论瓦斯的二重性.pdf

1 9 2 参瞧晨 斜技 2 0 1 0 年 第6 期 论 瓦斯 的二重性 王镇 ， 王海波， 候波 ， 吴文鹏 太原理工大 学阳泉 学院 ， 山西 阳泉0 4 5 0 0 0 摘要文章介绍 了有关瓦斯 的特性， 危害及预防的措施和我国煤 层气的储量、 分布及 我国煤 层气利用的实饲， 从 而正确认识瓦斯的二重性。 关键词 瓦斯的危害预防措施合理利用瓦斯 瓦斯利用实例 中图分类号 T D T 1 2 文献标识码A 在煤炭开采过 程 中， 瓦斯爆 炸、 煤尘爆 炸、 顶板 冒 落、 透水、 火灾为五大 自然灾害。其中尤以瓦斯爆炸造 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 l 0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 数的7 0 ％左右， 为此， 瓦斯称 为煤矿灾害之王。然而， 任何事物都有它的双面型， 瓦 斯也不例外， 熟知特性， 合理利用 ， 变害为宝， 综合治理 瓦斯已成为时代必要 。 1 瓦斯 的特性 瓦斯是一种有毒的混合气体， 主要含有甲烷和一 氧化碳两种气体， 主要成分是 甲烷， 它的分子是 C H ， 分子量 l 6 ． 0 4 。沸点 一1 6 1 ． 4 C， 密度 0 ． 7 1 6 k g ／ m 3 ， 液 态相对密度 水 1 0 ． 4 2 一1 6 4 C ； 气态相对密度 空气 1 0 ． 5 5 。引燃温度 5 3 8 ℃ 。发热量为 3 3 ． 3 8 3 7． 1 1 MJ ／m 。 2瓦斯 的危害及 预防 瓦斯成分决定它的危险性。 1 有毒的混合气 体 ， 浓度过高时会导致人员缺氧窒息、 甚至死亡； 2 有机化合物， 可以燃烧， 引起火灾； 3 易爆炸。 2 ． 1 矿井瓦斯爆炸必须具备 的个条件 1 瓦斯浓度。当空气 中的瓦斯浓度达到 5 1 6 ％时 ， 就达到爆 炸浓度 ， 也称爆炸界 限。在瓦斯浓度 低于 5 ％时， 由于参加化学反应的瓦斯较少 ， 不能形成 能量积聚， 因此不会爆炸。浓度在5 9 ． 5 ％时， 瓦斯威 力逐渐增强； 在浓度为 9 ． 5 ％时， 因空气中的全部瓦斯 和氧气都能参加反应， 所以这时的爆炸威力最强。 2 一定 的引火温度。点燃瓦斯所需 的最低温 度， 称为引火温度。在空气 中瓦斯的引火温度是 6 5 0 7 5 0 C。明火、 煤炭 自燃、 电气火花、 炽热的金属表 面、 爆破等都能引起瓦斯爆炸。 3 氧气的浓度。氧气的作用是助燃， 当空气中 氧气的浓度超过 1 2 ％时 ， 瓦斯就能爆炸， 这是最容易 获得的条件， 因为在正常通风风流中氧气的浓度通常 }收稿 日期 2 O L O o 42 0 作者简介 王镇 1 9 8 6一 ， 男 ， 汉族 ， 山西省运 城市人， 现就读于太 原理工大学阳泉学院， 大学本科。 大于 2 0 ％。 2 ． 2瓦斯爆 炸 的预 防措 施 在长期的生产实践中， 积累了丰富的预防瓦斯爆 炸事故的经验， 归纳起来主要有三方面。 2 ． 2 ． 1 防止瓦斯积聚的措施 1 加强通风。使瓦斯浓度降低到 煤矿安全规 程 规定的浓度以下 ， 即采掘工作面的进风风流中不超 过 0 。 5 ％ ， 回风风流不 超过 l ％ ， 矿 井总 回风流 中不 超 过 0 ． 7 5 ％。 2 加强检查工作。及时检查各用风地点的通风 状况和瓦斯浓度， 查明隐患进行处理， 是 日常进行瓦斯 管理的重要 内容。 3 对瓦斯含量大的煤层， 进行瓦斯抽放， 降低煤 层及采空 区的瓦斯 涌出量 。 2 ． 2 ． 2防止 瓦斯 引燃 的措 施 1 井口房、 瓦斯抽放站及主要通风机房周围2 0 m 内禁止使用明火 。 2 瓦斯矿井要使用安全照明灯， 井下禁止打开 矿灯， 禁止携带烟草及点火工具下井。 3 严格管理井下火区。 4 严格执行“ 一炮三检” “ 三人连锁放炮制度” 。 5 加强煤矿井下的电器管理， 杜绝电器失爆， 积 极采用风 电闭锁 、 瓦斯 电闭锁等措施 。 此外减、 降煤尘措施也很重要， 如煤层注水、 洒水、 水幕除尘 、 水封爆破等。 2 ． 2 ． 3 防止瓦斯事故范围扩大 防止瓦斯事故范围扩大， 是防止措施的最后一道 防线， 它是在已发生爆炸时为使损失降到最小而采取 的， 主要有 实施分区通风， 通风系统力求简单 ， 安装防 爆门， 设有岩粉棚或水棚， 每矿每年必须编制矿井火灾 预防和处理计划。 3 瓦斯 的利用 使用瓦斯做生活能源， 热值高、 价格低、 清洁卫生 ， 大大减轻了煤烟对环境造成的污染， 极大地改善了城 区的大气环境。 3 ． 1 我 国煤层气的储量及分布 我国煤层气资源储量居世界第 下转第 1 9 4页 1 9 4 夯蠛j i ； 舛技 2 0 1 0 年 第6 期 2 掌握灾区范围， 搞清事故前人员分布， 分析被 困人员可能躲避的地点 ， 以便迅速组织抢救。 3 对 于被水 、 沙截堵 的灾区人员 ， 除应积极组 织 抢救外 ， 如一时难 以疏通 ， 则应利用管道或其 它方 式 向 遇难人员供风 ； 一方 面积极组织力量 ， 千方 百计抢 险救 人 ， 另一方面狠抓抢险过程中的安全问题。 4 按涌水量组织强排， 发动群众堵塞地面补给 水源， 排除有影响的地表水， 必要时可采用灌浆堵水。 5 组织排水 时 ， 应 切断 电源 ， 加强 通风 ， 排除 沼 气和其他有害气体 ， 并随时检查有害气体 ， 防止火源产 生 。 6 排水后进行侦察 、 抢 险时 ， 要 防止 冒顶和二 次 突水 。 5 应急 响应及 紧急处 置与处理措 施 5 ． 1 突水 时的注意 事项 1 在 突水迅猛 、 水流急速 的情况下 ， 井 下人员应 立即避开出水 口和泄水流， 躲避到硐室内、 拐弯巷道或 其他安全地点。如情况 紧急来不及转移躲 避时 ， 可抓 牢顶梁、 立柱或其他固定物体 ， 防止被涌水冲走。 2 如是老空水涌出， 使所在地点的有害气体浓 度增高时， 现场人员应立即佩好 自救器。 3 迅速汇报 ， 透水事故发生后 ， 应利用 一切可能 手段及时向下部水平和其他 可能受到威胁 区域 的人员 发 出警报 ， 通知撤离 。 5 ． 2现场 抢救 注意事 项 1 突水不严重情况下， 应该在现场领导和老工 人的带领下 ， 团结力量， 迅速加固工作面， 堵住出水点 ， 控制水源 。 2 在水源情况不明、 涌水迅猛、 顶帮松散的情况 下 ， 决不可强行封堵出水口， 以免引起工作面大面积突 水 ， 造成人员伤亡 ， 扩大灾情。 3 应用一切办法与与遇险人员联络， 确定遇险 人员位置和人数。 4 遇险人员被困时， 应利用水管、 打钻孔等方法 输送新鲜空气、 营养液和食物。 5 避难人员应保持镇静， 避免能量消耗， 增强信 心 ， 等待救援。 5 ． 3 自救措 施 1 行进 中， 应靠近巷道一侧 ， 抓 牢支架或其 他 固 定物体， 尽量避开压力水头和泄水主流， 并注意防止被 水 中滚动的矸石 和木料撞伤。 2 如因突水后破坏 了巷道中的照明和指示牌， 迷失了行进方向时， 遇险人员应朝着有风流通过的上 山巷道方向撤退 。 3 在撤 退沿 途和所 有经 过 的巷 道岔 口， 应 留设 指示行进方向的明显标 志 ， 以提示救援人员 的注意。 4 撤退中， 如因冒顶或积水造成巷道堵塞 ， 可寻 找其他安全通道撤出。在唯一的出口堵塞无法撤退 时， 应 自觉组织好灾区避灾 ， 等待救援人员的营救 ， 严 禁盲 目潜水等冒险行为。 参考文献 [ 1 ] 唐公沟煤矿防灾计划， 2 0 1 0 [ 2 ] 李增学等， 煤矿地质学， 北京 煤炭工业出版社， 2 0 0 9 ． 3 上接第 1 9 2页 一位 ， 约为美 国的 3 倍 。地壳浅层 埋 深小于 2 0 0 0 m 总贮藏量约为 3 0 3 5 1 0 1 2 m 3 ， 与陆 上天然气资源量测算值 3 8 X l O 1 2 m 3 相当。从资源地 域分布上看 ， 我国煤层气与天然气资源有 良好的互补 性， 天然气资源主要分布在西部地区， 而煤层气资源则 分布在中部地区和天然气缺乏的东部地区， 其中华北 地区煤层气约占我国总资源量的6 2 ％。 3 ． 2 我 国煤层 气利用 的实例 1 原本 属于采 煤废 弃物 的煤矿 瓦斯 ， 在黑 龙江 省四大煤城之一的鹤岗市却被合理抽放和利用， 变成 了有利于经济发展的新型能源， 有利于环境保护的洁 净能源。 合理利用瓦斯， 为当地带来了可观的安全、 经 济和社会等综合效益。据保守估算， 鹤岗每年通过利 用瓦斯节省燃煤 1 0 万 t 以上， 大大减轻了煤烟对环境 造成的污染， 极大地改善了城区的大气环境。据统计， 到 目前为止 ， 鹤 岗矿 区瓦斯气使 用户 已发展 到 3 ． 5万 户 ， 并以每年 2 0 0 0户的速度递增， 目前鹤岗矿区每年 利用矿井瓦斯气约 1 0 0 0万 m ， 市区居民每月用气 8 0 多万 ， 城市瓦斯气化率为2 6 ％。 2 屯兰矿作为山西焦煤集团的一座现代化高瓦 斯矿井 ， 煤层气资源丰富 ， 过去每小时就要 向大气 中排 放瓦斯 4 8 0 0 m ， 不仅 浪费了能源、 污染 了空气 ， 而且 还 加重了温室效应。为了确保煤矿的安全生产和矿井的 可持续发展 ， 他们借鉴国内煤矿瓦斯治理的成功经验， 利用安徽理工大学的专利技术， 投资 1 9 0 万元 ， 改造了 燃气锅炉， 铺设了输气管网， 把矿上的招待所、 澡塘也 全部带了起来。为企业带来的经济、 环境和社会效益 也十分可观。 4结束语 山西省作为煤炭大省 ， 高瓦斯矿井很多， 煤层气资 源储量丰富， 如何充分利用山西煤层气资源， 把煤层瓦 斯气作为接续能源来开发利用， 优化能源消费结构， 尽 快实现瓦斯综合利用的产业化 ， 不仅是解决中国能源 接续问题、 建立节约型社会的当务之急 ； 而且也是保护 大气环境 ， 提高人民生活质量， 避免煤矿瓦斯事故的有 效办法。