礦井瓦斯危害及防治參考幻燈片

1、礦井瓦斯危害及防治,一、瓦斯概念及性質(zhì) 二、瓦斯的主要危害 三、瓦斯爆炸,一、瓦斯概念及性質(zhì),礦井瓦斯是煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，從煤、巖內(nèi)涌出的以甲烷為主的各種有害氣體的總稱。在本章所描述的有關(guān)瓦斯的物理、化學(xué)性質(zhì)等特性，均是針對(duì)甲烷而言。 礦井瓦斯的組成成分及其比例關(guān)系因成因不同而有差別。一般情況下，含有甲烷（可達(dá)80%90%）和其它烴類，如乙烷、丙烷，以及CO2（如吉林營(yíng)城煤礦）和稀有氣體。個(gè)別煤層內(nèi)含有H2、CO（如山東新汶礦務(wù)局）、H2S（如河南鶴壁四礦,一、瓦斯概念及性質(zhì),甲烷（CH4，俗稱沼氣），是無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒的氣體。甲烷分子的直徑為0.375810-9m，可以在微小的煤體空隙和裂隙里

2、流動(dòng)。其擴(kuò)散速度是空氣的1.34倍，從煤巖中涌出的瓦斯會(huì)很快擴(kuò)散的巷道空間。甲烷標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的密度為0.716kg/m3，比空氣輕，與空氣相比的相對(duì)密度為0.554。如果巷道上部有瓦斯涌出源，風(fēng)速低時(shí)，容易在頂板附近形成瓦斯積聚層。瓦斯微溶于水，在20C和0.103Mpa（1atm）時(shí)，100L水可以溶解3.31L甲烷，0C時(shí)可以溶解5.56L甲烷,二、瓦斯的主要危害,1.使人窒息。甲烷雖然無(wú)毒，但其濃度如果超過(guò)57%，能使空氣中氧濃度降低至10%以下。瓦斯礦井通風(fēng)不良或不通風(fēng)的煤巷，往往積存大量瓦斯。如果未經(jīng)檢查就貿(mào)然進(jìn)入，因缺O(jiān)2而很快地昏迷、窒息，直至死亡，此類事故在煤礦并不鮮見(jiàn)。 2.燃

3、燒及爆炸。瓦斯在適當(dāng)?shù)臐舛饶苋紵捅?。?675年英國(guó)茅斯汀礦發(fā)生第一次瓦斯爆炸,二、瓦斯的主要危害,事故以后（我國(guó)最早關(guān)于瓦斯爆炸的文獻(xiàn)記載見(jiàn)于1603年），世界各產(chǎn)煤國(guó)家都發(fā)生過(guò)各種損失程度的瓦斯爆炸事故。 3.煤與瓦斯突出。在煤礦的采掘生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)條件合適時(shí)，會(huì)發(fā)生瓦斯噴出或煤與瓦斯突出，產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞作用，甚至造成巨大的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡,三、瓦斯爆炸,瓦斯爆炸是煤礦生產(chǎn)中最嚴(yán)重的災(zāi)害之一。我國(guó)最早關(guān)于煤礦瓦斯爆炸的文獻(xiàn)記載見(jiàn)于山西省高平縣志，萬(wàn)歷三十一年（1603年），山西省高平縣唐安鎮(zhèn)一煤井發(fā)生瓦斯爆炸事故，文中描述瓦斯爆炸時(shí)的情形為：“火光滿井，極為熏蒸，人急上之，身已焦?fàn)€而

4、死，須臾雷震井中，火光上騰，高兩丈余”。國(guó)外文獻(xiàn)記載的最早瓦斯爆炸事故，是1675年發(fā)生于英國(guó)茅斯汀煤礦的瓦斯爆炸,三、瓦斯爆炸,世界煤礦開(kāi)采史上最大的傷亡事故，是1942年發(fā)生于遼寧本溪煤礦瓦斯、煤塵爆炸，造成1549人死亡，146人受傷。 1960年5月9日13時(shí)45分，大同礦務(wù)局老白洞礦發(fā)生瓦斯（有的資料說(shuō)為煤塵）爆炸事故，死亡684人（有的資料說(shuō)為682人,三、瓦斯爆炸,本世紀(jì)60年代以來(lái)，由于大型高效通風(fēng)機(jī)的投入使用，自動(dòng)遙測(cè)監(jiān)控裝置的使用和采取了瓦斯抽放等一系列技術(shù)措施，瓦斯爆炸事故已逐漸減少，但是還是不能完全杜絕。所以掌握瓦斯爆炸的原因、規(guī)律和防治措施，極為重要,1.瓦斯爆炸的條

5、件,瓦斯的爆炸濃度 理論分析和試驗(yàn)研究表明：在正常的大氣環(huán)境中，瓦斯只在一定的濃度范圍內(nèi)爆炸，這個(gè)濃度范圍稱瓦斯的爆炸界限，其最低濃度界限叫下限，其最高濃度界限叫爆炸上限，瓦斯在空氣中的爆炸下限為5%6%，上限為：14%16%。 瓦斯?jié)舛鹊陀诒ㄏ孪迺r(shí)，遇高溫火源并不爆炸，只能在火焰外圍形成穩(wěn)定的燃燒層。濃度高于,1.瓦斯爆炸的條件,爆炸上限時(shí)，在該混合氣體內(nèi)不會(huì)爆炸，也不燃燒，如有新鮮空氣供給時(shí)，可是在混合氣體與空氣的接觸面上進(jìn)行燃燒。 在正?？諝庵型咚?jié)舛葹?.5%時(shí)，化學(xué)反應(yīng)最安全，產(chǎn)生的溫度與壓力也最大。瓦斯?jié)舛?%8%是最容易爆炸，這個(gè)濃度稱最優(yōu)爆炸濃度。 必須強(qiáng)調(diào)指出，瓦斯爆炸界限

6、不是固定不變的，它受到許多因素的影響，其中重要的有： （1）氧的濃度（2）其它可燃?xì)怏w（3）煤塵 （4）空氣壓力（5）惰性氣體,1.瓦斯爆炸的條件,2）充足的氧含量 氧氣的濃度必須大于12%，氧濃度低于12%時(shí)，混合氣體就失去爆炸性。 （3）足夠能量的點(diǎn)火源。溫度不低于650；能量大于0.28mJ；持續(xù)時(shí)間大于爆炸感應(yīng)期,2.瓦斯爆炸的危害,礦內(nèi)瓦斯爆炸的有害因素是：高溫、沖擊波和有害氣體。 焰面是巷道中運(yùn)動(dòng)著的化學(xué)反應(yīng)區(qū)和高溫氣體，其速度大、溫度高。從正常的燃燒速度（12.5m/s）到爆轟式傳播速度（2500m/s）。焰面溫度可高達(dá)21502650。焰面經(jīng)過(guò)之處，人被燒死或大面積燒傷，可燃物

7、被點(diǎn)燃而發(fā)生火災(zāi),2.瓦斯爆炸的危害,沖擊波峰面壓力由幾個(gè)大氣壓到20大氣壓，沖擊波疊加和反射時(shí)可達(dá)100大氣壓。其傳播速度總是大于聲速，所到之處造成人員傷亡、設(shè)備和通風(fēng)設(shè)施損壞、巷道垮塌。瓦斯爆炸后生成大量有害氣體，某些煤礦分析爆炸后的氣體成分為O26%10%，N282%88%，CO24%8%，CO2%4%。如果有煤塵參與爆炸，CO的生成量更大，往往成為人員大量傷亡的主要原因,3.預(yù)防瓦斯爆炸的措施,1）防止瓦斯積聚 所謂瓦斯積聚是指瓦斯?jié)舛瘸^(guò)2%，其體積超過(guò)0.5m3的現(xiàn)象。 加強(qiáng)通風(fēng)及其管理 有效地通風(fēng)是防止瓦斯積聚的最基本最有效的方法。瓦斯礦井必須做到風(fēng)流穩(wěn)定，有足夠的風(fēng)量和風(fēng)速，避免循環(huán)風(fēng)，局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)筒末端要靠近工作面，放炮時(shí)間內(nèi)也不能中斷通風(fēng)，向瓦斯積聚地點(diǎn)加大風(fēng)量和提高風(fēng)速，等等。 及時(shí)處理局部積存的瓦斯,3.預(yù)防瓦斯爆炸的措施,2）防止瓦斯引燃 防止瓦斯引燃的原則，是對(duì)一切非生產(chǎn)必須的熱源，要堅(jiān)決禁絕。生產(chǎn)中可能發(fā)生的熱源，必須嚴(yán)加管理和控制，防止它的發(fā)生或限定其引燃瓦斯的能力。 規(guī)程規(guī)定，嚴(yán)禁攜帶煙草和點(diǎn)火工具下井；井下禁止使用電爐，禁止打開(kāi)礦燈；井口房、抽放瓦斯泵房以及通風(fēng)機(jī)房周圍20m內(nèi)禁止使用明火；井下需要進(jìn)行電焊、氣焊和噴燈焊接時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守有關(guān)規(guī)定；對(duì)井下火區(qū)必須加強(qiáng)