通風(fēng)隊(duì)新工培訓(xùn)教案
通風(fēng)隊(duì)新工培訓(xùn)教案二
培訓(xùn)時(shí)間:2011年7月11-17日
教訓(xùn)目的和要求、
掌握礦井巷道風(fēng)流、瓦斯及其特性,瓦斯的涌出特性、瓦斯等級(jí)劃分。
重點(diǎn)和難點(diǎn)
礦井巷道風(fēng)流、瓦斯的特性、瓦斯的涌出特性、瓦斯等級(jí)的劃分
教學(xué)內(nèi)容
礦井瓦斯
一、瓦斯的概念及存在形式
1、瓦斯 礦井中主要由煤層氣構(gòu)成的以甲烷為主的有害氣體。有時(shí)單獨(dú)指甲烷。
二、CH4的性質(zhì)
無(wú)色、無(wú)味、無(wú)嗅的氣體,可燃燒、爆炸;
難溶入水
三、 CH4的危害及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值
1、危害性
(1) 燃燒、爆炸
(2) 窒息
噴出、突出
2、重要能源
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O +Q
1m3CH4 釋放37022.2kJ 相當(dāng)于1~1.5Kg煙煤。是重要的化工原料。
3、煤層瓦斯賦存的垂直分帶性
煤層瓦斯主要成分:CH4、CO2、N2。
形成原因:當(dāng)煤層直達(dá)地表或直接為透氣性較好的第四系沖積層覆蓋時(shí),由于煤層中瓦斯向上運(yùn)移和地面空氣向煤層中滲透,使煤層內(nèi)的瓦斯呈現(xiàn)出垂直分帶特征。
四帶: CO2- N2帶、
N2帶、
N2—CH4帶、
CH4帶。
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際過(guò)程中,將前三帶總稱為瓦斯風(fēng)化帶。
煤層瓦斯含量
4、瓦斯在煤層中的存在狀態(tài)
煤體是一種復(fù)雜的多孔性固體,包括原生孔隙和運(yùn)動(dòng)形成的大量孔隙和裂隙,形成了很大的自由空間和孔隙表面。
1)、游離狀態(tài)
主要存在于大、中孔、裂隙空間內(nèi),其間瓦斯分子作自由熱運(yùn)動(dòng),顯示相應(yīng)的瓦斯壓力。
在現(xiàn)今采深下,占瓦斯總量的 5 ~ 12%。
2)、吸附狀態(tài)
主要存在于小孔和微孔空間內(nèi)。分為表面吸附和吸收兩種狀態(tài)。占瓦斯總量的 >80%。
5、影響煤層瓦斯含量的主要因素
煤層瓦斯含量主要取決于:
瓦斯生成量;
瓦斯運(yùn)移條件;
煤層貯存瓦斯的性能。
具體包括以下幾點(diǎn):
1)、煤的碳化程度
在碳化作用過(guò)程中,不斷地產(chǎn)生瓦斯,碳化程度越高,生成的瓦斯量越多。相同的條件下,煤的變質(zhì)程度越高,煤層瓦斯含量越大。
2)、煤層的賦存狀態(tài)
(1)露頭
成煤的地質(zhì)年代中,若有露頭長(zhǎng)時(shí)間與大氣相通,瓦斯沿煤層流動(dòng),煤層瓦斯往往沿煤層露頭排放,瓦斯含量大為減少。
(2)煤層傾角
煤層傾角愈大,煤層瓦斯含量愈低。
(3)埋藏深度
埋深增加,地應(yīng)力增高,煤層的透氣性變差,瓦斯向地表運(yùn)移距離增加,有利于封存瓦斯。
第二節(jié) 礦井瓦斯涌出
包括:普通涌出和特殊涌出
一、瓦斯涌出的概念
1、瓦斯涌出量的含義
---- 指在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中從煤與巖石內(nèi)涌出的瓦斯量。
它是確定礦井瓦斯等級(jí)、進(jìn)行礦井通風(fēng)計(jì)算等方面的依據(jù)。
2、瓦斯涌出量表示方法
A)絕對(duì)瓦斯涌出量
—-- 單位時(shí)間涌出的瓦斯體積,單位為m3/d或m3/min:
Qg=Q×C/100
式中 Qg- 絕對(duì)瓦斯涌出量, m3/min;
Q- 風(fēng)量, m3/min;
C- 風(fēng)流中的平均瓦斯?jié)舛龋ァ?br />
B)相對(duì)瓦斯涌出量
---- 礦井正常生產(chǎn)條件下,平均日產(chǎn)一噸煤所涌出的瓦斯體積 。
qg=Qg/A
式中:qg - 相對(duì)瓦斯涌出量,m3/t;
Qg - 絕對(duì)瓦斯涌出量,m3/d;
A - 日產(chǎn)量,t/d
說(shuō)明:
(1)相對(duì)瓦斯涌出量單位的表達(dá)式雖然與瓦斯含量的相同,但兩者的物理含義是不同的,其數(shù)值也是不相等的。
(2)相對(duì)涌出量的單位: m3/t,過(guò)去采用: m3/(t.d)是不正確的。
3、瓦斯涌出形式
---- 指礦井瓦斯在時(shí)間、空間上的分布形式。
(1)普通涌出
----長(zhǎng)時(shí)間地、均勻地從煤體中涌出瓦斯。
特點(diǎn):時(shí)間上:連續(xù)不斷
空間上:普遍存在
涌出強(qiáng)度:緩慢、均勻。
(2)特殊涌出
---- 礦井生產(chǎn)過(guò)程中,在某些特定地點(diǎn)、突然地于一段時(shí)間內(nèi)大量涌出瓦斯的現(xiàn)象。
特點(diǎn):時(shí)間上:突然地、間隔的
空間上:非普遍存在
涌出強(qiáng)度:產(chǎn)生動(dòng)力破壞。
一、煤與瓦斯突出概念及機(jī)理
(3)煤與瓦斯突出 煤(巖)與瓦斯突出 在地應(yīng)力和瓦斯的共同作用下,破碎的煤、巖和瓦斯由煤體巖體內(nèi)突然向采掘空間拋出的異常的動(dòng)力現(xiàn)象。
二、回采工作面瓦斯涌出
1、瓦斯涌出來(lái)源
① 本開(kāi)采煤層:煤壁、采空區(qū)、采落煤炭;
② 厚煤層未采分層;
③ 采動(dòng)影響鄰近層;
④ 圍巖。
2、時(shí)空不均勻性
A)落煤、放煤時(shí)與平均瓦斯涌出相比。
水采:2~4倍;炮采:1.4~2.0倍;機(jī)采:1.3 ~ 1.6倍;風(fēng)鎬:1.1 ~ 1.3倍。
B)從切眼起逐漸增大,達(dá)到一定距離后穩(wěn)定(初次來(lái)壓后),隨老頂周期來(lái)壓,瓦斯涌出呈周期性變化。
C)對(duì)上行通風(fēng),從工作面下口至上口,瓦斯?jié)舛戎饾u增大,上隅角達(dá)到最大。
3、影響瓦斯涌出量的主要因素
決定于自然因素和開(kāi)采技術(shù)因素的綜合影響。
(一) 自然因素
1)、煤層和圍巖的瓦斯含量
它是決定瓦斯涌出量多少的最重要因素。一般地,煤層的瓦斯含量越高,開(kāi)采時(shí)的瓦斯涌出量也越大。
Exp:焦作中馬村礦,
淮南謝二礦C13煤,
2)、地面大氣壓變化。
對(duì)回采工作面采空區(qū)和老空區(qū)、塌陷區(qū)、冒頂區(qū)瓦斯涌出有明顯影響。
美國(guó):1910~1960,1/2的爆炸發(fā)生在氣壓急劇變化時(shí)期。
二)開(kāi)采技術(shù)因素
1)、開(kāi)采規(guī)模 開(kāi)采規(guī)模指開(kāi)采深度,開(kāi)拓與開(kāi)采范圍和礦井產(chǎn)量。
A、在甲烷帶內(nèi),隨著開(kāi)采深度的增加,相對(duì)瓦斯涌出量增大。
B、開(kāi)拓與開(kāi)采的范圍越廣,煤巖的暴露面就越大,因此,礦井瓦斯涌出量也就越大。
C、礦井產(chǎn)量與礦井瓦斯涌出量間的關(guān)系比較復(fù)雜,達(dá)產(chǎn)前、達(dá)產(chǎn)后及產(chǎn)量收縮期。
2)、開(kāi)采順序與回采方法 首先開(kāi)采的煤層(或分層)瓦斯涌出量大;采空區(qū)丟失煤炭多,回采率低的采煤方法,采區(qū)瓦斯涌出量大。頂板管理采用陷落法比充填法能造成頂板更大范圍的破壞和卸壓,臨近層瓦斯涌出量就比較大?;夭晒ぷ髅嬷芷趤?lái)壓時(shí),瓦斯涌出量也會(huì)大大增加。
3)、生產(chǎn)工藝 瓦斯從煤層暴露面(煤壁和鉆孔)和采落的煤炭涌出的特點(diǎn)是,初期瓦斯涌出的強(qiáng)度大,然后大致按指數(shù)函數(shù)的關(guān)系逐漸衰減。所以落煤時(shí)瓦斯涌出量總是大于其它工序。
三、瓦斯積聚層
瓦斯積聚:瓦斯?jié)舛瘸^(guò)2%,其體積超過(guò)0.5m3的現(xiàn)象。
瓦斯積聚層:瓦斯在其自身浮力作用下上升,積聚于巷道頂板形成穩(wěn)定的瓦斯層。
原因:1)巷道周壁不斷涌出瓦斯(點(diǎn)或面涌出);
2)巷道風(fēng)流含有瓦斯;
3)巷道風(fēng)速低,不能造成瓦斯與空氣紊流混合。
層厚:幾cm ~ 幾十cm , 層長(zhǎng):幾m ~ 幾十m 層內(nèi)瓦斯?jié)舛扔上轮辽现饾u升高。
四、礦井瓦斯等級(jí)劃分
原則:按礦井瓦斯涌出量的大小和瓦斯涌出形式。
意義:便于進(jìn)行分級(jí)管理,使礦井瓦斯管理趨于科學(xué)化。
煤礦安全規(guī)程關(guān)于瓦斯的規(guī)定:
第一百三十三條 一個(gè)礦井中只要有一個(gè)煤(巖)層發(fā)現(xiàn)瓦斯,該礦井即為瓦斯礦井。瓦斯礦井必須依照礦井瓦斯等級(jí)進(jìn)行管理。
礦井瓦斯等級(jí),根據(jù)礦井相對(duì)瓦斯涌出量、礦井絕對(duì)瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式劃分為:
(一)低瓦斯礦井:礦井相對(duì)瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且礦井絕對(duì)瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。
(二)高瓦斯礦井:礦井相對(duì)瓦斯涌出量大于10m3/t或礦井絕對(duì)瓦斯涌出量大于40m3/min。
(三)煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井。
第一百三十四條 低瓦斯礦井中,相對(duì)瓦斯涌出量大于10m3/t或有瓦斯噴出的個(gè)別區(qū)域(采區(qū)或工作面)為高瓦斯區(qū),該區(qū)應(yīng)按高瓦斯礦井管理。
第一百三十五條 礦井總回風(fēng)巷或一翼回風(fēng)巷中瓦斯或二氧化碳濃度超過(guò)0.75%時(shí),必須立即查明原因,進(jìn)行處理。
第一百三十六條 采區(qū)回風(fēng)巷、采掘工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯?jié)舛瘸^(guò)1.0%或二氧化碳濃度超過(guò)1.5%時(shí),必須停止工作,撤出人員,采取措施,進(jìn)行處理。
第一百三十八條 采掘工作面及其他作業(yè)地點(diǎn)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1.0%時(shí),必須停止用電鉆打眼;爆破地點(diǎn)附近20m以內(nèi)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1.0%時(shí),嚴(yán)禁爆破。
采掘工作面及其他作業(yè)地點(diǎn)風(fēng)流中、電動(dòng)機(jī)或其開(kāi)關(guān)安設(shè)地點(diǎn)附近20m以內(nèi)風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1.5%時(shí),必須停止工作,切斷電源,撤出人員,進(jìn)行處理。
采掘工作面及其他巷道內(nèi),體積大于0.5m3的空間內(nèi)積聚的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到2.0%時(shí),附近20m內(nèi)必須停止工作,撤出人員,切斷電源,進(jìn)行處理。
對(duì)因瓦斯?jié)舛瘸^(guò)規(guī)定被切斷電源的電氣設(shè)備,必須在瓦斯?jié)舛冉档?.0%以下時(shí),方可通電開(kāi)動(dòng)。
第一百三十九條 采掘工作面風(fēng)流中二氧化碳濃度達(dá)到1.5%時(shí),必須停止工作,撤出人員,查明原因,制定措施,進(jìn)行處理。
第一百四十條 礦井必須從采掘生產(chǎn)管理上采取措施,防止瓦斯積聚;當(dāng)發(fā)生瓦斯積聚時(shí),必須及時(shí)處理。
礦井必須有因停電和檢修主要通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或通風(fēng)系統(tǒng)遭到破壞以后恢復(fù)通風(fēng)、排除瓦斯和送電的安全措施?;謴?fù)正常通風(fēng)后,所有受到停風(fēng)影響的地點(diǎn),都必須經(jīng)過(guò)通風(fēng)、瓦斯檢查人員檢查,證實(shí)無(wú)危險(xiǎn)后,方可恢復(fù)工作。所有安裝電動(dòng)機(jī)及其開(kāi)關(guān)的地點(diǎn)附近20m的巷道內(nèi),都必須檢查瓦斯,只有瓦斯?jié)舛确媳?a href=http://getpedicuristjobs.com/czgc/ target=_blank class=infotextkey>規(guī)程規(guī)定時(shí),方可開(kāi)啟。
臨時(shí)停工的地點(diǎn),不得停風(fēng);否則必須切斷電源,設(shè)置柵欄,揭示警標(biāo),禁止人員進(jìn)入,并向礦調(diào)度室報(bào)告。停工區(qū)內(nèi)瓦斯或二氧化碳濃度達(dá)到3.0%或其他有害氣體濃度超過(guò)本規(guī)程第一百條的規(guī)定不能立即處理時(shí),必須在24h內(nèi)封閉完畢。
恢復(fù)已封閉的停工區(qū)或采掘工作接近這些地點(diǎn)時(shí),必須事先排除其中積聚的瓦斯。排除瓦斯工作必須制定安全技術(shù)措施。
嚴(yán)禁在停風(fēng)或瓦斯超限的區(qū)域內(nèi)作業(yè)。
第一百四十一條 局部通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn),在恢復(fù)通風(fēng)前,必須首先檢查瓦斯,只有停風(fēng)區(qū)中最高瓦斯?jié)舛炔怀^(guò)1.0%和最高二氧化碳濃度不超過(guò)1.5%,且符合本規(guī)程第一百二十九條開(kāi)啟局部通風(fēng)機(jī)的條件時(shí),方可人工開(kāi)啟局部通風(fēng)機(jī),恢復(fù)正常通風(fēng)。
停風(fēng)區(qū)中瓦斯?jié)舛瘸^(guò)1.0%或二氧化碳濃度超過(guò)1.5%,最高瓦斯?jié)舛群投趸紳舛炔怀^(guò)3.0%時(shí),必須采取安全措施,控制風(fēng)流排放瓦斯。
停風(fēng)區(qū)中瓦斯?jié)舛然蚨趸紳舛瘸^(guò)3.0%時(shí),必須制訂安全排瓦斯措施,報(bào)礦技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。
在排放瓦斯過(guò)程中,排出的瓦斯與全風(fēng)壓風(fēng)流混合處的瓦斯和二氧化碳濃度都不得超過(guò)1.5%,且采區(qū)回風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)必須停電撤人,其他地點(diǎn)的停電撤人范圍應(yīng)在措施中明確規(guī)定。只有恢復(fù)通風(fēng)的巷道風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔怀^(guò)1.0%和二氧化碳濃度不超過(guò)1.5%時(shí),方可人工恢復(fù)局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)巷道內(nèi)電氣設(shè)備的供電和采區(qū)回風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)的供電。
第一百四十九條 礦井必須建立瓦斯、二氧化碳和其他有害氣體檢查制度,并遵守下列規(guī)定:
(一)礦長(zhǎng)、礦技術(shù)負(fù)責(zé)人、爆破工、采掘區(qū)隊(duì)長(zhǎng)、通風(fēng)區(qū)隊(duì)長(zhǎng)、工程技術(shù)人員、班長(zhǎng)、流動(dòng)電鉗工下井時(shí),必須攜帶便攜式甲烷檢測(cè)儀。瓦斯檢查工必須攜帶便攜式光學(xué)甲烷檢測(cè)儀。安全監(jiān)測(cè)工必須攜帶便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀或便攜式光學(xué)甲烷檢測(cè)儀。
(二)所有采掘工作面、硐室、使用中的機(jī)電設(shè)備的設(shè)置地點(diǎn)、有人員作業(yè)的地點(diǎn)都應(yīng)納入檢查范圍。
(三)采掘工作面的瓦斯?jié)舛葯z查次數(shù)如下:
1.低瓦斯礦井中每班至少2次;
2.高瓦斯礦井中每班至少3次;
3.有煤(巖)與瓦斯突出危險(xiǎn)的采掘工作面,有瓦斯噴出危險(xiǎn)的采掘工作面和瓦斯涌出較大、變化異常的采掘工作面,必須有專人經(jīng)常檢查,并安設(shè)甲烷斷電儀。
(四)采掘工作面二氧化碳濃度應(yīng)每班至少檢查2次;有煤(巖)與二氧化碳突出危險(xiǎn)的采掘工作面,二氧化碳涌出量較大、變化異常的采掘工作面,必須有專人經(jīng)常檢查二氧化碳濃度。本班未進(jìn)行工作的采掘工作面,瓦斯和二氧化碳應(yīng)每班至少檢查1次;可能涌出或積聚瓦斯或二氧化碳的硐室和巷道的瓦斯或二氧化碳應(yīng)每班至少檢查1次。
(五)瓦斯檢查人員必須執(zhí)行瓦斯巡回檢查制度和請(qǐng)示報(bào)告制度,并認(rèn)真填寫(xiě)瓦斯檢查班報(bào)。每次檢查結(jié)果必須記入瓦斯檢查班報(bào)手冊(cè)和檢查地點(diǎn)的記錄牌上,并通知現(xiàn)場(chǎng)工作人員。瓦斯?jié)舛瘸^(guò)本規(guī)程有關(guān)條文的規(guī)定時(shí),瓦斯檢查工有權(quán)責(zé)令現(xiàn)場(chǎng)人員停止工作,并撤到安全地點(diǎn)。
(六)在有自然發(fā)火危險(xiǎn)的礦井,必須定期檢查一氧化碳濃度、氣體溫度等的變化情況。
(七)井下停風(fēng)地點(diǎn)柵欄外風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛让刻熘辽贆z查1次,擋風(fēng)墻外的瓦斯?jié)舛让恐苤辽贆z查1次。
(八)通風(fēng)值班人員必須審閱瓦斯班報(bào),掌握瓦斯變化情況,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,及時(shí)處理,并向礦調(diào)度室匯報(bào)。
通風(fēng)瓦斯日?qǐng)?bào)必須送礦長(zhǎng)、礦技術(shù)負(fù)責(zé)人審閱,一礦多井的礦必須同時(shí)送井長(zhǎng)、井技術(shù)負(fù)責(zé)人審閱。對(duì)重大的通風(fēng)、瓦斯問(wèn)題,應(yīng)制定措施,進(jìn)行處理。
第一百五十條 高瓦斯礦井煤巷掘進(jìn)工作面應(yīng)安設(shè)隔(抑)爆設(shè)
第三節(jié) 礦井瓦斯爆炸及其預(yù)防
一、概述
危害:
一種極其嚴(yán)重的災(zāi)害,一旦發(fā)生,不僅造成大量人員傷亡,而且還會(huì)嚴(yán)重摧毀礦井設(shè)施、中斷生產(chǎn)。
可能引起煤塵爆炸、礦井火災(zāi)、井巷垮塌和頂板冒落等二次災(zāi)害,使生產(chǎn)難以在短期內(nèi)恢復(fù)。
世界上最大一次瓦斯爆炸:
1942年,遼寧本溪,死亡:1549人,傷:146人。
新中國(guó)發(fā)生的最大一次瓦斯爆炸:
大同,白洞礦
瓦斯爆炸的條件
瓦斯爆炸時(shí),必須同時(shí)具備以下3 個(gè)條件:1.瓦斯?jié)舛仍?%~16%(9.5%時(shí)爆炸力最強(qiáng));2.引火溫度為650~750C(電火花、放炮、摩擦火花、吸煙等明火都可以達(dá)到這個(gè)溫度)。3.有足夠的含氧量??諝庵械暮趿吭?2%以上。防止瓦斯爆炸的措施有:
瓦斯爆炸的傳播及其后果
爆炸分類(lèi)
爆炸:物質(zhì)從一種狀態(tài)迅速變成另一種狀態(tài),并在瞬間放出大量能量的同時(shí),產(chǎn)生巨大聲響的現(xiàn)象。
1、根據(jù)反應(yīng)后的產(chǎn)物分為:
(1)物理爆炸
物理變化引起,物質(zhì)因狀態(tài)or壓力發(fā)生突然變化而形成。
特點(diǎn):爆炸前后物理性質(zhì)、化學(xué)成份均不改變。
如:鍋爐爆炸、氣體超壓爆炸。
(2)化學(xué)爆炸
物質(zhì)發(fā)生迅速的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生高溫、高壓而引起的爆炸。
特點(diǎn):爆炸前后物理性質(zhì)、化學(xué)成份均發(fā)生改變。
如:瓦斯爆炸、放炮、液化氣爆炸。
2、根據(jù)爆炸傳播速度分為:
(1)爆燃 v = 數(shù)十cm ~ 幾m/s
(2)爆炸 v = 幾m ~ 幾百m/s
(3)爆轟 v = 聲速 ~ 數(shù)千m/s
3、瓦斯爆炸的危害
1、火焰鋒面
----瓦斯爆炸時(shí)沿巷道運(yùn)動(dòng)的化學(xué)反應(yīng)帶和燃燒帶的總稱。
特點(diǎn):
(1)傳播速度 幾m/s ~ 2500m/s;
(2)溫度大于1000℃;
(3)傳播距離 幾十m ~ 幾百m 。
危害:
(1)造成人員大面積皮膚深度燒傷,呼吸器官粘膜燙傷;
(2)破壞電氣設(shè)備;
(3)引燃井巷可燃物。
2、沖擊波
正向沖擊波:波峰壓力 幾十kP ~ 2 Mpa。
反向沖擊波:壓力波疊加,壓力高達(dá)10MPa,
沖擊波傳播速度 ≮ 音速。
傳播距離 幾千m ,甚至波及地面 。
危害:
(1)造成人體創(chuàng)傷;
(2)移動(dòng)、翻倒和破壞電氣設(shè)備、機(jī)械設(shè)備;
(3)破壞支架、引起冒落,堵塞巷道;
(4)破壞通風(fēng)設(shè)施和通風(fēng)系統(tǒng),不僅擴(kuò)大災(zāi)情,而且會(huì)使搶險(xiǎn)救災(zāi)、救人困難化復(fù)雜化。
3、井巷大氣成分變化
特點(diǎn):
(1)O2 ;
(2)產(chǎn)生大量有毒、有害氣體(CO2、CO、H2O);
(3)形成爆炸性氣體( CO );
(4)影響范圍極遠(yuǎn),與通風(fēng)系統(tǒng)、通風(fēng)量及爆炸時(shí)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的破壞情況等有關(guān)。
危害:
(1)引起人員中毒和死亡;
(2)造成人員窒息死亡;
(3)造成后果嚴(yán)重。
四、煤礦爆炸性氣體的安全技術(shù)參數(shù)
1、爆炸界限及其主要影響因素
爆炸界限---- 在正常的大氣環(huán)境中,可燃?xì)怏w與空氣或氧氣混合,遇火源可以爆炸的極限濃度。
最低濃度----爆炸下限;
最高濃度----爆炸上限。
如:CH4在空氣中的爆炸下限為5~6%,上限為14~16%。
< 5% 時(shí),發(fā)生燃燒。
>15% 時(shí),新鮮空氣界面處燃燒。
CCH4= 9.5%時(shí),爆炸最劇烈。
CCH4= 7 ~8 %時(shí),爆炸最容易。
爆炸界限受多種因素影響:
1、環(huán)境溫度
隨著溫度升高甲烷的爆炸下限下降、上限上升。即爆炸界限擴(kuò)大。
2、氣壓
爆炸初始時(shí)環(huán)境的氣壓對(duì)烷空氣體的爆炸界限有很大的影響,氣壓增大時(shí)甲烷的爆炸下限變化很小,上限上升。
3、煤塵的影響
降低CH4的爆炸下限。
因?yàn)槊簤m本身有爆炸性,且煤塵遇熱會(huì)干餾出可燃?xì)怏w,使爆炸下限降低。
4、其它可燃?xì)怏w
當(dāng)甲烷和空氣的混合氣體中有可燃?xì)怏w參加時(shí),爆炸下限降低。
5、引火源點(diǎn)火能量的影響
引火源向鄰近的甲烷和空氣的混合氣體傳輸?shù)哪芰坑?,爆炸范圍愈大?br />
6、惰性氣體的影響
惰性氣體參加時(shí),甲烷爆炸下限提高,上限降低,即爆炸范圍縮小。
煤礦瓦斯爆炸原因分析
1、瓦斯爆炸條件
1)、CH4濃度處于爆炸范圍內(nèi)(正常條件 5 ~ 15 %);
2)、氧濃度超過(guò)失爆氧濃度(在CO2惰化下,>12%,在N2惰化下, >9 %);
3)、引火源的能量大于最小點(diǎn)火能量(0.28mJ)、溫度高于最低點(diǎn)火溫度(595℃)且高溫?zé)嵩创嬖跁r(shí)間大于瓦斯引火感應(yīng)期。
注:一般礦井中,O2>12%,只要瓦斯積存和火源兩因素同時(shí)具備,即會(huì)發(fā)生瓦斯爆炸。
2、瓦斯積存
---- 體積大于0.5m3的空間內(nèi)積聚的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到2.0%的現(xiàn)象。
原因:瓦斯不斷大量涌出;而沖淡的風(fēng)量、風(fēng)速不足;停止工作時(shí)間長(zhǎng)。
瓦斯積存地點(diǎn):任何地點(diǎn)。大多發(fā)生在采掘工作面。
采煤工作面:工作面上隅角、采煤機(jī)附近、括板運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭、放煤口等。
掘進(jìn)工作面:掘進(jìn)機(jī)機(jī)頭 、微風(fēng)區(qū)。
其它:排放瓦斯下風(fēng)側(cè)巷道、閉封附近、高冒區(qū)、瓦斯噴出孔附近等。
3、引火火源
1)、主要參數(shù):點(diǎn)火能量、溫度、作用時(shí)間。
2)、火源分類(lèi):
(1)化學(xué)火源:明火、煤炭自燃、炮火、導(dǎo)火索等。
(2)沖擊火源:沖擊、摩擦、絕熱壓縮高溫;
(3)電氣火源:電火花、電弧、靜電;
(4)高溫火源:高溫表面(機(jī)械設(shè)備、皮帶摩擦)、熱輻射。
3)、煤礦常見(jiàn)火災(zāi):
(1)明火
原因:高溫、明火本身燃燒反應(yīng)生成鏈載體。
種類(lèi):火柴明火(1200℃)、香煙(吸煙時(shí)達(dá)650℃~800℃ )、火災(zāi)。
(2)炮火
原因:不合格炸藥、放糊炮、炮孔封孔不嚴(yán)。
(3)沖擊、摩擦火源
原因:金屬器具沖擊、堅(jiān)硬頂板冒落;皮帶摩擦出火、截齒切割。
包括:巖石與巖石,巖石與金屬,金屬與金屬之間的強(qiáng)力撞擊或摩擦。
(4)電火花
包括:電器失爆、電焊作業(yè)、架線電機(jī)車(chē)運(yùn)行、放炮母線短路、不合格礦燈等
(5)靜電火花
高電阻物體或處于絕緣狀態(tài)的物體,緊密接觸后分離或摩擦?xí)r,產(chǎn)生靜電。
(6)熱輻射
大功率白熾燈取暖烤焦木板著火。
4)、引爆火源統(tǒng)計(jì)
我國(guó),1970~1979
電器火花:> 50 %
放炮 :≈ 30 %
4、人為因素
(1)違反技術(shù)下政策;
(2)瓦斯檢查制度執(zhí)行不嚴(yán);
(3)局部通風(fēng)管理不好;
(4)違章放炮;
(5)井下電氣設(shè)備失爆。
預(yù)防瓦斯爆炸的技術(shù)措施
技術(shù)措施包括:
1、防止瓦斯積存與超限
(超過(guò)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定值 )
瓦斯積存:局部(體積超過(guò)0.5m3)瓦斯?jié)舛瘸^(guò)2%的現(xiàn)象。
要求:
每一個(gè)礦井必須從采掘工作、生產(chǎn)管理上采取措施,防止瓦斯積存;
發(fā)生瓦斯積存時(shí),必須及時(shí)處理。
具體措施主要有:
(1)通風(fēng)異常的原因、類(lèi)別和對(duì)策
a)停電
是停風(fēng)的根本原因。包括:主要通風(fēng)機(jī)停電、局扇停電。
b)通風(fēng)系統(tǒng)或通風(fēng)設(shè)施破壞或異常。
如:風(fēng)門(mén)未關(guān)好、風(fēng)道堵塞、風(fēng)筒脫節(jié)或破壞等。
c)反風(fēng)
(2)瓦斯涌出異常的類(lèi)別與對(duì)策
a)煤與瓦斯突出
b)瓦斯噴出
c)沖擊地壓和頂板大面積陷落
d)大氣壓急劇下降
e)采掘作業(yè)
2、嚴(yán)格瓦斯檢查制度
要求 :嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》中關(guān)于瓦斯檢查制度及時(shí)發(fā)現(xiàn)瓦斯超限、瓦斯積存和防止瓦斯事故的措施。
3、防止瓦斯引燃的措施
原則:嚴(yán)禁和杜絕一切非生產(chǎn)火源;嚴(yán)格管理和限制生產(chǎn)中可能發(fā)生的、熱源。
具體有:
4、防止瓦斯爆炸事故擴(kuò)大的措施
原則:一旦發(fā)生瓦斯爆炸,為防止災(zāi)情擴(kuò)大,應(yīng)使災(zāi)區(qū)局限在盡可能小的區(qū)域和防止二次災(zāi)害。
七、課后習(xí)題
瓦斯的概念是什么?
瓦斯涌出的概念是什么?
瓦斯涌出的兩種表示方式是什么?
瓦斯積聚的概念是什么?
如何礦井瓦斯等級(jí),分哪些?
《煤礦安全規(guī)程》關(guān)于采掘工作面的瓦斯有規(guī)定?
瓦斯爆炸需具備哪些條件?
瓦斯爆炸產(chǎn)生的危害有哪些?
影響瓦斯爆炸界限的因數(shù)有哪些?
如何防止瓦斯爆炸?