煤矿瓦斯爆炸事故及其防治对策_精品文档PPT推荐.ppt

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煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策v我国煤矿死亡人数多的事故是瓦斯和顶板事故v一次死亡人数多、损失严重、对生产和社会影响恶劣的是瓦斯事故v我国煤矿发生特别重大事故主要是瓦斯事故v实现控制目标的重点是：

瓦斯爆炸、煤尘爆炸事故。

煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策三、煤矿爆炸事故的类型三、煤矿爆炸事故的类型v瓦斯爆炸v煤尘爆炸v瓦斯煤尘爆炸煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策1.瓦斯爆炸瓦斯爆炸v矿井瓦斯主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体.v煤矿常见的可燃性气体：

甲烷（4）、一氧化碳（）、氢

（2）等v瓦斯爆炸是可燃气体（甲烷）与空气混合后，在一定条件下遇高温热源发生的剧烈的连锁反应煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策1.1瓦斯爆炸的反应过程瓦斯爆炸的反应过程v瓦斯爆炸是一个复杂的化学反应过程，是一个连锁反应。

v爆炸性混合气体吸收一定能量后，反应分子链断裂，离解成两个或两个以上游离基（自由基）。

v在适合条件下，每一个游离基又进一步分解，再产生两个或两个以上的游离基。

v如此分离下去，游离基愈来愈多，与氧发生的化学反应也愈激烈，最后发展为燃烧或爆炸。

煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策vCH4CH3和HvCH3+O2HCHO+OHvH+O2OH+OvOH+CH4CH2+H2OvO+CH4OH+CH3vHCHO+O2CO+O+H2OvCO+O2CO2+O煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策v一般只用最终结果来表达瓦斯爆炸的化学反应，即：

vCH4+O2CO2+H2O+833.28mol煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策1.2瓦斯爆炸的条件及其影响因素瓦斯爆炸的条件及其影响因素v有一定浓度的瓦斯v有一定温度的引燃火源v有足够的氧气煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策

（1）瓦斯浓度）瓦斯浓度v爆炸下限能使火焰峰面传播到爆炸性混合气体占据的全部容积的最低瓦斯浓度，5%v爆炸上限能使火焰峰面传播到爆炸性混合气体占据的全部容积的最高瓦斯浓度，15%v最佳爆炸浓度最容易激发着火（爆炸），并且爆炸中能释放出最大能量的瓦斯浓度，8.510煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策

（2）影响瓦斯爆炸界限的因素）影响瓦斯爆炸界限的因素v与火源有关，强火源条件下，爆炸范围扩大，2%75%v混合物的初压，初压增大时，爆炸范围扩大（上限有大的变化）混合气体初始压力（a）爆炸下限（）爆炸上限（）0.15.614.31.05.917.25.05.429.412.55.745.7煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策混合气体初始温度（）爆炸下限（）爆炸上限（）206.0013.41005.4513.53005.4014.256003.3516.47003.2518.7590029.00v混合物的初始温度，初始温度增高时，爆炸范围扩大（上限有大的变化）煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策v同系物（乙烷、丙烷等）混入，爆炸下限下降。

v煤尘混入可使瓦斯爆炸下限下降。

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（2）着火源）着火源v弱火源不能形成冲击波，也不能使沉积煤尘转变为浮游状态。

v强火源会产生冲击波，并把沉积煤尘转达变为浮游状态。

v危险火花的温度至少应超过混合物着火温度的一倍。

v点火源的作用时间超过诱导期的情况下，这种点火源才可能是危险。

煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策v诱导期（感应期火源作用开始到产生运动的火焰前沿）所需的时间。

v冲击波的作用持续时间最短10-710-3s。

v炸药爆炸后产物，电火花作用时间10-610-2s。

v电弧及瓦斯煤尘爆炸的火焰前沿的作用时间10-41s。

v明火和灼热体作用时间最长。

煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策不同浓度瓦斯的诱导期不同浓度瓦斯的诱导期CH4（%）火源温度（）77582587592597510751175诱导期（S）61.080.380.350.20.120.03971.150.60.360.210.130.0410.0181.250.620.370.220.140.0420.01291.30.650.390.230.140.0440.016101.40.680.410.240.150.0490.018121.640.740.440.250.160.0550.020v对于煤尘云，诱导期取决于煤尘的挥发分含量。

挥发分10%、30%的煤尘，诱导期相应为0.24s，0.05s。

煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策井下着火源温度井下着火源温度v冲击波的速度大于12501350m/s，其前沿后面的温度大于500。

v瓦斯和煤尘爆炸火焰前沿的温度20002500。

v炸药爆炸产物的温度4500。

v电弧、电火花的平均温度4000，（放电主通道的温度10000）v火柴的明火温度1200。

v点燃香烟温度600800。

煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策（3）氧浓度）氧浓度v2小于124混合气体失去爆炸性。

v瓦斯爆炸范围随混合气体氧浓度的降低现时缩小，爆炸下限缓缓增高，爆炸上限则迅速下降。

煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策1.3瓦斯爆炸的危害瓦斯爆炸的危害v火焰前沿v冲击波v矿井空气的变化煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策

（1）火焰前沿）火焰前沿v它是沿巷道运动的化学反应带和燃烧的气体。

v火焰前沿的传播速度为12.5m/s（正常燃烧）至2500m/s（爆轰速度），一般为500700m/s。

v火焰前沿象“活塞”那样沿巷道运动，带进越来越多的空气和可燃成分“活塞”长度为0几十米。

v火焰前沿通过时，人员被烧伤，不但皮肤就连呼吸器官和消化器官的粘膜也会被烧伤。

v电气设备遭到毁坏，尤其是电缆，这时能形成危险的第二次火源。

v还会引起火灾。

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（2）冲击波）冲击波v冲击波是传播压力的突变是使介质状态参数突跃，并以超声速传播的压力波。

v正向冲击波传播时，其波速的压力10Pa2a，正向冲击波叠加或反射时，可形成高达10a的压力。

v冲击波的传播速度高于音速（340m/s），随着爆炸波的衰减，冲击波转变为声波。

煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策正向、反向和斜向冲击波通过时引起的危害正向、反向和斜向冲击波通过时引起的危害v人体受创伤，多数情况下，这些创伤具有综合（创伤、烧伤等）多样的特点。

v冲击波前沿剩余压力对人的作用特点0.0030.01MPa无创伤0.0110.02MPa头昏、轻伤0.04MPa中度创伤：

震伤、失去知觉、骨折0.06MPa重伤：

内脏受伤，严重脑震荡、骨折0.3MPa有较大死亡可能性（75%）0.4MPa死亡率为100%煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策v移动和破坏设备，可能发生二次着火v破坏支架、顶板冒落、垮塌的岩石堆积物导致通风系统破坏，堵塞巷道使救灾复杂化。

煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策冲击波前沿剩余压力对物体或巷道的作用特点冲击波前沿剩余压力对物体或巷道的作用特点v0.0110.02MPa:

支架部分破坏，密闭被破坏（密闭不稳定时）。

v.0210.06木支架相当程度被破坏，金属支架移动，混凝土整体支护发生片状脱落。

v0.0610.3木支架完全破坏，金属支架部分破坏，发碹巷道出现裂隙，片况脱落，铁轨变形，枕木脱开，小于1吨的设备整体破坏、变形、位移，大于1吨设备翻倒、位移、部分变形。

煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策v0.310.65金属支架巷道全长全面破坏，形成密实堆积物，整体钢筋混凝土支架部分破坏，混凝土整体遭破坏，设备和设施完全破坏。

v0.661.17混凝土支架完全破坏，形成密实堆积物，整体钢筋混凝土支架相当大破坏，可能形成冒落拱。

煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策（3）矿井空气成分改变）矿井空气成分改变v氧化反应氧被消耗，氧浓度降低v分解出对人体有毒和有害气体v形成爆炸性气体煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策（4）瓦斯爆炸最终气体产物）瓦斯爆炸最终气体产物矿井空气成分变化爆炸下限时最佳爆炸浓度时爆炸上限时O216-1862CO微量12CO2微量9微量水蒸气小于10小于10小于4H2微量12煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策2.煤尘爆炸煤尘爆炸v煤尘是煤炭因机械性撞击，破碎而产生的固体微粒v煤矿生产过程中产生的粉尘总体小于100m，其中95%小于80m。

v综采工作面00.5mm的煤尘占9.03%（山东某矿）v综放工作面00.5mm的煤尘占7.23%煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策煤炭科学研究总院煤矿爆炸事故及其防治对策煤矿爆炸事故及其防治对策2.1煤尘爆炸及反应过程煤尘爆炸及反应过程v煤尘爆炸也是一种激烈的氧化反应。

v煤尘粒子在高温热源的作用下发生蒸馏和热分解反应，生成可燃性气体。

v生成的各种气体都按瓦斯的连锁反