矿井瓦斯危害及防治

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1、一、瓦斯的性质瓦斯是赋存在煤层中受采动影响释放到开采空间的各种有害气体总称。瓦斯通常指甲烷，分子式为CH4。1、瓦斯是无色、无味、无臭的气体，难溶于水;2、瓦斯比空气轻，其相对密度为0.554;3、瓦斯有窒息性;4、瓦斯有燃烧和爆炸性;二、瓦斯的危害1、瓦斯窒息甲烷本身虽然无毒，但空气中甲烷浓度较高时，就会相对降低空气中氧气浓度，在压力不变的情下，当甲烷浓度达到43%时，氧气浓度就会被冲淡到12%，人就会感到呼吸困难，当甲烷浓度达到57%时，氧气浓度就会降到9%，这时人若误入其中，短时间内就会因缺氧窒息而死亡。煤矿安全规程规定：凡井下盲巷或通风不良的地区，都必须及时封闭或设置栅栏，并悬挂“禁止

2、入内”的警标，严禁人员入内。2、瓦斯的燃烧和爆炸当瓦斯与空气混合达到一定浓度时，遇到高温火源就能燃烧或发生爆炸，一旦形成灾害事故，会造成大量井下作业人员的伤亡，严重影响和威胁矿井安全生产，会给国家财产和职工生命造成巨大损失。瓦斯爆炸事故是矿井五大自然灾害之首。三、瓦斯爆炸的条件瓦斯爆炸必须具备下面3个条件：1、一定的瓦斯浓度瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸具有一定浓度范围，只有在这个浓度范围内。瓦斯才能够爆炸，这个范围称为瓦斯爆炸的界限。最低爆炸浓度叫爆炸下限;最高爆炸浓度叫爆炸上限，在新鲜空气中，瓦斯爆炸的界限一般认为是5%-16%。瓦斯在不同浓度时的燃爆特性。当瓦斯浓度低于5%时，由于参加化学反应的

3、瓦斯较少，不能形成热量积聚，因此，不能爆炸，只能燃烧。燃烧时，在火焰周围形成比较稳定的、呈现蓝色或青色的烧层。当瓦斯浓度达到5%(下限)，瓦斯就能爆炸;浓度在5%-9.5%时，爆炸威力逐渐增强;在浓度为9.5%时，因为空气中的全部瓦斯和氧气都能参加反应，所以，这时的爆炸威力最强(这是地面条件下的理论计算。在煤矿井下通过实验和现场测定，爆炸威力最强的实际瓦斯浓度为8.5%左右(这是因为井下空气氧浓度减少，湿度较大，含有较多的水蒸气，氧化反应不可能进行得十分的缘故);瓦斯浓度在9.5%-16%(上限)时，爆炸威力呈逐渐减弱的趋势;当浓度高于16%时，由于空气中的氧气不足，满足不了氧化反应的全部需要

4、，只能有部分瓦斯参与氧气发生反应，所生成的热量被多余的瓦斯和周围介质吸收而降温，所以就不能发生爆炸。2、一定的引火温度瓦斯爆炸的第二个基本条件是高温火源的存在。点燃瓦斯所需的最低温度，称为引火温度。瓦斯的引火温度一般认为是650-750。明火、煤炭自燃、电气火花、赤热的金属表面、吸烟、放炮安全灯网罩、架线火花、甚至撞击和摩擦产生的火花等都足以引燃瓦斯。因此，消灭井下一切火源是防止瓦斯爆炸的重要措施之一。3、充足的氧气含量实验表明，瓦斯爆炸界限随着混合气体中氧气浓度的降低而缩小，氧气浓度降低时，瓦斯爆炸下限缓缓地提高，而瓦斯爆炸的上限则迅速下降，当氧气浓度降到12%时，混合气体中的瓦斯就失去了爆

5、炸性，遇火也不会爆炸。由于氧气含量低于12%，短时间内就能导致人窒息死亡，因此规程规定，井下工作地点的氧气含量不得低于20%，而且在正常生产的矿井中，采用降低空气中的氧气含量来防止瓦斯爆炸是没有实际意义的。但是，对于已封闭的火区，采取降低氧气含量的措施，却有着十分重要的意义，因为火区内往往积存有大量瓦斯，且有火源存在，如果不按规定封闭火区或火区封闭不严造成大量漏风，一旦氧气达到12%以上时，就有发生爆炸的可能。瓦斯爆炸必须具备以下三个基本条件： 瓦斯浓度在爆炸界限内，一般为5%16% 混合气体中氧气浓度在12%以上;有引爆火源，为6507500C以上当空气中混入其它气体或煤尘时，瓦斯浓度小于5

6、%也会发生爆炸，因此规程规定当瓦斯浓度达到1%时必须立即停止作业。瓦斯爆炸的危害主要表现在以下3个方面：瓦斯爆炸会产生高温，在18500C与26500C之间，这样的高温不仅会烧伤人员、烧坏设备，还可能引起井下火灾，扩大灾情;瓦斯爆炸会产生高压，高压会摧毁井下巷道内的所有设备，高压还会造成人员死亡;瓦斯爆炸会产生大量有毒有害气体，主要有二氧化碳、一氧化碳、氮气，这些有毒有害气体均可造成人员死亡。四、瓦斯爆炸的原因瓦斯爆炸由3个方面的因素促成的，即瓦斯积聚、引爆火源和管理因素。(1)瓦斯积聚瓦斯积聚是指采掘工作面及其他地点，体积大于0.5m3 的空间内积聚，瓦斯浓度达到2%的现象。主要有：局部通风

7、机停止运转。这种现象导致瓦斯积聚而引起瓦斯爆炸的比例最大。有的是设备检修，无计划停电、停风;有的是机电故障，掘进工作面停工而停风;有的是局部通风机管理混乱，任意开停现象严重。风筒断开或严重漏风。主要是施工人员不爱护通风设施，将风筒掐断、压扁、刮坏等，而通风人员又不能及时发现和进行维护、修补，造成掘进工作面风量不足而导致瓦斯积聚。采掘工作面风量不足。造成采掘工作面风量不足的原因多种多样，如不按需要分配风量，通风巷道冒顶堵塞、单台局部通风机供多个工作面，风筒出口距掘进工作面太远等，都可能造成采掘工作面风量小、风速低而导致瓦斯积聚。局部通风机出现循环风。由于局部通风机安装位置不符合规定或全风压供给风

8、量小于该处局部通风机的吸入风量等原因，都可能使局部通风机出现循环风，致使掘进工作面涌出的瓦斯反复回到掘进工作面，越积越多，达到爆炸浓度。风流短路。如打开风门不关闭，巷道贯通后不及时调整通风系统等，都可能造成通风系统的风流短路而引起瓦斯积聚。通风系统不合理、不完善。自然通风、不符合规定的串联通风、扩散通风和无回风的独眼井及通风设施不齐全等，都是不合理通风，都可能引起瓦斯积聚而导致爆炸事故。采空区或肓巷。采空区和肓巷没有风流通过，往往积存有大量高浓度瓦斯，在气压变化或冒顶等使其涌出或突然压出时都可能导致瓦斯爆炸。瓦斯涌出异常。断层、地质破碎地带是瓦斯的富集区域，在接近或通过这些地带时，瓦斯涌出可能

9、会突然增大，造成瓦斯积聚。局部地点瓦斯积聚。在正常通风系统中存在的局部地点的瓦斯积聚，往往具有更大的危险性。如采煤工作面的上隅角(回风隅角)，溜子底槽和各种没有充填的钻孔，这些地点常常积聚着高浓度的瓦斯。(2)引爆火源电火花。由于对井下照明和机械设备的电源及电器装备的管理不善或操作不当。如矿灯失爆，电钻失爆，带电作业，电缆漏电或短路，电缆明接头，电气开关失爆，这些都是引起瓦斯爆炸的主要火源。其中矿灯失爆、电缆明接头及带电作业所占比例较大，电火花引起瓦斯爆炸事故的比重约为40%。爆破火花。爆破火花是引起瓦斯爆炸的另一主要火源。爆破火花主要是因炮泥装填不满、放明炮、糊炮、接线不良及炸药不合乎要求等

10、引起的，爆破火花引起瓦斯爆炸事故的比重约为40%。撞击摩擦火花。主要因金属表面之间的摩擦等等，都可能产生火花而引爆瓦斯。所以说，我们在使用金属铁器时，必须注意产生撞击而产生火花。明火。井下严禁明火，但是由于种种因素的影响，井下明火并未能杜绝，井下明火的来源主要有煤炭自然发火形成的火区，井下电焊、吸烟等。(3)管理因素。主要是由于管理上存在缺陷造成作业人员的违章失职造成的。例如，根本没有和不执行瓦斯检查制度;瓦检员失职和技术业务素质不高，空岗、漏检、假检和脱岗;不在现场交接班及不带瓦斯检查仪等。大量事实表明，多数瓦斯爆炸事故是因某些人，尤其是负有特殊工作的人员(如瓦检工、放炮员、井下电钳工及班组

11、长等)不能尽职尽责，思想上麻痹大意，抱有侥幸心理甚至违章造成的。五、预防瓦斯爆炸的主要措施预防瓦斯爆炸的主要技术措施包括三个方面：1、防止瓦斯积聚;2、防止引燃火源存在;3、防止瓦斯爆炸事故扩大;主要防治措施如下：(1)加强通风工作，保证采掘工作面有足够风量。采煤工作面和上下付要及时维护，保证风路畅通，巷道物品要摆放整齐，不要堆积而影响通风断面。(2)及时处理积聚的瓦斯。当出现瓦斯积聚时，必须立即停止作业，并向调度室和通风、安全部门汇报，采取措施对积聚的瓦斯进行安全处理。处理方法可根据现场条件确定，当采煤工作面隅角积聚瓦斯时，设置风障、回收尾巷或进行充填。当巷道顶板冒落空洞内积聚瓦斯时，要及时

12、接上风袖并进行充填。瓦斯积聚、瓦斯爆炸、燃烧和窒息事故常见发生地点：掘进工作面、采煤工作面隅角、顶板冒落的空洞内、采空区、停风的巷道中、低风速巷道的顶板附近、盲巷、煤仓等处。(3)防止出现引燃瓦斯。严禁携带烟草和点火物品入井。严禁穿化纤衣服入井;井下使用电焊、气焊时严格执行安全技术措施。井下使用的机械和电气设备要经常检查和维修;井下严禁拆卸和敲打矿灯。井下爆破时禁止放明炮和糊炮，炮眼必须使用水泡泥和粘土炮泥。(4)加强瓦斯检查和监测。矿长、总工程师、科队长、工程技术人员、班组长、流动电钳工、电工下井必须携带瓦斯检查仪器，安监员、瓦检工下井必须随身携带光学瓦斯检测仪。对弄不清瓦斯情况的地点不要盲目进入，放炮时要坚持“一炮三检”制度并设好警戒线。(5)防止瓦斯爆炸事故扩大。加强风门、密闭等通风设施管理，严禁撞坏或同时打开两道风门。及时清扫积尘，定期冲刷巷道。入井人员必须佩戴自救器，会正确熟练使用并熟悉瓦斯爆炸时的撤退路线