礦并瓦斯事故的危害

瓦斯爆炸是煤礦安全生產中最重要的災害之一,礦并一旦發(fā)生瓦斯爆炸,不僅會造成人員大量傷亡,而且還會摧毀井下生產和安全設施,甚至引起煤塵爆炸和礦并火災、冒頂等二次災害。還有一些煤層開采到一定深度后,能發(fā)生煤與瓦斯突出事故產生很大的破壞作用。

(一)瓦斯爆炸后產生大量有毒、有害氣體

井下發(fā)生瓦斯爆炸以后,將會產生大量的一氧化碳。空氣中的一氧化碳濃度,按體積計算達到0.4%時,人在短時間內就會死亡。如某些礦區(qū)對瓦斯爆炸后的氣體進行了成分分析 。

(二)瓦斯爆炸后產生的高溫

瓦斯?jié)舛葹?.5%時,瓦斯爆炸的瞬時溫度可達1850C~2650C這樣高的溫度對井下人員和設備有很大危害。

(三)瓦斯爆炸以后產生高壓氣體

瓦斯爆炸后,井下巷道中的空氣壓力約為爆炸前的9倍左右。

瓦斯爆炸后,高溫、高壓的并下空氣由爆炸地點以每秒幾百米(爆速有時可達2000m/s)的正向沖擊向四周擴張,摧毀巷道支架和設備,同時也是造成人員傷亡的重要原因。

瓦斯爆炸以后,在爆炸地點,由于空氣稀薄,溫度急劇下降,水蒸氣凝結成水。在爆源附近迅速形成低壓區(qū),因而爆炸波又反向沖擊。這對巷道的破壞性更大。在低壓區(qū)迅速積聚瓦斯,如反向沖擊的空氣中含有足夠的瓦斯和氧氣,又有引爆火源,就可形成二次爆炸。

、礦井瓦斯爆炸的原因

所謂炸,是物質燃燒的一種特殊形式。這種燃燒是在很短的時間內發(fā)展或劇烈的燃燒,并生或高溫、高壓的氣體,使氣體體積急劇膨脹形成非常強烈的沖擊波。

井下任何地點瓦斯達到爆炸濃度時,遇到火源都會引起爆炸。如電氣設備附近,放炮地點、火區(qū)周圍、產生摩擦火花以及可能出現明火的地點,甚至進、回風的井口房和選煤廠內也有瓦斯爆炸事故的發(fā)生但大部分發(fā)生在瓦斯煤層的采掘工作面其中又以掘進工作面占多數。

(一)掘進工作面易發(fā)生爆炸的原因

(1)因采用局部通風,如局部通風機停運、風筒末端距工作面較遠、風筒漏風太大、局部

通風機供風能力不夠、局部通風機位置不當造成循環(huán)風等,致使瓦斯積存;

(2)較易產生引燃瓦斯的火源。煤巷掘進多用電鉆打眼,電動局部通風,經常放炮(煤捆進工作面附近,放炮后短時間內瓦斯?jié)舛瓤蛇_爆炸濃度),電氣防爆性能不好,電纜破損有“雞爪子”、“羊尾巴”、“明接頭”,局部通風機不按《煤礦安全規(guī)程》要求啟動,放炮不合規(guī)定,使用失效變質的炸藥,在有瓦斯的掘進工作面使用巖石炸藥等,就容易產生引火源、電火花或爆破火焰。

(二)采煤工作面易發(fā)生爆炸地點是工作面的上隅角

(1)采空區(qū)常積聚瓦斯,瓦斯比重小,沿傾斜向上移動,有些瓦斯從上隅角逸出來

(2)上陰角處是風流負壓最低點,往往是采區(qū)漏風風流的主要出口,漏風從采空區(qū)帶出較多瓦斯;

(3)上隅角處風流直角拐彎,靠近采空區(qū)邊角處瓦斯不易排出,導致在上隅角積存瓦斯;

(4)而上隅角往往有電氣設備,如回柱絞車、電煤鉆、電纜等,產生火花的機會較多。采煤工作面另一容易發(fā)生瓦斯爆炸的地點,是采煤機工作時在切割機構的附近。

三、預防瓦斯爆炸的措施

雖然瓦斯爆炸是煤礦中最嚴重的危害之一,如果能嚴格貫徹執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》中的有關規(guī)定,并采取相應的措施,這一危害是完全可以避免的。防止瓦斯爆炸的關鍵是消除造成瓦斯爆炸的必要條件因此,防止瓦斯積聚、防止瓦斯引燃和防止瓦斯災害事故的擴大,是預防瓦斯爆炸的根本措施。

()防止瓦斯聚積

1.加強通風

礦井通風工作是防止瓦斯聚積的最有效的根本措施。礦井通風應做到有效、穩(wěn)定和連續(xù)不斷,要有足夠的風速和風量把瓦斯吹散、沖淡、稀釋到不能爆炸和無害的程度。

(1)礦井必須根據《煤礦安全規(guī)程》第103條規(guī)定,配足風量。只有把足夠的新鮮空氣源源不斷地送入井下送到各采掘工作面,才能將瓦斯沖淡到規(guī)定的濃度和排出地面,這就要求礦井巷道有足夠的斷面,維護好巷道,使之風流暢通無阻。

(2)礦井必須采用機械通風。風機的安裝、使用均要符合《煤礦安全規(guī)程》第121條規(guī)定。礦井一般用抽出式通風,這種通風方式的好處是:風機運轉時井下空氣壓力呈負壓狀態(tài)(簡稱負壓通風),煤層或巖層的瓦斯就借助這種負壓作用,經常不斷地散放出來,隨著礦井空氣排出地面。當主要通風機一旦停止運轉時,下空氣壓力升高,瓦斯放出量就會隨著礦井空氣壓力升高面減少。

(3)要實行分區(qū)通風。每一生產水平、每一采區(qū)都要布置單獨的回風道,實行分區(qū)通風(并聯通風)分區(qū)通風不僅能降低采掘工作面回風風流的瓦斯?jié)舛?面且當發(fā)生瓦斯燃燒和爆炸事故時,可以縮小災害范圍,避免事故擴大。采煤工作面和掘進工作面都應采用獨立通風。掘進工作面瓦斯相對涌出量一般要比采煤工作面相對涌出量大。掘進工作面用局部通風機供風,一般比采煤工作面風量要小。局部通風機在有的礦井不能保持經常運轉,風流不穩(wěn)定,同時掘進工作面串聯通風則電氣火源局部通風機、開關、電纜等)增多,在掘進工作面排除瓦斯時,串聯工作面受到威脅。此外,還有炮煙問題,使通風管理復雜。因此采煤工作面和掘進工作面原則上不允許串聯通風。

(4)要實行上行通風。因為瓦斯的比重僅有.554,比空氣輕一半,只有采用上行通風,才能更有效地排除瓦斯。

(5)加強局部通風機管理和風簡的維護,防止漏風,避免循環(huán)風流,保證掘進工作面有新鮮風流。嚴禁用擴散通風。

正確地選擇通風構筑物的位置、個數、風門之間的距離,保證構筑物的質量加強其維護和管理,防止礦內入量漏風。

(6)為了預防瓦斯事故,還必須執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》中的下列規(guī)定:

礦井開拓新水平的回風,必須引入總回風道或主要回風道中。

掘進工作面和采煤工作面的進風和回風,不得經過采空區(qū)和冒落區(qū)。

臨時停工的地點不得停風。否則,必須切斷電源設置柵欄和警標禁止人員進人,并向礦井調度室報告。停區(qū)內CH4或CO2濃度達到3%或其他有害氣體超過《煤礦安全規(guī)程》

規(guī)定,不能立即處理時,必須予以封閉?；謴鸵逊忾]的停工區(qū)或采掘工作接近這些地點時,必須事先排除其中積聚的瓦斯。

(7)要及時密閉采空區(qū)提高通風設施質量采空區(qū)必須及時密閉從巷道至采空區(qū)的風眼,必須隨著采煤工作面的推進逐個予以密閉,全部封閉采空區(qū)。

2.及時處理超限和積存瓦斯

《煤礦安全規(guī)程》第140條規(guī)定:礦井必須從采掘生產管理上采取措施,防止瓦斯積聚。

當瓦斯積聚時,必須及時處理。

井下一般易于發(fā)生瓦斯超限和積存瓦斯地點:

(1)處理局部積存瓦斯。煤巷掘進的工作面、幫、冒頂、拱頂砌縫等。局部積存瓦斯可能發(fā)生爆炸和燃燒。處理方法根據瓦斯積存地點情況而異。

①隔離法:如圖4-1所示,在棚梁的上邊或下邊釘木板,上面填黃土或砂子,把空頂填滿,消除瓦斯積聚。

②分支通風法:如圖4-2所示,在風筒上接上分支小風筒,把風流送到頂板冒落處,吹散瓦斯。

采掘工作面及其他作業(yè)地點風流中,電動機或其開關安設地點附近20m以內風流中達1.5必須停止工作,切斷電源撤出人員,進行處理。

(3)舊巷及采空區(qū)要及時封閉。從巷道道至采空區(qū)的風眼,也要隨著采煤工作面的推進逐個予以封閉。當采區(qū)結束后,要及時在所有與已采區(qū)相連通的巷道設置密閉,防止由于瓦斯從舊巷及采空區(qū)滲出而造成工作面或巷道瓦斯積聚。