瓦斯爆炸

瓦斯爆炸的條件是：一定濃度的瓦斯、高溫火源的存在 和充足的氧氣。方程式為 反應條件為點燃

預防需要先開窗，不能有明火或者任何火花。

瓦斯爆炸有一定的濃度範圍，我們把在空氣中瓦斯遇火后能引起爆炸的濃度範圍稱為瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限為5%～16%

當瓦斯濃度低於5%時，遇火不爆炸，但能在火焰外圍形成燃燒層，當瓦斯濃度為9.5%時，其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反應)；瓦斯濃度在16%以上時，失去其爆炸性，但在空氣中遇火仍會燃燒。

瓦斯爆炸界限並不是固定不變的，它還受溫度、壓力以及煤塵、其它可燃性氣體、惰性氣體的混入等因素的影響。

瓦斯的引火溫度，即點燃瓦斯的最低溫度。一般認為，瓦斯的引火溫度為650℃～750℃。但因受瓦斯的濃度、火源的性質及混合氣體的壓力等因素影響而變化。當瓦斯含量在7%一8%時，最易引燃；當混合氣體的壓力增高時，引燃溫度即降低；在引火溫度相同時，火源面積越大、點火時間越長，越易引燃瓦斯。

高溫火源的存在，是引起瓦斯爆炸的必要條件之一。井下抽煙、電氣火花、違章放炮、煤炭自燃、明火作業等都易引起瓦斯爆炸。所以，在有瓦斯的礦井中作業，必須嚴格遵照《煤礦安全規程》的有關規定。

實踐證明，空氣中的氧氣濃度降低時，瓦斯爆炸界限隨之縮小，當氧氣濃度減少到12%以下時，瓦斯混合氣體即失去爆炸性。這一性質對井下密閉的火區有很大影響，在密閉的火區內往往積存大量瓦斯，且有火源存在，但因氧的濃度低，並不會發生爆炸。如果有新鮮空氣進入，氧氣濃度達到12%以上，就可能發生爆炸。因此，對火區應嚴加管理，在啟封火區時更應格外慎重，必須在火熄滅后才能啟封。

瓦斯積聚，是指採掘工作面及其他地點，體積大於0.5 m的空間內，積聚瓦斯濃度達到或超過 2%的現象。

局部通風機停止運轉引起瓦斯積聚；風筒斷開或嚴重漏風引起瓦斯積聚；採掘工作面風量不足引起瓦斯積聚；局部通風機出現循環風引起瓦斯積聚；風流短路引起瓦斯積聚；通風系統不合理、不完善引起瓦斯積聚；採空區或盲巷瓦斯積聚；瓦斯湧出異常引起瓦斯積聚；局部地點瓦斯積聚。

瓦斯通風問題一直都是煤礦開採過程中至關重要的安全問題，在經常發生的煤礦事故中，瓦斯爆炸發生率是最高的，一旦發生瓦斯爆炸，不僅會對施工人員的生命財產安全造成直接威脅，同時煤礦企業也會面臨嚴重的經濟損失。

引爆火源

1、電火花引爆火源。由於對井下照明和機械設備的電源及電器裝備的管理不善或操作不當，如礦燈失爆、電鑽失爆、帶電作業、電纜漏電或短路、電纜明接頭或抽線、電器開關失爆、電機車架線出火及雜散電流等產生的電火花，都是引起瓦斯爆炸的主要火掘。其中，礦燈失爆、電纜明接頭及帶電作業所佔比例較大，雜散電流引爆瓦斯事故也時有發生，電火花引起瓦斯爆炸事故的比重約為 40%。

2、爆破火花是引爆瓦斯的另一主要火源。爆破火花主要是因炮泥裝填不滿、最小抵抗線不夠、放明炮、糊炮、接線不良及炸藥不合乎要求等引起的，引爆火花引起瓦斯爆炸事故的比重約為 40%。

3、井下因撞擊和摩擦產生的火花的情形多種多樣，機械設備之間的摩擦，截齒與堅硬岩石之間的摩擦、堅硬頂板冒落時的撞擊、金屬表面之間的摩擦，都可能產生火花而引爆瓦斯。隨著機械化的程度的不斷提高，因機電設備撞擊出現摩擦火花而引起的爆炸事故也在逐漸增多，僅次於電火花和爆破火花的引爆次數。

4、井下嚴禁明火。但是由於各種因素的影響，井下明火併未能杜絕，而由此引爆的瓦斯事故也時有發生。井下明火的主要來源是煤炭自然發火形成的火區、井下電焊、吸煙等。

1 優化通風網路及通風系統，防止瓦斯積聚 合理可靠的通風系統是防止瓦斯事故和控制災害擴大的重要措施，瓦斯防治工程與採掘工程，必須同時設計，超前施工，同時投入使用。採煤工作面必須保持風路暢通，每個掘進工作面必須有合理的進風和迴風路線，避免形成串聯通風。另外在採煤過程中，採煤工作面迴風隅角容易積聚瓦斯，應及時有效地處理該區域積聚的瓦斯。處理的方法有：掛風障引流法、風筒導風法、移動泵站抽放法、尾巷排放瓦斯法、液壓局部通風機吹散法。

.2 礦井瓦斯濃度及火源監測技術 礦井瓦斯濃度及火源的實時自動監測對於防止瓦斯爆炸非常重要，當發現瓦斯異常或有火源產生，立即採取措施可防止爆炸事故的發生。我國開發了KJ系列礦井安全監控系，以及各類檢測感測器、報警儀和斷電儀。按照國家煤礦安全監察局要求，所有礦井均要求安裝礦井安全綜合監控系統。安全監控系統的應用，為煤礦的安全生產做出了很大的貢獻，但是，決不能替代專職安全檢測人員的井下現場檢測。

.3 強化安全生產檢查 要側重檢查人們在井下作業中，違章把火種帶人井下、違章用電、違章放炮、違章敲打礦燈等具有導致瓦斯爆炸事故的異常行為，另外要側重檢查瓦斯抽放、通風管理、瓦斯監測、電氣設備防爆等，並要做到改變其異常，達到安全生產的客觀要求，從而控制瓦斯爆炸事故的發生。

4 強化進行全員安全培訓工作 首先企業領導幹部要進行安全生產培訓，使其懂技術、懂經營管理、懂安全生產法規，學會按煤礦生產規律辦事，嚴格執行“安全第一、預防為主”的安全生產方針，做到“責任明確，制度完善，執行有力，監督嚴格”。另外工人是第一生產者，通過生產技術和安全培訓，提高煤礦工人的技術素質、應變能力、安全意識和自我保護能力，才能杜絕違章作業、冒險蠻幹和避免瓦斯事故的發生。

5 加快新技術的研究力度，實現瓦斯綜合治理跨越式發展 加大“先抽后采”力度，實現煤礦瓦斯治理的根本轉變。積極實施“可保盡保、應抽盡抽、先抽后采、煤氣共采”的瓦斯綜合治理戰略，依靠科技進步，實現採煤採氣一體化、地面與井下抽放一體化，瓦斯抽放和利用一體化。積極開展鬆軟突出煤層水平長鑽孔打鑽技術、低透氣性煤層快速高效增透強化抽放技術、地面鑽孔鑽進固孔技術等關鍵技術攻關研究。加快巷道瓦斯湧出特徵、聲發射監測技術、電磁輻射監測技術等工作面非接觸連續預測及預警技術研究進度，並將信號併入礦井安全監測系統實現連續監測技術的創新性研究。通過工藝技術攻關研究，實現瓦斯綜合治理的技術突破。

（1）加強通風。使瓦斯濃度降低到《煤礦安全規程》規定的濃度以下，即採掘工作面的進風風流中不超過0.5%，迴風風流不超過1%，礦井總迴風流中不超過0.75%。

（2）加強檢查工作。及時檢查各用風地點的通風狀況和瓦斯濃度，查明隱患進行處理，是日常進行瓦斯管理的重要內容。我國20世紀80年代所用的甲烷檢查儀器有：光學甲烷檢定器、熱放式甲烷檢定器、甲烷警報器和甲烷遙測警報儀等。90年代以後使用比較先進的TX系列智能攜帶型氣體監測儀和遙測儀器等。

（3）對瓦斯含量大的煤層，進行瓦斯抽放，降低煤層及採空區的瓦斯湧出量。

（1）井口房、瓦斯抽放站及主要通風機房周圍20m內禁止使用明火。

（2）瓦斯礦井要使用安全照明燈，井下禁止拆開礦燈，禁止攜帶煙草及點火工具下井。

（3）嚴格管理井下火區。

（4）嚴格執行放炮製度。

（5）嚴格掘進工作面的局部通風機管理工作，局部通風機要設有風電閉鎖裝置。

（6）瓦斯礦井的電氣設備要符合《煤礦安全規程》關於防爆性能的規定。

（7）隨採礦機械化程度的提高，防止機械摩擦火花引燃瓦斯顯得日益重要。煤礦井下由於摩擦火花而引起的瓦斯爆炸事故佔有相當的比例，因此不少國家對這個問題進行了研究，並提出，在摩擦部件的金屬表面溶敷一層活性小的金屬（如鉻），使形成的摩擦火花不能引燃瓦斯；在鋁合金的表面塗各種塗料，以防止摩擦火花的發生和金屬中加入少量的鈹，降低摩擦火花的點燃性等。

防止瓦斯積聚，加強通風管理，加強瓦斯檢查與監測，及時處理局部積聚的瓦斯。

防止引爆瓦斯，防止明火，防止出現爆破火焰，防止出現電火花，加強其他引火源的治理。

防止瓦斯爆炸災害擴大，編製災害預防與處理計劃，安設安全裝置。

加強對進風井筒與大巷的檢查，加強對迴風井筒與迴風大巷的檢查，加強對採區瓦斯的檢查，加強對瓦斯管理的檢查，加強對礦井瓦斯抽采系統的安全檢查，加強煤與瓦斯突出的安全檢查，加強安全監測系統得檢查，加強瓦斯重大隱患的檢查。

瓦斯爆炸產生的高溫高壓，促使爆源附近的氣體以極大的速度向外衝擊，造成人員傷亡，破壞巷道和器材設施，揚起大量煤塵並使之參與爆炸，產生更大的破壞力。另外，爆炸後生成大量的有害氣體，造成人員中毒死亡。

處理原則

礦井一旦發生瓦斯爆炸事故，井下人員及財產處於極度危險境地，必須儘快組織搶救，刻不容緩。搶險救災的重點是：搶救遇險遇難人員，防止發生次生事故和爆炸。

救災的基本原則是：“沉著指揮，科學決策，協調行動，安全快速”。

具體的處理程序是：

（1）首先啟動應急預案，迅速撤離災區人員，搶救遇難人員。

（2）視情況切斷災區電源。

（3）通知救護隊。

（4）迅速成立救災指揮部，嚴格按照（災害預防處理計劃）的要求，設立若干搶救組各行其責。

（5）儘快恢復通風系統，排除爆炸產生的有毒有害氣體，尋找遇難人員。

處理要點

瓦斯爆炸后，礦長（或礦領導）應利用一切可能的手段了解災情，然後判斷災情發展趨勢，及時果斷地作出決定，下達救災命令。

1、必須了解（詢問）的內容

（1）爆炸地點及其事故波及範圍。

（2）人員分佈及其傷亡情況。

（3）通風情況（風量大小、風流方向、風門等通風構築物的損壞情況）。

（4）災區瓦斯情況（瓦斯濃度、煙霧大小、濃度及它們的流向）。

（5）是否發生了火災。

（6）主要通風機工作情況（是否正常運轉、防爆門是否被吹開，風機房水柱計讀數是否有變化）

2、必須分析判斷的內容

（1）通風系統破壞程度。可根據災區通風情況和風機房水柱計讀值h，變化情況做出判斷。h比正常通風時數值增大，說明災區內巷道冒頂垮落，通風系統被堵塞。h比正常通風時數值減少，說明災區風流短路。其產生原因可能是：①風門被摧毀；②人員撤退時未關閉風門；③迴風井口防爆門（蓋）被衝擊波沖開；④反風進風閘門被衝擊波衝擊落下堵塞了風硐，風流從反風進風口進入風硐，然後由風機排岀。也可能是爆炸后引起明火火災，高溫煙氣在上行風流中產生火風壓，使主要通風機風壓降低。

（2）是否會產生連續爆炸。若爆炸后產生冒頂，風道被堵塞，風量減少，繼續有瓦斯湧出，並存在高溫熱源，則可能產生連續爆炸。

（3）能否誘發火災。

（4）可能的影響範圍

3、必須做出決定並下達的命令

（1）切斷災區電源。要根據瓦斯爆炸所影響的範圍和井下供電系統的實際情況，確定斷電方案。

（2）撤出災區和可能影響區的人員。

（3）向集團公司彙報並召請救護隊。

（4）成立搶救指揮部，制定救災方案。

（5）保證主要通風機和空氣壓縮機正常運轉。

（6）保證升降人員的井筒正常提升。

（7）查清井下人員，控制入井人員。

（8）礦山救護隊到礦后，按照救災方案部署救護隊搶救遇險人員、偵察災情、撲滅火災、恢復通風系統、防止再次爆炸。

（9）命令有關單位準備救災物資，醫院準備搶救傷員。