礦井瓦斯爆炸及其預防

第5章 礦井瓦斯爆炸及其預防
§5.1 概述
危害:
一種極其嚴重的災害，一旦發生，不僅造成大量人員傷亡，而且還會嚴重摧毀礦井設施、中斷生產。
可能引起煤塵爆炸、礦井火災、井巷垮塌和頂板冒落等二次災害，使生產難以在短期內恢複。
世界上最大一次瓦斯爆炸：
1942年，遼寧本溪，死亡：1549人，傷:146人。
新中國發生的最大一次瓦斯爆炸：
大同，白洞礦

§5.2 礦井瓦斯爆炸及作用機理
爆炸：氣體快速擴展的結果。
發生原因：物理變化、化學變化
瓦斯爆炸：一定濃度的甲烷和空氣中的氧氣在高溫熱源的作用下發生激烈氧化反應的過程。
最終反應式：

或
　∵ 1體積CH4與2體積O2完全反應（即2×(1+79/21)=9.52體積）。
此時，混合氣體中
因此，理論上瓦斯濃度為9.5%瓦斯爆炸最猛烈。

§5.3 瓦斯爆炸的傳播及其後果
一、爆炸分類
爆炸：物質從一種狀態迅速變成另一種狀態，並在瞬間放出大量能量的同時，產生巨大聲響的現象。
1、根據反應後的產物分為：
（1）物理爆炸
----物理變化引起，物質因狀態or壓力發生突然變化而形成。
特點：爆炸前後物理性質、化學成份均不改變。
如：鍋爐爆炸、氣體超壓爆炸。
（2）化學爆炸
----物質發生迅速的化學反應，產生高溫、高壓而引起的爆炸。

§5.3 煤礦爆炸性氣體的安全技術參數
一、爆炸界限及其主要影響因素
爆炸界限---- 在正常的大氣環境中，可燃氣體與空氣或氧氣混合，遇火源可以爆炸的極限濃度。
最低濃度----爆炸下限；
最高濃度----爆炸上限。
如：CH4在空氣中的爆炸下限為5～6％，上限為14～16％。
＜ 5% 時，發生燃燒。
＞15% 時，新鮮空氣界麵處燃燒。
CCH4= 9.5%時，爆炸最劇烈。
CCH4= 7 ~8 %時，爆炸最容易。

§5.4 煤礦瓦斯爆炸原因分析
一、瓦斯爆炸條件
1、CH4濃度處於爆炸範圍內（正常條件 5 ~ 15 %）;
2、氧濃度超過失爆氧濃度（在CO2惰化下，＞12%，在N2惰化下， ＞9 %）；
3、引火源的能量大於最小點火能量（0.28mJ）、溫度高於最低點火溫度（595℃）且高溫熱源存在時間大於瓦斯引火感應期。
注：一般礦井中，O2＞12%，隻要瓦斯積存和火源兩因素同時具備，即會發生瓦斯爆炸。

§5.5 預防瓦斯爆炸的技術措施
技術措施包括：
一、防止瓦斯積存與超限
（超過《煤礦安全規程》規定值 ）
瓦斯積存：局部（體積超過0.5m3）瓦斯濃度超過2%的現象。
要求：
每一個礦井必須從采掘工作、生產管理上采取措施，防止瓦斯積存；
發生瓦斯積存時，必須及時處理。
具體措施主要有：