浅谈隧道瓦斯的防治.pdf

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1、垫!!童些l叁篁!垒塑j：：一：：鋈亘塞堑==窑塑三塞浅谈隧道瓦斯的防旺▲，口■王军■四川公路桥梁建设集团有限公司，四川成都610000摘要：隧道瓦斯是指隧道中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。有时单独指甲烷(cH。)。它的性质是一种无色、无味的气体。在标准状态下(气温为00c，大气压为1．0x10’Pa)，lm3甲烷的质量为O．7168l(g，其相对密度为0．554，瓦斯比空气轻，瓦斯有很强的扩散性，扩散速度是空气的1．34倍。瓦斯具有室息性、燃烧性和爆炸性。危害及大。本文重点防治瓦斯积聚、引爆瓦斯的措施。关蕾词：隧道瓦斯瓦斯危害瓦斯爆炸原因防治措施隧道瓦斯是指隧道中主要由煤层

2、气构成的以甲烷为主的有害气体。有时单独指甲烷(cH。)。隧道瓦斯按照绝对瓦斯涌出量分为瓦斯隧道、高瓦斯隧道和突出瓦斯隧道。1瓦斯赋存：游离状态和吸附状态游离状态瓦斯占10％一20％，吸附状态瓦斯占80％一90％。2瓦斯的危害是：瓦斯窒息、瓦斯燃烧、瓦斯爆炸及煤与瓦斯突出(1)瓦斯窒息。空气中瓦斯浓度较高对，就会相对降低空气中氧气浓度，在压力不变的情况下，当瓦斯浓度达到43％时，氧气浓度就会被冲淡到12％，人会感到呼吸困难，时间过长就有生命危险；当瓦斯浓度达到57．O％时，氧气浓度就会降到9．O％，人误人其中，短时间内就会因缺氧室息死亡。(2)瓦斯燃烧：当瓦斯浓度>3．o％且<5．o％时

3、瓦斯浓度未达到爆炸浓度界限，只能燃烧，以及当瓦斯浓度>16．O％时，因空气中的氧含量不够也只能燃烧。(3)瓦斯爆炸必须具备三个条件：①在标准状态下，空气中的瓦斯浓度达到5．0％～16．0％：②引燃、引爆瓦斯的高温火源：650℃一750qC；③空气中氧含量大于12％。(cH4+202=燃烧c02+2H20+882．6KJ／moI)。这是瓦斯爆炸的化学分子式。从中了解到瓦斯爆炸生成大量的二氧化碳、水和产生大量的热能。(4)煤与瓦斯突出。在隧道井下由于地应力(二氧化碳)的共同作用。在极短时间内，破碎的煤与瓦斯由煤体或岩体内突然向掌子面空间抛出的异常的动力现象，称为煤与瓦斯突出。其危害是：当发

4、生煤与瓦斯突出时，掌子面的岩壁将遭到破坏，大量的煤与瓦斯将从岩层内部，以极快的速度向巷道或掌子面空间喷出，充塞巷道，煤层或岩层中会形成孔洞，同时由于伴随有强大的冲击力，巷道设施会被摧毁，通风系统会被破坏、甚至发生风流倒流，造成人员室息和发生瓦斯爆炸、燃烧及煤埋人事故。3瓦斯爆炸的危害(1)冲击波。以数100-n／s以上的速度向外冲击(正向冲击、反向冲击)。(2)产生高温：当瓦斯浓度为9．5％时，爆炸时产生的瞬时温度，在自由空间可达1850℃，在封闭的空间内高达2650℃。(3)产生高压：大气压力可达735KPa。瓦斯爆炸产生的高温，会使气体突然膨胀引起气体压力的骤然增大，再加上爆炸波的

5、叠加作用或瓦斯连续爆炸，爆炸产生的冲击压力会越高。瓦斯爆炸后的压力约为爆炸前的lo倍。在高温高压的作用下，爆源处的气体以每秒几百米的速度向前冲击。产生冲击波。(4)产生大量有毒有害气体：瓦斯爆炸后，将产生大量有毒害气体，据分析，瓦斯爆炸后的空气成分为：氧气6％一lo％、氮气82％一88％、二氧化碳4％一8％、一氧化碳2％一4％。爆炸后生成大量的一氧化碳是造成人员大量伤亡的主要原因。如果有煤尘参与爆炸．一氧化碳的生成量更大，可达4．0％以上。·156·4瓦斯爆炸的原因4．1瓦斯积聚是产生瓦斯爆炸的主要原因瓦斯积聚是指隧道工作面及其他地点，体积大于O．5m3的空间内积聚瓦斯浓度达到或超过2

6、％的现象。瓦斯积聚是造成瓦斯事故的根源。(1)引起瓦斯积聚的主要原因：①隧道口通风机随意停止运转。隧道内挂风筒、补风筒、移台车等原因停止风机运转容易引起瓦斯积聚；②风筒破损大没有及时更换或没缝补风筒严重漏风、风筒离掌子面的距离太远，达50m一60m；③风机低速运行，使隧道内的风速太低。有时达到0．09n∥s；④通风系统不合理，不完善。自然通风，不符合规定的串联通风，扩散通风、无风或微风作业；⑤瓦斯涌出异常。断层、褶曲或地质变化带，瓦斯大量涌出。(2)引爆火源：①隧道内有明火。如：电焊作业、吸烟；②电气失爆。没有按规定使用防爆设备；电缆有明接头、羊尾巴、鸡爪子；③爆破火源。隧道内爆破作业

7、没有使用煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管，炸药变质；装药时没有装水炮泥和粘土炮泥；④静电。入隧道的从业人员穿化纤衣服，工作时运动产生静电；⑤摩擦火源。挖掘机、装载机作业场面没有用水淋，干摩擦产生火花；⑥杂散电流；⑦其他火源。(3)氧气。隧道内的氧含量随时都不低于19％。5防治瓦斯爆炸的措施5．1防止瓦斯积聚和超限的措施5．1．1加强安全生产的教育和培训《安全生产法》第21条规定：“生产经营单位应当对从业人员进行安全生产教育和培训，保证从业人员具备必