浅谈矿井瓦斯危害与防治

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1、浅谈矿井瓦斯危害与防治：本文对矿井瓦斯爆炸的危害以及预防措施作了简要论述。　　关键词：瓦斯危害防治　　　　0引言　　矿井瓦斯是煤矿生产过程中，从煤、岩内涌出的以甲烷为主，包括乙烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、等各种有害气体的总称。人们通常所说的矿井瓦斯一般单指甲烷。瓦斯事故已占全国煤矿重大事故总数的70％以上。在近代煤炭开采史上，瓦斯灾害每年都造成许多人员伤亡和巨大的财产损失。因此，预防瓦斯灾害对煤炭工业的健康持续发展，具有重要意义。　　矿井瓦斯的主要危害有以下三点：①窒息：甲烷虽然无毒，但其浓度如果超过57％，能

2、使空气中氧浓度降低至10％以下。特别是在封闭不用的盲巷中，由于矿井通风不良或不通风，巷道中往往积存大量的瓦斯，如果未经检查就贸然进入，因缺O2而很快地昏迷、窒息，直至死亡，此类事故在煤矿井不鲜见；②瓦斯燃烧爆炸：瓦斯在适当的浓度能燃烧和爆炸；③瓦斯突出：在煤矿的采掘生产过程中，当条件合适时，会发生瓦斯喷出或煤与瓦斯突出，产生严重的破坏作用，甚至造成巨大的财产损失和人员伤亡。　　1煤与瓦斯突出　　1.1煤与瓦斯突出概述　　煤与瓦斯突出指的是煤矿地下采掘过程中，在极短的时间内(几秒到几分钟)，从煤、岩层内以极快的速度向

3、采掘空间内喷出煤（岩）和瓦斯(CH4、CO2)的现象。《规程》中所指的煤与瓦斯突出是突出、压出和倾出的总称。　　1.2煤与瓦斯突的事故案例　　煤与瓦斯突出的危害：①它所产生的高速瓦斯流(含煤粉或岩粉)能够摧毁巷道设施，破坏通风系统，甚至造成风流逆转；②喷出的瓦斯由几百到几万m3，能使井巷充满瓦斯，造成人员窒息，引起瓦斯燃烧或爆炸；④喷出的煤、岩由几千吨到万吨以上，能够造成煤淹埋人；④猛烈的动力效应可能导致冒顶和火灾事故的发生。　　以下是因为煤与瓦斯突出而引发的事故案例。　　1834年3月22日法国鲁阿尔煤田伊萨克矿

4、井在急倾斜厚煤层平巷掘进工作面发生了世界上第一次有记载的突出。支架工在架棚子时，发现工作面煤壁外移，三个工人立即逃跑，巷道煤尘弥漫，一人被煤流埋没死亡，一人被瓦斯窒息牺牲，一人逃跑得救。　　1.3预防煤与瓦斯突出的主要技术措施　　预防措施包括技术措施和组织管理措施。“四位一体”综合防突措施：突出危险性预测；防治突出措施；防突措施的效果检验和安全防护措施。防突措施可以分为两大类：　　1.3.1区域性防突措施：实施以后可使较大范围煤层消除突出危险性的措施。主要有以下技术手段：　　①开采保护层：开采保护层是预防突出最有效

5、、最经济的措施。在突出矿井中，预先开采的、并能使其他相邻的有突出危险的煤层受到采动影响而减少或丧失突出危险的煤层称为保护层，后开采的煤层称为被保护层。保护层位于被保护层上方的叫上保护层，位于下方的叫下保护层。　　②预抽煤层瓦斯：对于无保护层或单一突出危险煤层的矿井，可以采用预抽煤层瓦斯作为区域性防突措施。这种措施的实质是，通过一定时间的预先抽放瓦斯，降低突出危险煤层的瓦斯压力和瓦斯含量，并由此引起煤层收缩变形、地应力下降、煤层透气系数增加和煤的强度提高等效应，使被抽放瓦斯的煤体丧失或减弱突出危险性。需要大量的工程，

6、要求预抽的时间长，一般为一年以上。因此，属于一般突出危险煤层可考虑局部防突措施。　　1.3.2局部防突措施：实施以后可使局部区域(如掘进工作面)消除突出危险性的措施。局部防突措施主要有松动爆破、钻孔排放瓦斯、水力冲孔、金属骨架、超前钻孔、震动放炮等。　　2矿井瓦斯爆炸　　2.1矿井瓦斯爆炸概述在正常的大气环境中，瓦斯只在一定的浓度范围内爆炸，瓦斯在空气中的爆炸下限为5％～6％，上限为14％～16%。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，浓度高于爆炸上限时，在该混合气体内不会爆炸

7、，也不燃烧，假如有新鲜空气供给时，可以在混合气体与空气的接触面上进行燃烧。　　爆炸时由于爆源附近气体高速向外冲击，在爆源附近形成气体稀薄的低压区，于是产生反向冲击波，使已遭破坏的区域再一次受到破坏。如果反向冲击波的空气中含有足够的CH4和O2，而火源又未消失，就可以发生第二次爆炸。此外，瓦斯涌出较大的矿井，如果在火源熄灭前，瓦斯浓度又达到爆炸浓度，也能发生再次爆炸。　　2.2矿井瓦斯爆炸危害　　瓦斯爆炸的危害主要有以下几点：　　2.2.1高温：焰面是巷道中运动着的化学反应区和高温气体，其速度大、温度高。从焰面温度可

8、高达2150~2650℃，焰面经过之处，人被烧死或大面积烧伤，可燃物被点燃而发生火灾。　　2.2.2冲击波：锋面压力由几个大气压到20大气压，前向冲击波叠加和反射时可达100大气压。其传播速度总是大于声速，所到之处造成人员伤亡、设备和通风设施损坏、巷道垮塌。冲击包括：进程冲击和回程冲击。　　2.2.3有害气体：井下发生瓦斯爆炸以后，将会产生大量的一氧化碳，如