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如何防止矿井瓦斯爆炸?

2017.07.08 11:47 4107

矿井瓦斯事故是煤矿安全生产中最严重的危害之一,是威胁矿工生命的“致命杀手“!关于瓦斯事故你了解多少?一起来看看!

瓦斯事故是当前煤矿安全生产的主要危害。因此,加强矿井瓦斯管理、学习矿井瓦斯知识,认识其性质和特点,掌握瓦斯事故的发生和发展规律,采取有效措施控制瓦斯事故的发生,减少并清除瓦斯对煤矿生产的威胁,是一项刻不容缓的任务,也是煤矿管理人员及广大职工应尽的职责。那么,到底什么是瓦斯爆炸?如何才能防治瓦斯爆炸呢?今天佰佰安全网小编为您普及下这方面的自然灾害小知识。

什么是瓦斯爆炸?

矿井瓦斯爆炸是一种热---链式反应(也叫链锁反应)。当爆炸混合物吸收一定能量(通常是引火源给予的热能)后,反应分子的链即行断裂,离解成两个或两个以上的游离基(也叫自由基)。这类游离基具有很大的化学活性,成为反应连续进行的活化中心。

在适合的条件下,每一个游离基又可以进一步分解,再产生两个或两上以上的游离基。这样循环不已,游离基越来越多,化学反应速度也越来越快,最后就可以发展为燃烧或爆炸式的氧化反应。所以,瓦斯爆炸就其本质来说,是一定浓度的甲烷和空气中度作用下产生的激烈氧化反应。

而矿井瓦斯主要有四个来源:

①从采落下来的煤炭中放出瓦斯;

②从采掘工作面煤壁内放出瓦斯;

③从煤巷两帮及顶底板放出瓦斯;

④从采空区及围岩煤壁中放出瓦斯。

瓦斯爆炸条件及影响因素

1、瓦斯爆炸的基本条件

瓦斯是一种能够燃烧或爆炸的气体,当同时具备以下3个基本条件时,就会发生爆炸:

1)、在正常情况下,瓦斯爆炸浓度为5%-16%瓦斯浓度低于下限时,只发生燃烧,不能爆炸;瓦斯浓度高于上限时,只能在混合气体与新鲜空气的接触面上发生燃烧,而不能爆炸。其中,瓦斯浓度为8%-10%时,爆炸威力最大。

2)、引火源温度 一般为650℃-750℃以上,且火源存在的时间大于瓦斯爆炸的感应期。

3)、氧气浓度 煤矿井下空气中氧气的浓度大于12%,瓦斯才能爆炸。低于12%,瓦斯即失去爆炸性。

2、影响瓦斯爆炸的因素

影响瓦斯爆炸的因素很多,很复杂,其主要因素有:

1)、可燃气体的混入 当瓦斯和空气的混合气体中混入可燃气体时,由于这些气体(如氢气 硫化氢 乙烷 一氧化碳等)本身具有爆炸性,不仅增加了爆炸气体的总浓度,而且会使瓦斯爆炸下限降低,从而扩大了瓦斯爆炸的界限

2)、爆炸性煤尘的混入 在瓦斯和空气的混合气体中混入爆炸性煤尘时,由于煤尘本身遇火源能够放出可燃性气体,因此能够使瓦斯爆炸下限降低

3)、惰性气体的混入 在瓦斯和空气的混合气体中混入惰性气体(如二氧化碳 氮气 卤族元素等)时,将使氧气浓度减少,可缩小瓦斯爆炸界限,降低瓦斯爆炸的危险性。

4)、混合气体的初温和初压 实验表明,初始温度越高,瓦斯爆炸的界限就越大;初压越大,所需引火温度就越低,当混合气体瞬间被压缩到原有体积的1/20时,由于混合气体被压缩而自身产生的热量就能使其自行爆炸。

引起瓦斯爆炸的原因有哪些?

从上述内容可知,大量的瓦斯爆炸事故表明,矿井瓦斯爆炸必须满足下面三个条件:瓦斯浓度;一定的引火温度;氧气的浓度,并且需要三者同时具备。在井下环境中,氧气浓度在生产作业区域是具备的,也就是说只要前两者同时具备,在生产区域就能发生瓦斯爆炸。

因此瓦斯爆炸的主要直接原因就是瓦斯积聚及火源两个因素。但是导致这两个直接原因的是种种如:通风设计不合理、管理不当、管理制度不完善,安全投入少、安全意识不到位等等客观原因。

瓦斯积聚的原因是多方面的,主要有:

(1)对通风系统管理不严格,局部通风机随意停风造成瓦斯积聚。

(2)通风系统不合理造成瓦斯积聚。

(3)在没有形成全负压通风的情况下,强行生产,不合理串联、角联造成巷道无风、微风,形成瓦斯积聚。

(4)巷道贯通,新旧工作面接替时,通风系统不能及时调整导致部分巷道瓦斯积聚。

(5)瓦斯检查员脱岗,不按规定检查瓦斯,使瓦斯积聚不能及时处理,积聚范围扩大造成瓦斯爆炸。

引爆火源

井下的一切高温热源都可以引起瓦斯燃烧或爆炸,但主要火源是放炮和机电火花。随着煤矿机械化程度的提高,摩擦火花引燃瓦斯爆炸的事故逐渐增多。

间接原因

(1)个别矿山现场管理混乱,干部违章指挥,违章作业。

(2)“安全第一”的思想意识不强,领导干部主要忙于市场经营,放松对安全工作的领导,有些干部工作不深入,下井现场管理不到位,尤其是技术管理和执行规章不严格,对一些隐患存在侥幸心理。

(3)安全投入少,导致安全隐患增加,矿井抗灾能力减弱。

(4)许多煤矿在用工制度的管理上存在很大的问题,管理制度混乱,职工队伍不稳定流动性大,安全培训比较困难,工人的素质低,安全意识弱,违章现象严重。

(5)安全管理制度不够完善。

瓦斯爆炸的危害

瓦斯爆炸是我国煤矿生产中最常见的灾害事故,不仅造成大量人员伤亡,而且严重摧毁井巷设施,中断生产,甚至引起煤尘爆炸、矿井火灾、井巷垮塌等二次事故。矿内瓦斯爆炸时会产生三个致命的危险因素:高温、冲击波和有害气体。

高温

某些研究人员在瓦斯浓度在9.5条件下测定过爆炸时瞬间温度,在自由空间可达1850℃在封闭空间内最高可达2650℃。瓦斯爆炸时沿巷道运动的化学反应带和高温气体经过之处,人被烧伤或大面积烧伤可燃物被点燃而发生火灾。

冲击波

爆炸压力由于爆炸时气体温度骤然升高,必然引起气体压力的突然增大。其传播速度总是大于声速,所到之处造成人员伤亡、设备和通风设施损坏、巷道垮落。如果巷道顶板附近或冒落孔内存积瓦斯,或者巷道中有沉积煤尘,在冲击波的作用下,它们就能够均匀分散开来,形成新的爆炸混合物,产生再次爆炸。

有害气体

瓦斯爆炸后产生大量的有害气体。CO的生成量往往成为人员大量伤亡的主要原因。

发生瓦斯爆炸怎么办?

矿井瓦斯爆炸事故现场应急处置

(1)现场班队长、跟班干部要立即组织人员正确配带好自救器;引领人员按避灾路线到达最近新鲜风流中。

(2)第一时间向矿信息中心调度中心报告事故地点和现场灾难情况,同时向所在单位值班员报告。

(3)安全撤离时要正确配带好自救器。撤离时要快速、镇静、有序、低行。

(4)如巷道中的避灾路线指示牌破坏或迷失行进的方向,撤退人员应朝着有风流通过的巷道方向撤退。

(5)在撤退沿途和所经过的巷道交叉口,应留设指示行进方向的明显标志,以提示救援人员的注意。

(6)在撤退途中听到或感觉到爆炸声或有空气震动冲击波时,应立即背向声音和气浪传来的方向应立即背向声音和气浪传来的方向,脸向下双手置于身体下面,闭上眼睛迅速卧倒,头部要尽量放低。有水沟部分尽量遮盖,以防火焰和高温气体灼伤皮肤。

(7)在安全出口均被封堵无法撤退时,应有组织地进行避灾,以等待救援人员的营救。

(8)进入避难室前,应在硐室外留设文字、衣物、矿灯等明显标志,以便于救援人员实施救援。

(9)如硐室内有压风设施,应设法开启压风进行自救。要有规律地不间断敲击金属物、顶帮岩石,发出呼救联络信号,以引起救援人员的注意,指示避难人员所在的位置。

(10)矿信息中心调度中心接到报告后,要立即向矿值班报告,并按矿应急预案程序向矿长、总工程师等人员报告。

(11)矿信息中心调度中心在接到事故报告后,还要通知有关单位的人员清点事故灾难地点工作人员。通知相关单位的人员集中待命。

(12)积极开展自救互救。对于窒息或心跳呼吸骤停伤员,必须先复苏,后搬运。复苏方法为:立即将伤员移至新鲜风流中,使之尽快与有毒有害气体隔离,将口中妨碍呼吸的东西去除并将衣领、腰带和上衣解开,脱掉胶靴使呼循环不致受阻,对窒息者进行人工呼吸。对出血伤员,要先止血后搬运动对骨折伤员,要先固定后搬运。

注意事项

(1)佩带自救器呼吸时会感到稍有烫嘴,这是正常现象不得取下防护装具,以防中毒。

(2)救援队员救援时必须配戴呼吸器,必须侦查灾区区有无火源,避免再次引发爆炸的危险。

(3)救援队员进入灾区区探险或救人时要时刻检查氧气消耗量,保证有足够的氧气返回。

(4)抢险救援期间不得停止井下压风,以供灾区区人员呼吸。

(5)掘进工作面发生爆炸或火灾时,正大运转的局部通风机,不可随意停止,对已停运的局部通风机,不得随意启动。

(6)做好灾区区现场保护工作,除救人和处理险隋等紧急情况需要除救人和处理险情等紧急情况需要,不得破坏现场。如确实需要移动,要做好记录。

发生灾害时的自救与互救

井下灾害事故发生后,一般都有一个由小到大的发展过程。在事故发生后在场人员一定要头脑清醒、沉着、冷静,要尽量了解判断事故发生地点、性质、灾害程度和可能波及的地点,要充分利用附近的电话或派出人员迅速将事故情况向领导或调度室汇报。遇到瓦斯、煤尘爆炸事故时,要迅速背向空气震动的方向、脸向下卧倒,并用湿毛巾捂住口鼻,以防止吸入大量有毒气体;与此同时要迅速戴好自救器,选择顶板坚固、有水或离水较近的地方躲避。

(一)发生事故时在场人员的行动原则

1、及时报告灾情:发生灾变事故后,事故地点附近的人员应尽量了解或判断事故性质、地点和灾害程度,并迅速地利用最近处的电话或其他方式向矿调度室汇报,并迅速地向事故波及的区域发出警报,使其他工作人员尽快知道灾情。在汇报灾情时,要将看到的异常现象,听到的异常声响,感觉到的异常冲击如实汇报,不能凭主观想象判定事故性质,以免给领导造成错觉,影响救灾。

2、积极抢救:灾害事故发生后,处于灾区内以及受威胁区域的人员,应沉着冷静,根据实情和现场条件,在保证自身安全的前提下,采取积极有效的方法和措施,及时投入现场抢救,将事故消灭在初起阶段或控制在最小范围,最大限度地减少事故造成的损失。在抢救时,必须保持统一的指挥和严密的组织,严禁冒险蛮干和惊荒失措,严禁各行其是和单独行动;要采取防止灾区条件恶化和保障救灾人员的安全的措施,特别要提高警惕,避免中毒、窒息、爆炸、触电、顶板二次垮落等再生事故的发生。

3、安全撤离:当受灾现场不具备事故抢救的条件,或可能危及人员的安全时,应由在场负责人或有经验的老工人带领,根据矿井灾害预防和处理计划中规定的撤退路线和当时当地的实际情况,尽量选择安全条件最好,距离最短的路线,迅速撤离危险区域。在撤退时,要服从领导,听从指挥,根据灾情使用防护用品和器具;要发扬团结互助的精神和先人后己的风格,主动承担工作任务,照料好伤员和年老体弱者;遇有溜煤眼、积水区,垮落区等危险地段,应探明情况,谨慎通过。

4、妥善避灾:如无法撤退(通路冒顶阻塞,在自救器有效工作时间内不能到达安全地点等)时,应迅速进入预先筑好的或就近地点快速建筑的临时避难硐室,妥善避灾,等待矿山救护队的援救,切忌盲动。

(二)自救器的使用

1、自救器有过滤式和隔绝式两种类型:过滤式自救器是利用装有化学氧化剂的过滤装置将有毒有害空气氧化成无毒空气供佩戴者呼吸用的保护器。使用于井下发生火灾、瓦斯(煤尘)爆炸事故灾害。该种仪器仅能防护火灾、爆炸事故中的一氧化碳,不能用于盲巷侦察,但是,火灾事故、爆炸事故灾区人员遇难者有98%是因一氧化碳中毒,因此,该种仪器在这两类灾害中已满足自救要求,加之该类仪器体积小,重量轻(是隔绝式的1/2),价格低而被广泛使用。隔绝式自救器是利用化学生氧或压缩氧气,供矿工从灾区脱险用的呼吸保护器,可应用于各种灾害环境,与过滤式自救器相比,体积和重量为过滤式的两倍多,长时间携戴显得困难,价格贵。综合考虑,目前,低瓦斯矿井配过滤式的较多,高瓦斯矿配隔绝式。

2、自救器的佩戴使用:自救器是井下发生灾害时,灾区人员佩带逃生的专用装备,非灾害情况下禁止打开,也不允许随意佩带进入盲苍。当井下发生火灾、瓦斯煤尘爆炸时使用应注意:

(1). 戴上自救器后,外壳逐渐变热,吸气温度逐渐升高,表明自救器工作正常。绝不能因为吸气干热,而把自救器拿掉。

(2). 化学氧自救器佩戴初期生氧剂放氧速度慢,如果条件允许(没有爆炸、被烧、被埋、被堵危险时),应尽量缓慢行走,等氧气足够呼吸时再加快速度。撤退时最好按每小时4km—5km速度行走,呼吸要均匀,千万不要跑。

(3). 佩戴过程中口腔生产的唾液可以咽下,也可任其自然流入口水盒降温器,决不可拿下口具往外吐。

(4). 在未达到以可靠的安全地点前,严禁取下鼻夹和口具,以防有害气体毒害。

(三)避难硐室

避难硐室是供矿工在遇到事故时无法撤退而躲避待救的设施,分永久避难硐室和临时避难硐室。永久避难硐室事先设在井底车场附近或采区工作地点安全出口路线上,在突出矿井必须设置永久避难硐室,非突矿井很少达到该要求。临时避难硐室是利用独头巷道、硐室或两道风门之间的巷道,由灾区避灾人员临时就地取材构建的。所以应在这些地点事先备有所需的木材、木桩、粘土、砂子、砖等材料,还应装有带阀门的压风管。若无上述材料时,避灾人员就用衣服和身边现有的材料临进构筑,以减少有害气体侵入。临时避难硐室机动灵活,修筑方便,正确利用它,往往能发挥很好避难待救作用。

在避难硐室内避难注意事项:1. 在进入避难硐室前,应在硐室外留有衣物、矿灯等明显标志,以便救护队发现。

2. 待救时要保持安静,不急躁,尽量俯卧于巷道底部,以保持精力,减少氧气消耗,并避免吸入更多的有毒有害气体。

3. 硐室内只留一盏矿灯照明,其余矿灯全部关闭,以备再次撤退时使用。

4. 间断敲打铁器或岩石等发出呼救信号。

5. 全体避灾人员要团结互助,坚定信心。

6. 被水堵在上山时,不要向下跑出探望。水被排走露出棚顶时,也不要急于出来以防CO2、H2S等气体中毒。

7. 看到救护队员后,不要过分激动,以防血管破裂。

8. 待救时间长遇救后,不要过多饮用食品和见到强光,以防损伤消化系统和眼睛。

瓦斯爆炸事故的预防措施

瓦斯爆炸是煤矿井下危害最大的事故,从根本上控制瓦斯爆炸事故的发生,是目前“一通三防”工作的重点。防治瓦斯爆炸,要从瓦斯爆炸的3个条件着手。氧浓度在井下总是能满足瓦斯爆炸要求的,但其余的两个条件是防止瓦斯爆炸的切入点,只要不让两个条件同时存在,就能防止瓦斯爆炸。从发生瓦斯爆炸事故的原因可以看出,绝大多数事故都是人为因素造成的。因此,瓦斯爆炸事故是可以预防的,预防瓦斯爆炸主要从以下几方面着手:

防止瓦斯积聚

1、加强通风

1)矿井采用中央并列式通风方式,主要通风机工作方法为抽出式,矿井通风容易时期总风量80.5m3/s,困难时期总风量80.5m3/s,经过配风计算,能够保证采、掘工作面、独立通风硐室及其它地点的用风要求。巷道风速符合《煤矿安全规程》第101条的规定。

2)掘进工作面采用局部通风机压入式通风,风机供风能力均能满足掘进工作面需风量要求。局部扇风机实行“三专两闭锁供电”以保证连续运转并有可靠保护。矿井安全监测监控系统在每个掘进工作面安装有高低浓度瓦斯传感器、设备开停传感器和断电器,可对局部通风机及其它掘进设备进行监测监控和自动断电、馈电。

3)防止生产过程中瓦斯浓度超限,通风是行之有效的方法,根据井下的巷道布置系统及通风网络,设计在整过通风系统中设置了合理的通风构筑物,使井下各用风地点做到有效、稳定、连续不断的供风,使采掘工作面和巷道中瓦斯浓度符合《煤矿安全规程》的规定。矿井生产过程中要加强通风设施的检查、维护,确保通风设施工程质量。

2、对采掘工作面、机车等主要防爆地点装备高低浓度瓦斯传感器和断电器,实现自动报警断电,同时停止作业,立即撤离人员。

3、防止瓦斯爆炸事故扩大:回风斜井井口设置防爆门,以防冲击波损坏主要通风机。

(1)采用机械通风。

(2)正确合理地计算与分配风量,使井下各采掘工作面,各巷道、硐室均有足够的风量。

(3)加强局部通风机、风筒的维护管理,防止漏风,避免循环风,禁止扩散通风。

(4)风门及其它建筑物的结构和位置应合乎要求,并加强维护管理,防止大量漏风,杜绝风流短路。

(5)临时停风的地点不得停风,否则必须设置栅栏,切断电源挂牌示警,禁止人员入内。

4、加强瓦斯检查

经常检查矿井通风和瓦斯涌出情况,掌握瓦斯动态,以便发现问题及时处理,是防止瓦斯事故的重要措施之一。允许作业的瓦斯浓度以及超限时的处理措施必须严格遵照《煤矿安全规程》执行。

5、在矿井生产中应及时处理局部积存的瓦斯,随时注意回采面上隅角、顶板冒落的空洞内及盲巷的瓦斯积聚,按规定及时封闭盲巷、采空区。

6、矿井为煤与瓦斯突出矿井,在揭煤层时或过断层时,除加强观察和安全监测外,必须先探后掘,一旦发现有异常情况,应立即撤离人员,采取措施解决。

7、推荐采用建立地面固定式抽放系统,通过底板穿层钻孔预抽煤层瓦斯、卸压抽放、顺层钻孔抽放、边掘边抽、采空区抽放等综合抽放方法,提高矿井瓦斯抽放率,减少风排瓦斯量。

8、从监测监控上,矿井配备重庆煤科分院开发研制的KJ90NB集中安全监控系统,对采掘工作面及其进回风流、采区进回风流、回风斜井内风流、机电硐室空气环境以及其它有可能涌出瓦斯或受到瓦斯影响的地点进行瓦斯浓度监测,对风电闭锁、瓦斯电闭锁、风门闭锁、主要通风机及局部通风机的运行工况等状态量进行监测,加强瓦斯、通风设施检查、巡查,全方位及时掌握矿井瓦斯涌出情况,进行及时处理。

9、从技术措施上,矿井通风设计及井下通风构筑物设置使矿井风流做到有效、稳定、连续不断,各采掘工作面及其它用风地点均保证有足够的新鲜风流,能将采掘工作面的最大瓦斯涌出量稀释到《规程》规定的浓度以下。

10、处理瓦斯积聚、恢复盲巷通风、启封密闭、排放瓦斯必须编制相应的安全技术措施,严格执行措施。

11、严格按煤矿安全规程及救护规程规定密闭火区、启封已熄灭火区。

12、加强管理,保证通风设施建造质量,严禁将两道风门同时打开,防止风流短路;加强局部通风,严格执行“三专两闭锁”,备用局部通风机及电源要经常检查,保证完好、可靠。

防止瓦斯引燃

1)、防止电火花引燃瓦斯 井下一切电气设备要保持良好的防爆性能,矿井必须使用定点厂家生产的有安全标志的设备。井下供电做到三无、四有、两齐、三全、一坚持。不带电检修或拆迁设备。

2)、防止明火引燃瓦斯 禁止明火照明,井下严禁使用电炉、禁止打开矿灯、禁止井下吸烟。

3)、防止放炮引燃瓦斯。坚持“一炮三检’制度;不准放糊炮;不准用纸、煤渣或其他可燃性物质代替炮泥;推广使用水炮泥;禁止用动力线或矿灯放炮。

防止瓦斯事故扩大

每一入井人员必须了解和熟悉井下一旦发生瓦斯爆炸时的撤退和躲避地点;必须设置隔爆设施:如税目岩粉棚等;一入井,人员必须随身佩戴自救器,并能熟练应用,井必须设置防爆门和反风装置。

1)、编制周密的预防和处理瓦斯爆炸事故计划,并对有关人员贯彻则个计划。

2)、实行分区通风。

3)、通风系统力求简单。

4)、装有主要通风机的出风井口,应安装防爆门或者防爆井盖,以防爆炸时冲击波冲毁主扇。

5)、设置防止瓦斯爆炸事故扩大的隔爆措施。

总结:根据每年国家煤监局的事故统计来看,煤矿发生一次死亡10人以上的特大事故中,绝大多数是瓦斯爆炸,约占特大事故总数的70%左右,为此,瓦斯可称为煤矿安全的最大威胁者。所以,分析瓦斯爆炸原因,制订瓦斯防治对策,就显得尤为重要。希望可以引起大家的重视哦!

( 责任编辑: 陈淼琪 )

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