矿井瓦斯爆炸及其预防-煤矿安全网
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    矿井瓦斯爆炸及其预防

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  • 更新时间: 2011年06月07日
  • 第5章 矿井瓦斯爆炸及其预防
    §5.1 概述
    危害:
    一种极其严重的灾害,一旦发生,不仅造成大量人员伤亡,而且还会严重摧毁矿井设施、中断生产。
    可能引起煤尘爆炸、矿井火灾、井巷垮塌和顶板冒落等二次灾害,使生产难以在短期内恢复。
    世界上最大一次瓦斯爆炸:
    1942年,辽宁本溪,死亡:1549人,伤:146人。
    新中国发生的最大一次瓦斯爆炸:
    大同,白洞矿

    §5.2 矿井瓦斯爆炸及作用机理
    爆炸:气体快速扩展的结果。
    发生原因:物理变化、化学变化
    瓦斯爆炸:一定浓度的甲烷和空气中的氧气在高温热源的作用下发生激烈氧化反应的过程。
    最终反应式:


     ∵ 1体积CH4与2体积O2完全反应(即2×(1+79/21)=9.52体积)。
    此时,混合气体中
    因此,理论上瓦斯浓度为9.5%瓦斯爆炸最猛烈。


    §5.3 瓦斯爆炸的传播及其后果
    一、爆炸分类
    爆炸:物质从一种状态迅速变成另一种状态,并在瞬间放出大量能量的同时,产生巨大声响的现象。
    1、根据反应后的产物分为:
    (1)物理爆炸
    ----物理变化引起,物质因状态or压力发生突然变化而形成。
    特点:爆炸前后物理性质、化学成份均不改变。
    如:锅炉爆炸、气体超压爆炸。
    (2)化学爆炸
    ----物质发生迅速的化学反应,产生高温、高压而引起的爆炸。

    §5.3 煤矿爆炸性气体的安全技术参数
    一、爆炸界限及其主要影响因素
    爆炸界限---- 在正常的大气环境中,可燃气体与空气或氧气混合,遇火源可以爆炸的极限浓度。
    最低浓度----爆炸下限;
    最高浓度----爆炸上限。
    如:CH4在空气中的爆炸下限为5~6%,上限为14~16%。
    < 5% 时,发生燃烧。
    >15% 时,新鲜空气界面处燃烧。
    CCH4= 9.5%时,爆炸最剧烈。
    CCH4= 7 ~8 %时,爆炸最容易。


    §5.4 煤矿瓦斯爆炸原因分析
    一、瓦斯爆炸条件
    1、CH4浓度处于爆炸范围内(正常条件 5 ~ 15 %);
    2、氧浓度超过失爆氧浓度(在CO2惰化下,>12%,在N2惰化下, >9 %);
    3、引火源的能量大于最小点火能量(0.28mJ)、温度高于最低点火温度(595℃)且高温热源存在时间大于瓦斯引火感应期。
    注:一般矿井中,O2>12%,只要瓦斯积存和火源两因素同时具备,即会发生瓦斯爆炸。


    §5.5 预防瓦斯爆炸的技术措施
    技术措施包括:
    一、防止瓦斯积存与超限
    (超过《煤矿安全规程》规定值 )
    瓦斯积存:局部(体积超过0.5m3)瓦斯浓度超过2%的现象。
    要求:
    每一个矿井必须从采掘工作、生产管理上采取措施,防止瓦斯积存;
    发生瓦斯积存时,必须及时处理。
    具体措施主要有:

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