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防止瓦斯爆炸的措施

防止瓦斯爆炸的措施

防止瓦斯爆炸的措施范文第1篇

[关键词] 瓦斯爆炸;防治技术;发展趋势

中图分类号:TD712 文献标识码:A 文章编号:

在煤炭开采过程中,瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、中毒、窒息矿井火灾、透水、顶板冒落等多种灾害事故时有发生。在这些事故中尤以瓦斯爆炸造成的损失最大,从每年的事故统计中来看,煤矿发生一次死亡10人以上的特大事故中,绝大多数是由于瓦斯爆炸,为此,瓦斯称为煤矿灾害之王。因此,分析瓦斯爆炸原因,制订防治对策,显得特别重要。

1瓦斯爆炸原因分析

1.1瓦斯爆炸特点

根据多年对煤矿瓦斯爆炸事故统计分析,可以发现有如下一些特点:①瓦斯爆炸多为大事故;②事故地点多发生在采煤与掘进工作面;③瓦斯爆炸造成的破坏波及范围大;④多为火花引爆;⑤高瓦斯矿井、低瓦斯矿井均有发生;⑥瓦斯爆炸多发生在乡镇煤矿。

1.2事故原因分析

煤矿发生瓦斯爆炸事故与许多因素有关,但总的来说,主要与自然因素、安全技术手段、安全装备水平、安全意识和管理水平等有关,发生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所导致的。

(1)煤矿开采条件差

我国煤矿井下开采条件普遍较差,据统计,2000年全国国有重点煤矿共有580处矿井进行了瓦斯等级鉴定,其中高瓦斯矿井160处,低瓦斯矿井298处,煤与瓦斯突出矿井122处;有自然发火矿井372处,占64%,有煤尘爆炸危险矿井427处,占73.16%。

(2)瓦斯积聚的存在

煤矿井下造成瓦斯积聚的原因很多,但主要有通风系统不合理和局部通风管理不善是瓦斯积聚的主要原因。造成供风地点风量不足,而引起瓦斯积聚;有2起事故主要是因停电停风而引起瓦斯积聚;有1起是盲巷积聚的瓦斯被引爆。

(3)引爆火源的存在

煤矿井下引爆瓦斯的火源有:爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等。但放炮和电器设备产生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。

(4)装备不足、管理不落实

矿井安全装备配置不足,“先抽后采,监测监控,以风定产”方针未得到完全落实。但因传感器数量不足、安装位置不对、显示器不显示数据等问题,不能有效发挥其应有的作用。此外乡镇煤矿发生的特大瓦斯事故都没有装备瓦斯抽放系统或抽放系统不能有效运行。

(5)管理水平低

许多事故分析发现,但未引起重视,最终酿成特大瓦斯爆炸事故。因此,管理水平和职工的安全意识对于煤矿的长期安全生产非常重要。

(6)企业技术管理薄弱

一些煤矿企业由于采煤方法落后,引起矿井采掘布置不合理,通风系统不完善,此外,作业规程编制不符合实际,针对性不强,给安全生产带来了严重隐患。

2控制瓦斯爆炸事故的技术措施

瓦斯爆炸事故的防治可分为预防爆炸和抑制爆炸。预防爆炸主要有:优化通风网络及通风系统,防治瓦斯积聚,加强瓦斯浓度和火源监测;抑制爆炸主要采用隔爆抑爆装置将瓦斯爆炸限制在一定范围内,从而减少人员伤亡和灾害事故所造成的损失。

2. 1瓦斯爆炸事故的预防措施

(1)煤矿瓦斯抽放技术

①我国国有煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占总矿井数的46%。瓦斯抽放是减少矿井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施,保护大气环境的重要手段。如皖北煤电集团公司祁东煤矿利用抽放瓦斯进行发电取得了可观的经济效益和社会效益。

②为提高瓦斯抽放率,目前主要需解决长钻孔定向钻进技术,研制钻进能力更强的钻机具;完善和提高扩孔技术、造穴技术和封孔技术;开发新的瓦斯抽放技术及设备。

③煤矿瓦斯治理也应该与煤层气产业化紧密结合起来。

④利用多分支羽状适用技术,解决低渗煤层瓦斯治理问题,以提高抽采率。

(2)矿井瓦斯浓度及火源监测技术

矿井瓦斯浓度及火源的实时自动监测对于防止瓦斯爆炸非常重要,已有多个矿井安装了矿井安全综合监控系统,并具有如下功能:①矿井环境和工况参数实时监控;②主要通风机在线监测;③巷道火灾实时监测;④矿井瓦斯抽放实时监测;⑤冲击地压实时监测;⑥煤与瓦斯突出实时监测;⑦煤层自然发火实时监测等多种功能。监控系统的安装极大地提高了煤矿的安全管理自动化水平,防止了许多事故的发生。

(3)井下火源防治

除炸药安全性检验、电器防爆检验,还需防止火源与瓦斯积聚在同时同地点出现,采用风电闭锁、瓦斯电闭锁等措施。另外加强明火的管理,消除引爆瓦斯的火源。

(4)优化通风网络及通风系统

合理可靠的通风系统是防止瓦斯事故和控制灾害扩大的重要措施,为此,瓦斯防治工程与采掘工程,必须同时设计,超前施工,同时投入使用。

2.2隔爆措施

矿井隔爆抑爆装置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障,当瓦斯爆炸发生后,依靠预先设置的装置可以阻止爆炸的传播,限制火焰的传播范围,主要有被动式隔爆棚和自动抑爆装置。

(1)被动式隔爆棚

隔爆岩粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、安装方便,因而得到了广泛的使用,目前研制的XGS型和KYG型隔爆棚,具有适应性强,安装、拆卸和移动方便的特点。

(2)自动式抑爆装置

使用压力或温度传感器,在爆炸发生时探测爆炸波,从而达到抑制爆炸火焰传播的目的。YBW-1型无电源触发式抑爆装置,适合安装在距爆源 20~45m的巷道中。

3结 论

瓦斯爆炸事故的防治是煤矿安全工作的一个系统工程,除了完善可靠的安全装备和采取有效的措施外,还应加强安全管理和安全监督,重视员工安全意识的培养。只有把安全放在首位,认真落实瓦斯治理的“十二字”方针,健全各项规章制度,合理加大安全投入,瓦斯爆炸事故及其他灾害事故才能大幅度地减少,煤矿的安全状况才能得到根本好转。

参考文献:

[1] 陈学志. 浅谈如何防治瓦斯灾害的发生[J]. 山西焦煤科技,2006,8(8):28-29.

[2] 赵永强. 浅谈高瓦斯综采工作面的综合治理[J]. 河北煤炭,2006(2):20-21.

[3] 吴财芳,曾 勇,秦 勇.煤与瓦斯共采技术的研究现状及其应用发展[J]. 中国矿业大学学报,2004,33(2):137-140.

[4] 黄永菲.高瓦斯采面回收瓦斯综合治理技术实践[J]. 水力采煤与管道运输,2006,6(2):36-37.

作者简介:李波,2010年毕业于安徽理工大学能源与安全学院安全工程专业,本科学历。现为新集二矿通防办工程师,主要从事防突及瓦斯治理技术管理工作。

参考文献:

[1] 陈学志. 浅谈如何防治瓦斯灾害的发生[J]. 山西焦煤科技,2006,8(8):28-29.

[2] 赵永强. 浅谈高瓦斯综采工作面的综合治理[J]. 河北煤炭,2006(2):20-21.

防止瓦斯爆炸的措施范文第2篇

关键词:瓦斯爆炸;原因分析;控制措施;发展趋势

在煤炭开采过程中,瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、中毒、窒息矿井火灾、透水、顶板冒落等多种灾害事故时有发生。在这些事故中尤以瓦斯爆炸造成的损失最大,从每年的事故统计中来看,煤矿发生一次死亡10人以上的特大事故中,绝大多数是由于瓦斯爆炸,约占特大事故总数的70%左右,为此,瓦斯称为煤矿灾害之王。因此,分析瓦斯爆炸原因,制订防治对策,显得特别重要。

1瓦斯爆炸原因分析

1.1瓦斯爆炸特点

根据多年对煤矿瓦斯爆炸事故统计分析,可以发现有如下一些特点:①瓦斯爆炸多为大事故;②事故地点多发生在采煤与掘进工作面;③瓦斯爆炸造成的破坏波及范围大;④多为火花引爆;⑤高瓦斯矿井、低瓦斯矿井均有发生;⑥瓦斯爆炸多发生在乡镇煤矿;⑦基建、技改矿井和转制矿井瓦斯爆炸事故多发。

1.2事故原因分析

煤矿发生瓦斯爆炸事故与许多因素有关,但总的来说,主要与自然因素、安全技术手段、安全装备水平、安全意识和管理水平等有关,发生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所导致的。

1.2.1煤矿开采条件差

我国煤矿井下开采条件普遍较差,据统计,2000年全国国有重点煤矿共有580处矿井进行了瓦斯等级鉴定,其中高瓦斯矿井160处,低瓦斯矿井298处,煤与瓦斯突出矿井122处;有自然发火矿井372处,占64%,有煤尘爆炸危险矿井427处,占73.6%。

1.2.2瓦斯积聚的存在

煤矿井下造成瓦斯积聚的原因很多,但主要有通风系统不合理和局部通风管理不善是瓦斯积聚的主要原因。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中,有22起主要是因通风系统不合理,存在风流短路、多次串联和循环风,造成供风地点风量不足,而引起瓦斯积聚;有9起主要是因局部通风机安装位置不当、风筒未延伸到供风点或脱落引起供风点有效风量不足,而造成瓦斯积聚;有2起事故主要是因停电停风而引起瓦斯积聚;有1起是盲巷积聚的瓦斯被引爆。

1.2.3引爆火源的存在

煤矿井下引爆瓦斯的火源有:爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等。但放炮和电器设备产生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中,有16起是由放炮产生的火花引爆的;有15起事故是由电器设备及电源线电火花引爆的。

1.2.4装备不足、管理不落实

矿井安全装备配置不足,“先抽后采,监测监控,以风定产”方针未得到完全落实。如2005年发生的41起特大瓦斯事故中,有的矿井没有安装瓦斯监控系统或运行不正常,有的矿井虽安装有监控系统,但因传感器数量不足、安装位置不对、线路存在故障、显示器不显示数据等问题,不能有效发挥其应有的作用。此外乡镇煤矿发生的特大瓦斯事故都没有装备瓦斯抽放系统或抽放系统不能有效运行,监控系统也不能有效发挥作用。如内蒙古乌海市乌达区巴音赛煤焦有限责任公司某井虽安装了瓦斯监控系统,但在其实际开采区域却并没有瓦斯传感器,而造成特大瓦斯事故的发生,死亡16人。

1.2.5管理水平低

许多事故分析发现,违章操作或管理不当而造成了一些本可避免的事故,但未引起重视,最终酿成特大瓦斯爆炸事故。因此,管理水平和职工的安全意识对于煤矿的长期安全生产非常重要。

1.2.6企业技术管理薄弱

一些煤矿企业由于采煤方法落后,引起矿井采掘布置不合理,通风系统不完善,此外,作业规程编制不符合实际,针对性不强,给安全生产带来了严重隐患。

2控制瓦斯爆炸事故的技术措施

瓦斯爆炸事故的防治可分为预防爆炸和抑制爆炸。预防爆炸主要有:优化通风网络及通风系统,防治瓦斯积聚,进行瓦斯抽放,加强瓦斯浓度和火源监测,防止点火源的出现等;抑制爆炸主要采用隔爆抑爆装置将瓦斯爆炸限制在一定范围内,从而减少人员伤亡和灾害事故所造成的损失。

2.1瓦斯爆炸事故的预防措施

2.1.1煤矿瓦斯抽放技术

1)我国国有煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占总矿井数的46%。瓦斯抽放是减少矿井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施,同时也是开发利用瓦斯能源、保护大气环境的重要手段。如皖北煤电集团公司祁东煤矿利用抽放瓦斯进行发电取得了可观的经济效益和社会效益。

2)为提高瓦斯抽放率,目前主要需解决长钻孔定向钻进技术,包括测斜、纠偏技术;提高单一低透气性煤层的抽放率;研制钻进能力更强的钻机具;完善和提高扩孔技术、排渣技术、造穴技术和封孔技术;开发新的瓦斯抽放技术及设备。

3)瓦斯抽放方法有本煤层抽放、邻近层抽放和采空区抽放等;抽放工艺有顺层长钻孔、大直径钻孔、地面钻孔、顶板岩石和巷道钻孔等。并研制出与之相配套的强力钻机及配套机具,如MK型长钻孔钻机和ZSM顺层强力钻机等。此外已研制出多种抽放泵及配套的监控系统和仪表等,大大提高了瓦斯抽放量和抽放率,使安全环境得到进一步

改善。

4)利用多分支羽状适用技术,解决低渗煤层瓦斯治理问题,以提高抽采率。

5)煤矿瓦斯治理也应该与煤层气产业化紧密结合起来。

2.1.2矿井瓦斯浓度及火源监测技术

矿井瓦斯浓度及火源的实时自动监测对于防止瓦斯爆炸非常重要,当发现瓦斯异常或有火源产生,立即采取措施可防止爆炸事故的发生。我国目前开发了KJ90.KJ92.KJ94.KJ95.KJ73.KJ66等型号的矿井安全监控系统,以及各类检测传感器、报警仪和断电仪。已有多个矿井安装了矿井安全综合监控系统,并具有如下功能:①矿井环境和工况参数实时监控;②主要通风机在线监测;③巷道火灾实时监测;④矿井瓦斯抽放实时监测;⑤中击地压实时监测;⑥煤与瓦斯突出实时监测;⑦煤层自然发火实时监测;⑧瓦斯爆炸或燃烧实时监测;⑨矿井电网监测等多种功能。监控系统的安装极大地提高了煤矿的安全管理自动化水平,防止了许多事故的发生。

2.1.3井下火源防治

对煤矿井下的爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等火源都有一些相应的防治措施,除炸药安全性检验、电器防爆检验、摩擦火花检验外、还需防止火源与瓦斯积聚在同时同地点出现,如放炮时检测瓦斯浓度,采用风电闭锁、瓦斯电闭锁等措施。另外加强明火的管理,严格动火制度,消除引爆瓦斯的火源。

2.1.4优化通风网络及通风系统

合理可靠的通风系统是防止瓦斯事故和控制灾害扩大的重要措施,为此,瓦斯防治工程与采掘工程,必须同时设计,超前施工,同时投入使用。

2.2隔爆措施

矿井隔爆抑爆装置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障,当瓦斯爆炸发生后,依靠预先设置的装置可以阻止爆炸的传播,限制火焰的传播范围,主要有被动式隔爆棚和自动抑爆装置。

1)被动式隔爆棚。隔爆岩粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、安装方便,因而得到了广泛的使用,其中隔爆水袋棚的使用最为广泛。目前研制的XGS型和KYG型隔爆棚,具有适应性强,安装、拆卸和移动方便的特点。

2)自动式抑爆装置。使用压力或温度传感器,在爆炸发生时探测爆炸波,及时将预先放置的水、岩粉、N2.CO2等喷洒到巷道中,从而达到抑制爆炸火焰传播的目的。如ZGB-Y型自动隔爆装置采用高压氮气引射消焰剂,能将爆炸限制在距爆源40-60m之内;YBW-1型无电源触发式抑爆装置,适合安装在距爆源20-45m的巷道中;ZYB-S型自动产气式抑爆装置采用实时产气原理,当传感器接收到燃烧或爆炸火焰时,触发气体发生器快速产生的高压气体喷洒消焰剂,抑制火焰的传播。

防止瓦斯爆炸的措施范文第3篇

【关键词】煤矿瓦斯;爆炸危害;控制措施

1 瓦斯的性质及特点

矿井瓦斯是各种气体的混合物,其成分是很复杂的,它含有甲烷、二氧化碳、氮和数量不等的重烃以及微量的稀有气体等,但主要成分是甲烷。因此,习惯上所说的矿井瓦斯就是指甲烷而言。

1.1瓦斯(通常指甲烷CH4)是一种无色、无味、无臭的气体、在标准状态(温度为0℃、大气压力为101325Pa)下,瓦斯密度为0.7168Kkg/m3,相对密度为0.554。由于瓦斯较轻,故常积聚在巷道的顶部、上山掘进面及顶板冒落空洞中。

1.2瓦斯微溶于水,在20℃、101.3kPa条件下,溶解度为3.5L/100L水。瓦斯的扩散性很强,扩散速度是空气的1.34倍,会很快的在空气中扩散。

1.3 瓦斯本身无毒,但不能供人呼吸。瓦斯不助燃,但与空气混合达到一定浓度后,遇到高温火焰时能够燃烧或爆炸。

1.4 矿井瓦斯是成煤过程中的一种伴生产物。古代植物遗体在形成泥炭过程中,由于厌氧菌的作用,植物的纤维质破分解、发酵,逐渐生成腐植酸和沥青质,同时生成瓦斯;此后,在煤的炭化变质过程中,随着化学成分和结构的变化,泥炭转变成褐煤、烟煤和无烟煤,同时继续有大量瓦斯伴随生成。在长期的地质年代里,由于地层变动造成的断裂和裂隙,部分瓦斯逸散到大气中去,另一部分则被保存在煤体和围岩之中。

2 矿井瓦斯主要危害

矿井瓦斯是一种有害气体。当井下空气中瓦斯浓度较高时,会相对地降低空气中的氧气浓度,使人窒息;另外,当瓦斯与空气混合达到一定浓度时,遇火就能燃烧或爆炸,严重影响和威胁矿井生产安全,一旦形成灾害事故,会给国家财产和职工生命造成巨大损失;瓦斯是矿井六大自然灾害之首。

2.1 瓦斯爆炸的危害主要表现在以下5个方面。

2.1.1 爆炸产生高温

试验研究表明,当瓦斯浓度为9.5%时,爆炸产生的瞬间温度可达1850~2650℃。这样高的温度,不仅会烧伤人员、烧坏设备及烧坏煤炭资源,还可能点燃木材、支架和煤尘,引起井下火灾和煤尘爆炸事故,扩大灾情。

2.1.2 爆炸产生高压

经实验和理论计算,瓦斯爆炸后的气体压力是爆炸前的7~10倍。气体压力的骤然增大,将形成强大的冲击波(每秒几百米或几千米)向前冲击,从而推倒支架、损坏设备、使巷道或工作面顶板坍塌和人员伤亡,使矿井遭受严重破坏。

2.1.3 爆炸产生大量有害气体

瓦斯爆炸后,不仅氧减少而且会产生大量有害气体。据分析,瓦斯爆炸后的气体为:O26%~10%、N282%~88%、CO28~4%、C04%~2%。而当空气中一氧化碳浓度达到0.4%时,人就会中毒死亡;当氧气浓度减少到10%~12%时,人就会失去知觉窒息而死。统计表明,在瓦斯、煤尘爆炸事故中,死于一氧化碳中毒的人占总死亡人数的70%以上。因此,强调入井人员佩带自救器是非常必要的。

2.1.4 爆炸产生正向冲击

瓦斯爆炸产生的高温、高压使爆源附近的气体以极大的速度向四周扩散,在所经过的路程上形成威力巨大的冲击波现象,称为正向冲击(也称进程冲击)。正向冲击由于是高温、高压气流,因此,能造成人员伤亡、巷道和设施破坏,还能扬起大量煤尘使之参与爆炸,从而造成更大的破坏,还可点燃坑木或其他可燃物而引起火灾。

3 控制瓦斯爆炸事故的技术措施

瓦斯爆炸事故的防治可分为预防爆炸和抑制爆炸

3.1 优化通风网络及通风系统,防治瓦斯积聚,进行瓦斯抽放,加强瓦斯浓度和火源监测,防止点火源的出现等。

3.2 抑制爆炸主要采用隔爆抑爆装置将瓦斯爆炸限制在一定范围内,从而减少人员伤亡和灾害事故所造成的损失。

3.3 加强通风管理,使井下各地点瓦斯浓度都不超过规定,是防止瓦斯积聚、爆炸的一项极为重要的和有效的措施:

3.1.1建立合理、完善的通风系统要做到稳定、连续的向井下所有用风地点供风,并保持足够风量。

3.1.2实行分区通风各水平、各采区(面)都要有单独的回风道,使污浊风流直接进入采区回风道或矿井总回风道,而不得串入其他釆掘工作面。

3.1.3及时建筑和管理好通风构筑物对风门、风桥、挡风墙、凋节风窗等,要保证规格质量,并应经常检查维修,以保持完好,还应根据需要,及时调整风量。

3.1.4加强局部通风管理,掘进工作面采取压入式通风,风筒出口按规定接到工作面,及时冲淡瓦斯的涌出。

3.4 调整通风系统, 巷道贯通后要及时调整通风系统,严防风流短路或风量不足引起瓦斯积聚。加强和搞好矿井瓦斯管理是防止瓦斯爆炸的关键环节,必须做到以下几点:

3.4.1建全机构,完善制度,要有适应通风瓦斯管理要求的组织机构和一支专业队伍,配足瓦斯检查人员;还必须建立一套较完善的瓦斯检查与管理制度及相应的奖惩规定,并认真执行。

3.4.2强化现场瓦斯检查,要求瓦斯员在低瓦斯矿井中,每班至少检查2次,高瓦斯矿井中每班至少3次检查,有煤与瓦斯突出危险的采堀工作面及瓦斯涌出较大、变化异常的采掘工作面,必须有专人经常检查,并安设甲烷断电仪。 防止和及时发现、处理局部瓦斯积聚,严禁超限作业。

3.4.3严格执行区域巡回检查瓦斯和检查次数的规定;控制各处风流瓦斯浓度及超限时必须采取相应措施的规定;停电检修或临时停工停风必须采取排放瓦斯措施的规定;“一炮三检”、“三人连锁放炮”和巷道贯通以及盲巷管理的规定等都必须严格遵守。

3.5隔爆措施

矿井隔爆抑爆装置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障,当瓦斯爆炸发生后,依靠预先设置的装置可以阻止爆炸的传播,限制火焰的传播范围,主要有被动式隔爆棚和自动抑爆装置。

3.5.1被动式隔爆棚。隔爆岩粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、安装方便,因而得到了广泛的使用,其中隔爆水袋棚的使用最为广泛。

3.5.2自动式抑爆装置。使用压力或温度传感器,在爆炸发生时探测爆炸波,及时将预先放置的水、岩粉、N2 . CO2等喷洒到巷道中,从而达到抑制爆炸火焰传播的目的。如ZGB-Y型自动隔爆装置采用高压氮气引射消焰剂,能将爆炸限制在距爆源40-60m之内;YBW-1型无电源触发式抑爆装置,适合安装在距爆源20-45m的巷道中;ZYB-S型自动产气式抑爆装置采用实时产气原理,当传感器接收到燃烧或爆炸火焰时,触发气体发生器快速产生的高压气体喷洒消焰剂,抑制火焰的传播。

4 结束语

瓦斯爆炸事故的防治是煤矿安全工作的一个系统工程,除了完善可靠的安全装备和采取有效的措施外,还应加强安全管理和安全监督,重视员工安全意识的培养。只有把安全放在首位,认真落实瓦斯治理的“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针,健全各项规章制度,建立“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯治理工作体系,合理加大安全投入,瓦斯爆炸事故及其它灾害事故才能大幅度地减少,煤矿的安全状况才能得到根本好转。

防止瓦斯爆炸的措施范文第4篇

关键词:瓦斯爆炸;煤矿;火源;瓦斯超限;安全事故 文献标识码:A

中图分类号:TD712 文章编号:1009-2374(2015)30-0150-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.30.078

瓦斯爆炸是煤矿特有的严重的灾害之一,煤矿一旦发生了瓦斯爆炸,会对煤矿工作人员造成严重的伤害,同时损毁井下的生产设备,影响煤矿的正常生产,严重时甚至会引发瓦斯连续爆炸,导致井巷坍塌、顶板掉落等,加重灾害的程度。相关的统计数据表明,我国煤矿发生的安全事故中,瓦斯爆炸发生的频率最高,我国煤矿发生超过100人伤亡的安全事故共有22起,有17起是由于瓦斯爆炸,可以看出,瓦斯爆炸对煤矿的危害极大。

1 瓦斯爆炸的条件

瓦斯爆炸的条件有三个,分别是瓦斯的浓度、明火和空气中氧气的浓度,其中瓦斯浓度是导致瓦斯爆炸的根本原因,通常情况,井下的瓦斯浓度在5%~16%之间时,容易产生瓦斯爆炸,如果瓦斯的浓度在5%以下,空气会作为惰性介质参与反应,占用一部分的热量,起到一定的冷却作用,阻碍爆炸的发生。如果瓦斯的浓度在16%以上,会导致空气中的氧气含量较低,瓦斯爆炸的化学反应不完全,使得燃烧放出的热量比损耗的热量大,阻碍了爆炸的进行。空气中氧气的浓度在12%以上时,才会引发瓦斯爆炸,如果空气中的氧气不足,爆炸反应无法持续进行,在煤矿井下的环境中,封闭区和采空区内等地方,氧气的浓度较低,其他工作面和巷道中,氧气的浓度通常在12%以上,由于很多需要人员工作的区域,对空气中氧气浓度有一定的要求,因此,在正常的情况下,氧气浓度都可以满足瓦斯爆炸的标准。明火也是矿井瓦斯爆炸的必备条件,根据火源的强弱可以分成弱火和强火,通常情况下,较弱的明火不会形成冲击波,沉积的煤尘不会快速变成浮游状态,而强的明火会直接产生冲击波。经过具体的实验发现,瓦斯爆炸火源的温度要在650℃以上,能量在0.28毫焦耳,持续时间要比爆炸感应器大,从实际的煤矿工作环境来看,这些条件比较容易满足,普通的明火都可以达到这个标准。

2 瓦斯爆炸的原因

随着近些年我国经济水平的发展,对于煤矿安全生产的认识越来越深,各个煤矿都根据自身的实际情况,制定了安全防范措施,但是还有一些煤矿为了追求效益,不断增强自己的生产能力,没有处理好安全和生产、效益之间的关系,为煤矿安全生产埋下了隐患。随着集约化等生产技术的应用,传统的瓦斯爆炸防治措施已经很难发挥出应有的作用,通过实际的调查发现,受到传统开采技术的限制,我国煤矿中的瓦斯爆炸防治措施没有系统的体系,大多是控制明火等方法,没有先进的设备作为支撑,严重影响了瓦斯爆炸的防治效果。每个煤矿都比较重视生产,虽然会强调安全的重要性,但是在实际的生产中,安全的管理比较落后,三违的现象常有发生,对于煤矿瓦斯爆炸的防治,很大程度依靠人的主观意识和工作经验,尤其是煤矿井下开采的深度不断加大,井下的地质条件越来越复杂,落后的管理影响了瓦斯爆炸的防治效果。近些年电子技术的发展,在煤矿瓦斯爆炸防治中,出现了很多自动化、智能化的煤矿安全监控系统,这些安全系统的建设和使用需要煤矿投入大量的资金,但是近几年煤矿的效益较差,使得很多煤矿企业减少了对于安全建设的投入,安全生产的条件还有很大的改善空间。

3 煤矿瓦斯爆炸的防治对策

3.1 降低煤矿井下瓦斯的浓度

瓦斯浓度是导致瓦斯爆炸的主要因素,因此在煤矿瓦斯爆炸的防治中,控制煤矿井下瓦斯的浓度非常重要,首先要建立科学的通风系统,通风安全技术是瓦斯爆炸防治的关键环节,所有的矿井都应该建立科学、安全、可靠的通风系统,确保井下工作地点有足够的风量,能够将瓦斯冲淡、排出井外,避免井下瓦斯浓度超过5%。在实际的煤矿开采过程中,可能会遇到瓦斯聚集,导致局部瓦斯的浓度越来越大,依靠简单的通风系统无法将瓦斯浓度控制在安全的范围内,因此需要瓦斯抽放设备,从经济的角度来看,通风系统排出的瓦斯,直接进入到空气中,不会产生任何的经济效益,而抽放设备抽出的瓦斯,不会排放到空气中,不会产生大气污染问题,同时可以利用抽出的瓦斯,增加资源的运用。通过实际的调查发现,我国煤矿开采时,大部分都出于渗透煤层,使得瓦斯预抽的难度较大,因此需要采用先进的瓦斯抽放技术,控制瓦斯超限的情况。为了最大程度上控制瓦斯爆炸的发生,需要建立瓦斯日常管理制度,定期地对井下瓦斯情况进行巡查,检查井下的通风情况和瓦斯的浓度,一旦发现有浓度超限的情况,要及时地采取处理措施。已经出台的《煤矿安全规程》对检查瓦斯浓度的次数和时间等进行了严格的规定,在实际的工作中,瓦斯检察员要按照这个规程,结合煤矿自身的情况,发挥出瓦斯检查应有的作用。如低瓦斯矿井中每班需要检查2次以上,高瓦斯矿井要检查3次以上,对于瓦斯特殊危险的工作面需要设立专门的检查人员,对于部分突出的矿井需要做好瓦斯的预测,最大程度上将瓦斯浓度控制在安全的范围内。还可以建立瓦斯监控系统,利用先进的传感器和计算机设备,组成自动化、智能化的瓦斯监控系统,实时地监测煤矿井下的瓦斯浓度,发现瓦斯浓度超限后,能够立刻发出警报,实现断电闭锁等。同时,结合相应的数据分析软件,可以预测未来一段时间瓦斯浓度的变化,为实际瓦斯浓度控制提供一些参考措施。

3.2 控制明火

明火作为煤矿井下瓦斯爆炸的必备条件,要杜绝一切危险的明火,对所有可能产生明火的操作进行严格的限制和管理,如禁止在井下使用架线的电机车,将生产和挖掘的供电分开,采取双风机、双电源等措施,从各个方面杜绝明火的产生。

3.3 建立瓦斯爆炸的应对预案

在实际的煤矿生产中,虽然从各个方面预防瓦斯爆炸的发生,但还是有可能出现瓦斯爆炸,因此应该建立瓦斯爆炸事故发生后的预案,并进行相应的演练,贯彻煤矿瓦斯爆炸防救结合、预防为主的理念,结合煤矿自身的实际情况,认真制定一个瓦斯爆炸事故的应急预案,然后组织员工进行演习。让员工在演习中熟悉煤矿的情况,同时熟悉瓦斯爆炸发生后,如何进行应急的救援,掌握各种应急救援的技能,通过演习发现瓦斯爆炸防治中存在的不足,不断完善现有的瓦斯爆炸防治对策。

4 结语

煤矿瓦斯爆炸的防治是一个复杂的工作,要想最大程度上防止瓦斯爆炸的发生,必须从瓦斯浓度、氧气浓度、明火等三个方面出发,采取“先抽后采、监测监控、以风定产”的方针,将瓦斯爆炸的可能性降到最低,同时建立应急预案,避免出现安全事故后慌乱应付、盲目救援等情况,减少瓦斯爆炸带来的损失。

参考文献

[1] 李文民.预防煤矿瓦斯爆炸事故的措施[J].山西煤炭,2005,25(4).

[2] 陈德存.对煤矿瓦斯爆炸事故的几点看法[J].煤炭技术,2008,27(2).

防止瓦斯爆炸的措施范文第5篇

内容提要 以戴云山隧道瓦斯段施工为例,阐述了瓦斯隧道施工的关键技术,采取了科学合理的技术措施,保证了二级瓦斯隧道的施工安全。关键词 隧道 瓦斯 施工1.引言瓦斯是地下坑道内有害气体的总称,其主要成分为甲烷(CH4),当隧道穿越煤层、沥青岩层,或从其附近通过时,由于围岩破碎、节理裂隙发育,就有可能遇到瓦斯。瓦斯在空气中爆炸下限为5%~6%,上限为14%~16%,在7%~8%时最容易爆炸。当隧道内发生瓦斯爆炸时,温度可达到2150~2650℃,并且爆炸后可使隧道内迅速失氧而充满有害气体,给隧道施工带来极大的危害和损失。瓦斯爆炸必须同时具备3个条件:瓦斯含量(浓度)达到爆炸界限,含量为5%~16%;空气中氧气含量大于12%(地面空气中氧气含量为21%);引起爆炸的火源。实际施工中工作面氧气浓度为20%,因此限制其它两个条件的发生是防止瓦斯爆炸的有效途径,是隧道施工安全的重中之重。2.工程概况戴云山隧道起点里程为DK422+810,终点里程左线为DK438+433,右线为DK438+415,进口695m为双线铁路隧道加宽段,其余为双洞单线铁路隧道,隧道还包括高坪斜井2147m,东乾斜井1158m,进口平导3100m。戴云山隧道进口地段为二迭系含煤地层,地表已发现煤线及采煤坑道,地层较为紊乱,钻孔揭示洞身有煤层。戴云山隧道进口正洞DK422+810~DK423+635(825m)段和进口平导PDK422+837~PDK423+635(798m)段为二级含瓦斯地段,瓦斯压力为0.3MPa;按照设计要求需按照瓦斯工区进行施工组织。3.施工方案3.1总体施工方案戴云山隧道进口洞口里程为DK422+810,平导洞口里程为DK422+837,二级瓦斯隧道地段距离洞口较近,采用压入式通风,通风方便,通风效果好。隧道施工采用新奥法施工,人工风钻打眼,采用矿用炸药、煤矿许用电雷管起爆,光面爆破,超前小导管、锚杆、钢筋网、喷射砼联合支护,I型钢钢架加强的初期支护措施;防爆挖掘机辅助防爆装载机挖、装洞碴,防爆自卸汽车运输,二次衬砌采用防爆模板台车衬砌,砼在洞外拌和站集中拌和,防爆砼运输车运输,泵送入模。隧道通风采用压入式通风方式;瓦斯检测采用人工检测和自动检测相结合的检测方式;隧道喷射混凝土和模筑混凝土均采用气密性混凝土,其中喷射混凝土掺用气密剂后透气系数不大于10-10cm/s,模筑混凝土掺用气密剂后透气系数不大于10-11cm/s。二次衬砌在隧道开挖、初期支护完成并满足设计和规范要求后立即施工,尽快封闭围岩,减少瓦斯泄漏。正洞采用全环初期支护,二次衬砌和初期支护之间铺设EVA防水板和闭孔PE泡沫塑料垫层。二次衬砌施工缝进行气密处理,有效的防止瓦斯泄漏。3.2施工通风方案3.2.1通风要求⑴风速洞内风速要求:正洞全断面开挖时应不小于0.15m/s,平导开挖时应不小于0.25 m/s,低瓦斯地段应不小于0.25 m/s,高瓦斯地段应不小于0.5 m/s,但均不应大于6 m/s。根据以往瓦斯隧道施工案例,如:家竹箐瓦斯隧道回风风速0.5m/s、华蓥山瓦斯隧道回风风速0.5m/s,朱嘎瓦斯隧道回风风速0.5m/s。综合考虑戴云山隧道的实际情况和现场条件,戴云山隧道进口和平导压入式通风方案回风风速按0.5m/s设计,为防止瓦斯积聚,对塌腔、模板台车、加宽段、错车道等处局部采用施工用高压风增强局部风压加快风速解决,对于一般段落采用隧道射流风机卷吸升压以提高风速,从而解决回风流瓦斯的层流问题。⑵瓦斯含量隧道内不同地段的瓦斯浓度有不同的要求,具体内容见下表。为确保施工安全,本隧通风瓦斯浓度按0.5%考虑。隧道内瓦斯浓度限值及超限处理措施表⑶通风的连续性瓦斯隧道施工期间,应实施连续通风。因检修、停电等原因停风时,必须撤出人员,切断电源。恢复通风前,必须检查瓦斯浓度,压入式局部通风机及其开关地点附近10m以内风流中的瓦斯浓度都不超过0.5%时,方可人工开动局部通风机。瓦斯工区的通风机设两路电源,并装设风电闭锁装置,当一路电源停止供电时,另一路应在15min内接通,保证风机正常运转。3.2.2通风方案⑴通风机设在洞外距洞口30m处,避免污风循环。⑵洞口安装SDF(C)No12.5型轴流风机通过φ1.5m双抗风管(阻燃、抗静电)将新鲜空气送至掌子面。⑶风管最前端距掌子面5m,并且前55m采用可折叠风管,以便放炮时将此55m迅速缩至炮烟抛掷区以外。⑷射流风机采用SDS-Ⅱ-No10.0型风机,依据施工进度布设,射流风机布设在隧道拱顶或距边墙2m处。⑸在掌子面至模板台车地段的死角、塌腔等部位采用施工用高压风将瓦斯引出。具体方案为根据瓦斯检测结果对其吹入高压风,将其聚集的瓦斯吹出,使之与回风混合后排出。3.2.3通风管通风管选用抗静电阻燃风管,直径为1.5m,模板台车至洞口风管每节100m,二衬至掌子面风管每节30m。通风直接采用压入式通风,见图1。图1 戴云山隧道进口瓦斯地段通风示意图3.2.4通风管理⑴成立专门的通风安装、使用、维修、维护的通风班组,每天进行巡检。保证管路顺直,无死弯、漏洞,其开机人员每天按班组对风机运行进行记录登记。⑵通风系统安装后,首先,组织人员及有关专家对通风设施进行验收,确认通风效果是否与设计相符。其次,组织相关人员每周对通风进行定期检查。⑶钻眼、喷锚、出碴运输、安装格栅钢架、掌子面塌方、塌方处理、瓦斯浓度大于或者等于0.5%时,风机要高速运转,加强检测确保洞内任一处瓦斯浓度降至0.5%以下才能施工。⑷风机的停运,关开、变速由监控中心专人负责调度指挥,并且做好相应的记录并签认后备查,其他任何人不准擅自停机。⑸通风设施安装完毕正常运转后,每10天进行1次全面测风,对掌子面和其他用风地点,根据实际需要随时测风,每次测风结果做好记录并填写测风记录。若风速不能满足规范要求,采用适当的措施,进行风量调节。⑹每7天在风管进风、出风口测一次风速及风压,并计算漏风率,如漏风率1.1%,要检查风筒的连接是否良好,风管是否存在孔洞,通过及时维修来保证通风效果。3.3 机械的防爆性能改装方案3.3.1 机械要求⑴隧道内非瓦斯工区的电气设备与作业机械可使用非防爆型,但严禁在隧道瓦斯工区使用。⑵隧道内高瓦斯工区和瓦斯突出工区的电气设备与作业机械必须使用防爆型。3.3.2机械的改装聘请专业瓦斯检测员,对瓦斯全过程检测和瓦斯隧道安全知识培训;隧道开挖施工过程中,首先检测瓦斯的浓度,并采取相应的措施。同时由陕西瑞普防爆设备有限公司对戴云山隧道进口和平导机械进行防爆性能改装,以达到施工要求,经改装后的设备配发通行证,否则严禁通行瓦斯工区。⑴改装的机械表⑵改装后机械的性能①技术要求:a排气温度不超过70℃;b水箱水位下降设定值和机体表面温度不超过150℃;c电器系统采用防爆装置;d启动系统采用防爆装置;e以上各项设定值是光指标、声报警,延时60s自动停车;f防爆机机械采用低水位报警和温度过高报警。②改装机械的排气系统中一氧化碳、氮气化物含量不超过国家设定排放标准。3.4供电方案瓦斯工区供电应配置两路电源,采用双电源线路,其电源线上不得分接隧道以外的任何负荷。本隧道正洞和平导供电方案为各自独立系统,分别配备双电源线路,即一条来自公用变电站和一条来自自备发电站的两条电源线路。洞内电器全部采用防爆型。并做到“三专”“两闭锁”,即专用变压器、专用开关、专用供电线路和瓦斯浓度超标时与供电的闭锁、局扇通风与供电的闭锁,以保证瓦斯隧道安全施工。3.5 其他施工措施3.5.1施工通讯技术在掌子面和洞口及值班室设置防爆应急电话,确保信息安全畅通。隧道内固定敷设的通信、信号和控制用电缆全部采用铠装电缆、不延燃橡套电缆或矿用塑料电缆。为防止雷电波及隧道内引起瓦斯事故,通信线路在隧道洞口处装设熔断器和避雷装置。3.5.2钻爆技术采用矿用炸药,矿用延时电雷管起爆,其总延时时间不超过130ms;钻眼采用风动凿岩机,水钻施工。洞内爆破严格执行“一炮三检制”(装药前、放炮前、放炮后)、“三人连锁放炮制” (爆破工、班组长、瓦斯检测员)进行瓦斯检测。4瓦斯地段的施工预案4.1超前钻探采用超前钻探进行瓦斯探测,超前钻孔采用MEDIAN 型TEC钻灌一体机。本隧道瓦斯工区的探测作业按图3形式(施工中应根据煤层的具置及走向布设钻孔方向),瓦斯探测孔兼作超前探水孔,孔径采用108mm,钻孔长度为30m,钻孔必须穿透煤层不小于2m,实测瓦斯压力大于1Mpa或单孔瓦斯涌出量大于5L/min时,在涌出孔附近增设钻孔数量,以释放瓦斯、天然气等有害气体。图3 超前钻孔示意图4.2瓦斯提前排放根据超前钻探的资料进行瓦斯突出的判定,当瓦斯压力P≥1Mpa或单孔瓦斯涌出量大于5L/min时,煤的坚固性系数f≤0.5,煤的破坏类型为Ⅲ类及以上时,在掌子面上钻孔施作卸压孔。钻孔排放参数如下:钻孔排放位置设在距煤层垂距不小于3m的掌子面上;瓦斯排放由具有有经验的专业队伍施工,以保证安全。在超前卸压孔施工过程中,加强掌子面瓦斯浓度和孔内瓦斯浓度监测,通过对浓度变化的分析,确保掌子面瓦斯浓度达到0.5%以下。4.3 瓦斯监控措施4.3.1瓦斯的监控⑴成立专门瓦斯检测组织,规范监测隧道内瓦斯浓度;隧道口设立门岗,24小时值班,登记人员出入。⑵作业人员随身携带便携式瓦斯检测仪,随时监控工作面及二衬砌地段的瓦斯浓度;瓦斯检测员随身配带光学瓦斯检测仪,重点部位使用光学瓦斯检测仪检测。⑶使用固定式瓦斯自动监测仪,其探头悬挂位置要能反映隧道风流中瓦斯的最高浓度,洞口值班室安装气体报警器控制器,液晶显示隧道内所监测的瓦斯浓度,专人24小时值班监测。4.3.2防止揭煤与瓦斯突出措施根据前方地质资料及时调整开挖方法和循环进尺。采取“超前探测、提前排放”,有效降低瓦斯压力,杜绝瓦斯涌出的可能。⑴ 经预测有瓦斯突出危险时,应在揭煤前制定包括技术、安全、通风、抢险、救护等施工措施。⑵ 防治瓦斯突出应建立以项目负责人为首的技术负责制,成立揭煤防突领导小组,其成员包括施工技术、通风安全、瓦斯检测、救护抢险等部门的负责人。4.3.3加强通风防止瓦斯积聚⑴ 洞内不间断通风,并根据隧道的瓦斯浓度情况,调整风机的档位,同时采用局扇防止瓦斯积聚,局扇与掌子面的距离始终保持5m左右。设置专人对通风设施进行检修、维护。 ⑵ 对瓦斯易积聚部位,隧道加宽段、防水板后、坍腔内以及横通道设置局扇或用高压风管等设备,实施局部通风,消除瓦斯积聚的隐患。5结束语⑴对于瓦斯隧道施工,必须采用科学有效的施工方案。⑵在思想上要对瓦斯隧道的施工引起重视,不可掉以轻心,防止突发事件。⑶对于瓦斯隧道施工,良好的通风是防止瓦斯爆炸的主要途径,瓦斯监测是瓦斯防治的主要手段。参考文献[1]铁路瓦斯隧道技术规范,TB10120-2002.[2]铁路隧道施工规范,TB10204-2002.