，因此，提高煤礦瓦斯災(zāi)害的預(yù)防與控制措施，對促進(jìn)我國煤炭工業(yè)安全的可持續(xù)發(fā)展具有十分重大的社會、經(jīng)濟(jì)意義和推廣應(yīng)用價(jià)值。