瓦斯爆炸与防治现状

第一篇：瓦斯爆炸与防治现状

瓦斯爆炸特性及其防治技术现状

摘 要：介绍瓦斯爆炸特性及其危害，通过对瓦斯爆炸的实验和理论研究，总结瓦斯爆炸的传播机理和有效措施，分析国内外对瓦斯爆炸的研究和防治现状，分析存在的问题和能解决的有效措施，引入多孔材料在矿井瓦斯防治中的可应用性并进行分析比较。

前 言:在重特大事故中,瓦斯煤尘爆炸事故的死亡人数已多年占据首位。分析瓦斯煤尘爆炸事故原因可知,均是由于瓦斯煤尘达到爆炸浓度界限,遇到火源引起爆炸,强烈的爆炸波对人员生命和矿井设施安全造成重大损害。研究瓦斯爆炸特性及其防治技术尤为重要。瓦斯爆炸特性：发生在煤矿井下的瓦斯爆炸属于可燃气体爆燃现象,该过程通常是这样的:处于爆炸限内的瓦斯空气混合气体首先在点火源处被引燃,形成厚度仅有0.01～0.1mm的火焰锋面。该火焰锋面向未燃的混合气体中传播,传播的速度称为燃烧速度。瓦斯燃烧产生的热使燃烧锋面前方的气体受到压缩,产生一个超前于燃烧锋面的压力波,该压力波以当地音速向前传播,行进在燃烧锋面前,称为前驱冲击波。压力波作用于未燃气体使其温度升高,从而使火焰的燃烧速度进一步增大,这样就产生压力更高的压力波,从而获得更高的火焰传播速度。层层产生的压力波相互追赶并叠加,形成具有强烈破坏作用的冲击波,这就是爆炸。矿井内瓦斯爆炸时产生 3 个致命的危害因素：高温、冲击波和有害气体。存在的问题：

从目前的研究现状来看，对瓦斯爆炸特性方面的研究还远远不够，特别是温度(压力(惰性气体含量及点火能量的大小等对瓦斯空气混合气体的影响规律缺乏系统的研究&因此，在今后应当将如下方面作为研究方向：（1）关于瓦斯爆炸点火能量，目前还尚未建立基于矿井环境的点火能量的计算方法，关于爆炸环境参数、瓦斯浓度、氧气含量等因素对点火能量的影响，也需要进一步分析。（2）研究初始温度、初始压力、惰性气体含量及点火能量对瓦斯爆炸特性的影响。（3）加强瓦斯爆炸特性的数值模拟研究&解决爆炸过程中瓦斯气体表征参数的变化特征、初始条件对爆炸极限及表征参数的影响等问题（4）目前，我国在可燃气体爆炸特性的实验研究方面，尚无统一的标准，有待以后制订、健全。

瓦斯爆炸防治国内外研究现状 国外概况

研究煤层瓦斯的形成和迁移规律,测定煤层瓦斯含量,是正确预测矿井瓦斯涌出量的基础。最近20 a来,各国煤矿瓦斯监测系统发展很快,为避免瓦斯事故起了重要作用。另外,国外在不断完善突出跟踪预测的基础上,开展了研究瓦斯突出的动态预测技术和突出危险区域预测技术。国内概况

国内在研究和改进瓦斯抽放技术方面,取得了一些重大进展。“九五”期间在突出危险区域预测方面,在瓦斯地质统计分析法和综合指标法的基础上,试验研究了突出危险区域无线电波透视技术,技术减少了50%以上的防治突出措施工程量,社会经济效益显著。控制瓦斯爆炸事故的技术措施

从爆炸防护的角度来讲，控制瓦斯爆炸就是限制自由基和中间体的产生，加快其消灭速度，限制爆炸过程化学反应的进程，从而减少反应能量的产生，便可达到阻隔爆的目的。

瓦斯爆炸事故的防治可分为预防爆炸和抑制爆炸。预防爆炸措施主要有:优化通风网络及通风系统、防治瓦斯积聚、进行瓦斯抽放、加强瓦斯浓度和火源监测、防止点火源的出现等;抑制爆炸主要采用隔爆抑爆装置将瓦斯爆炸限制在一定范围内,从而减少人员伤亡和灾害事故所造成的损失。矿井瓦斯浓度及火源监测技术

矿井瓦斯浓度及火源的实时自动监测对于防止瓦斯爆炸非常重要,当发现瓦斯异常或有火源产生,立即采取措施可防止爆炸事故的发生。多孔材料瓦斯爆炸阻隔爆技术的研究价值及意义

目前煤矿现采用的传统阻隔爆设施，撒布岩粉惰化技术、被动式阻隔爆技术和自动阻隔爆技术在煤矿已得到应用，但在实际使用中，由于受到管理、井下环境等因素的限制，尤其是装置动作时间问题的影响，导致抑制剂不能充分发挥抑制效果，不能达到预期的阻隔爆效果，影响了瓦斯爆炸控制技术的可靠性。解决办法及途径

事故调查及一些学者的实验结果表明：瓦斯爆炸火焰是沿着受限空间的底部向前传播的，火焰长度较长，并具有较高的内聚力。传统阻隔爆装置的失效原因是由于装置存在动作超前或延迟时间，导致释放出的抑制剂不能有效地覆盖整个火焰区，火焰在压力的推动下继续向前传播，只对火焰起到降温作用，对冲击波超压衰减效果较差，缺乏对湍流场的抑制作用；阻隔爆装置在煤矿井下使用中占用空间较大，更换、检修及管理常出现问题，不能达到预期的阻隔爆效果；另外传统阻隔爆设施只对首次爆炸起到作用，对二次和多次爆炸不能起到抑制爆炸作用。

多孔材料具有开孔率大、耐高温、抗冲击力和缓冲吸能强的优点，其无数个孔隙结构可以大量地销毁化学反应自由基数量，从而淬熄爆炸火焰，破坏燃烧波和冲击波之间的耦合，起到阻隔爆的作用。近年来多孔材料已经引起了国内外专家学者的广泛关注，并取得了一些相关研究成果。参考文献

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[3]魏永生，周邦智，郑敏燕混合气体爆炸极限的多元回归分析化学研究与应用

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[5]叶青.管内瓦斯爆炸传播特性及多孔材料抑制技术研究.徐州:中国矿业大学

[6]周同龄.瓦斯-煤尘云爆炸火焰内部流场结构的实验研究 中国矿业大学(北京)[7]卢捷多元混合气体爆炸特性与安全控制研究北京：北京理工大学 [8]徐景德矿井瓦斯爆炸冲击波传播规律及影响因素研究 北京：中国矿业大学

[9]吴兵，张莉聪，徐景德瓦斯爆炸运动火焰生成压力波的数值模拟中国矿业大学学报

[10]黄永菲高瓦斯采面回收瓦斯综合治理技术实践

[11]吴财芳，曾勇，秦勇煤与瓦斯共采技术的研究现状及其应用发展中国矿业大学学报

[12]张铁岗.矿井瓦斯综合治理技术.北京:煤炭工业出版社 [13]吴兵,郭德勇,张训涛.矿井瓦斯防治.徐州中国矿业大学出版社 [14]罗新荣,俞启香.矿井瓦斯预测与评价[J].中国安全科学学报 [15] 张如明，何学秋，聂百胜.煤矿瓦斯爆炸阻隔爆技术现状及展望 中国安全生产科学技术

[16]陈月琴，蒋曙光，吴征艳等.煤矿用阻隔爆技术综述 [17] 徐景德，周心权，吴兵.矿井瓦斯爆炸传播的尺寸效应研究 [18] 张莉聪.瓦斯爆炸火焰与压力波伴生关系的数值研究

[19]曲志明，周心权，王海燕等.瓦斯爆炸冲击波超压的衰减规律 [20]翟成，林柏泉，菅从光等.壁面粗糙度对瓦斯爆炸火焰波传播的影响.中国矿业大学学报

第二篇：瓦斯爆炸的原因及防治措施

矿井瓦斯爆炸的 原因及防治措施

(论文)

东沟煤业：贾作岭

2014年3月

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矿井瓦斯爆炸的原因及防治措施

在众多煤矿事故中，瓦斯爆炸造成的危害最大，从每年的事故统计来看，大多数煤矿的重大事故都是由于瓦斯爆炸引起的。而在我国目前重点煤矿大多数属于瓦斯矿井，其中高瓦斯矿井和突出矿井占全国矿井总数的44％。预控、预防、控制瓦斯爆炸事故，是实现煤矿安全生产的关键。瓦斯防治是煤矿安全工作的重中之重，在提高每个管理干部和职工对瓦斯的认识，特别是对瓦斯危害性的认识的同时，必须采取有利措施，有效防治煤矿重特大瓦斯事故的发生，以确保煤矿的安全生产。

一、什么是瓦斯爆炸

瓦斯爆炸是瓦斯在一定浓度范围内受激发而发生的剧烈化学反应,反应时产生大量的热和气体，主要是以CH4为主的瓦斯与空气的混合气体点燃后发生剧烈化学反应的结果。瓦斯爆炸是自由基链反应过程，它包括链引发、链传递、链分支和链终止等过程。如果混合气体各成分达到爆炸浓度范围，并且存在火源点，链反应过程就会被引发，链传递和连分支反应随之很快发生，反应速度急剧增加，反应放出的热量使气体温度迅速升高，体积剧烈膨胀，从而引起爆炸。

二、瓦斯爆炸的危害

矿井一旦发生瓦斯爆炸，就会造成一系列及其严重的危害，其危害主要表现在以下几个方面：

1）爆炸产生高温。爆炸时产生的热量，使周围气体温度迅速升高，爆炸瞬间的温度为1850℃—2650℃。这样的高温，会造成人员伤亡，并可能引起火灾，烧毁设备、设施，损坏巷道；

2）爆炸产生高压气体和强大冲击波。由于爆炸时气体温度骤然升高，引起爆源附近气体体积急速膨胀，气体压力突然增大，形成强大的高压冲击波。强大的冲击波可使井下人员遭受伤亡，严重摧毁巷道支架、井下设施和设备，造成巷道顶板冒落。此外，在爆炸冲击波的作用下，会使另外积存的瓦斯冲出，并能扬起大量煤尘，从而造成瓦斯或煤尘的连续爆炸，使灾害扩大；

3）爆炸产生大量的有毒、有害气体。瓦斯爆炸要消耗大量氧气，同时伴生大量的有害气体，其中主要是一氧化碳和二氧化碳。若有煤尘参与爆炸，产生的 １

一氧化碳气体会更多，造成的人员伤亡更严重。统计资料表明，瓦斯、煤尘爆炸事故中死亡的人数，90%左右都是因为一氧化碳中毒、窒息死亡。可见，瓦斯是矿井安全生产的最大威胁。分析瓦斯爆炸原因，制订防治对策，特别重要。

三、瓦斯爆炸的条件

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。1 瓦斯浓度

瓦斯爆炸有一定的浓度范围，我们把在空气中瓦斯遇火后能引起爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限为5％～16％。

当瓦斯浓度低于5％时，遇火不爆炸，但能在火焰外围形成燃烧层，当瓦斯浓度为9．5％时，其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反应)；瓦斯浓度在16％以上时，失去其爆炸性，但在空气中遇火仍会燃烧。

瓦斯爆炸界限并不是固定不变的，它还受温度、压力以及煤尘、其它可燃性气体、惰性气体的混入等因素的影响，瓦斯爆炸下限会降低。2 引火温度

瓦斯的引火温度，即点燃瓦斯的最低温度。一般认为，瓦斯的引火温度为650℃～750℃。但因受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素影响而变化。当瓦斯含量在7％一8％时，最易引燃；当混合气体的压力增高时，引燃温度即降低；在引火温度相同时，火源面积越大、点火时间越长，越易引燃瓦斯。

高温火源的存在，是引起瓦斯爆炸的必要条件之一。井下抽烟、电气火花、违章放炮、煤炭自燃、明火作业等都易引起瓦斯爆炸。所以，在有瓦斯的矿井中作业，必须严格遵照《煤矿安全规程》的有关规定。3 氧的浓度

实践证明，空气中的氧气浓度降低时，瓦斯爆炸界限随之缩小，当氧气浓度减少到12％以下时，瓦斯混合气体即失去爆炸性。这一性质对井下密闭的火区有很大影响，在密闭的火区内往往积存大量瓦斯，且有火源存在，但因氧的浓度低，并不会发生爆炸。如果有新鲜空气进入，氧气浓度达到12％以上，就可能发生爆炸。因此，对火区应严加管理，在启封火区时更应格外慎重，必须在火熄灭后才

２

能启封。

四、瓦斯爆炸的原因分析

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、机电设备失爆、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。

1、瓦斯积聚

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，个别地点微风或无风，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、角联等，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发现和处理,积聚范围扩大造成瓦斯爆炸。

2、引爆火源

产生火源的因素主要是违章操作产生引爆火源。在引爆火源中出现最多的是放炮火源,其次是电气火花、摩擦火花和电焊火花;还有煤炭自燃产生的火花，特别是机电设备失爆是人们不可忽视的引爆根源。

3、间接原因

1)个别煤矿现场管理混乱,有章不循，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,井下现场管理不到位,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

３

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。

五、矿井瓦斯爆炸的防治措施

防治瓦斯爆炸，一方面必须从思想上提高每个干部员工对瓦斯爆炸及防治的认识；另一方面加强瓦斯爆炸防治的技术措施的落实。

（一）提高认识

提高一个认识，就是要通过坚持不懈地学习、培训和安全教育，提高每个干部职工对瓦斯的认识，特别是对瓦斯危害性的认识。熟知瓦斯的物理形态、化学性质、瓦斯引爆的三个条件。清楚各类瓦斯事故前后的征兆、特点和规律，掌握灾害预防、事故抢险、矿山救护的基本知识和一般技能，增强安全意识和自主保安能力，进而学会驾驭和驯服瓦斯。通过提高认识，确立正确的安全指导思想。正确处理安全与生产的关系。坚持“以风定产”和“三不生产”政策，制定合理的开采强度。安全与生产出现矛盾时，不冒险作业．不抢进度，在确保安全的前提下，组织生产。

（二）技术措施

瓦斯爆炸事故的防治可分为预防爆炸和抑制爆炸。

1、预防爆炸

预防爆炸主要有优化通风网络及通风系统、防止瓦斯积聚、进行瓦斯抽放、加强瓦斯浓度和火源监测、防止点火源的出现等；

1）利用通风技术降低采区的瓦斯涌出量。要坚持通风优先的原则，局部通风的管理重点是消灭无计划停电停风，把无计划停电停风作为事故管理。优化通风网络及通风系统，防止瓦斯积聚，合理可靠的通风系统是防止瓦斯事故和控制灾害扩大的重要措施，瓦斯防治工程与采掘工程，必须同时设计，超前施工，同时投入使用。每个掘进工作面必须有合理的进风和回风路线，避免形成串联通风，必须实行“三专两闭锁一切换”来保证局扇的正常供风；在采煤过程中，采煤工作面回风隅角是容易积聚瓦斯主要部位，应及时有效地处理该区域积聚的瓦斯，是保证是否可以正常安全的进行回采工作的重要环节。处理的方法有：挡挂风障引流法、风筒导风法、移动泵站抽放法、液压局通风机吹散法。

2）煤矿瓦斯抽放技术利用多分支羽状适用技术，解决低渗煤层瓦斯治理问题，４

以提高抽采率。煤矿瓦斯治理也应该与煤层气产业化紧密结合起来。我国国有煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占总矿井数的46%。瓦斯抽放是减少矿井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施，同时也是开发利用瓦斯能源、保护大气环境的重要手段。

3）矿井瓦斯浓度监测技术。已经的在矿井瓦斯浓度及火源起到了非常重要的作用，当发现瓦斯异常或有火源产生因素时，能够立即向我们发出警示，我们可以尽快的采取用例的措施，可及时的防止爆炸事故发生。

矿井还可以利用束管管理技术，对容易产生瓦斯的部位进行束管监控，随时可以抽取被监控地点的气体进行分析，来准确的掌控每个部位的瓦斯变化情况，可以及时有效的采取措施进行处理。

4）井下火源防治。对煤矿井下的爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等火源都有相应的防治措施，除炸药安全性检验、电器防爆检验、摩擦火花检验外、还需防止火源与瓦斯积聚在同时同地出现，如放炮时检测瓦斯浓度，采用风电闭锁、瓦斯电闭锁等措施。另外加强明火管理，严格防火制度，消除引爆瓦斯的火源，要侧重检查人们在井下作业中，违章把火种带人井下、违章用电、违章放炮、违章敲打矿灯等具有导致瓦斯爆炸事故的异常行为，要侧重检查瓦斯抽放、通风管理、瓦斯监测、电气设备防爆等，并要做到改变其异常，达到安全生产的客观要求，从而控制瓦斯爆炸事故的发生。

5）加快新技术的研究力度，实现瓦斯综合治理跨越式发展，加大“先抽后采”力度，实现煤矿瓦斯治理的根本转变。积极实施“可保尽保、应抽尽抽、先抽后采、煤气共采”的瓦斯综合治理战略，依靠科技进步，实现采煤采气一体化、地面与井下抽放一体化，瓦斯抽放和利用一体化。积极开展松软突出煤层水平长钻孔打钻技术、低透气性煤层快速高效增透强化抽放技术、地面钻孔钻进固孔技术等关键技术攻关研究。加快巷道瓦斯涌出特征、声发射监测技术、电磁辐射监测技术等工作面非接触连续预测及预警技术研究进度，并将信号并入矿井安全监测系统实现连续监测技术的创新性研究。通过工艺技术攻关研究，实现瓦斯综合治理的技术突破。

6）优化通风系统，采用隔爆措施。合理可靠的通风系统是防止瓦斯事故和控制灾害扩大的重要措施，为此，瓦斯防治工程与采掘工程，须同时设计，超前施 ５

工，同时投入使用。

2、抑制爆炸

抑制爆炸主要采用隔爆抑爆装置将瓦斯爆炸限制在一定范围内，从而减少人员伤亡和灾害事故所造成的损失。

矿井隔爆抑爆装置是控制瓦斯爆炸的最后屏障，当瓦斯爆炸发生后，依靠预先设置的装置可阻止爆炸传播，限制火焰传播范围，主要有被动式隔爆棚和自动抑爆装置。1）被动式隔爆棚。隔爆岩粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚。2)自动式抑爆装置。使用压力或温度传感器，在爆炸发生时探测爆炸波，及时将预先放置的水、岩粉、N2.CO2等喷洒到巷道中，达到抑制爆炸火焰传播的目的。

六、防止瓦斯爆炸事故扩大的措施

1）矿井通风系统应力求简单，无用的巷道和采空区及时封闭，在相通的进、回风巷道间安设正反各两道风门，防止瓦斯爆炸时风流短路；

2）实行分区通风，各水平、各采区和各工作面都应有独立的进、回风系统； 3）主要通风机必须安装两套同等能力重要通风机和反风装置，井下主要风门要安设反风设施，定期进行反风试验，发现问题及时解决，保证在处理灾害事故需要反风时能灵活使用；

4）装有主要通风机和分区通风机的出风井口，必须安设防爆门，防止发生爆炸时通风机遭到破坏；

5）在矿井两翼、相邻的采区、相邻的煤层之间设置水棚或岩粉棚，防止爆炸事故范围扩大；

6）下井人员必须佩戴自救器，以便发生事故时进行自救、互救； 7）编制周密的矿井灾害预防和处理计划，并贯彻到每个职工中去，常备不懈，一旦发生事故，即可及时处理，以防灾害发展和扩大。

五、总结

随着煤炭开采强度的加大,瓦斯涌出量增加,其治理除了加强抽放、加强通风、防止瓦斯积聚外,要防止瓦斯爆炸,重点还应加强对着火源的控制,尤其是要研究防止电气火花、摩擦火花产生的新技术、新设备。为保障煤矿的安全生产,必须重视员工安全意识的培养，认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针，坚持做到“先抽后采、监测监控、以风定产”,依靠科学技术的进步,加强安全管理，６

提高职工安全素质,才能从根本上防止瓦斯爆炸事故的发生。同时应大力提倡和支持煤层气开采利用，通过技术引进和科研创新尽快建立完整先进的煤层气开采技术，将瓦斯这这个杀手变成宝藏。

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第三篇：煤矿瓦斯煤尘爆炸原因和防治对策

2.1.2瓦斯浓度及火源监测技术

瓦斯浓度及火源的实时自动监测对于防止瓦斯爆炸非常重要，当发现瓦斯异常或有火源产生，立即采取措施可防止爆炸事故的发生。我国在矿井安全(包括瓦斯、co、氧气、风速、温度、烟雾等)监测技术及装备方面，开发了kj90.kj54,kj66,kj95,kj92等型号的矿井综合监控系统，以及各类检测传感器、报警仪和断电仪。我国已有300多个矿井安装了矿井安全综合监控系统，这

些监控系统具有以下功能：1.矿井环境和工况参数实时监控；2.瓦斯、煤尘爆炸或燃烧实时监测；3.煤与瓦斯突出实时监测；4.瓦斯抽放实时监控；5.煤层自然发火实时监测；6.大巷火灾实时监测；7.冲击地压实时监测；8.主通风机在线监测；9.电网监测等多项功能。监控系统的安装极大地提高了煤矿的安全管理自动化水平，防止了许多事故的发生。

2.1.3火源防治

煤矿井下的爆破火焰、电气火花、摩擦火花、煤炭自燃等火源都有一些相应的防治措施，除炸药安全性检验、电器防爆检验、摩擦火花检验外，还需防止火源与瓦斯积聚在同时同地点出现，如放炮时检测瓦斯浓度，采用风-电闭锁、瓦斯-电闭锁等措施。

2.1.4煤尘的治理

《煤矿安全规程》中规定了应清扫或冲洗沉积煤尘，定期撒布岩粉，而实际上许多煤矿未严格按规定执行，特别是岩粉在我国几乎没有使用。煤尘不仅造成环境污染，有爆炸性煤尘还能传爆。喷雾洒水是治理煤尘的有效措施，但对喷雾洒水的区段长度、水量和周期等技术参数还应进一步研究，使其既起到防爆作用，又节省安全投入和便于管理

2.2.1隔抑爆装置现状及特点

隔抑爆装置是控制瓦斯煤尘爆炸的最后一道屏障，在“六·五”至“九·五”期间，煤炭科学研究总院重庆分院先后研制了多种隔抑爆装置，主要包括6种被动式隔爆棚和3种自动抑爆装置，见表2所示.(1)被动式隔爆棚

隔爆水槽棚和隔爆水袋棚的研究成功使煤矿隔爆措施从无到有，这两种隔爆棚因成本低、安全方便而得到广泛推广使用，其中隔爆水袋棚的使用最为广泛。防潮岩粉棚解决了原普通岩粉棚的岩粉易受潮的缺点，其岩粉的有效期能达16个月，安装方式与隔爆水槽棚类似；XGS型隔爆棚解决了隔爆水袋槽棚在斜巷、不规则巷道、变形严重巷道中安装困难的问题，且突破了被动式隔爆棚安装距爆源不得小于60m的界限，可安装在距爆源40m处；KYG型快速移动式隔爆棚采用组合式吊挂棚架，棚架中安装放水型泡沫隔爆水槽，拆卸、移动和安装快速方便。

(2)自动抑爆装置

ZGB-Y型自动隔爆装置采用高压氮气引射消焰剂，能将爆炸限制在距爆源40~60m之内；ZYB-S 型自动产气式抑爆装置采用实时产气原理，当传感器接收到燃烧或爆炸火焰时，触发气体发生器快速产生的高压气体喷撒消焰剂。该装置适合安装在掘进机上，将燃烧或爆炸控制在初期。YBW-1型无电源触发式抑爆装置采用光电转换原理，将火焰辐射能量转换为装置所需电能，解决了自动抑爆装置外接电源易受干扰的问题，适合安装在距爆源20~45m的巷道中。

第四篇：瓦斯爆炸通风试题

1.瓦斯爆炸必须同时具备哪三个基本条件，缺一不可。

1.空气中瓦斯浓度达到一定范围，一般下限5%～6%，上限14%～16%；

2.要有温度为650～750℃的引爆火源，且存在的时间大于瓦斯的引火感应期；

3.瓦斯与空气的混合气体中氧含量不低于12%。

预防瓦斯爆炸就是要破坏其中的一个条件，使三个条件不能同时满足。

2.《国务院安委会办公室关于进一步加强煤矿瓦斯治理工作的指导意见》中的指导思想和工作目标是什么？

1．指导思想。深入贯彻党的十七大精神，落实科学发展观，坚持“以人为本”和“安全发展”，以有效防范和遏制重特大瓦斯事故、大幅度降低瓦斯事故总量为目标，坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，进一步加强领导、落实责任、增加投入、依靠科技、严格监管、强化监察，着力构建“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的煤矿瓦斯综合治理工作体系，推动煤矿瓦斯治理工作再上新水平。

3．瓦斯爆炸的原因是什么？

一是局部通风设施管理混乱，加大了煤与瓦斯突出后的瓦斯逆流，高浓度瓦斯进入西大巷新鲜风流，达到爆炸界限，遇到架线式电机车产生的火花，发生瓦斯爆炸。二是据瓦斯监控系统测定的数据，煤与瓦斯突出距瓦斯爆炸有３０分钟的间隔，这个期间的应急处置措施不力，对瓦斯波及区域实施停电措施。

三是该矿在安全管理上存在漏洞。技术管理、安全责任不落实，重生产轻安全。

第五篇：浅谈瓦斯爆炸原理论文

煤矿瓦斯爆炸原因分析及防治措施

（兴安煤矿 通风区 杜艳春）

摘 要：从瓦斯爆炸条件出发，研究了瓦斯的爆炸机理和传播机理。分析了目前煤矿瓦斯爆的原因，提出 了预防和控制瓦斯爆炸灾难事故的措施，说明瓦斯爆炸事故的防治的煤矿安全工作的重点。关键词：瓦斯爆炸：爆炸条件：原因分析：防治措施

The reason of coal mire gas explosion and the prevention

measures

Abstract：This paper stare from the composition and properties of gas and the explosion conditions it has, have studied the go off mechanism and spread mechanism of gas.By analyzing the reasons of gas explosion in coal mine at present , have put forward some measures to prevent and control of gas explosion accident , show that control of gas explosion accident is the key of safey work in coal mire.Key words：gas explosion, explosion condition, reason analysis, prevention measures

1.煤矿瓦斯成分性质及爆炸条件

1.1矿井瓦斯的成分及性质

主要成分有CH4、CO2、H2、CO、H2S，CO2易溶于水且易被地下水带走，N2分子较小，移动速度快。因而，它们的含量与地下水活动及上覆盖层有关，一般靠近地表，N2和CO2的含量相对偏高。瓦斯对空气的相对密度是0.554，所以它常积聚在巷道的上部及高顶处。瓦斯的扩散速度是空气的1.34到1.6倍，易溶于水，不能助燃也不能呼吸。达到一定浓度时，人缺氧而窒息，并能发生燃烧和爆炸。

1.2矿井瓦斯爆炸的条件分析

⑴浓度：瓦斯在空气中的爆炸下限为5%～6%，下限为14%～14%。在正常空气中瓦斯浓度为9.5%时，化学反应最完全，产生的温度与压力也最大。瓦斯浓度7%～8%时最容易爆炸。

⑵引火温度：瓦斯的最低点温度和最小点燃能量决定于空气中的瓦斯浓度，初压和火源的能量及其放出强度和作用时间。瓦斯-空气混合气体的最低点燃温度，绝热压缩时565℃其他情况时650℃。最低点燃能量为0.28mJ。

⑶氧气浓度：正常大气压和常温时，瓦斯爆炸浓度与氧气浓度关系，如柯瓦德爆炸三角形所示。氧浓度低于12%时，混合气体就失去爆炸性。

氧气浓度%2220***642爆炸区混入新鲜空气后可不爆能爆炸炸区甲烷浓度%柯瓦德爆炸三角形

***202.煤矿瓦斯爆炸机理和传播机理研究

2.1煤矿瓦斯爆炸机理

煤矿瓦斯爆炸机理是瓦斯爆炸研究的一个重要内容。瓦斯爆炸的过程是甲烷气体在外界热源激发下剧烈的化学反应。方程式为：

CH4+2O2=CO2+2H20+882.6kJ/mol 从上式可以看出：瓦斯爆炸式瓦斯在高温火源作用下，与氧气发生反应，生成二氧化碳和水蒸气迅速膨胀，形成高温、高压并以极高的速度向外冲出而产生的动力现象。

2.2瓦斯爆炸的传播机理

爆炸时由于爆炸源附近气体告诉向外冲击，在爆炸附近形成气体稀薄的低压区。于是产生反向冲击波，使已遭破坏的区域再一次受到破坏。如果反向冲击波的空气中含有足够的CH4和O2，而火源又未消失，就可以发生第二次爆炸。

3.瓦斯爆炸原因分析

3.1瓦斯爆炸特点

瓦斯爆炸是煤矿生产中最严重的灾害之一。根据对煤矿瓦斯事故的统计分析，可以总结出瓦斯爆炸的特点：瓦斯爆炸的威力一般较大，因此瓦斯爆炸事故多为大事故，并且会有较大的破坏范围和破坏程度。事故地点多发生在采煤与掘进工作面，瓦斯爆炸事故多是由火花引起的。瓦斯事故发生较为普遍，在高瓦斯矿井、低瓦斯矿井均有发生。

3.2矿井井下瓦斯爆炸事故原因分析

通风瓦斯爆炸原因开采条件火源管理安全意识

⑴通风：采煤工作面是一容易发生爆炸的地点，截槽内、截盘附近和机壳与工作面煤壁之间，瓦斯涌出量大，通风不好，容易积聚瓦斯；掘进面易发生瓦斯的原因，一方面是这些地点采用局部通风机通风，如果局部通风机停止运转、风筒末端距工作面较远、风筒漏风太大或局部通风机供风能力不够，以致风量不足或分速过低，瓦斯容易积聚。

⑵煤矿开采条件差。我国煤矿井下开采条件普遍差。据统计，2007年全国国有重点煤矿共有862处矿井进行瓦斯鉴定，其中高瓦斯矿井有163处，低瓦斯矿井有483处，煤与瓦斯突出矿井有216处，有自然发火矿井483处，占56%，有煤尘爆炸危险矿井608处，占71%。

⑶火源：井下的一切高温热源都可以引起瓦斯燃烧和爆炸，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，摩擦火花引燃瓦斯的事故逐渐增多。

⑷管理：国内外的统计资料表明，低瓦斯矿井，由于通风、放炮和机电设备管理不严格，爆炸事故有可能比高瓦斯涌出量矿井严重。

⑸安全意识：绝大多数爆炸事故是管理上疏忽和人为违反安全规程，以及缺少应有的纪律与责任的结果。

4.矿井瓦斯爆炸的防治措施

瓦斯爆炸必须同时具备的三个条件：

⑴瓦斯浓度在爆炸范围内。

⑵高于最低点燃能量的热源存在的时间大于瓦斯的引火感应期。

⑶瓦斯—空气混合气体中的氧气浓度大于12%。

4.1防止瓦斯积聚

4.1.1搞好通风

有效的通风时防止瓦斯积聚的最基本最有效的方法瓦斯矿井必须做到风流稳定有足够的风量和风速，避免循环风，局部通风机风筒末端要靠近工作面，放炮期间也不能中断通风，向瓦斯积聚地点加大风量和提高风速。4.1.2及时处理局部积存的瓦斯

⑴采煤工作面上角瓦斯积聚的处理：迫使一部分风流经工作面上角，将该处积存的瓦斯冲淡排出。还有在瓦斯涌出量大、回风流瓦斯超限、煤炭无自然发火危险而且上区段采空区之间无煤柱的情况下，可控制上区段的已采区封闭墙透风，改变采空区的漏风方向，将采空区的瓦斯直接排入回风巷道内。加大工作面风量，防止采煤机附近的瓦斯积聚。

⑵顶板附近瓦斯层状积聚的处理：加大巷道的平均风速，使瓦斯与空气充分地紊流混合。一般认为，防止瓦斯层状积聚的平均风速不得低于0.5～1 m/s；加大顶板附近的风速。如在顶梁下面加导风板将风流引向顶板附近，或沿顶板铺设风筒，每隔一段距离接一短管，将积聚的瓦斯吹散，在集中瓦斯源附近装设引射器；将瓦斯源封闭隔绝，如果集中地瓦斯涌出量不大时，可采用木板和粘土将其填实隔绝，或注入砂浆等凝固材料，堵塞较大的缝隙；顶板冒落孔洞内积存瓦斯的处理，用砂土将冒落空间填实，用导风板或风筒接岔引入风流吹散瓦斯。

4.1.3抽放瓦斯

《规程》第148条规定：“利用瓦斯时，瓦斯的浓度不得低于30%，不利用瓦斯时，采用干式抽放瓦斯的设备时，抽放瓦斯的浓度不得低于25%。”

⑴开采煤层的瓦斯抽放。是在煤层开采之前或采掘的同时，用钻孔或巷道进行该煤层的抽放工作。

⑵未卸压钻孔抽放。本方法适用于透气较大的开采煤层预抽瓦斯，此法的有点事施工发便，可以预抽的时间较长。

⑶邻近层的瓦斯抽放。即是在有瓦斯赋存的邻近层内预先开凿抽放瓦斯的巷道，或预先从开采煤层或围岩大巷内向邻近层打钻，将邻近层内涌出的瓦斯集中抽出。

⑷采空区抽放。采煤工作面的采空区或老窑区积存大量瓦斯时，往往被漏风带入生产巷道或工作面造成瓦斯超限而影响生产。采空区抽放时要及时检查抽放负压、流量、抽放瓦斯的成分和浓度。抽放负压与流量应与采空区的瓦斯相适应，才能保证抽出瓦斯中的甲烷浓度。

⑸围岩瓦斯抽放。煤层煤岩裂隙和溶洞中存在的高瓦斯会对岩巷掘进构成瓦斯喷出和突出危险。为了施工安全，可超前向岩巷两侧或掘进工作面前方的溶洞裂隙带打钻，进行瓦斯抽放。

4.1.4经常检查瓦斯浓度和通风状态

这是及时发现和处理瓦斯积聚的前提，瓦斯燃烧和爆炸事故统计资料表明，大多数这类事故都是由于瓦斯检查员不负责，玩忽职守，没有认真执行有关瓦斯检查制度造成的。

4.2防止瓦斯的引燃

防止瓦斯引燃的原则，是对一切非生产必须的热源，要坚决禁绝。《规程》规定严禁携带烟草和和点火工具下井；禁止使用电炉，禁止打开矿灯；井口房、抽放瓦斯泵房以及通风机房周围20 m内禁止使用明火；井下需要电焊、气焊和喷灯焊接时，应严格遵守规定；对井下火区必须加强管理；瓦斯检定灯的各个部件都必须符合规定。以下有几种防御引燃措施：

⑴采用防爆的电器设备：目前采用的是隔爆外壳，即将电机、电器或变压器等能发生火花、电弧或赤热表面的部件或整体在隔爆和耐爆的外壳里，即使壳内发生瓦斯的燃烧或爆炸，不致引起壳外的瓦斯事故。

⑵供电闭锁装置和超前切断电源的控制措施，对于防止瓦斯爆炸有重要的作用。因此，局部通风和掘进工作面内的电气设备，必须有延时的风电闭锁装置。

⑶在有瓦斯或煤尘爆炸危险地煤层中，采掘工作面只准使用煤矿安全炸药和瞬发雷管。如使用毫秒延期电雷管，最后一段的延期时间不得超过130 ms。在岩层中开凿井巷时，如果工作面中发现瓦斯，应停止使用非安全炸药和延期雷管。打眼、放炮和封泥都必须符合安全规程的规定。

⑷防止机械摩擦火花，如截齿与坚硬夹石摩擦，金属支架与顶板岩石摩擦，金属部件的摩擦或冲击等等。措施有：禁止使用磨钝的截齿；截槽内喷雾洒水；禁止使用铝和铝合金制作的部件和仪器设备；在金属表面 涂以各种材料，以防止摩擦产生火花。

⑸使用高分子聚合材料制品，如风筒，运输机皮带和抽放瓦斯管道等，由于其导电性能差，容易因摩擦而积聚静电，当其静电放电时就有可能引燃瓦斯、煤尘或发生火灾。因此，煤矿井下应该采用抗静电难的聚合材料制品。

4.3防止瓦斯爆炸灾害事故扩大的措施

⑴编辑周密的预防和处理瓦斯爆炸事故计划，并对有关人员贯彻这个计划。

⑵实行分区通风。各水平、各采区都必须布置单独的回风道，采掘工作面都应采用独立通风。

⑶通风系统力求简单。应保证当发生瓦斯爆炸时入风流与回风流不会发生短路。

⑷装有主要通风机的出风井口，应安装防爆门或防爆井盖，防止爆炸波冲毁通风机，影响救灾与恢复通风。

⑸防止煤尘事故的隔爆措施，同样也适用于防止瓦斯爆炸

5.结语

矿井瓦斯是严重威胁矿井安全生产地主要因素，瓦斯灾难每年都造成许多人员伤亡和巨大财产措施。因此，掌握瓦斯爆炸的原因、规律和防治措施对煤炭工业的健康持续发展具有重大 意义。

参考文献：

[1]李建铭．煤与瓦斯突出防治手册[M]．中国矿业大学出版社 [2]《煤矿安全规程》[M]．山西科学技术出版社 [3] 煤矿抽放瓦斯技术[M]．煤炭工业出版社 [4]张国枢．通风安全学[M]．中国矿业大学出版社 [5]瓦斯灾害治理事故[J]．中国安全学报