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煤矿安全基础知识三、灾害预防

18.矿井瓦斯是矿井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(沼气)。它是在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气体。在成煤的过程中生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期,纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。另外,在高温、高压的环境中,在成煤的同时,由于物理化学作用,继续生成瓦斯。

瓦斯是无色、无味、无臭的气体,但有时可以闻到类似苹果的香味,这是由于芳香族的碳氢气体同瓦斯同时涌出的缘故。瓦斯对空气的相对密度是0.554,在标准状态下瓦斯的密度为0.716kg,所以,它常积聚在巷道的上部及高顶处。瓦斯的渗透能力是空气的1.6倍,难溶于水,不助燃也不能维持呼吸,达到一定浓度时,能使人因缺氧而窒息,并能发生燃烧或爆炸。瓦斯是矿井主要灾害之一。

瓦斯有四大危害:一是可以燃烧,引起矿井火灾;二是会爆炸,导致矿毁人亡;三是浓度过高时会导致人员缺氧窒息、甚至死亡;四是会发生煤(岩)与瓦斯突出,摧毁、堵塞巷道,甚至引起人员窒息死亡、瓦斯爆炸。

19.矿井瓦斯等级是以相对瓦斯涌出量的大小来划分的。《煤矿安全规程》规定,在一个矿井中,只要有一个煤(岩)层发现瓦斯,该矿井即定为瓦斯矿井,并依照矿井瓦斯等级工作制度进行管理。

矿井瓦斯等级,根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为:

(1)低瓦斯矿井:矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10立方米/吨且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40立方米/分。

(2)高瓦斯矿井:矿井相对瓦斯涌出量大于10立方米/吨且矿井绝对瓦斯涌出量大于40立方米/分。

(3)煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井。

煤(岩)与瓦斯突出(简称突出),是在一瞬间(几秒钟或几分钟)突然喷出大量瓦斯和煤炭(岩石),并伴随有强烈的声响和强大的冲击动力现象。

瓦斯突出是指随着煤矿开采深度的增加、瓦斯含量的增加,在煤层中形成了在地应力作用下,瓦斯释放的引力作用下,使软弱煤层突破抵抗线,瞬间释放大量瓦斯和煤而造成的一种地质灾害。煤矿开采深度越深,瓦斯瞬间释放的能量也会越大。煤和瓦斯突出主要发生在煤层平巷掘进、上山掘进和石门揭煤时,有的矿井在回采工作面也发生煤和瓦斯突出。瓦斯突出和瓦斯爆炸是两个概念,但灾害都来自于瓦斯。瓦斯突出是一种地质灾害,在大量的有害气体瞬间涌入后,会形成窒息,但不一定会发生爆炸事故。但如果出现以下三种情况后,会引发爆炸事故,一是与空气中氧气含量达到12%以上,二是瓦斯浓度达到5%至16%之间,三是遇到明火,点火温度达到650度以上。

矿井瓦斯爆炸就其本质来说,是一定浓度的甲烷和空气中度作用下产生的激烈氧化反应。的氧气在一定温度作用下产生的激烈氧化反应。

瓦斯爆炸的条件是:一定浓度的瓦斯、高温火源的存在和充足的氧气。瓦斯爆炸界限为5%~16%。当瓦斯浓度低于5%时,遇火不爆炸,但能在火焰外围形成燃烧层,当瓦斯浓度为9.5%时,其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反应);瓦斯浓度在16%以上时,失去其爆炸性,但在空气中遇火仍会燃烧。瓦斯爆炸界限并不是固定不变的,它还受温度、压力以及煤尘、其它可燃性气体、惰性气体的混入等因素的影响。

瓦斯的引火温度,即点燃瓦斯的最低温度。一般认为,瓦斯的引火温度为650℃~750℃。

高温火源的存在,是引起瓦斯爆炸的必要条件之一。井下抽烟、电气火花、违章放炮、煤炭自燃、明火作业等都易引起瓦斯爆炸。实践证明,空气中的氧气浓度降低时,瓦斯爆炸界限随之缩小,当氧气浓度减少到12%以下时,瓦斯混合气体即失去爆炸性。这一性质对井下密闭的火区有很大影响,在密闭的火区内往往积存大量瓦斯,且有火源存在,但因氧的浓度低,并不会发生爆炸。如果有新鲜空气进入,氧气浓度达到12%以上,就可能发生爆炸。因此,对火区应严加管理,在启封火区时更应格外慎重,必须在火熄灭后才能启封。

20.瓦斯事故是可以预防的,只要认真贯彻执行《煤矿安全规程》和有关规章制度,防止瓦斯积聚和出现火源就可以预防瓦斯事故的发生。

21.监测监控是有效预防瓦斯积聚的重要措施,要爱护监测监控设备;不能因为监测监控系统报警、断电影响生产而擅自调高监测探头的报警值、破坏瓦斯监测探头或用泥巴、煤粉及其他物品将瓦斯监测探头封堵上。

22.矿井通风就是把地面空气连续不断的送往井下,同时连续不断地把井下污浊空气排出井外。通风的作用如下:(1)供给井下人员足够的新鲜空气,满足人员呼吸需要;(2)冲淡、排除井下有毒气体和粉尘,保证工作人员不中毒、保持空气的清洁度以防止瓦斯和煤尘爆炸事故;(3)稀释、排除井下的热量和水蒸气,创造合适的气候条件,改善职工的劳动环境。