4任务四矿井瓦斯爆炸及其防治措施.docx
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4任务四矿井瓦斯爆炸及其防治措施
任务四矿井瓦斯爆炸及其防治措施
【主要内容】
一、瓦斯爆炸的机理
二、瓦斯爆炸的效应
三、瓦斯爆炸的条件及其影响因素
四、预防瓦斯爆炸的措施
五、局部积存瓦斯的处理方法
六、实训与操作-观察瓦斯爆炸演示,分析瓦斯爆炸的条件和效应。
瓦斯爆炸是煤矿生产中最严重的灾害之一。
如果由于瓦斯爆炸而引起煤尘爆炸,后果更为严重。
例如1942年4月26日辽宁本溪煤矿发生的瓦斯、煤尘爆炸,死1549人,伤146人,成为世界煤矿开采史上最大的伤亡事故。
上世纪中后期以来,由于大型高效扇风机的制成,自动遥测监控装置的使用和采取了瓦斯抽采等一系列技术措施,矿井瓦斯爆炸事故已逐渐减少,但是还不能完全杜绝。
所以掌握瓦斯爆炸的原因、规律和防治措施,极为重要。
一、瓦斯爆炸的机理
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称为爆炸。
瓦斯爆炸是瓦斯和氧气组成的爆炸性混合气体遇火源点燃所产生的一种复杂的激烈的氧化反应。
其化学反应式为:
(1-4-1)
上述反应是放热反应,当反应生成热的速度大于散热速度时,则热量积聚,反应物的温度上升,反应速度进一步加快,周围气体体积剧烈膨胀,以声光形式表现出来,最后形成爆炸。
瓦斯爆炸是—个复杂的化学反应过程,上式只是反应的最终结果。
目前认为,矿井瓦斯爆炸是一种链式反应,当爆炸混合物吸收一定的能量后,反应物分子的链即行断裂,离解成两个或两个以上的游离基(或叫自由基),这种游离基具有很强的化学活性,成为反应连续进行的活化中心。
在适当的条件下,每个游离基又可进一步分解,产生两个或两个以上的游离基,如此循环不已,化学反应也越来越快,最后发展为爆燃或爆轰式的氧化反应。
二、瓦斯爆炸的效应
爆炸的效应即指爆炸的效果或结果,亦即爆炸对矿井造成的危害。
矿井瓦斯在高温火源的引发下的激烈氧化反应形成爆炸过程中,如果氧化反应极为剧烈,膨胀的高温气体难于散失时,将会产生极大的爆炸动力危害。
(一)产生高温高压
瓦斯爆炸时反应速度极快,瞬间释放出大量的热,使气体的温度和压力骤然升高。
试验表明,爆炸性混合气体中的瓦斯浓度为9.5%时,在密闭条件爆炸气体温度可达2150~2650℃,相对应的压力可达1.02MPa;在自由扩散条件爆炸气体温度可达1850℃,相对应的压力可达0.74MPa,其爆炸压力平均值为0.9MPa。
煤矿井下是处于封闭和自由扩散之间,因此,瓦斯爆炸时的温度高于1850℃,相对应的压力高于0.74MPa。
(二)产生冲击波和火焰锋面
1.产生冲击波
瓦斯爆炸时产生的高压高温气体以极快的速度(可达每秒几百米甚至数千米)向外运动传播,形成高压冲击波。
瓦斯爆炸产生的高压冲击作用可以分为直接冲击和反向冲击两种。
(1)直接冲击
爆炸产生的高温及气浪使爆源附近的气体以极高的速度向外冲击,造成井下人员伤亡,摧毁巷道和设备,扬起大量的煤尘参与爆炸,使灾害事故扩大。
(2)反向冲击
爆炸后由于附近爆源气体以极高的速度向外冲击,爆炸生成的一些水蒸气随着温度的下降很快凝结成水,在爆源附近形成空气稀薄的负压区,致使周围被冲击的气体将又高速返回爆源地点,形成反向冲击,其破坏性更为严重。
如果冲回气流中有足够的瓦斯和氧气,遇到尚未熄灭的爆炸火源,将会引起二次爆炸,造成更大的灾害破坏和损失。
案例:
辽源太信矿一井1751准备区掘进巷道复工排放瓦斯时,因明火引燃瓦斯,导致大巷内瓦斯爆炸,在救护队处理事故过程中和采区封闭后,六天内连续爆炸32次。
2.产生火焰锋面
伴随高压冲击波产生的另一危害是火焰锋面。
火焰锋面是瓦斯爆炸时沿巷道运动的化学反应区和高温气体总称。
其传播速度可在宽阔的范围内变化,从正常的燃烧速度1~2.5m/s到爆轰式传播速度2500m/s,火焰锋面温度可高达2150~2650℃。
火焰锋面所经过之处,可以造成人体大面积皮肤烧伤或呼吸器官及食道、胃等黏膜烧伤,还能烧坏井下的电气设备、电缆,并可能引燃井巷中的可燃物,产生新的火源。
(三)产生有毒有害气体
瓦斯爆炸后生成大量有害气体,实验中对某些煤矿爆炸后的气体成份进行分析,结果为:
O2:
6~10%,N2:
82~88%,CO2:
4~8%,CO:
2~4%。
如果有煤尘参与爆炸,CO的生成量将更大,往往成为人员大量伤亡的主要原因。
例如,日本三池煤矿在1963年发生特大瓦斯煤尘爆炸,死亡1200余人,其中90%以上为中毒致死。
三、瓦斯爆炸的条件及其影响因素
瓦斯爆炸必备的三个基本条件参数是:
混合气体中瓦斯浓度达到一定的爆炸界限范围(5%~16%);存在高能量的引燃火源(650℃~750℃);有足够的氧气浓度(不低于12%)。
三者缺一不可。
(一)瓦斯浓度
1.瓦斯爆炸的浓度界限
理论分析和试验研究表明:
在正常的大气环境中,瓦斯只在一定的浓度范围内爆炸,这个浓度范围称瓦斯的爆炸界限,其最低浓度界限叫爆炸下限,其最高浓度界限叫爆炸上限。
瓦斯在空气中的爆炸下限为5%,上限为16%。
(1)形成爆炸界限的原因
根据链式反应理论,瓦斯吸收足够的热量后,就将分解出大量活化中心,并放出一定的热量。
如果生成的热量超过周围介质的吸热和散热能力,而混合气体中又有足够的CH4和O2存在,足以使链反应发展,就会形成更多的活化中心,使氧化过程迅猛发展成为爆炸;若参与反应的瓦斯浓度不够,反应速度就不能发展成为爆炸,又若瓦斯浓度过高,相对来说O2浓度就过低,而且CH4的吸热能力比空气大,氧化生成的热量容易被周围介质所吸收,当然也不能发展为爆炸。
这两种情况下都只能发生瓦斯的燃烧。
因此,瓦斯浓度低于爆炸下限时,遇高温火源并不爆炸,只能在火焰外围形成稳定的燃烧层,此燃烧层呈浅兰或淡青色。
浓度高于爆炸上限时,在该混合气体内不会爆炸,也不燃烧。
如有新鲜空气供给时,可以在混合气体与新鲜空气的接触面上进行燃烧。
(2)动力效应最强的爆炸浓度
由于瓦斯的主要成份是甲烷,根据甲烷燃烧或爆炸的化学反应式可知,一个体积的甲烷需要两个体积的氧气才能发生完全反应。
新鲜空气中一个体积的氧,必有79.04÷20.96=3.77个体积的氮、二氧化碳及其它惰性气体同时存在。
因此要使一个体积的甲烷全部参加反应就需2×(1+3.77)=9.54个体积的新鲜空气。
此时混合气体中的甲烷浓度应为1÷(1+9.54)×100%=9.5%。
在矿井空气中,氧的浓度较低,《规程》规定不得低于20%,如以20%计算,则反应完全的甲烷浓度应为(1÷11)×100%=9.1%,即当矿井空气中的甲烷浓度为9.1%时,甲烷爆炸反应最完全,产生的动力效应最强。
2.影响瓦斯爆炸浓度界限的因素
实践证明,瓦斯的爆炸界限不是固定不变的,它受到许多因素的影响,其中重要的有:
(1)其它可燃气体的存在
两种以上可燃气体同时存在时,这类混合气体的爆炸界限决定于各可燃气体的爆炸界限和它们的浓度。
也就是说,如果瓦斯和空气混合物中还存在着其它可燃性气体,那么这种混合气体的爆炸界限就不是各单个可燃气体的爆炸界限了。
一般说来,瓦斯和空气混合气体中,如果混入的其它可燃气体的爆炸下限比瓦斯的爆炸下限低,那么混合气体的爆炸下限也就比瓦斯单独存在时的爆炸下限低。
爆炸上限也是这样。
所以判断煤矿自燃火区内的爆炸危险时,不能只以瓦斯浓度为准。
通常建议,只单独测定瓦斯浓度时,应以3.5%作为火区有无爆炸危险的下限浓度。
(2)煤尘的混入
浮游在瓦斯混合气体中的具有爆炸危险性的煤尘,不仅能增加爆炸的猛烈成度,还可降低甲烷的爆炸下限。
这是因为在温度300~400℃时,煤尘会干馏出可燃气体,试验表明,当煤尘浓度达68g/m3时,瓦斯的爆炸下限降低到2.5%。
(3)惰性气体的混入
如果在瓦斯混合气体中加入了惰性气体,则爆炸下限提高,上限降低,即爆炸范围减小。
如在烷空气体中加入某些卤代碳氢化合物(如CBr2F2),能抑制其爆炸,因为惰性气体具有捕捉燃烧反应中起活化中心作用的自由基的能力,从而抑制了链式反应,可中止燃烧过程。
例如,如果在瓦斯混合气体中氮气含量超过81.69%,或二氧化碳含量超过22.8%,则任何浓度的瓦斯都不会爆炸。
(4)混合气体的初温和初压(环境温度和气压的影响)
实验表明,瓦斯的爆炸界限随爆炸前环境的温度(初温)和压力(初压)而变化,随着温度的升高,甲烷爆炸下限下降、上限升高,即爆炸范围扩大,如表1-4-1。
爆炸初始时环境的气压对瓦斯气体的爆炸界限也有很大影响,随着环境压力的升高,甲烷爆炸下限变动很小而上限上升很大,这个规律对烃类气体都适用,如表1-4-2。
所以井下发生火灾或爆炸时,高温和高压会使正常条件下未达爆炸浓度的瓦斯发生爆炸。
表1-4-1瓦斯爆炸界限与初始温度的关系
初始温度,℃
20
100
200
300
400
500
600
700
爆炸下限,%
6.00
5.45
5.05
4.40
4.00
3.65
3.35
3.25
爆炸上限,%
13.40
13.50
13.85
14.25
14.70
15.35
16.40
18.75
表1-4-2瓦斯爆炸界限与初始压力的关系
初始温度,kPa
101.3
1013
5065
12662.5
爆炸下限,%
5.6
5.9
5.4
5.7
爆炸上限,%
14.3
17.2
29.4
45.7
(二)引燃火源
1.瓦斯的点燃温度与点燃能量
点燃瓦斯所需的最低温度叫它的点燃温度,所需的最低点燃能量称点燃能量。
一般认为,正常大气条件下,瓦斯在空气中的着火温度为650℃~750℃,瓦斯的最小点燃能量为0.28mJ(毫焦耳)。
(有关电气规程规定的安全着火能量为0.25mJ)。
煤矿井下的明火、煤炭自燃、电弧、电火花,赤热的金属表面和撞击或摩擦火花都能点燃瓦斯。
影响点燃温度与点燃能量的主要因素有空气中的瓦斯浓度、氧浓度、初压和火源性质。
(1)瓦斯浓度的影响
不同的瓦斯浓度,所需要的引火温度也不同。
例如,当瓦斯浓度为2%时,点燃温度为810℃;当瓦斯浓度为7.6%时,点燃温度为510℃;当瓦斯浓度为11%时,点燃温度为539℃;瓦斯最容易点燃的浓度为7%~8%,而不是爆炸最猛烈的浓度9.5%。
(2)气体压力的影响
混合气体压力愈大,点燃温度愈低。
正常大气压力下点燃温度为700℃;当混合气体压力增加到2836.4kPa(28个大气压)时,点燃温度降为460℃。
混合气体的温度越高,点燃温度越低。
火源面积越大,点火时间越长,越易点燃。
2.瓦斯的引火延迟性
瓦斯与高温热源接触时,不是立即燃烧或爆炸,而是要经过一个很短的间隔时间,这种现象叫引火延迟性,间隔的这段时间称感应期。
感应期的长短与瓦斯浓度,火源温度和火源性质有关,而且瓦斯燃烧的感应期总是小于爆炸的感应期。
表1-4-3为瓦斯爆炸的感应期。
由此可见,火源温度升高,感应期迅速下降;瓦斯浓度增加,感应期略有增加。
表1-4-3瓦斯爆炸感应期与火源温度关系表
感应期
瓦斯
浓度(%)
火源温度(℃)
775
875
975
1075
6
7
8
9
10
12
1.08
1.15
1.25
1.30
1.40
1.64
0.35
0.30
0.37
0.39
0.41
0.44
0.12
0.13
0.14
0.14
0.15
0.16
0.039
0.041
0.042
0.044
0.049
0.055
瓦斯爆炸的感应期,对煤矿安全生产意义很大。
例如,使用安全炸药爆破时,虽然炸药爆炸的初温能达到2000℃左右,但是在绝大多数情况下,这一高温存在时间极短(一般为几毫秒),小于瓦斯的爆炸感应期,所以不会引起瓦斯爆炸。
如果炸药质量不合格,炮泥充填不紧或放炮操作不当,火焰存在时间就可能延长,,一旦超过感应期,就能发生瓦斯燃烧或爆炸事故。
另外,硝铵炸药爆炸后分解的二氧化氮(NO2)能使瓦斯爆炸感应期缩短。
再加上爆破冲击波对气体的冲击压缩作用,井下放炮时,瓦斯的实际感应期将比表1-4-3所列时间短。
因此,放炮常可引起瓦斯事故。
必须严格遵守《煤矿安全规程》中有关爆破作业的规定。
煤矿井下用的电气自动控制装置的电流切断时间,也必须小于瓦斯爆炸的感应期。
这就必须做好这类装置的管理和维修工作。
3.井下引燃瓦斯的热源种类
(1)明火和热辐射
明火有多种,例如,火柴的明火焰温度高达1200℃;香烟明火,吸烟时温度为650~800℃,香烟点燃未吸时温度为450~500℃;气焊、喷灯明火;火灾明火等。
有时热辐射可以成为引火源,如用大功率的白炽灯泡取暖烤焦了木板着火等。
(2)放炮火焰
使用不合格炸药,放糊炮,炮孔封泥不足或不严,用可燃物做封炮眼填料等都有可能产生火焰引燃瓦斯。
(3)冲击、摩擦火花
如金属器具冲击出火;坚硬顶板岩石冒落撞击出火;绞车闸皮铆钉摩擦出火;运输带摩擦出火;截齿切割黄铁矿结核出火;钻杆旋转中切断,在断裂面之间摩擦出火。
总之岩石与岩石、岩石与金属、金属与金属等等之间的强力撞击与摩擦都有可能引燃瓦斯。
(4)电弧、静电火花
它们是常见的火源,如果设备的隔爆性能丧失或带电作业、照明电灯泡破碎时、电焊作业、架线电机车运行、电缆与电路短路、蓄电池机车控制器防爆性能失效、放炮器不防爆、放炮母线短路或与其它带电体搭接、矿灯不合格或违章使用,以及杂散电流等都能产生足以引燃瓦斯的电火花与电弧。
(三)氧气浓度
实验表明:
瓦斯的爆炸界限随混合气体中氧气浓度的降低而缩小。
当混合气体中的氧气浓度低于12%时,混合气体失去爆炸性。
常温下瓦斯爆炸界限与混合气体中氧浓度的关系如图1-4-1所示。
图中的三个顶点B、C、E分别表示瓦斯爆炸下限、上限和爆炸临界点时混合气体中瓦斯和氧气的浓度。
爆炸下限点B:
CH4为5%、O2为19.88%,爆炸上限点C:
CH4为16%、O2为17.58%。
爆炸临界点E是指空气中掺人过量的惰性气体时,瓦斯爆炸界限的变化。
混入的惰性气体不同,E点的位置也不同,图中所示是掺入CO2时的爆炸临界点:
CH4为5.96%、O2为12.32%。
B、C、E构成了通常所称的瓦斯爆炸三角形,加上氧浓度的起始点A,可以将整个区域分为5部分:
1区为瓦斯爆炸危险区,遇到能量足够的点火源就会发生爆炸;2区是不可能存在的混合气体区,因为不可能向空气中加入过量的氧,ABC线是氧浓度的顶线;3区是瓦斯浓度不足区,该区内瓦斯的浓度还没有达到爆炸界限;4区是瓦斯浓度过高失爆区,处于该区的混合气体若有新鲜风量掺入,就会进入爆炸危险区;5区是贫氧失爆区,混合气体中氧含量的不足使混合气体失爆。
实验表明,混合气体中氧浓度的降低不仅使爆炸范围缩小,而且爆炸冲击的压力也明显减小。
《煤矿安全规程》规定,井下工作地点的氧浓度不得低于20%,所以,正常工作地点的氧气浓度对控制瓦斯爆炸没有实际意义,但在密闭区,特别是密闭的火区内情况却不同,其中往往积存大量瓦斯,且有火源存在,只有氧浓度低于12%时,才不会发生爆炸。
如果重开火区或火区封闭不严而大量漏风时,新鲜空气不断流入,氧浓度达到12%以上,就可能发生爆炸。
所以瓦斯矿井火区的封闭与重开,氧气浓度也是一个重要的参考指标。
而且必须制定专门的防止瓦斯爆炸的措施。
四、预防瓦斯爆炸的措施
瓦斯爆炸必须同时具备三个条件,即瓦斯浓度在爆炸界限内;高温热源存在时间大于瓦斯的引火感应期以及瓦斯与空气混合气体中的氧浓度大于12%。
由于在正常生产的矿井中,为保证工作人员的正常呼吸,氧气浓度始终要大于12%,所以预防瓦斯爆炸的措施,就要重点考虑防止瓦斯的集聚、杜绝或限制高温热源的出现以及预防瓦斯爆炸灾害的扩大。
(一)防止瓦斯集聚
瓦斯积聚是指局部空间的瓦斯浓度达到2%,其体积超过0.5m3的现象。
防止瓦斯集聚必须做到如下两个大的方面:
1.加强通风管理,保证可靠的供风量
(1)建立合理、完善的通风系统。
实行分区式通风,各水平各采区、各采掘工作面都必须有独立的通风系统。
(2)严格贯彻执行“以风定产”的基本原则,要依据矿井通风能力核定煤炭产量,严禁超过通风能力进行生产。
(3)及时建筑和管理好通风构筑物。
对风门、风桥、密闭、调节风窗等设施,要及时建筑并保证质量;经常检查维修通风设施,保持完好;根据需要,应及时调整风量。
(4)加强局部通风管理。
局部通风机的安装和使用必须符合规定,实行掘进工作面安全技术装备系列化。
2.加强瓦斯管理,防止采掘工作面瓦斯超限
(1)严格执行瓦斯检查制度。
瓦斯检查中必须在井下交接班,做到无空班、无漏检、无假检。
瓦斯检查应做到“三对照”、“三签字”。
(2)及时处理局部瓦斯积聚。
采取措施妥善处理采煤工作面上隅角、掘进巷道的局部瓦斯积聚,按规定制订专门措施,进行瓦斯排放。
(3)加强瓦斯监测监控设备的管理。
经常做好设备的检修、维护工作,确保瓦斯监测监控设备的正常运行。
(4)加强瓦斯的综合治理。
凡是符合抽放条件的矿井、采区和工作面,实施煤层瓦斯抽放技术。
实践证明,矿井瓦斯抽放是治理瓦斯的一项根本性措施。
(二)防止瓦斯引燃
防止瓦斯引燃的原则,是对一切非生产必需的热源,要坚决禁绝:
生产中可能发生的热源,必须严加管理和控制。
引燃瓦斯的火源有明火、放炮、电火及摩擦火花四种,针对这四种火源,应采取下列预防措施:
1.严加明火管理
严禁携带烟草和点火物品下井。
井口房、通风机房和抽放瓦斯泵站附近20m内,不得有烟火或用火炉取暖;井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉;井下和井口房内不得从事电焊、气焊喷灯焊接等工作;严禁拆开、敲打、撞击矿灯;严格管理井下火区。
2.严格爆破制度
煤矿井下都必须使用具有国家认证的煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管。
井下爆破应使用防爆型发爆器;严格执行“一炮三检制度”和“三人连锁放炮制度”;打眼、装药、封泥和放炮都必须符合《规程》规定。
3.消除电气火花
瓦斯矿井中应选用本质安全型和矿用防爆型电气设备;井下不得带电检修、搬迁电气设备(包括电缆和电线);井下供电应做到:
无鸡爪子、无羊尾巴、无明接头;坚持使用漏电继电器和煤电钻综合保护装置;严格执行停送电制度。
4.严防摩擦火花发生
禁止使用摩钝的截齿;向截槽内喷雾洒水;在摩擦发热的部件上安设过热保护装置;或在摩擦部件的金属表面溶敷一层活性小的金属(如铬);井下禁止穿化纤衣服,以防止静电火花。
(三)限制瓦斯爆炸范围扩大的措施
如果井下局部地区一旦发生瓦斯爆炸,应使其波及范围尽可能缩小,不致引起全矿井的瓦斯爆炸。
为此,应采取以下措施:
1.实行分区通风。
每一生产水平和每采区,都必须布置单独的回风道,回采工作面和掘进工作面都应采用独立通风。
2.通风系统力求简单。
总进风道与总回风道布置间距不得太近,以防发生爆炸时使风流短路。
采空区必须及时封闭。
3.装有主要通风机的出风井口,应安装防爆门。
以防止发生爆炸时通风机被毁,造成救灾和恢复生产的困难。
4.生产矿井主要通风机必须装有反风设施。
必须能在lOmin内改变巷道中的风流方向。
5.设立隔爆棚。
开采有煤尘、瓦斯爆炸危险的矿井,在矿井的两翼、相邻的采区、相邻的煤层和相邻的工作面,都必须用岩粉棚或水棚隔开。
在所有运输巷道和回风巷道中必须撒布岩粉。
五、局部积存瓦斯的处理方法
及时处理生产井巷中局部集存的瓦斯,是矿井日常瓦斯管理的重要内容,也是预防瓦斯爆炸事故,保证安全生产的关键工作。
这里主要介绍回采工作面上隅角瓦斯积聚的处理和掘进工作面因故停风恢复生产时瓦斯积聚的处理。
(一)回采工作面上隅角瓦斯积聚的处理
我国煤矿处理回采工作面上隅角瓦斯集聚的方法很多,主要有一些几种方法:
1.风幛引导风流法。
具体方法是在工作面上隅角附近设置木板隔墙或帆布风幛如图1-4-2所示。
这样进入工作面的风流分为两部分,一部分冲淡工作面涌出的瓦斯;另一部分漏入采空区用于冲淡来自采空区的瓦斯,提高了安全性。
风障引导风流法的优点是安设简单,不需要任何动力设备,安全、经济;其不足是引入风量有限、波动性大,增加了通风阻力,加剧了采空区漏风,减小了作业空间,降低了作业环境的安全程度。
2.调整通风方式法
根据煤层赋存条件、瓦斯涌出来源,可调整或选择Y型、W型、双Z型通风系统。
Y型通风系统如图1-4-3所示。
工作面向采空区内的漏风,稀释并排除上偶角的瓦斯后,流入在采空区中维护的回风巷。
Y型与U型相比,工作面的风量增加不多。
为了增加工作面的通风能力,满足长工作面高产的需要,可采用W型和双Z型通风系统,具体参见通风部分。
3.局部风机稀释法
该方法的实质就是利用局部通风机和隔离风门向工作面上隅角输送新鲜空气,稀释排放瓦斯,同时平衡工作面与采空区的压差,抑制采空区的瓦斯向工作面涌出。
如图1-4-4所示。
4.移动抽放泵站排放法
移动抽放泵站排放法就是利用可移动的瓦斯抽放泵通过埋设在采空区一定距离内的管路抽放瓦斯,从而减小回风隅角处的瓦斯涌出,如图1-4-5所示。
该方法的实质也是改变采空区内风流流动的线路,使高浓度的瓦斯通过抽放管路排出。
同风筒导风法相比,该方法用的管路直径较小,抽放泵也不布置在回风巷道中,因此,对工作面的工作影响较小,且该法具有稳定可靠、排放量大、适应性强的优点,目前得到了较广泛的应用。
但对于自燃倾性比较严重的煤层不宜采用。
(二)掘进工作面因故停风恢复生产时瓦斯积聚的处理
掘进工作面因故停风恢复生产时,首先应排除其中积聚的瓦斯。
排除积聚的瓦斯是一项复杂、危险的工作,稍有疏忽,便可能引起瓦斯事故,因此在排放瓦斯前,要制定完善的安全技术措施。
(一)排放要求
1.编制排放瓦斯措施
必须根据不同地点的不同情况制定有针对性的措施。
批准的瓦斯排放措施,必须由矿总工程师负责贯彻,责任落实到人,凡参加审查、贯彻、实施的人员,都必须签字备案。
2.排放瓦斯前检查瓦斯浓度
排放瓦斯前检查局部通风机及其开关附近10m以内风流中的瓦斯浓度,其浓度都不超过0.5%时,方可人工开动局部通风机向独头巷道送入有限的风量,逐步排放。
3.排放瓦斯时的有关要求
(1)瓦检员检查独头巷道回风流混合处瓦斯浓度。
当瓦斯浓度达到1.5%时,应指令调节风量人员,减少向独头巷道的送入风量。
(2)独头巷道内的回风系统内必须切断电源、撤出人员;还应有矿山救护队现场值班。
4.排放瓦斯后的有关要求
(1)经检查证实,整个独头巷道内风流中的瓦斯浓度不超过1%、且稳定30分钟后瓦斯浓度没有变化时,才可以恢复局部通风面的正常通风。
(2)独头巷道恢复正常通风后,由电工检查其它电器设备,确认完好后,方可人工恢复局部通风机供风的巷道中的一切电器设备的电源。
(二)排放方法
排放瓦斯时,一般是通过限制送入巷道中的风量来控制排放风流中的瓦斯浓度。
可采用的方法有:
1.收放法。
在局部通风机排风侧的风筒上捆扎上绳索收紧或放松绳索控制局部通风机的排风量,如图1-4-6所示。
2.三通法。
在局部通风机排风侧的第一节风筒上设置“三通”调节器,以调节送入风量,如图1-4-7所示。
3.断开法。
把风筒接头断开,改变负筒接头对合空隙的大小,调节送入的风量,如图1-4-8所示。
案例:
治阳市伊川县某矿,2001牛6月8日,因部分工人返乡收麦,由三班生产改为一班生产,停工停风,造成瓦斯积聚,由于该矿为低瓦斯矿井,瓦斯管理松懈,复工时采用“一风吹”,含高浓度瓦斯的风流经过外面一失爆按钮时,发生瓦斯燃烧,烧伤11人。
六、实训与操作-观察瓦斯爆炸演示,分析瓦斯爆炸的条件和效应。
在实验室,准备瓦斯爆炸演示装置。
如图1-4-9。
它由模拟巷道、数码显示屏、瓦斯浓度调节系统和手控、遥控微机控制系统等部分组成。
该装置在模拟瓦斯爆炸试验
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- 4任务四 矿井瓦斯爆炸及其防治措施 任务 矿井 瓦斯 爆炸 及其 防治 措施