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

瓦斯濃度為9.5%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,因而爆炸波又反向沖擊。這對巷道的破壞性更大。在低壓區迅速積聚瓦斯,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生但大部分發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濃度可達爆炸濃度),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《煤礦安全規程》要求啟動,放炮不合規定,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)采煤工作面易發生爆炸地點是工作面的上隅角

(1)采空區常積聚瓦斯,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,往往是采區漏風風流的主要出口,漏風從采空區帶出較多瓦斯;

(3)上隅角處風流直角拐彎,靠近采空區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,如果能嚴格貫徹執行《煤礦安全規程》中的有關規定,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、穩定和連續不斷,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《煤礦安全規程》第103條規定,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《煤礦安全規程》第121條規定。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(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)要實行分區通風。每一生產水平、每一采區都要布置單獨的回風道,實行分區通風(并聯通風)分區通風不僅能降低采掘工作面回風風流的瓦斯濃度,面且當發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,還必須執行《煤礦安全規程》中的下列規定:

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,不得經過采空區和冒落區。

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。停區內CH4或CO2濃度達到3%或其他有害氣體超過《煤礦安全規程》

規定,不能立即處理時,必須予以封閉。恢復已封閉的停工區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)要及時密閉采空區提高通風設施質量采空區必須及時密閉從巷道至采空區的風眼,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。

2.及時處理超限和積存瓦斯

《煤礦安全規程》第140條規定: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)舊巷及采空區要及時封閉。從巷道道至采空區的風眼,也要隨著采煤工作面的推進逐個予以封閉。當采區結束后,要及時在所有與已采區相連通的巷道設置密閉,防止由于瓦斯從舊巷及采空區滲出而造成工作面或巷道瓦斯積聚。