煤礦防“爆”淺見

摘要：瓦斯爆炸是煤礦安全一大隱患，充分認識其特性、爆炸條件，進而提出相應應對措施，是預防事故發生不得不研究的課題。

關鍵詞：瓦斯 預防 舉措

中圖分類號：TU2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2012)01(c)-0085-01

一直以來，國家對煤礦安全都非常重視，這些年全國煤礦安全生產水平較前有較大提高。然不得不承認的是：大家不愿意看到的安全事故仍時有發生。分析這些事故，傷亡人數最多損失最嚴重者一是透水事故，二是瓦斯爆炸。如果堵住了“水”與“火”這兩塊，則煤礦安全事故可可大大減少。因而本文擬主要從預防瓦斯爆炸角度，談談如何提高安全生產水平，預防煤礦“火”患，防止傷亡事故發生，以求教于大家。

1 充分和科學認識“火”源及危害

煤礦開采，雖礦井掘進也有時需使用炸藥，但近年所發生的犬的煤礦爆炸事故，卻不來自炸藥，而來自瓦斯。瓦斯如何爆炸?爆炸的成因如何?研究表明：

1.1 礦井瓦斯爆炸是一種勢一鏈式反應

當瓦斯混合物吸收一定能量時，反應分子的鏈即告斷裂，離解成兩個或兩個以上的游離基。這種游離基具有很大的化學活性，成為反應連續進行的活化中心。在適合的條件下，每一個流離基又可進一步分解，再產生兩個或兩個以上的流離基。如此循環往復，流離基越來越多，反應速度也越來越快，最后就可以發展為燃燒或爆炸的氧化反應。

1.2 爆炸物傷人成因

當瓦斯濃度為9.5％時測定的其爆炸的瞬時溫度為：自由空間內可達1850攝氏度；在封裝空間內最高可達2650攝氏度；在封裝和半封裝狀態下如煤井巷道為1850-2650攝氏度之間。其爆炸時產生的高溫高壓，保全爆源附近的氣體以極大的速度向外沖擊，造成人員作廢，破壞巷道和器材設施，揚起大量煤塵并使之參與爆炸，產生更大的破壞力!

1.3 反向沖擊力和二次爆炸

礦井瓦斯爆炸發生時，爆源附近氣體高速向外沖擊，爆源附近形成氣體稀薄低壓區，于是氣體又以高速反向沖回爆源地。反向沖擊的力量雖比正向沖擊的力量小，但因其是沿遭破壞的區域反問，其破壞性往往更大。如若反向沖擊的空氣中含有足夠的瓦斯和氧，爆源附近又仍有火源，則可造成二次爆炸，造成更大的殺傷力，造成更多的人員傷亡!

2 深探“內因”形成的外部條件

煤礦瓦斯爆炸與否，關平以下諸條件：

2.1 本身濃度如何

一定濃度的瓦斯吸收足夠的熱能，就分解出大量的活化中心，完成整個氧化過程，放出一定熱量。如果放出的熱量超過周圍介質的吸熱和散熱能力，同時混合物又有足夠的瓦斯和二氧化碳，那么就會生成更多的活化中心，使氧化過程迅速發展成為爆炸，若參與反應的瓦斯濃度不夠，氧化生成的熱量懷分解的活佛中心都不足，則這一反應不能發展成為爆炸。但若瓦斯的濃度過高，而氧的濃度不足，不但不能生成足夠的活佛中心，而且因甲烷的熱容量較大，氧化生成的熱量為周圍介質所吸收，當然也就不會發展成為爆炸。因此，瓦斯爆炸具有一定的濃度范圍，這個濃度范圍稱為瓦斯爆炸界限。其最低濃度界限稱作爆炸下限，最高濃度稱為爆炸上限，在新鮮空氣中瓦斯爆炸界限一般為5％～16％。5％為下限，16％為上限。當濃度低于下限時，瓦斯遇火不爆炸，只能在火焰外圍形成穩定的燃燒層；當高于上限時，在混合氣體內遇有火源不爆炸也不燃燒，但如有新鮮空氣混入時，可以在混合氣體與新鮮空氣的接觸面上進行燃燒。在新鮮空氣中含有5％的甲烷時，遇有火源，混合氣體中的全部氧和瓦斯都參與反應，是形成瓦斯爆炸的最適合條件。

2.2 當時溫度怎樣

點燃瓦斯的溫度一般為65～750℃。明火、煤碳自燃、電火花、吸煙、撞擊或摩擦產生的火花，煤礦井下所能遇到的絕大多數火源都足以引燃瓦斯。由于熱一鏈式反應時，大量活化中心的產生與形成需要一定的過程，達到爆炸濃度的瓦斯遇到高溫火源時并不能立即爆炸。這種需要心算一個很短時間才爆炸的現象稱為引火延遲現象，其引火延遲時間稱為感應期。感應期的長短與瓦斯的濃度與引火溫度以及壓力有直接關系。即除濃度以外，溫度是決定瓦斯爆炸與否的又一個直接原因!

2.3 現場氧氣含量如何

實驗證明，瓦斯爆炸的危險性隨混合氣體中氧濃度的降低而降低。當氧濃度降低時，瓦斯爆炸下限緩慢增高，爆炸上限則迅速下降。氧濃度降到12％時，瓦斯混合氣體則失去爆炸性，遇火也不會爆炸。但在密封區則特別是火區內情況卻不同，其中往往積存大量瓦斯，且有火源存在，只有氧濃度很低時，才不會發生瓦斯爆炸。一旦重開火區或火區不嚴而大量漏風，新鮮空氣不斷流入，氧濃度達到12％以上，則仍有發生爆炸的危險!

3 嚴格采取相應預防對策

針對瓦斯的如上特性，要杜絕煤礦爆炸事故發生，筆者認為需從以下幾方面作出努力：

一是預防瓦斯積聚：(1)注重通風。注意通風是防止瓦斯積聚的最主要方法，瓦斯礦井通風必須傳到有效、穩定和連續不斷，才能將井下滲出的瓦斯及時沖淡排出，保持巷道中空氣低瓦斯含量狀態。(2)及時處理局部瓦斯的積存。生產中容易積存瓦斯的地方是回采工作面上隅角、頂板冒落的空洞內、低網速巷道的頂板附近，停風的盲巷和回采工作面邊界處以及采煤機附近。及時處理局部積存的瓦斯，是礦井日常瓦斯管理工作的重要內容，也是預防瓦蜥爆炸事故，保證安全生產的關鍵所在。通常采用的主要方法是向瓦斯積存地點加大峋或提高網速，將瓦斯沖淡排出，將甫巷和頂板空洞內積存的瓦斯封裝隔絕，必要時應采取投放瓦斯措施予以處理，放止事故發生。(3)抽放瓦斯，這是瓦斯涌出量大的礦井或采區防止瓦斯主要日，經濟有效的措施，應多予采取。(4)常檢查瓦斯濃度和通風狀況。平時要加強對瓦斯檢查員的教育，認真執行國家有關法規規定的瓦斯檢查制度，嚴字當頭，堅持不懈，這是發現和處理問題，防止瓦斯爆炸的重要舉措，非常重要，麻痹大意不得!

二是防止瓦斯引燃。防止瓦斯引燃的原則是對一切非生產需要的火源，堅決禁絕。生產中可能發生的熱源，也必須來回管理和控制，防止它產生或限定其引燃瓦斯的能力，這叫管住火源，控制火點，防止災害從源頭發生!

三是提高警惕。在生產過程中，如能切實遵守《煤礦安全規程》的規定，充分發動煤礦的管理干部和職工，認真采取防止瓦斯積聚和引燃的措施，瓦斯爆炸事故是可以避免的。否則，放松警惕，稍加忽視，仍有發生事故的可能性。一旦某一局部發生爆炸，應快速、果斷采取堅決措施，使其限制在局部地區，盡可能縮小其涉及范圍，不使災害漫延擴大。