瓦斯爆炸特性及其防治技術現狀分析

1瓦斯爆炸機理：

礦井瓦斯的主要可燃成分為甲烷。瓦斯爆炸主要是甲烷和空氣在外部熱源作用下發生的一種劇烈的、快速的化學反應。因此瓦斯爆炸的反應方程可以簡單的表示如下:

CH4+ 2(O2+ 3. 76N2→CO2+ 2H2O + 7. 52N2(1)

實際上瓦斯爆炸反應是一個十分複雜的過程，式(1)隻是反應的最終結果，並不能準確的反映瓦斯爆炸過程中詳細的化學反應動力學特征，同時也不能揭示瓦斯爆炸過程中組分場和溫度場變化的爆炸特征參數。采用盡可能詳細的、包含多種物質的、多個反應步的詳細化學反應機理對瓦斯爆炸過程進行描述。現今，對於甲烷燃料認可度較高的反應機理為GＲI Mech 3. 0，其包含53種組分、325個基元反應，詳盡的化學反應步驟有助於更加清楚的認識瓦斯爆炸過程中的化學反應動力學特征。

2瓦斯爆炸條件

瓦斯爆炸的發生有三個必備的基本條件：一是瓦斯濃度，一般為5～16 %；二是氧氣濃度，一般不低於12 %；三是有足夠的點火能量。

1）瓦斯濃度

根據鏈式反應理論，一定濃度的瓦斯吸收足夠的熱能後，會分解出大量的活化中心，完成整個氧化反應過程，放出一定的能量。隻有瓦斯濃度達到爆炸下限，瓦斯才會發生爆炸。

2）氧氣濃度

當氧氣濃度降低時，甲烷爆炸下限會慢慢升高，當氧氣濃度降低到12％時，甲烷混合氣體失去爆炸性。

3）足夠能量的點火源

引發瓦斯爆炸的點火源需要滿足的條件是溫度不低於650℃、能量大於0.28MJ且持續時間大於爆炸感應期。

3瓦斯爆炸防治措施

礦井瓦斯爆炸的防治原則主要包括3個方麵：防止瓦斯超限和積聚，防止瓦斯引燃以及防止瓦斯爆炸02manbetx.com 進一步擴大。從與開采的關係上看，可以分為，采前、采中、采後預防煤與瓦斯爆炸。