浅析我国煤矿瓦斯爆炸的原因及防治措施(何识宽论文)

浅析我国煤矿瓦斯爆炸的原因及防治措施(何识宽论文)（3篇）

1.浅析我国煤矿瓦斯爆炸的原因及防治措施(何识宽论文) 篇一

瓦斯爆炸-就是空气中的O2与CH4在高温火源作用下, 进行氧化反应, 产生的气体和水蒸气在热量的作用下迅速膨胀, 形成高温、高压并以极高的速度向外冲出而产生动力现象。

我们在井下工作, 对矿井瓦斯要高度警惕, 但是, 一谈到矿井瓦斯就马上联想到瓦斯爆炸, 联想到人员伤亡、矿井被毁, 这是完全没有必要的。因为, 瓦斯要爆炸必须同时具备三个条件:

1.1 一定的瓦斯浓度 (第一条件)

瓦斯爆炸界限。就是瓦斯爆炸的范围, 一般认为5-16%。

当瓦斯在爆炸浓度下限5%以下时, 由于参加化学反应的瓦斯较少, 不能形成热量聚集, 因此不能爆炸、只能燃烧;当瓦斯在爆炸浓度上限16%以上时, 氧气不足, 满足不了氧化反应的全部需要, 所生产的热量被多余的瓦斯和周围的介质吸收而降温, 不能爆炸。

当瓦斯在爆炸浓度9.5%时, 爆炸最强烈。这是氧化反应十分充分的缘故。

需要注意的是:矿井中瓦斯爆炸浓度不是固定不变的, 当井下温度、压力升高、可燃气体、煤尘混入, 会扩大瓦斯爆炸浓度界限。

1.2 一定的引火温度

点燃瓦斯所需的最低温度, 称为引火温度。当出现明火或温度达到650-750℃时, 可引燃瓦斯或导致瓦斯爆炸。井下明火 (外因火灾) 有放炮、吸烟、架线火花、摩擦火化、撞击火花、电气火花等等。因此, 消灭井下火源是防止瓦斯事故的重要措施之一。

1.3 充足的氧含量

氧含量不低于12%, 当氧含量低于12%时, 混合气体中的瓦斯就失去爆炸性, 遇火也不会燃烧。氧气的作用是助燃, 这在煤矿井下是最容易获得的条件, 因为在正常通风风流中氧气的浓度通常大于20%。

以上所述, 矿井要发生瓦斯爆炸必须同时具备以上三个条件, 缺少任何一个条件瓦斯都不会发生爆炸, 所以, 在实际生产过程中只要引起高度重视, 并严加防范, 是可以避免的。

1.4 矿井瓦斯来源的分析

1.4.1 瓦斯的生成

矿井瓦斯 (甲烷CH4) 是伴随着煤的生成而生成的。矿井瓦斯是各种有毒有害气体的总称, 包括CH4、N2、SO2、HS、CO、CO2、NH3等。其主要成分是CH4。甲烷 (CH4) 是一种无色、无味、无嗅的气体, 比空气轻, 容易积聚在巷道的顶部、高顶冒落处、停风的巷道和采煤工作面上隅角。瓦斯有很强的扩散性。

1.4.2 瓦斯的来源

(1) 对整个矿井来说。瓦斯来源有: (1) 采煤区; (2) 掘进区; (3) 采空区。

(2) 对每一个工作地点来说。瓦斯来源有: (1) 煤壁释放出的瓦斯; (2) 采落的煤炭释放出的瓦斯; (3) 围岩四周释放出的瓦斯; (4) 采空区及邻近煤层释放出的瓦斯。

2 煤矿发生瓦斯爆炸的原因分析

2.1 装备设置不足, 管理存在缺陷

瓦斯爆炸事故的发生原因很多, 但最为直接的是工作人员的违章失职、监控系统没有启动, 安全装备配置不足, 没有瓦斯抽放系统或者抽放系统不能正常的运行。

2.2 煤矿职工素质较低、安全意识淡薄

据以往的事故数据分析, 瓦斯爆炸的大部分原因是工作人员违规操作造成的, 由于受到的教育比较少, 只是根据有经验的老员工学习之后就参与采掘工作, 根本没有经过严格的安全培训, 不懂通风安全管理和操作规程, 只是冒险蛮干, 这样很容易导致事故的发生。

2.3 瓦斯积聚的存在

瓦斯浓度达到或超过2%在采掘工作面及其他地点体积大于0.5m3的空间内积聚, 引起瓦斯积聚的主要原因是无风或风量不足。

具体表现在: (1) 通风机停止运转; (2) 通风机能力不够; (3) 风筒被扯脱、划破漏风不及时修补; (4) 通风不合理, 如串连风、循环风、风流短路等等。就会造成瓦斯爆炸, 这也是瓦斯爆炸的根本原因。另外就是种种原因包括矿井主通风机不能很好地供风或者是通风系统不合理, 巷道变形、调节风门故障等原因也会造成矿井通风不畅, 导致瓦斯积聚, 发生瓦斯爆炸。

2.4 引爆火源的现象存在

如何控制火源, 首要的是杜绝 (外因火灾) 的出现。引爆火源比较多, 又不易被注意, 比如电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等, 必须尽量的避免加以彻底的防范。另外就是专业技术不够的电工无意损坏或拆除了防爆密闭圈, 造成失爆。最后就是明灯明火、电气设备存在失爆的现象, 造成瓦斯爆炸。

3 防止瓦斯爆炸的措施

预防瓦斯爆炸事故, 就要消除瓦斯爆炸的基本条件, 在瓦斯爆炸的三个条件中, 氧气浓度的条件在矿井中总能得到满足, 因此, 防止瓦斯的积聚和引火热源的出现, 就能防止瓦斯爆炸事故的发生。

3.1 优化通风系统, 防止瓦斯积聚

按照《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》 (AQ1029-2007) 的要求, 健全完善各种规章制度和事故应急预案, 加强设备和系统维护, 及时升级、拓展系统功能和监控范围;加快监控系统区域联网和技术服务体系建设, 确保网络和系统正常运行并发挥其监测、控制和避险预警作用。按规定配足井下瓦斯、CO等监测传感器, 定期对其进行调校, 实现对煤矿井下瓦斯、CO浓度、温度、风速的动态监控, 完善紧急情况下及时断电撤人制度, 为煤矿安全管理和避险救援提供决策和调度、指挥依据。防止瓦斯事故和控制灾害扩大的重要措施是超前采掘工作设置合理可靠的通风系统, 只有每个掘进工作面有合理的进风和回风路线, 才能保证采煤工作面风路畅通。此外, 采煤工作面回风隅角也容易积聚瓦斯, 要有效地进行驱散, 具体方法可采用:挂风障引流法、风筒导风法、移动泵站抽放法、尾巷排放瓦斯法、液压局部通风机吹散法。

3.2 矿井瓦斯浓度及火源监测技术

充分利用信息化、智能化科技成果, 建立完善井下人员管理 (定位) 系统, 加强入井人员管理, 随时准确掌握井下人员的动态分布情况;健全机构和相关制度, 积极稳妥做好系统推广和在用系统的升级改造工作;强化维护维修, 依法规范服务, 保障系统安全可靠运行;发挥人员定位系统在防治超定员作业、监督领导干部下井带班等工作中的作用, 不断增强系统在现场管理和预防事故方面的功能。通过建立健全人员定位系统, 实现对煤矿入井人员的动态管理, 准确掌握各个区域作业人员的情况, 加强对人员的安全管理和及时有效避险。防止瓦斯爆炸, 对矿井瓦斯浓度及火源的实时自动监测是非常重要的, 实施矿井安全综合监控系统可为煤矿的安全生产提供最基本的保证。只要发现瓦斯异常或有火源产生并立即采取措施, 就能很好地预防瓦斯爆炸的发生。

3.3 强化进行全员安全培训工作。

首先要培训煤炭企业领导干部懂技术懂管理懂安全, 做到安全生产、严格监督, 按煤矿生产规律办事, 严格执行“安全第一、预防为主”的安全生产方针, 做到“责任明确, 制度完善, 执行有力, 监督严格”。另外, 职工是生产一线人员, 要不断地对其进行生产技术和安全培训, 提高其技能和安全意识, 从而杜绝违章作业和冒险蛮干, 避免瓦斯事故的发生。

3.4 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。

3.5 各煤矿要按规定建立三级紧急避险系统:

一要为井下作业人员配备随身携带的自救器, 煤与瓦斯突出矿井入井人员必须携带隔离式自救器, 为井下作业人员提供半小时到一小时的个体防护, 为灾变发生后人员快速脱险到达安全避灾地点提供支持, 构成井下第一级紧急避险;二要在采掘工作面附近和局部区域设置移动式救生舱或建设临时避难硐室, 配备一定数量的食物、饮水和呼吸支持系统, 使逃生人员能够就近快速进入安全环境紧急避险, 构成井下第二级区域避险;三要在采区上下山附近或井底车场建设固定式避难所, 利用贯穿岩层到达地面的钻孔或井下自生氧装置以及压风、供水、通讯等系统为避难所内持续输送氧气和洁净水, 实现通讯、环境监测等功能, 具备可靠等待救援的能力, 为整个采区或矿井避灾人员提供应急避难空间, 构成井下第三级紧急避险。通过建立救生舱、避难硐室等紧急避险系统, 实现煤矿井下灾害突发紧急情况下的安全避险, 为井下作业人员提供应急的生存空间。

3.6 各煤矿要按保证各采掘作业地点都能够实现在灾变时期为井下被困人员提供应急供水的要求, 进一步完善井下供水系统。

永久性防尘水池容量必须满足用水量要求, 并设有备用水池;供水管路应敷设到所有能产生粉尘和沉积粉尘的地点, 并且在需要用水冲洗和喷雾的巷道内按规定间距装设三通及阀门;要加强管路维护, 保证阀门开关灵活。通过完善供水施救系统, 在灾害发生后为井下作业人员提供清洁水源或必要的营养液。

3.7

各煤矿企业要按照《煤矿安全规程》要求, 在主要硐室、采掘作业地点设置联络电话且重要场所的电话必须采用直通式电话;要依靠科技进步, 研究推广使用井下无线通讯系统使有线和无线通讯系统互为备用, 提高井下通讯系统的可靠性和抗灾变能力;要在采区、水平、矿井等高点设置电话, 保证发生水灾时能够为被困人员提供通信联络。通过完善通信联络系统, 实现井上下和各个作业地点通信通畅, 为防灾抗灾和快速抢险救灾提供准确信息。

4 结束语

瓦斯防治工作是煤矿安全工作的一个系统工程, 除了完善可靠的安全装备和采取有效的措施外, 还应加强安全管理和安全监督, 重视员工安全意识的培养。在生产实践中, 我们应不断地研究、探索, 进行防范和治理, 保证煤矿的安全生产。煤矿企业要加大瓦斯管理投入, 拿出资金, 进行瓦斯治理与监控及其他安全问题的研究, 以寻求科学合理的防治措施, 保障煤矿安全状况得到改善。另外瓦斯又是一种优良的资源, 相信一定可以把目前单纯的瓦斯灾害防治逐步转变为瓦斯治理和开发利用相结合的产业体系。

摘要：煤炭是我国的主要能源, 要保证煤炭工业持续、稳定、健康发展, 预防、控制瓦斯爆炸事故, 实现煤矿安全生产是关键, 认真吸取事故教训, 深化煤矿瓦斯专项整治, 有效防范和坚决遏制煤与瓦斯突出事故势在必行。笔者分析了瓦斯爆炸的原理及造成的因素, 并提出了防范措施。

关键词：瓦斯爆炸,原理原因,煤矿,防治措施

参考文献

[1]费国云.煤矿瓦斯煤尘爆炸原因和防治对策.矿业安全与环保[J].2002年12月.

[2]张耀丽, 王凤英.浅析煤矿瓦斯爆炸事故的原因及预防措施.科技信息[J].2009年第3期.

2.煤矿瓦斯爆炸原因分析及对策 篇二

关键词：瓦斯 爆炸 煤矿 CH4

中图分类号：TD712.7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（c）-0217-01

瓦斯爆炸是煤矿的常发事故，每个煤矿生产的管理者都必须对瓦斯有个科学的认识，了解导致煤矿发生瓦斯爆炸的原因，导致瓦斯爆炸的原因有很多，既有主观和客观原因，从很多煤矿瓦斯爆炸调查结果可以看出，只要做好煤矿瓦斯爆炸防范的相关措施，许多煤矿瓦斯爆炸是可以避免的。在具体的生产管理中，要严格要求，瓦斯浓度达不到开工要求的，坚决停工，只有等安全隐患排除后才开工。

1 煤矿瓦斯爆炸的条件

煤矿瓦斯是CH4、CO2、CO、H2S等有害气体的总称，其中以CH4为主，该气体与空气中的氧气混合后一定的条件下会发生爆炸，因此危害颇深。煤矿瓦斯爆炸的三个必要条件是：（1）矿井空气中O2浓度在12%以上。（2）具有火源，且火源的温度需达到650℃～750℃以上，此外该火源的持续时间要大于瓦斯爆炸的感应时间。（3）瓦斯浓度达到爆炸浓度，即爆炸浓度极限为5%～16%，在这浓度范围内才可能发生爆炸，而在8%～10%之間瓦斯爆炸最为剧烈。

2 煤矿瓦斯爆炸原因分析

导致瓦斯爆炸的原因复杂，从很多煤矿瓦斯爆炸事故调查结果可以看出，只要从主观和客观上采取煤矿瓦斯爆炸防范的措施，瓦斯爆炸事故是完全可以避免的。

2.1 主观原因

（1）安全生产意识薄弱，主观上麻痹大意。煤矿生产的工作人员和管理人员对煤矿瓦斯爆炸的危害性认识不足，特别是一些低瓦斯矿井的工作人员，在潜意识中总是认为低瓦斯矿井不会发送瓦斯爆炸事故，对国家有关主管部门制定的安全生产条例置之不理，煤矿的安全生产制度也不健全。

（2）对导致煤矿瓦斯爆炸的浓度下限值认识不清。瓦斯中的主要成分是CH4，本文根据实验测得瓦斯爆炸的浓度极限为3.65%-14.3%，实验在一个20L球型爆炸腔体中进行，球型爆炸腔体结构如图1所示，实验原理是改变甲烷的在实验腔体里的浓度测得发生爆炸的浓度极限。

实验结果表明：在强点火源下，CH4爆炸的下限浓度会出现下降，当浓度处在3.65%时就会引起爆炸，CH4的浓度越高，爆炸的威力也越大，当CH4浓度达到9.1%时，爆炸最大压力达到0.42MPa。而在实际中，瓦斯爆炸的范围会因为甲烷含量的不同发生改变，而不是普遍意义上的5%～16%。

2.2 客观原因

（1）有易燃气体及煤尘的混入。多种易燃气体的混入，会增加易燃气体的浓度，降低瓦斯气体爆炸的下限，这些易燃气体主要有H2S、C2H6、H2S、H2、CO等、这些易燃气体的混入极有可能引起瓦斯爆炸；煤尘是一种易燃固体物质，瓦斯是一种易燃气体，两种物质混在一块，会极大增加瓦斯爆炸的概率。

（2）混合气体的初温和初压。由于物质燃点会随压力温度的升高而降低，瓦斯混合气体会高温高压情况下急速压缩，气体分子碰撞加剧产生大量热量，引发爆炸。

（3）矿井通风设置不合理。大部分煤矿瓦斯爆炸由于通风构筑物设置不当而引起的风流短路、循环风，甚至整个线路的排风不利，造成瓦斯局部聚集，引起瓦斯的局部爆炸。

（4）火源。火源是构成爆炸的条件之一，在炮采过程中会产生火源，若爆破装置安装不正确，此时的爆破就会产生一个强火源，会引爆周边的达到瓦斯浓度临界点的气体。

3 防止瓦斯爆炸发生的对策

从煤矿瓦斯发生原因的分析中可见，瓦斯爆炸事故可以通过采取防范措施得以避免，主要措施有：（1）加强培训教育，提高矿工对瓦斯的认识，加强瓦斯监测力度，做好通风工作，定期检修通风构筑物，确保通风设施运行通畅。（2）爆破时严格执行“一炮三检制”以及“三人连锁放炮制”。确保井下固定设备采用防爆型设备，采用移动监测设备，及时发现巷道死角的瓦斯浓度。（3）加强井下除尘工作，采用煤层注水、布袋除尘、水雾除尘以及湿式除尘等多种方法控制煤尘浓度降低瓦斯爆炸发生的概率。（4）加强矿井裂缝的检查，特别是老窖相通的裂缝，极易涌出瓦斯，防止瓦斯爆炸。

4 结语

煤矿矿井发生瓦斯爆炸事故的原因即有主观原因，也有客观原因，要避免瓦斯爆炸事故的发生首先要提高全体员工的安全意识，充分认识瓦斯爆炸的危险，在实际的工作中要严格按照煤矿的规章制度办事，不可为了赶进度，增产量置安全于不顾，煤矿工作人员，特别是煤矿管理人员要清楚瓦斯爆炸产生的原因，有针对性地排除隐患，在具体的生产管理中，要严格要求，瓦斯浓度达不到开工要求的，坚决停工，只有等安全隐患排除后才开工。

参考文献

[1]宁成浩，陈贵锋.我国煤矿低浓度瓦斯排放及利用现状分析[J].能源环境保护，2005（4）：1-4，17.

[2]孙继平.煤矿安全生产监控与通信技术[J].煤炭学报，2010（11）：1925-1929.

3.煤矿瓦斯爆炸的原因及对策研究 篇三

1 瓦斯爆炸的条件及易发区域

1.1 瓦斯爆炸的条件

瓦斯爆炸必须具备以下三个条件:一定温度的引火源;一定浓度的甲烷;充足的氧气。 (1) 着火源。高温火源的存在是瓦斯爆炸必不可少的一个条件。瓦斯的引火温度一般是650℃~750℃。明火、电气火花、煤炭自燃、炽热的金属表面、摩擦或是撞击产生的火花都足以引起瓦斯爆炸。 (2) 瓦斯浓度。在新鲜空气中, 瓦斯爆炸的界限一般为5%~16%, 16%为上限, 5%为下限。当瓦斯浓度低于5%时不会发生爆炸, 原因是参加化学反应的瓦斯量较少且不能形成能量积聚。另据研究表明, 新鲜空气中甲烷的含量为9.5%时, 如果遇到火源, 并且混合气体中的全部氧气和瓦斯都参与反应, 这时的爆炸威力最强。 (3) 氧气浓度。氧气的作用是助燃, 当空气中氧气的浓度超过12%时, 瓦斯就会发生爆炸。因此, 必须采取措施熄灭燃烧火焰, 并将氧气浓度降低到12%以内, 以控制瓦斯爆炸。

1.2 瓦斯爆炸的易发区域

分析煤矿瓦斯爆炸的资料统计不难发现, 煤矿内的爆破地点、电气设备附近、产生明火及摩擦火花的地点、火区周围, 甚至选煤厂内等几乎任何地点都具有发生瓦斯爆炸的可能性。但瓦斯爆炸事故大部分发生在瓦斯煤层的采掘工作面, 尤其是掘进工作面处。采煤工作面易发生瓦斯爆炸的地点是工作面的上隅角和采煤机工作时在切割机的附近。

2 瓦斯爆炸的危害

瓦斯爆炸的主要危害在于其产生的冲击波、高温灼热、火焰及有毒气体等。 (1) 冲击波。冲击波的传播速度快, 通过时极易对人体造成创伤, 并且在多数情况下, 这些创伤具有综合多样的特点, 严重时会致人死亡。 (2) 高温灼热。瓦斯爆炸的瞬时温度最高可达2650℃。这样高的温度, 在很短的时间内足以点燃煤尘和坑木, 损伤人的皮肤、肌肉, 乃至器官, 甚至威胁生命安全。 (3) 火焰。火焰是在瓦斯爆炸中瓦斯剧烈氧化形成的产物。其传播速度较快, 不但会烧伤人体的皮肤、消化器官和呼吸器官的黏膜, 甚至还会毁坏电缆和电气设备, 埋下火灾隐患。 (4) 有毒气体。瓦斯爆炸产生的有毒气体主要为CO和CO2, 由于瓦斯爆炸破坏了通风系统, 使得这些有毒气体很难稀释、排出, 极易造成有毒气体中毒而致人死亡。

3 煤矿常见的瓦斯爆炸的原因

(1) 掘进工作面处发生瓦斯爆炸的原因可解释为: (1) 掘进工作面处采用局部通风机供风, 如果局部通风机一旦出现故障停止运转, 将会使得因供风能力不足而不能将项道内的及采掘工作面附近的瓦斯及时的冲淡排出, 导致瓦斯积聚达到爆炸浓度 (2) 采用的电气设备防爆性能不强, 操作不符合规范, 经常容易引起爆破火焰或是电火花。

(2) 采煤工作面的上隅角处易发生瓦斯爆炸的原因是:该处的瓦斯难于被风流带走排出, 再加上该处附近往往设置回柱绞车等机电设备, 导致这一带采煤工作面的煤体变得稀松, 爆破时易造成虚炮, 给火源的产生埋下了隐患。切割机附近易发生爆炸的原因在于:该处是大量瓦斯涌出的地点, 再加上该处的风流易形成涡旋流, 因而给瓦斯积聚创造了条件。

4 防止瓦斯爆炸的对策及措施

防止瓦斯爆炸的对策及措施很多, 其本质在于:防止瓦斯积聚、防止瓦斯被引燃和防止瓦斯爆炸事故的扩大。

4.1 防止瓦斯积聚的对策和措施主要有

(1) 增强通风。增强通风是防止瓦斯积聚的最根本、且最有效的措施。这就要求矿井必须采用机械通风的方式, 且每一个采区和生产水平都要实行分区通风, 在掘进工作面、采煤工作面处都应采取独立通风的措施等; (2) 及时有效的处理局部积存瓦斯。对于瓦斯积存的区域, 应采取提高风速或加大风量的措施, 及时的将瓦斯冲淡排出; (3) 强化管理, 加大检查力度。经常检查井下易积聚瓦斯处的瓦斯浓度, 并作好记录。若发现瓦斯浓度超限, 应及时进行处理。

4.2 防止瓦斯燃烧的对策及措施

(1) 严禁携带点火工具及烟草下井; (2) 井下工作要使用安全照明灯; (3) 严格管理井下火区; (4) 当遇到停风、停电等情况时, 要及时通知相关人员检修。检修完毕后, 必须经过检查人员检查准许才能恢复送电; (5) 严格规范放炮制度; (6) 所采用的瓦斯矿井电气设备应符合有关规范中防爆性能的规定。

4.3 防止瓦斯爆炸事故扩大的对策及措施

(1) 通风系统要力求简单, 以防止瓦斯爆炸时出现风流短路的情况; (2) 采掘工作面尽量不要使用串联通风; (3) 主要局部通风机应装有反风设备, 并定期进行试验检查; (4) 设置岩粉栅、水棚或岩粉带, 缩小瓦斯爆炸的范围。

5 结语

瓦斯爆炸必须同时具备一定温度的引火源, 一定浓度的瓦斯和充足的氧气这三个条件, 并且是缺一不可的。瓦斯爆炸事故的防治是一项系统工程, 除了采取有效措施、采用可靠完善的安全装备外, 还应加强安全监督和管理, 重视员工安全意识的培养。只有时刻把安全放在首位, 并合理的加大安全投入, 健全各项规章制度, 才能有效的降低瓦斯爆炸事故的发生概率, 切实保障煤矿的安全生产。

参考文献

[1]张延松, 王德明, 朱红青.煤矿爆炸、火灾及其防治技术[M].中国矿业大学出版社, 2007, 11.

[2]周心权, 陈国新.煤矿重大瓦斯爆炸事故致因的概率分析及启示[J].煤炭学报, 2008 (1) .