煤礦瓦斯爆炸事故防治對策的研究

楊殿海

（黑龍江煤炭職業技術學院，黑龍江 雙鴨山 155100）

1 瓦斯爆炸及其危害

瓦斯爆炸是煤礦生產中最嚴重的災害之一。瓦斯爆炸事故起數和死亡人數較高，已經成為我國煤礦安全的“第一殺手”。

1.1 瓦斯的生成

礦井瓦斯也叫礦井沼氣，化學名稱叫甲烷（CH4）。礦井瓦斯的是伴隨著煤的生成過程中，在高溫高壓的環境里，植物殘骸在厭氧菌的分解發酵作用下產生的。

1.2 瓦斯爆炸的危害

瓦斯爆炸時會產生三個致命因素：高溫、高壓和有害氣體。（1）高溫。在自由狀態下，產生的溫度高達1850℃；在封閉狀態下，產生的高溫可達2650℃。瓦斯爆炸產生的高溫將燒傷人員、燒壞設備，還引起火災事故。（2）高壓。瓦斯爆炸后的爆炸壓力約爆炸前的10倍，在高壓作用下會傷及人員、損壞設備，還可能引起塌方。（3）有害氣體。瓦斯爆炸后生成大量有害氣體，其中一氧化碳約占2%-8%，往往造成人員的大量傷亡（CO達到0.4%時，人就會中毒死亡）。

2 瓦斯爆炸條件及主要影響因素

2.1 瓦斯爆炸的條件

瓦斯爆炸必須同時具備三個基本條件，缺一不可。（1）一定的瓦斯濃度：爆炸界限為5-16%，9.5%威力最大；16%以上氧氣不足燃燒；5%以下不能形成熱量積聚，只能燃燒。（2）一定的引火溫度：650-750℃ 。明火、煤炭自燃、電器火花、吸煙、放炮、沖擊和摩擦火花。（3）充足的氧氣：12%-20%爆炸，低于12%以下失去爆炸性。

2.2 瓦斯爆炸的主要影響因素

影響瓦斯爆炸的因素很多、很復雜。（1）可燃性氣體的混入。氫、硫化氫、乙烷、一氧化碳等具有爆炸性的氣體一旦混入瓦斯和空氣的混合氣中，增加了爆炸氣體的總濃度，擴大了瓦斯爆炸的界限。（2）爆炸性煤塵的混入。煤塵混入瓦斯氣體中，有300-400℃的火源就能夠放出可燃性氣體，會使瓦斯爆炸下限降低。（3）惰性氣體的混入。當混入惰性氣體(如二氧化碳、氮氣等)時，將使氧氣濃度減少，降低瓦斯爆炸危險性。（4）混合氣體初始溫度。初始溫度越高，瓦斯爆炸界限就越大。（5）瓦斯濃度與引火溫度。不同的瓦斯濃度，所需的引火溫度也不同。（6）混合氣體的壓力。壓力越大，所需引火溫度越低，更容易發生瓦斯爆炸事故。（7）瓦斯的最低點燃溫度和最小點燃能量。瓦斯的最低點燃溫度和最小點燃能量決定于空氣中的瓦斯濃度，初壓和火源的能量及其放出強度和作用時間。

3 瓦斯爆炸事故原因分析

通過統計歷年煤礦瓦斯事故發現，瓦斯爆炸事故主要原因有：（1）通風系統不合理、通風設施不可靠。礦井通風能力不夠，供風距離過長、通風線路不暢通、采掘工作面過于集中、工作面瓦斯涌出量過大而又沒有采取抽放措施等，都容易造成工作面風量不足。工作面風流短路、多次串聯、循環風；局部通風機安裝不符合要求；通風設施不可靠，風門、風障、風橋、密閉等設施不符合要求。（2）放炮和電器設備產生的火花是爆炸事故的主要火源。（3）管理問題。現場管理混亂，放炮、掘進機械、局部通風機、電鉆等的操作管理如不符合規定，則容易產生高溫火源。

4 瓦斯爆炸事故的防治

4.1 做好礦井瓦斯等級鑒定及備案工作

組織技術人員，科學勘定礦井總回風道、各翼、各水平、各煤層、各采區（工作面）、進、回風道的測風站或設臨時測風站。鑒定礦井瓦斯等級，并報煤礦安全監察機構備案。此項工作不光在高瓦斯礦井中要注重，在低瓦斯礦井中也應該加以重視，近年來瓦斯爆炸發生在低瓦斯礦井的事故起數已經呈現出明顯上升的形勢。

4.2 加強通風

有效地通風是防止瓦斯積聚的最基本最有效方法。瓦斯礦井必須做到通風系統合理、通風構筑物可靠、風流穩定，有足夠的風量和風速，避免串聯風、避免循環風。掘進面不允許擴散通風，局部通風風筒末端要靠近工作面，放炮時間內也不能中斷通風，向瓦斯積聚地點加大風量和提高風速，等等。

4.3 完善礦井瓦斯監測系統

現代化礦井瓦斯監測系統由傳感器和執行器、信息傳輸裝置、中心站計算機硬件、中心站計算機軟件等部分組成。建立系統的礦井瓦斯監測系統，對甲烷、一氧化碳、風速、煙霧、負壓、溫度和采掘工作面、原煤運輸、通風、壓風、排水等各環節的機電設備的工作狀態進行檢測、用計算機進行分析處理。

4.4 防止產生火源

對生產中可能產生的火源要嚴格管理和控制。禁止在通風機房、井口房、瓦斯泵站周圍使用明火、吸煙。井口和井下電器設備必須設有防雷電和防短路保護裝置；所有電纜接頭不準明接頭；嚴禁在井下拆開、敲打、撞擊礦燈的燈頭和燈蓋等。有瓦斯和煤塵爆炸危險的礦井必須使用與該礦井瓦斯等級相適應的安全炸藥；禁止放明炮、糊炮；禁止使用明接頭或裸露的放炮母線，雷管腳線、母線與放炮器的聯結要牢固。在移動機械設備過程中要輕搬輕運，防止摩擦、撞擊出現火花；割煤機必須設內外噴霧裝置，割煤過程中要噴霧曬水，防止截齒與夾石產生摩擦火花；采取針對性安全措施，防止金屬、巖石等堅硬物體從高處落下，以防產生撞擊火花等。

結語

對煤礦瓦斯爆炸事故的治理以防治為主。但是，必須建立完整的事故應對預案，一旦事故發生能夠最迅速的反應，將危害降至最低。

[1]路建坡.瓦斯異常與管理[J].科技信息，2011.

[2]沈揚.淺談礦井瓦斯危害與防治[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2011（7）.

[3]劉天強.芻議煤礦設備事故原因及防治措施[J].中國新技術新產品，2010.

[4]王慧，邵煒航.基于事故樹的礦井瓦斯危險性分析及防治措施[J].陜西煤炭，2011.