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从伊朗煤矿爆炸事故看瓦斯爆炸的全面预防

更新时间:2017-06-19      点击次数:431

    据媒体报道,前不久发生在伊朗古莱斯坦省的煤矿爆炸事故共造成42名矿工死亡。事故原因正是由于矿道内瓦斯浓度过高引发爆炸并导致矿井坍塌。瓦斯爆炸就其本质来说,是一定浓度的甲烷和空气中的氧气在一定温度作用下产生的激烈氧化反应。瓦斯爆炸产生的高温高压,促使爆源附近的气体以极大的速度向外冲击,造成人员伤亡,破坏巷道和器材设施,扬起大量煤尘并使之参与爆炸,产生更大的破坏力。另外,爆炸后生成大量的有害气体,造成人员中毒死亡。

惨痛的伊朗煤矿爆炸事故

一、爆炸条件

    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。

    ①瓦斯浓度

    瓦斯爆炸有一定的浓度范围,把在空气中瓦斯遇火后能引起爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限。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zui大(氧和瓦斯*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。

    ②引火温度

    瓦斯的引火温度,即点燃瓦斯的zui低温度。一般认为,瓦斯的引火温度为650℃~750℃。但因受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素影响而变化。当瓦斯含量在7%~8%时,zui易引燃;当混合气体的压力增高时,引燃温度即降低;在引火温度相同时,火源面积越大、点火时间越长,越易引燃瓦斯。

    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。所以,在有瓦斯的矿井中作业,必须严格遵照《煤矿安全规程》的有关规定。

    ③氧的浓度

    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。

    瓦斯爆炸产生的高温高压,促使爆源附近的气体以极大的速度向外冲击,造成人员伤亡,破坏巷道和器材设施,扬起大量煤尘并使之参与爆炸,产生更大的破坏力。另外,爆炸后生成大量的有害气体,造成人员中毒死亡。

二、瓦斯爆炸的预防和控制

1.控制井下瓦斯的浓度

    ①建立合理的通风系统,稀释井下空间的瓦斯浓度

    通风是排放瓦斯zui主要的手段。做好通风安全技术管理是防治煤矿主要事故的先决条件和关键环节。因此,所有矿井都必须要建立安全可靠的、独立的矿井通风系统,能够保证井下所有工作地点有足够多的风量将井下涌出的瓦斯及时冲淡并排出井外,避免瓦斯聚集,所以建立合理的通风系统是防止瓦斯爆炸zui有效、zui基本的措施。

    ②搞好瓦斯抽放,降低煤层瓦斯涌出量

    抽放瓦斯是防止瓦斯聚集的有效措施。随着煤矿开采不断加深,瓦斯涌出量变得越来越大,通风系统越来越复杂,通过通风的方法来使瓦斯的浓度降低到煤矿安全规程要求范围内。实行瓦斯抽放是控制采掘空间瓦斯浓度,减少瓦斯聚集,也防止煤与瓦斯突出的根本措施,同时还减少瓦斯对大气的污染和增加资源与能源。

    ③加强瓦斯日常管理

    加强瓦斯日常管理是煤矿安全工作的重要组成部分。瓦斯日常管理就是建立巡回检查瓦斯制度,就是要瓦检员不间断地下井检查通风情况和瓦斯的浓度,当发现局部积聚瓦斯问题时,要即时处理。对于突出矿井,还应做好瓦斯突出预测工作。瓦斯日常管理是预防瓦斯爆炸事故的重要措施之一。

    ④建立瓦斯监控系统和瓦斯爆炸阻爆系统

    建立瓦斯监控系统,对控制瓦斯的浓度具有非常重要的作用。瓦斯监控系统能够实现连续监测瓦斯,及时掌握瓦斯浓度的变化,同时也可能为事故应急救援决策和事故调查提供参考依据。在井下安装瓦斯监控仪器,对井下主要巷道瓦斯的异常情况实行连续监控,能够达到预防和控制瓦斯爆炸事故的发生。

    建立瓦斯爆炸的阻爆系统,通过传感器感应到爆炸冲击波或爆炸温度,然后把信号传输到阻爆装置上,通过单片机动作启动阻爆装置,达到阻爆效果。

晋城煤层气红外气体分析仪(防爆型)Gasboard-3500监测现场

2.防止瓦斯爆炸事故范围扩大

    如果井下局部地区一旦发生瓦斯爆炸,就应使其波及范围尽可能缩小,不致引起全矿井的瓦斯爆炸。为此,平时要做好下工作:

    ①每一生产水平、每一采区都要布置单独的口风道,实行分区通风。

    ②通风系统力求简单,总进风道与总回风道布置间距不得太近,以防发生爆炸时使风流短路。报废的巷道应及时封闭。

    ③装有主要扇风机或分区扇风机的出风井,必须安装防爆门,以防发生爆炸时扇风机被摧毁,造成救灾和恢复生产的困难。

    ④矿井主要扇风机必须装有反风装置,要能在10分钟内改变矿井风流的方向。

    ⑤在连接矿井的两翼、相邻的采区、相邻的煤层和采掘工作面等处的巷道中,设置“隔爆水棚”或“岩粉棚”,水幕或撤布岩粉,以阻止爆炸火焰的传播。

    ⑥编制周密的矿井灾害预防和瓦斯爆炸事故处理计划。

(来源:公众号@工业过程气体监测技术)

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