瓦斯防治

矿井瓦斯防治苏鹏飞煤矿安全培训课程之一第一章矿井瓦斯基本知识一、矿井瓦斯的赋存●矿井瓦斯概念是煤矿井下涌出有害气体的总称。主要成分是甲烷。是一个技术术语，然而国人们把瓦斯与事故、矿难主动的联系在一起，是煤矿灾害的代名词，影响了煤矿的形象●矿井瓦斯赋存◆在煤层中的赋存状态：游离状态和吸附状态二、矿井瓦斯涌出●煤层瓦斯含量◆概念：指煤层在自然条件下单位重量或单位体积所含有的瓦斯量。◆组成状态：包括游离状态瓦斯和吸附状态瓦斯。其中游离瓦斯约占10-20%，吸附瓦斯约占80-90%。◆影响因素：一是在成煤过程中伴生的气体量和煤的含瓦斯能力；二是煤系地层保存瓦斯的条件。●矿井瓦斯涌出量◆瓦斯涌出量的概念——绝对瓦斯涌出量：指单位时间内涌入采掘空间的瓦斯数量。用m3/min或m3/d表示。——相对瓦斯涌出量：在矿井正常生产条件下，月平均日产1t煤所涌出的瓦斯数量。●矿井瓦斯等级鉴定◆矿井瓦斯等级划分《规程》规定：一个矿井中，只要有一个煤（岩）层发现过瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井。根据矿井相对瓦斯涌出量、绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式可划分为：——低瓦斯矿井：相对量≤10m3/t且绝对量40m3/min；——高瓦斯矿井：相对量10m3/t或绝对量40m3/min；——煤（岩）与瓦斯突出矿井《规程》规定，矿井每年必须进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定工作，并鉴定结果报主管部门审批。新矿井设计前，地质勘探部门应提供各煤层的瓦斯含量资料，矿井瓦斯涌出量和瓦斯等级在设计任务书中确定。第二节瓦斯爆炸及其防治●瓦斯爆炸及其影响因素◆瓦斯爆炸的概念瓦斯在高温火源作用下，与氧气发生化学反应，生成二氧化碳和水，放出大量的余热，这些热量能使反应过程中生成的二氧化碳和水蒸气迅速膨胀，形成高温、高压并以极高的速度向外冲击而产生动力现象矿井瓦斯爆炸一定爆炸吗？•瓦斯事故是有规律的•瓦斯涌出和积聚是有条件的•瓦斯爆炸是可以避免的◆瓦斯爆炸的基本条件——一定的瓦斯浓度。瓦斯爆炸的界限一般在5-16%之间。——一定的引火温度。一般在650-750℃。明火、煤炭自燃、电气火花、炽热的金属表面、吸烟、放炮、架线火花、撞击或摩擦的火花等。——充足的氧气含量。实验证明，瓦斯爆炸界限随混合气体氧气浓度的降低而缩小。当氧气浓度降到12%以后，瓦斯就失去了爆炸性。◆瓦斯爆炸的危害——爆炸温度。瓦斯爆炸的温度在1850-2650℃之间。这样的高温，不仅烧伤人员、烧坏设备，还可能引起井下火灾，扩大灾情。——爆炸压力。瓦斯爆炸后的压力约为爆炸前的10倍。在高温高压作用下，爆源处的气体以每秒几百米的速度向外冲击。伴随有正向和反向冲击，都具有极大的破坏性。——有毒有害气体。爆炸后产生大量有害气体。主要成分为：氧气6-10%、氮气82-88%，二氧化碳4-8%、一氧化碳2-4%。爆炸后生成大量一氧化碳是造成人员大量死亡的主要原因。——引起煤尘爆炸。爆炸产生的高温、高压作用下，冲击波以极快速度向四周扩散，扬起大量煤尘并使之参与爆炸，产生更大的破坏、力和更多的有害气体。据统计分析，很多爆炸事故不是单纯的瓦斯爆炸事故，而是煤尘参与了爆炸。◆瓦斯爆炸的影响因素——影响爆炸界限的因素①可燃气体的混入。如果有可燃气体混入，不仅会增加爆炸气体的总浓度，而且会使爆炸下限降低，扩大了爆炸的界限。②爆炸性煤尘的混入。多数矿井煤尘具有爆炸性。当混入煤尘时，会使瓦斯爆炸下限降低。如空气中煤尘含量为3g/m3时，爆炸下限降到3%。因此，做好防尘工作十分重要。③惰性气体的混入。混入氮气、二氧化碳等惰性气体，可以缩小瓦斯爆炸界限，降低爆炸的危险性。◆瓦斯爆炸发生的规律据资料统计，矿井内任何地点都有发生瓦斯爆炸的可能性，但90%以上发生在采掘工作面——瓦斯聚集发生的原因及地点①局部通风机停止运转。这一现象导致瓦斯爆炸的比例最大。主要是管理混乱、任意停开，机电故障、无计划停电停风等②风筒断开或严重漏风；③采掘工作面风量不足；④风流短路；⑤通风系统不合理、不完善⑥存有采空区或盲巷；⑦巷道支架后空间及高顶区；⑧瓦斯涌出异常；⑨局部地点。——引爆火源发生的规律①电火花。电火花引起瓦斯爆炸的比重约为40%。其中，矿灯失爆、电缆明接头及带电作业所占比例较大。②放炮火花。放炮火花引起瓦斯爆炸的比重约为40%。主要是炮泥充填不满、最小抵抗线不够和放明炮、糊炮等。③撞击摩擦火花。因摩擦火花引起的爆炸事故起数仅次于前两位。④明火。⑤静电火花和地面雷击。●瓦斯爆炸的防治◆瓦斯爆炸事故原因分析——引起瓦斯爆炸的主要原因。违章作业、违章指挥，安全技术措施不完善、不落实，安全技术水平不高。——爆炸发生地点。绝大多数发生在采掘工作面。——引爆火源。以爆破火焰居多，其他依次为明灯、失爆、撞击、吸烟和摩擦火花等。1994年全国10人以上瓦斯事故地点分布项目事故次数/次伤亡人数比例/%合计采煤面掘进面大巷等合计采煤面掘进面大巷等合计53446310073.5916.1210.29国有重点矿752015.9213.162.770国有地方矿54105.54.351.190矿办小井621322.452.379.7910.29乡镇集体矿35332056.0853.712.370●防止瓦斯爆炸灾害扩大措施◆分区通风要求通风系统力求简单。井下各区域实行分区通风。每一水平、每一采区都必须布置单独的回风道，严格禁止各采区、水平之间串联通风，尽量避免采区之间角联风路的存在。◆隔爆、阻爆措施——用岩粉棚阻爆。定期将岩粉撒布于积存煤尘的采掘工作面和巷道中。——用水预防和阻隔爆炸。以用水槽或水袋棚代替岩粉棚。使用效果较好。——自动式隔爆棚。使用压力或温度或传感器，在爆炸时发生时探测爆炸波的传播，及时将预先放置的水、岩粉等喷洒到巷道中，准确、可靠地扑灭爆炸火焰。◆编制矿井灾害预防和处理计划——当前安全、生产状况。有反映时间情况的各类图纸。——灾害处理计划①爆炸发生后可能造成的影响区域；②如何恢复灾区的通风和确定灾区人员的避灾路线；③灾害区域的断电方法；④如何防止爆炸引起的火灾、二次爆炸等；⑤救灾人员的安全路线。第二章事故案例分析23次瓦斯爆炸•。我省开采煤层的瓦斯赋存量较外省一些高瓦斯矿井相比瓦斯涌出量少，但历史上所发生23次瓦斯爆炸中，其中电火花引爆15次，炮火引爆8次，23次事故中高瓦斯矿井发生2次，其它为低瓦斯矿井，23次事故中除1次是排放瓦斯时发生爆炸1次是停头停风没封闭因一风吹遇火发生瓦斯爆炸外，其它均为生产过程中因停风或风筒离迎头远造成瓦斯积聚引起的。事故的回忆瓦斯爆炸区矿难惟一逃生者，救护队队员王克修。•1980年参加工作，1985年后一直在陈家山矿救护队工作，他讲述了他的逃生经历。•11月28日零点，我像往常一样按救护队领导安排，配合通风科到同415工作面相连的415灌浆巷检查高位巷各种有害气体，其中有矿通风科一名副科长、一名瓦斯检查员、一名测风员。我们共4人，我负责将测量情况随时向通风调度汇报，下井每隔两小时检测415工作面高位巷的气体浓度是否超标，并返回灌浆巷用电话向调度室汇报。•28日凌晨2时许，王克修在高位巷检测发现一氧化碳和沼气的含量超标，其中一氧化碳“单零”（即百分之零点零几），比“双零二四”（即0.0024%）的标准高很多[在瓦斯和火灾并存的事故处理时应及时监测瓦斯和一氧化碳当达到一定浓度氧气含量也接近最低标准就能爆炸]，。向调度室汇报后，王克修守在电话旁等待指示，但电话没有响起。•此后4时许和6时许，王克修的两次检测数据都显示一氧化碳与沼气超标，但接到报告的调度室仍无动于衷，直到发生瓦斯爆炸。•[据王克修回忆，早在爆炸发生的前几天，他就已经检测到与415工作面相连的高位巷的一氧化碳与沼气含量超标，并做了汇报，但没有引起重视]。•因为电话在巷道边的一个窑洞里，所以，我就在里边守候。•大约在早晨7时许，我就听到一声巨响，一道火光过后，强大的冲击波带着煤尘，眼前什么也看不到了，一片漆黑。因为在窑内没被冲击波击倒，我立刻明白瓦斯爆炸了，就向他们三人大喊：“瓦斯爆炸了，快戴自救器。”也许他们太惊慌或已一氧化碳中毒了，眼看他们自己戴不上自救器。这时，我已戴上了自己的呼吸器，跑到他们跟前给他们戴自救器，打开后戴上，但他们三人已中毒了，自救器的口具怎么也咬不住。无奈我扶起他们向巷道外走，没走几步他们全部倒下了，人就不行了。•我一个人凭着经验，就摸着巷道的进水管向外走，这时巷道内全是煤尘，矿灯只是一个红点，什么也看不到。我先后爬过了五个冒落区，一步一步地走出了这条1000多米的巷道，出了巷道口，这时视线已清，我看到了同415工作面相连的主巷道里横七竖八地倒着遇难矿工遗体。我从绞车道向上爬，身边许多矿工早已遇难了。爬过500米之后，到了二平台，我发现有7个趴在地上的矿工还活着，我就喊：“我救不了你们了，快跟我一起向上爬。”这几个矿工就跟着我爬了出来，也得救了。大约一个多小时后，我终于爬到了大巷人车场。离开了死亡区，成功地生还了。我立即打电话向地面进行汇报情况，调度室说救护队员已经入井，就这样我被人送到了医院.•陈家山煤矿井下瓦斯爆炸后，采空区、工作面的气体被大面积燃烧消耗，形成负压，内部空气压力小，外面压力大，风自然向内走，带进大量氧气，加上煤层中瓦斯继续释放，到一定程度就会形成再次爆炸。陈家山煤矿瓦斯爆炸事故被称为“目前处理的煤矿灾害中最为复杂的情况之一”166名遇难人员有131名被封闭在灾区。•在处理煤炭发火和瓦斯并存的事故应特别注意二次爆炸！关于矿井生产能力•我国煤炭产量19.5亿吨，全国具有安全保障能力仅有12亿吨，有7.5亿吨是缺乏安全保障的。据分析其中3.5亿吨属于安全状况不达标的，里面包括国有煤矿超能力7700万吨，地方煤矿6500万吨有瓦斯动力现象未按高突矿井管理的4000万吨，高瓦斯矿井应抽未抽的5000万吨，安全评价为D类矿井的为1.2亿吨。•国务院领导、王仁元副省长講：超核定能力生产就是超能力生产。韩寓群省长在最近全省安全会议上讲当前，一是要坚决制止煤矿超能力生产，任何部门、任何领导都不能向煤矿下达超能力生产任务。更不能提出搞超产竞赛，誰提出夺高产，不管出不出事故，都要坚决制止并严肃处理矿井瓦斯治理“十六字”工作体系•通风可靠•抽采达标•监控有效•管理到位瓦斯防治介绍结束,欢迎指正！