燕瑞宏-浅谈矿井瓦斯的防治.doc

摘 要 在矿井生产和建设过程中，常常会遇到甲烷、二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氨气等各种有毒有害气体，矿井瓦斯是指矿井煤（岩）层中释放出来的主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。因为甲烷在煤矿井下各种有害气体中占的比重最大，可达8090以上。矿井瓦斯和煤尘、火灾、水灾及顶板冒落构成煤矿“五大自然灾害”，矿井瓦斯能燃烧爆炸，大量积聚能使人窒息、死亡，可谓煤矿五大自然灾害”之首。因此矿井瓦斯的防治及处理措施，对煤矿生产有十分重要的意义。在我国，煤矿多为井工开采。在采矿过程中，不可避免地产生甲烷等灾害气体，使整个作业环境处于爆炸性气体环境中。在煤矿井下根本不可能阻止煤岩体释放瓦斯等灾害气体，只能采用强迫通风稀释瓦斯、抽放瓦斯以减少瓦斯向作业环境中的涌出量和加强灾害气体计量及管理等被动防范措施。 关键词瓦斯事故，预防，处理措施 目 录 摘 要..............................................................................I 目 录..............................................................................................II 第一章 瓦斯的性质与危害.....................................................1 1.1瓦斯的性质.......................................................................1 1.2瓦斯的危害..............................................................................1 第二章 瓦斯爆炸的条件.........................................................3 第三章 防止瓦斯爆炸的措施.................................................4 3.1防治瓦斯积聚的措施.................................................5 3.1.1加强通风管理......................................................5 3.1.2及时处理瓦斯超限的措施...................................5 3.1.3严格瓦斯检查次数......................................................5 3.2防止瓦斯引燃的措施.........................................................6 3.3防止瓦斯事故扩大的措施..................................................6 3.4瓦斯排放措施.....................................................................7 3.5主扇、局扇停风时应采取的措施.......................................8 第四章 瓦斯爆炸事故的处理措施...........................................9 第五章 结束语.......................................................................11 11 第一章 瓦斯的性质与危害 1.1 瓦斯的性质 瓦斯是在矿井生产过程中涌到采掘工作面及各生产空间的各种有害气体的总称。因此，瓦斯是一种混合气体，但主要成分是甲烷，所以有时瓦斯就专指甲烷。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涌出的缘故。瓦斯比空气轻约一半，相对密度为0.554，所以它常积聚在巷道的上部及高顶处。瓦斯的扩散度是空气的1.34～1.6倍，微溶于水，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。瓦斯的燃烧、爆炸是矿井主要灾害之一。 1.2 瓦斯的危害 瓦斯本身无毒，但空气中瓦斯浓度增加，氧含量相对减少，会使人因缺氧而窒息；瓦斯在一定条件下，会发生燃烧、爆炸。爆炸产生冲击波，能造成人员伤亡，巷道和设备损坏，爆炸形成的高温会烧伤、烧死人员，烧坏设备、材料和煤炭资源，爆炸产生的大量有毒气体，会使大批人员窒息、中毒，甚至死亡，爆炸时扬起大量积尘，使之参与爆炸，后果更加惨重；人体器官不能发现瓦斯的存在，所以，它的隐蔽性很强，而且它的扩散性强，是空气的1.6倍，能迅速造成人体的伤害；瓦斯密度约为空气的一半，所以经常积聚在巷道空间上部，特别是巷道冒顶空洞里，采煤工作面上隅角和采空区高冒处积聚的瓦斯浓度易达到爆炸界限，但不容易被人检测出来。 第二章 瓦斯爆炸的条件 矿井瓦斯爆炸是一种热链式反应（也叫链锁反应）。当爆炸混合物吸收一定能量（通常是引火源给予的热能）后，反应分子的链即行断裂，离解成两个或两个以上的游离基（也叫自由基）。这类游离基具有很大的化学活性，成为反应连续进行的活化中心。在适合的条件下，每一个游离基又可以进一步分解，再产生两个或两上以上的游离基。这样循环不已，游离基越来越多，化学反应速度也越来越快，最后就可以发展为燃烧或爆炸式的氧化反应。所以，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。瓦斯爆炸必须同时具备3个条件，即瓦斯爆炸浓度为5～16，达到9.5时爆炸威力最强，但瓦斯爆炸界限会随着其他可燃气体及煤尘的混入，或混合气体的压力和温度升高而扩大；一般情况下，瓦斯引爆温度为650℃～750℃，明火、煤炭自燃、电气火花、吸烟等能引爆瓦斯；瓦斯爆炸时氧气含量必须达到12以上。三个条件缺一不可。若能消除、控制其中一个条件，即可防止瓦斯爆炸。 第三章 防止瓦斯爆炸的措施 瓦斯爆炸一般存在采掘工作面、回风巷、采面上隅角、盲巷、采空区、巷道贯通区等场所。触发条件是矿井通风能力不足，微风或无风作业，形成瓦斯积聚；回采工作面上隅角瓦斯管理不善，造成局部积聚；回采工作面供风能力不足，瓦斯积聚；掘进工作面局部通风能力不足，微风或无风作业形成积聚；风筒漏风严重，瓦斯积聚；风流短路，瓦斯积聚；无计划停风；巷道贯通后，调改风不及时；未按规定检查瓦斯、瓦斯异常或超限，不能及时发现并采取措施；监测监控系统不完善，传感器设置不当或失效；空班漏检，检查仪器失效；排放瓦斯无措施或措施不落实。所以预防瓦斯爆炸事故要从以下方面着手 3.1.1防止瓦斯积聚的措施 根据煤矿安全规程的要求配足风量,做到以风定产,及时维护好巷道,保证风流畅通,系统稳定、合理的分配风量；实行机械通风，严禁自然通风，扩散通风，老塘通风和微风作业，消灭循环风；实行分区通风，必须串联通风时一定要符合煤矿安全规程第一百一十四条有关规定；在设计采区巷道和采煤工作面时要坚持上行风；及时对采空区、盲巷进行封闭；正确的选择通风建筑物的位置，并加强维护和管理，防止矿井内部大量漏风；加强局扇管理，严禁随意开停局扇，风筒吊挂整齐，破口及时修补，保证风筒出口风量符合要求。 3.1.2及时处理瓦斯超限的措施 临时停工的掘进工作面不得停风。否则要钉设栅栏，挂免进牌，切断盲巷内所有电源；停工区内瓦斯浓度超过3，在24小时内必须进行封闭；及时处理采煤工作面上隅角瓦斯超限，放顶必须沿放顶线放透放齐，消灭尾巷；及时处理巷道顶板冒落处的瓦斯积存；及时处理低风速巷道内的瓦斯层流现象。 3.1.3严格执行瓦斯检查次数 根据煤矿安全规程149条规定有人工作的采掘工作面每班最少循环检查2次，对本班未进行工作的采掘工作面每班最少检查1次。对瓦斯变化比较大的采掘工作面要设专职瓦斯检查员跟班检查瓦斯；认真填写瓦斯检查报表，瓦斯检查手册和瓦斯检查记录牌板，要做到“三对口”；每班将检查结果要通知现场工作人员，现场负责人在瓦斯报表上要签字明确责任。瓦斯检查员有权在瓦斯超限的情况下停止工作面作业并撤出人员，进行处理；每班对所有栅栏前的瓦斯至少检查一次。坚决杜决瓦斯检查员空班、漏检和虚报瓦斯检查结果；严格执行“一炮三检” ，即装药前、放炮前、放炮后检查瓦斯；按照规程有关规定，在井下采掘工作面安设甲烷探头及断电装置；加强通风调度、随时掌握井下各地点瓦斯情况，通风瓦斯日报表，每天送矿长、总工程师及值班矿长进行审阅签字。 3.2防止瓦斯引燃的措施 严禁携带烟草和点火工具下井，井下严禁使用电炉，禁止打开矿灯，井口附近及扇风机房附近周围20米内禁止使用明火，严格井口检身制度；井下需要电焊、气焊和使用喷灯时，要严格申报手续，报矿总工程师、矿长批准并有专职瓦斯检查员现场检查瓦斯；对井下火区要加强管理，对火区内的气体要进行取样和化验；对井下电气设备要定期进行防爆检查，并坚持挂设备管理牌，不合格的设备严禁下井。井下禁止带电作业、检修、迁移任何带电设备；对井下的弱电设施，根据安全火花原理采用低电压、低电流，限制火花的能量，使之不能点燃瓦斯。 3.3防止瓦斯事故扩大的措施 矿井要实行分区通风，通风系统保持稳定可靠，采空区及停风巷道要及时密闭；主要通风机要有反风装置，并按规定进行反风试验，在处理事故需要紧急反风时能灵活、可靠进行反风，并在10分钟内改变巷道中风流方向，反风量不小于正常风量的40 ；主要通风机出风井口要有防爆门，井下主要进回风之间要有正反向风门，并保证风门开关灵活，不漏风；井下主要巷道煤尘爆炸而波及其它地点时，要缩小灾区范围；发生爆炸事故一般情况下停止主要通风机运转，但是为了人员撤退或救护人员的需要及限制事故扩大时，可根据具体情况对反风、停风或增加风量，减弱风量做出细致的步骤和规定。 3.4瓦斯排放措施 排放瓦斯前首先检查局扇及其开关附近10米内风流中瓦斯浓度，浓度不超过0.5时，方可人工启动局扇。同时局扇禁止循环风；排放瓦斯首先检查停风巷道内的瓦斯浓度，当瓦斯浓度达到1时，在此段将风筒拔开，保证回风瓦斯浓度在0.5以下；排放有两种方法，即利用调节风量法进行排放；其二是逐段排放。不论哪种方法进行排放，人员均不得进入瓦斯浓度大于3的地区内；在排放过程中如果确保排出的瓦斯与全风压风流混合处瓦斯浓度在1.0以下时，回风系统内可以不停电撤人。否则回风系统内必须停电撤人，凡能进入回风系统内的所有巷道口要设专人看管，防止与排放瓦斯无关的人员进入排放区内；排放过程中在全风压混合处，必须不间断地检查瓦斯浓度，或悬挂甲烷探头（但不得代替瓦斯检查员检查）。排出的瓦斯浓度要控制在1.0以下；所有参加排放瓦斯人员禁止碰撞铁器，打开矿灯，防止产生火花；排放工作不能中途停止，要一直将盲巷内瓦斯排放完毕，最后将排放情况汇报矿调度室。排放完后工作面瓦斯浓度必须在1以下，局扇保证正常运转；排放瓦斯前必须制定专门排放措施，同时向所有参加排放人员进行贯彻，人人明白自己的任务和职责。 3.5 主扇、局扇停风时应采取的措施 因主扇停风受到影响得地点，必须立即停止工作，切断电源，工作人员全部撤到进风巷道中，并汇报矿调度事及有关人员和单位，停风地区内所有局扇停止运转，掘进工作面口设栅栏并挂免进牌，当连续停风达1小时，人员要全部撤到地面；主扇停风期间必须打开回风井口防爆门和有关风门，以便充分利用自然通风；因局扇停止运转时，掘进工作面内所有人员必须全部撤出工作面，并切断通往该工作面的所有电源；停局扇时间较长时，在该巷道口5米以内设栅栏，挂免进牌；停风巷道内如瓦斯超过1时，在超限处以外510米的地段将风筒拔开，防止一风吹，待启动局扇后方可排放瓦斯，直至排放完毕；在恢复通风前必须检查瓦斯，局扇和启动开关附近10米内巷道中风流瓦斯不超过0.5时，方可人工启动局扇。 第四章 瓦斯爆炸事故的处理措施 发生瓦斯、煤尘爆炸后的爆源区及其回风流中都有大量一氧化碳等有害气体，因此没有佩戴呼吸器的人员严禁入危险区。首先到达事故区域的救护小队应对灾区进行侦查，进行前应切断灾区电源，注意检查灾区内CH4、CO、CO2、O2浓度和温度与通风设施分布地点现状。对幸存着应应立即抢救或佩戴自救器或面罩式呼吸器安全地就出灾区，在侦察与救人时，发现火源应立即扑灭；救护队侦查时，如灾区范围大，伤亡人员多，应首先用自救器引导一部分能行动的伤员到安全地点（亦可用风障隔断成临时避灾区，以及风管供风）；处理采煤工作面的爆炸事故，应有两个小分队从汇丰想进风巷进入工作面抢救遇险人员。在侦察中遇到冒顶引起堵塞时，应迅速退出，找寻其他通道进入灾区。穿过支架破坏区，要架好临时支架，保证退路安全。通过支架不好，断梁折柱巷道时，不要攀拉支架，一个个顺序通过；为了抢救人员，排除爆炸产生的有毒有害气体，如确无火源，应尽快恢复通风。如有毒有害气体严重威胁集中在会风流区域人员，在保证撤出会风流人员后，进行局部反风或区域反风；当爆炸发生在远距离掘进区域或较长的独头巷道，又有害气体在浓度大，支架损坏严总且知遇难人员已牺牲时，不许强行进入灾区，要在恢复通风、维修支架后，方可搬运遇难人员；爆炸引起火灾、或爆炸后仍有火源时，应同时救人灭火，并专人检查瓦斯情况，发现危险应立即撤出。如遇连续爆炸，只有掌握爆炸间隙的情况下，在最但间隙时间内，进入灾区救人。进入时应专人检查瓦斯，如达到2并迅速上升时，立即退出灾区。如已知灾区无人或人已经死亡时，此时严禁进入灾区。 第五章 结束语 落实“以风定产、先抽后采、监测监控”方针，建立“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯综合治理工作体系，瓦斯治理机构、装备及各项规章制度，现场和技术管理要得到加强；煤矿安全生产条件要明显改善，瓦斯治理水平要明显提升，从业人员素质要明显提高；瓦斯事故总量要明显下降，在条件允许情况下尽量采用“低瓦高管”的管理模式，有效防范和遏制重特大瓦斯事故。