煤矿防“爆”浅见

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  摘要:瓦斯爆炸是煤矿安全一大隐患,充分认识其特性、爆炸条件,进而提出相应应对措施,是预防事故发生不得不研究的课题。
  关键词:瓦斯 预防 举措
  中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)01(c)-0085-01
  一直以来,国家对煤矿安全都非常重视,这些年全国煤矿安全生产水平较前有较大提高。然不得不承认的是:大家不愿意看到的安全事故仍时有发生。分析这些事故,伤亡人数最多损失最严重者一是透水事故,二是瓦斯爆炸。如果堵住了“水”与“火”这两块,则煤矿安全事故可可大大减少。因而本文拟主要从预防瓦斯爆炸角度,谈谈如何提高安全生产水平,预防煤矿“火”患,防止伤亡事故发生,以求教于大家。
  1 充分和科学认识“火”源及危害
  煤矿开采,虽矿井掘进也有时需使用炸药,但近年所发生的犬的煤矿爆炸事故,却不来自炸药,而来自瓦斯。瓦斯如何爆炸?爆炸的成因如何?研究表明:
  1.1 矿井瓦斯爆炸是一种势一链式反应
  当瓦斯混合物吸收一定能量时,反应分子的链即告断裂,离解成两个或两个以上的游离基。这种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,每一个流离基又可进一步分解,再产生两个或两个以上的流离基。如此循环往复,流离基越来越多,反应速度也越来越快,最后就可以发展为燃烧或爆炸的氧化反应。
  1.2 爆炸物伤人成因
  当瓦斯浓度为9.5%时测定的其爆炸的瞬时温度为:自由空间内可达1850摄氏度;在封装空间内最高可达2650摄氏度;在封装和半封装状态下如煤井巷道为1850-2650摄氏度之间。其爆炸时产生的高温高压,保全爆源附近的气体以极大的速度向外冲击,造成人员作废,破坏巷道和器材设施,扬起大量煤尘并使之参与爆炸,产生更大的破坏力!
  1.3 反向冲击力和二次爆炸
  矿井瓦斯爆炸发生时,爆源附近气体高速向外冲击,爆源附近形成气体稀薄低压区,于是气体又以高速反向冲回爆源地。反向冲击的力量虽比正向冲击的力量小,但因其是沿遭破坏的区域反问,其破坏性往往更大。如若反向冲击的空气中含有足够的瓦斯和氧,爆源附近又仍有火源,则可造成二次爆炸,造成更大的杀伤力,造成更多的人员伤亡!
  2 深探“内因”形成的外部条件
  煤矿瓦斯爆炸与否,关平以下诸条件:
  2.1 本身浓度如何
  一定浓度的瓦斯吸收足够的热能,就分解出大量的活化中心,完成整个氧化过程,放出一定热量。如果放出的热量超过周围介质的吸热和散热能力,同时混合物又有足够的瓦斯和二氧化碳,那么就会生成更多的活化中心,使氧化过程迅速发展成为爆炸,若参与反应的瓦斯浓度不够,氧化生成的热量怀分解的活佛中心都不足,则这一反应不能发展成为爆炸。但若瓦斯的浓度过高,而氧的浓度不足,不但不能生成足够的活佛中心,而且因甲烷的热容量较大,氧化生成的热量为周围介质所吸收,当然也就不会发展成为爆炸。因此,瓦斯爆炸具有一定的浓度范围,这个浓度范围称为瓦斯爆炸界限。其最低浓度界限称作爆炸下限,最高浓度称为爆炸上限,在新鲜空气中瓦斯爆炸界限一般为5%~16%。5%为下限,16%为上限。当浓度低于下限时,瓦斯遇火不爆炸,只能在火焰外围形成稳定的燃烧层;当高于上限时,在混合气体内遇有火源不爆炸也不燃烧,但如有新鲜空气混入时,可以在混合气体与新鲜空气的接触面上进行燃烧。在新鲜空气中含有5%的甲烷时,遇有火源,混合气体中的全部氧和瓦斯都参与反应,是形成瓦斯爆炸的最适合条件。
  2.2 当时温度怎样
  点燃瓦斯的温度一般为65~750℃。明火、煤碳自燃、电火花、吸烟、撞击或摩擦产生的火花,煤矿井下所能遇到的绝大多数火源都足以引燃瓦斯。由于热一链式反应时,大量活化中心的产生与形成需要一定的过程,达到爆炸浓度的瓦斯遇到高温火源时并不能立即爆炸。这种需要心算一个很短时间才爆炸的现象称为引火延迟现象,其引火延迟时间称为感应期。感应期的长短与瓦斯的浓度与引火温度以及压力有直接关系。即除浓度以外,温度是决定瓦斯爆炸与否的又一个直接原因!
  2.3 现场氧气含量如何
  实验证明,瓦斯爆炸的危险性随混合气体中氧浓度的降低而降低。当氧浓度降低时,瓦斯爆炸下限缓慢增高,爆炸上限则迅速下降。氧浓度降到12%时,瓦斯混合气体则失去爆炸性,遇火也不会爆炸。但在密封区则特别是火区内情况却不同,其中往往积存大量瓦斯,且有火源存在,只有氧浓度很低时,才不会发生瓦斯爆炸。一旦重开火区或火区不严而大量漏风,新鲜空气不断流入,氧浓度达到12%以上,则仍有发生爆炸的危险!
  3 严格采取相应预防对策
  针对瓦斯的如上特性,要杜绝煤矿爆炸事故发生,笔者认为需从以下几方面作出努力:
  一是预防瓦斯积聚:(1)注重通风。注意通风是防止瓦斯积聚的最主要方法,瓦斯矿井通风必须传到有效、稳定和连续不断,才能将井下渗出的瓦斯及时冲淡排出,保持巷道中空气低瓦斯含量状态。(2)及时处理局部瓦斯的积存。生产中容易积存瓦斯的地方是回采工作面上隅角、顶板冒落的空洞内、低网速巷道的顶板附近,停风的盲巷和回采工作面边界处以及采煤机附近。及时处理局部积存的瓦斯,是矿井日常瓦斯管理工作的重要内容,也是预防瓦蜥爆炸事故,保证安全生产的关键所在。通常采用的主要方法是向瓦斯积存地点加大峋或提高网速,将瓦斯冲淡排出,将甫巷和顶板空洞内积存的瓦斯封装隔绝,必要时应采取投放瓦斯措施予以处理,放止事故发生。(3)抽放瓦斯,这是瓦斯涌出量大的矿井或采区防止瓦斯主要日,经济有效的措施,应多予采取。(4)常检查瓦斯浓度和通风状况。平时要加强对瓦斯检查员的教育,认真执行国家有关法规规定的瓦斯检查制度,严字当头,坚持不懈,这是发现和处理问题,防止瓦斯爆炸的重要举措,非常重要,麻痹大意不得!
  二是防止瓦斯引燃。防止瓦斯引燃的原则是对一切非生产需要的火源,坚决禁绝。生产中可能发生的热源,也必须来回管理和控制,防止它产生或限定其引燃瓦斯的能力,这叫管住火源,控制火点,防止灾害从源头发生!
  三是提高警惕。在生产过程中,如能切实遵守《煤矿安全规程》的规定,充分发动煤矿的管理干部和职工,认真采取防止瓦斯积聚和引燃的措施,瓦斯爆炸事故是可以避免的。否则,放松警惕,稍加忽视,仍有发生事故的可能性。一旦某一局部发生爆炸,应快速、果断采取坚决措施,使其限制在局部地区,尽可能缩小其涉及范围,不使灾害漫延扩大。
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