采矿工程专业专题演讲.docx
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采矿工程专业专题演讲
专题讲演
矿井瓦斯爆炸及其防治
学生姓名:
杨向乐
指导老师:
孙臣良
专业班级:
矿物07-4
学号:
0701100425
时间:
2010/12/13
综合成绩:
前言
瓦斯爆炸是煤矿生产的主要灾害之一。
近年来,我国连续发生了几起特别重大瓦斯爆炸事故,造成大量的人员伤亡和财产损失,带来严重的社会影响。
如2009年2月22日,山西古交市屯兰煤矿发生瓦斯爆炸事故,77人死亡;2009年9月8日河南平顶山市新华四矿特大瓦斯爆炸事故,54人死亡;2009年11月21日,鹤岗新兴煤矿特大瓦斯爆炸,108人死亡。
2010年12月7日,河南省义煤集团兼并重组的渑池县巨源煤业有限公司井下发生瓦斯爆炸事故,26人遇难。
从以上事故中可以看出一次死亡人数多、损失严重、对生产和社会影响恶劣的是瓦斯事故,我国煤矿发生的特别重大事故主要是瓦斯事故,因此实现控制目标的重点是瓦斯爆炸事故。
1矿井瓦斯爆炸
1.1瓦斯爆炸概念
瓦斯爆炸是瓦斯和空气混合后,在一定的条件下遇高温热源发生的剧烈的连锁反应,并伴有高温高压的现象,在瓦斯爆炸过程中,火焰从火源占据的空间不断地传播到爆炸性混合气体所在的整个空间。
1.2瓦斯爆炸的反应过程
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,其化学反应式如下:
瓦斯爆炸是一个复杂的化学反应过程,上式只是反应的最终结果。
近年来的研究确定,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能量)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,再产生两个或两个以上的游离基。
这样循环不已,游离基愈来愈多,化学反应速度也愈来愈快,最后就可以发展为燃烧或爆炸式的氧化反应。
对于甲烷爆炸的中间反应过程,已经提出了几种不同的反应方式。
其中之一认为,CH4吸收能量后分解成[CH3]和[H]两个游离基。
[CH3]、[H]又分别与O2反应,各自生成新的游离基[CH2O]、[OH]和[OH]、[O]:
这样迅速发展下去,反应就会以极其猛烈的爆炸形式表现出来,它的最终产物则是CO2和H2O(见
(1)式)。
如果氧气不足,反应不完全,也能产生CO。
采用现代的检查方法,在甲烷的爆焰内检查到了[O]、[OH]、[CH3]、[CH2O]等游离基的大量存在,从而证实了热—链式理论的正确。
1.3瓦斯爆炸的传播过程
矿井巷道中瓦斯爆炸传播是以冲击波方式传播的,随着传播时间和空间的推移,冲击波结构发生变化。
在起始阶段,以爆燃波方式传播,随着甲烷气体燃烧完毕,则演变为单纯空气波传播。
爆燃是一种带有压力波的燃烧。
当火焰阵面后边界有约束或障碍,燃烧产物就可以建立起一定的压力,波阵面两侧就建立起一个压力差,这个压力波以当地声速向前传播,这就是压力波。
由于这个压力波传播速度比火焰阵面要快,行进在燃烧阵面前,因此也叫前驱冲击波。
瓦斯爆炸发生时,爆源附近气体高速向外冲击,加之爆炸后生成的一部分水蒸汽很快凝聚,在爆源附近形成气体稀薄的低压区。
瓦斯爆炸时产生的高温高压,促使爆源附近的气体以极大的速度(可达每秒几百米甚至上千米)向外冲击,于是被爆炸冲出的气体连同爆源外围的气体,又以高速反向冲回爆源地。
这种反向冲击的力量虽较正向冲击的力量小,但它是沿着已遭破坏的区域反冲,其破坏性往往更大。
如果反向冲击的空气中含有足够的瓦斯和氧,而爆源附近的火源尚未消失,或有因爆炸而产生的新火源存在,就可以造成第二次爆炸。
此外,在瓦斯涌出量较大的矿井,如果空气中的瓦斯浓度,在火源熄灭前又达到爆炸浓度,还能引起瓦斯的再次爆炸。
瓦斯爆炸往往造成人员伤亡,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,还可能点燃坑木等可燃物而引起火灾。
1.4瓦斯爆炸的危害
瓦斯爆炸发生时产生的高温火焰、冲击波及使矿井空气成分发生变化是造成灾害的途径。
对人的伤害包括:
呼吸系统及皮肤高温烧伤,冲击波伤害,中毒和窒息。
对物的高温引起火灾和冲击波破坏。
1.4.1火焰
火焰是在瓦斯爆炸过程中,瓦斯剧烈氧化的产物。
火焰的传播速度为1~2.5m/s(正常燃烧)至2500m/s(爆轰速度),一般为500~700m/s。
火焰阵面是燃烧产物与未燃烧产物之间的分界面。
火焰阵面象“活塞”那样沿巷道运动,带进越来越多的空气和可燃成分,“活塞”长度为零到几十米。
火焰阵面通过时,人员被烧伤,不但皮肤就连呼吸器官和消化器官的粘膜也会烧伤。
电气设备遭到毁坏,尤其是电缆,这时能形成危险的第二次火源。
还会引起火灾。
1.4.2冲击波
在瓦斯爆炸过程中,由于能力突然释放即会产生冲击波,它是由压力波发展而成的。
正向冲击波传播时,其压力一般为10kPa~2MPa,但其遇叠加或反射时,常常可形成高达10MPa的压力。
冲击波的传播速度高于音速(340m/s)。
冲击波通过时会对人体造成危害,多数情况下,这些创伤具有综合(创伤、烧伤等)多样的特点。
冲击波前沿剩余压力对人的作用特点如下:
●0.003~0.01MPa:
无创伤
●0.011~0.02MPa:
头昏、轻伤
●0.04MPa:
中度创伤:
震伤、失去知觉、骨折
●0.06MPa:
重伤:
内脏受伤,严重脑震荡、骨折
●0.3MPa:
有较大死亡可能性(75%)
●0.4MPa:
死亡率为100%
冲击波前沿剩余压力对物体或巷道的作用特点如下:
移动和破坏设备,可能发生二次着火;破坏支架、顶板冒落、垮塌岩石堆积物导致通风系统破坏,使救灾复杂化。
●0.011~0.02MPa:
支架部分破坏,密闭被破坏(密闭不稳定时)。
●0.021~0.06MPa:
木支架相当程度被破坏,金属支架移动,混凝土整体支护发生片状脱落。
●0.061~0.3MPa:
木支架完全破坏,金属支架部分破坏,发碹巷道出现裂隙,片况脱落,铁轨变形,枕木脱开,小于1吨的设备整体破坏、变形、位移,大于1吨设备翻倒、位移、部分变形。
●0.31~0.65MPa:
金属支架巷道全长全面破坏,形成密实堆积物,整体钢筋混凝土支架部分破坏,混凝土整体遭破坏,设备和设施完全破坏。
●0.66~1.17MPa:
混凝土支架完全破坏,形成密实堆积物,整体钢筋混凝土支架相当大破坏,可能形成冒落拱。
1.4.3高温灼热
在瓦斯浓度为9.5%条件下,爆炸时的瞬时温度在自由空间内可达1850℃;在封闭空间内最高可达2650℃。
井下巷道呈半封闭状态,其爆温将在1850℃与2650℃之间。
这样高的火焰温度,很短时间内足以灼伤人的皮肤和肌肉、损伤人的器官,点爆煤尘,点燃坑木。
在煤炭科学研究总院重庆分院爆炸试验基地进行的瓦斯爆炸损伤试验研究表明,瓦斯爆炸的高温灼热严重损伤呼吸系统,可造成10%试验大白鼠死亡(48小时内)。
1.4.4有毒气体
由瓦斯爆炸反应,我们知道,由于瓦斯浓度和氧气浓度的不同,使得爆炸产生的有毒气体CO和CO2的浓度差异很大,特别是由于瓦斯爆炸破坏了通风系统,使爆炸后的有毒气体CO和CO2不易扩散和稀释。
从以往事故分析看:
爆炸后的有毒有害气体的中毒是造成人死亡的主要原因,占死亡总数的70~80%。
1)CO对人的危害是由于人体内的血红蛋白(Hb)通过肺与CO结合生成碳氧血红蛋白(CO—Hb),妨碍了Hb向体内运送氧的功能,因而使人的体内缺氧。
CO与Hb的结合力比O2与Hb的结合力强210~300倍。
CO—Hb的浓度达到50~60%时,人就会产生痉挛、昏睡、假死。
2)CO2对人的伤害机理与CO相仿。
人对CO2的耐受程度如下:
●CO2浓度达2.5%(45mg/L)时,在1h内不呈现任何中毒症状;
●达到3%时才加深呼吸;
●达到4%(72mg/L)时,才略呈局部刺激,有头痛感、耳鸣、心悸、血压升高、眩晕等;
●达到6%时,症状更加明显;
●达到8%时,呼吸变得十分困难;
●达到8~10%时,立即发生意志昏沉、痉挛、虚脱,进而停止呼吸,以致死亡;
●达到20%时,数秒内立即引起中枢神经障碍,生命陷于危险状态。
2瓦斯爆炸的条件及影响因素
2.1瓦斯爆炸的条件
瓦斯爆炸必须具备三个充要条件:
瓦斯浓度在爆炸范围内;存在时间超过感应器、温度高于最低点燃温度的引火源;氧气浓度大于临界值。
2.1.1瓦斯浓度
根据上述热—链式反应的理论,一定浓度的瓦斯吸收足够的热能后,就将分解出大量的活化中心,完成整个氧化反应过程,并放出一定的热量(每摩尔甲烷完全氧化时,能放出12.4千卡的热量)。
如果生成的热量超过周围介质的吸热和散热能力,而混合物又有足够的CH4和O2存在,那么在此条件下,就会生成更多的活化中心,使氧化过程迅猛发展成为爆炸;若参与反应的瓦斯浓度不够,氧化生成的热量与分解的活化中心都不足,则这一反应不能发展成为爆炸;又若瓦斯的浓度过高,相对来说氧的浓度就不够,不但不能生成足够的活化中心,而且因为甲烷的热容量较大(约为空气的2.5倍),氧化生成的热量为周围介质所吸收,当然也不会发展成为爆炸。
因此,瓦斯爆炸具有一定的浓度范围,其临界值即为瓦斯爆炸界限。
其最低浓度界限叫爆炸下限,最高浓度界限叫爆炸上限。
在新鲜空气中瓦斯爆炸界限一般为5~16%,5%为下限,16%为上限。
由
(2)式可知,在新鲜空气中含有甲烷9.5%时,遇有火源,混合气体中的全部氧和瓦斯都参与反应,这是形成瓦斯爆炸的最适宜条件。
2.1.2引火源
瓦斯爆炸的第二个条件是高温火源的存在。
点燃瓦斯所需的最低温度叫引火温度。
瓦斯的引火温度一般认为是650~750℃。
明火、煤炭自燃、电气火花、赤热的金属表面、吸烟、甚至撞击或摩擦产生的火花等煤矿井下所能遇到的绝大多数火源都足以引燃瓦斯。
煤矿井下可能存在的着火源及温度如下:
●冲击波的速度大于1250~1350m/s,其前沿后面的温度大于500℃。
●瓦斯和煤尘爆炸火焰前沿的温度2000~2500℃。
●炸药爆炸产物的温度4500℃。
●电弧、电火花的平均温度4000℃(放电主通道的温度10000℃)。
●
火柴的明火温度1200℃。
●点燃香烟温度600~800℃。
由于瓦斯爆炸热—链式反应时,大量活化中心的产生与形成需要一定的时间过程,达到爆炸浓度的瓦斯遇到高温火源时并不能立即发生爆炸。
这种需要迟延一个很短时间才爆炸的现象称为引火延迟现象,其引火延迟时间称为感应期(或诱导期)。
感应期的长短与瓦斯浓度和引火温度与压力有关。
表1-1为实验室条件下测得的感应期。
虽然瓦斯爆炸的感应期很短,但对煤矿安全生产却有着重要的作用。
例如使用安全炸药进行爆破时,虽然炸药爆炸的初温能达2000℃左右,但是在绝大多数情况下,这一高温存在的时间极短(通常仅为千分之几秒),小于瓦斯爆炸的感应期,所以不会引起瓦斯爆炸事故的发生。
但若炸药质量不合格或炮泥充填不当,则爆炸后的高温气体存在时间就能延长,并且可以分解产生NO2等气体,促进链反应的发展,使感应期缩短,造成瓦斯爆炸事故。
又如矿用安全电气设备,在发生故障时能够迅速断电,其断电的时间小于感应期,也不会导致瓦斯爆炸。
如果瓦斯—空气混合气体的压力增高或混入某些能促使链式反应加速的气体,感应期就会缩短,甚至消失。
例如在瓦斯中加入0.5%的CH2O(甲醛)或0.32%的NO2,感应期就接近于消失。
NO2是炸药爆炸后的产物,再加上爆破冲击波对气体的冲击压缩作用,井下放炮时,瓦斯的感应期将比表1-1所列时间为短。
因此,遵守《规程》中有关瓦斯矿的爆破规定非常重要。
煤矿井下可能存在的着火源的作用时间:
●冲击波的作用持续时间最短—10-7~10-3s。
●炸药爆炸后产物、电火花作用时间—10-6~10-2s。
●电弧及瓦斯煤尘爆炸的火焰前沿作用时间—10-4~1s。
●明火和灼热体作用时间最长。
2.1.3氧浓度
《煤矿安全规程》规定,井下工作地点的氧浓度不得低于20%,上述关系似乎没有什么实际意义,但在密封区特别是火区内情况却不同,其中往往积聚大量瓦斯,且有火源存在,只有氧浓度很低时,才不会发生爆炸;一旦重开火区或火区封闭不严而大量漏风,新鲜空气不断流入,氧浓度达到12%以上,就可能发生爆炸。
从试验中得到了瓦斯-空气混合气体爆炸极限与氧浓度的关系,如图1-1所示。
BEC所构成的三角区域就是瓦斯爆炸三角形,当瓦斯浓度和氧浓度处于三角形区域,在点火源作用下,就会发生瓦斯爆炸;同样,瓦斯浓度和氧浓度不在此三角形区域,就不会发生瓦斯爆炸。
这就为防止瓦斯爆炸发生提供了途径。
这是如前所述,采掘工作面进风流中的氧气浓度不低于20%。
氧气作为作业人员必备的生存条件,在煤矿井下必须予以保证,也就是说,在煤矿井下工作环境下,氧浓度都必须维持在20%以上,通过控制氧气浓度来控制瓦斯爆炸事故是不现实的。
然而,在密封区特别是火区,其中往往积聚大量瓦斯,且有火源存在,只有将氧浓度控制在很低时(12%以下),才能确保不会发生瓦斯爆炸事故;重开火区或火区封闭不严而大量漏风,新鲜空气不断流入,氧浓度达到12%以上时,同样可能发生爆炸。
这也是在采空区内为防止瓦斯爆炸或燃烧,把氧浓度降低到12%以下,以控制爆炸或熄灭燃烧火焰的原因所在。
综上所述,在新鲜空气中,瓦斯浓度为5~16%,在遇到650~750℃以上的火源才会爆炸。
但是这些数值受很多因素的影响,而在较大范围内变化,加上矿井通风和瓦斯涌出的不稳定性,所以《规程》中对井下各地点的瓦斯浓度与可能产生的火源都作了严格限制,以防爆炸事故的发生。
这是十分必要的,必须认真执行。
2.2影响瓦斯爆炸界限的主要因素
瓦斯的爆炸界限并不是固定不变的,它受到许多因素的影响,例如:
2.2.1可燃气体的混入
瓦斯—空气混合气体中混入其它可燃气体时,不仅增加了爆炸性气体的总浓度,而且会使瓦斯爆炸界限发生变化。
几种可燃性气体同时存在时,可根据下式求得混合气体的爆炸上、下限:
表1-2为煤矿内常见的几种可燃性气体的爆炸界限。
由(10)式计算表明,这些可燃性气体的混入都能使爆炸界限扩大。
所以井下发生火灾,产生其他可燃性气体时,即使平时瓦斯涌出量不大的矿井,也有发生爆炸的可能性,同样应该提高警惕。
2.2.2煤尘的混入
烟煤煤尘具有爆炸性,300~400℃时就能从煤尘内挥发出可燃性气体,从而使瓦斯的爆炸下限降低,爆炸的危险性增加。
2.2.3惰性气体
惰性气体的混入,使氧浓度降低,并阻碍活化中心的形成,可以降低瓦斯爆炸的危险性。
2.2.4混合气体的初温(爆炸前混合气体的温度)
根据试验,初温越高,爆炸界限就越扩大。
当初温20℃时,爆炸界限为6.0%~13.4%,100℃时为5.45%~13.5%,700℃时为3.25%~18.75%。
所以井下发生火灾或爆炸时,高温会使原来未达到爆炸浓度的瓦斯发生爆炸。
3矿井瓦斯爆炸防治
瓦斯爆炸的危害极其严重,但却不是不可预防的。
我国广大煤矿职工,认真贯彻执行党的安全生产方针,在生产实践中积累了丰富的预防瓦斯爆炸的经验,有着很多行之有效的措施,归纳起来主要有以下三个方面:
防止瓦斯积聚、防止瓦斯引燃和防止瓦斯灾害事故的扩大。
3.1防止瓦斯积聚
3.1.1通风是防止瓦斯积聚的最主要措施
瓦斯矿的通风必须做到有效、稳定和连续不断,才能将井下涌出的瓦斯及时冲淡排出,使采掘工作面和生产井巷中的瓦斯浓度符合《规程》要求。
3.1.2及时处理局部积存的瓦斯
生产中易于积聚瓦斯的地点有:
回采工作面上隅角,顶板冒落的空洞内,低风速巷道的顶板附近,停风的盲巷,回采工作面采空区边界处以及采煤机附近。
及时处理局部积聚的瓦斯,是矿井日常瓦斯管理工作的重要内容,也是预防瓦斯爆炸事故、保证安全生产的关键工作。
通常采用的主要方法是:
向瓦斯积聚地点加大风量或提高风速,将瓦斯冲淡排出,将盲巷和顶板空洞内积聚的瓦斯封闭隔绝;必要时应采取抽放瓦斯的措施。
1)回采工作面上隅角瓦斯积聚的处理
我国煤矿处理回采工作面上隅角瓦斯积聚存的方法很多,大致可以分为以下三类:
迫使一部分风流流经工作面上隅角,将该处积聚的瓦斯冲淡排出。
此法多用于工作面瓦斯涌出量不大(小于2~3m3/min),上隅角瓦斯浓度超限不多时。
具体做法是在工作面上隅角附近设置一道木板隔墙或帆布风幛或将回风巷道后联络眼内的密封打开,并在工作面回风巷中设调节风门,迫使一部分风流清洗上隅角;
改变采空区内的漏风方向。
如果采空区涌出的瓦斯比较大,不仅工作面上隅角经常超限,而且工作面老塘边和回风流中瓦斯也经常超限时,在可能的条件下,将上部小阶段的已采区密闭墙打开,改变采空区的漏风方向,将采空区的瓦斯直接排入回风巷道内,不再向工作面上隅角泄出。
此法只适用于没有自燃的煤层,而且要注意防止回风流中瓦斯超限。
此外,还可以应用风压调节法控制或改变采空区上隅角的漏风量或漏风方向,以减少该处的瓦斯聚集;
上隅角排放瓦斯。
最简单的方法是每隔一段距离在上隅角设置隔墙(或风幛),敷设铁风管利用风压差,将上隅角积聚的瓦斯排放到回风口50~100米处。
如风筒两端压差太小,排放瓦斯不多时,可在风筒内设置高压水或压气引射器,提高排放效果。
在工作面绝对瓦斯涌出量超过5~6m3/min的情况下,单独采用上述方法,可能难于收到预期效果,必须进行邻近层或开采煤层的瓦斯抽放,以降低工作面的瓦斯涌出量。
2)综合机组工作面瓦斯积聚的处理
目前国内外处理综合机组工作面瓦斯大量涌出与积聚的措施有:
①加大工作面的进风量。
有些工作面风量高达1500~2000m3/min,为此不得不扩大顺槽断面与控顶区宽度,同时提高工作面的最大允许风速值。
国外有些研究人员认为,综合机械化采煤工作面,只要采取有效的降尘措施,可以将工作面风速提高到6m/s。
②提高工作面风流中的瓦斯允许浓度。
随着煤矿遥控技术的发展,瓦斯连续监视、警报器与超限切断电源装置等新技术逐渐广泛应用,有些资本主义国家提高了瓦斯的极限允许浓度,如法国,在配有瓦斯遥测记录的工作面,允许瓦斯浓度为1.5~2.0%。
③降低瓦斯涌出的不均匀性。
其方法是提高采煤机在每一班中的工作时间和增加一昼夜内的生产班次,使采煤机以较小的速度和浅截深连续采煤。
④抽放瓦斯。
这是比较有效的积极措施,在可能条件下,应尽量采用。
⑤对于局部积聚瓦斯的地区,如采煤机附近,可在采煤机的切割部或牵引部安装小型扇风机或水力引射器,吹散这些地区积聚的瓦斯。
3)顶板附近瓦斯层状积聚的处理
在巷道周壁不断涌出瓦斯的情况下,如果巷道内的风速太小,不能造成瓦斯与空气的紊流混合。
瓦斯就能浮存于巷道顶板附近,形成一个比较稳定的带状瓦斯层,这就叫瓦斯的层状积聚。
层厚可由几厘米到几十厘米,层长几米到几十米。
层内的瓦斯浓度由下向上逐渐增大(2~3%到10%以上)。
这类层状积聚难于发现和处理,常为瓦斯爆炸的根源。
各类巷道(包括回采工作面)都可以出现层状积聚。
厚煤层倾斜巷道和大断面顶板光滑的巷道内,如果瓦斯涌出量较大、风速较小(小于1m/s)时,最容易形成层状积聚。
预防和处理瓦斯层状积聚的方法是:
①加大巷道内的风流速度,使瓦斯与风流能充分地紊流混合。
一般认为防止瓦斯层状积聚的风速应大于0.5~1m/s。
②加大顶板附近的风速。
如在顶梁下面加导风板将风流引向顶板附近,或沿顶板铺设铁风筒,每隔一段距离接一短管,或沿顶板铺设钻有小孔的压气管,将积聚的瓦斯吹散;如顶板裂缝发育,从中不断有较多瓦斯涌出时,可用木板将上顶背严、填实;如果顶板附近有集中的瓦斯源,可向顶板打钻抽放瓦斯。
4)顶板冒落空洞内积聚瓦斯的处理
常用的方法有:
用砂土将冒落空间填实;用导风板或风筒接岔(俗称风袖)引入风流吹散瓦斯。
5)恢复有瓦斯积聚的盲巷或在打开密闭时的瓦斯处理
对此要特别慎重,并须订有专门的安全技术措施。
措施中要注意以下各点:
①最好在非生产班进行,在回风涉及的范围内,机电设备应停止运转甚至切断电源。
②处理前,应有救护队佩戴氧气呼吸器进入瓦斯积聚区检查瓦斯浓度,估算出瓦斯积聚量,然后再根据该区域通风能力决定排放速度。
③处理工作至少要有两人进行。
④开动局扇前要检查局扇附近20米内瓦斯是否超限,开动后要检查局扇有无循环风。
⑤如果瓦斯积聚量较大,应逐段恢复通风,并不断检查回风瓦斯浓度,防止大量瓦斯突然涌出造成事故。
3.1.3抽放瓦斯
这是瓦斯涌出量大的矿井或采区防止瓦斯积聚的主要且经济,有效的措施。
3.1.4经常检查井下各地点的瓦斯浓度和通风状况
实践证明,加强对瓦斯检查员的思想教育,认真执行《规程》规定的瓦斯检查制度,严字当头,坚持不懈,是发现和处理问题,防止瓦斯爆炸的前提。
关于瓦斯检查的制度、检查地点和检查次数,《规程》都有明确、具体的规定。
表1-15为《规程》规定的井下各处瓦斯允许浓度和超限时的措施要求。
3.2防止瓦斯引燃火源
防止瓦斯引火的原则是:
严禁和杜绝一切非生产火源;严格管理和限制生产中可能发生的火、热源。
煤矿引火源有明火、放炮和电火花、摩擦火花、冲击火花等,必须做到:
1)禁止携带烟草及点火工具下井。
2)井下禁止使用电炉,井下和井口房内不准从事电焊、气焊和使用喷灯接焊等工作。
如果必须使用,则须制定安全措施,并报上级批准。
3)对电弧、火花也要进行严格的管理,在瓦斯矿井应选用矿用安全型、矿用防爆型或矿用安全火花型电气设备。
在使用中应保持良好的防爆、防火花性能。
电缆接头不准有“羊尾巴”、“鸡爪子”、明接头。
要注意金属支柱在矿山压力作用下产生的摩擦火花。
对电气设备的防爆措施,除广泛采用的防爆外壳外,采用低电流、低电压技术来限制火花强度。
掘进工作面采用局部通风机与其他电气设备间的闭锁装置。
4)停电、停风时,要通知瓦斯检查人员检查瓦斯;恢复送电时,要经过瓦斯检查人员检查后,才准许恢复送电工作。
5)严格执行“一炮三检”制度。
同时还必须加强对放炮工作的管理,封泥量一定要达到《煤矿安全规程》规定的要求,决不允许在炮泥充填不够或混有可燃物及炸药变质的情况下放炮。
6)为防止机电设备防爆性能失效或工作时出现火花以及放炮产生火焰等引燃瓦斯,《煤矿安全规程》还就以下几种情况作了瓦斯浓度界限的规定:
①采掘工作面风流中瓦斯浓度达到1%时,必须停止用电钻打眼;达到1.5%时,必须停止工作,切断电源,进行处理;采掘工作面个别地点积聚瓦斯浓度达到2%时,要立即进行处理,附近20m内,必须停止机器运转,并切断电源。
只有在瓦斯浓度降到1%以下,才许开动机器。
②放炮地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1%时,禁止放炮。
③采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1%时,必须停止作业,采取有效措施,进行处理。
④矿井总回风或一翼回风流中瓦斯浓度超过0.75%时,矿总工程师必须查明原因,进行处理,并报告矿务局总工程师。
3.3防止瓦斯爆炸灾害事故扩大的措施
万一发生爆炸,应使灾害波及范围局限在尽可能小的区域内。
以减少损失,为此应该:
1)编制周密的预防和处理瓦斯爆炸事故计划,并对有关人员贯彻这个计划。
2)实行分区通风。
各水平、各采区都必须布置单独的回风道,采掘工作面都应采用独立通风。
这样一条通风系统的破坏将不致影响其他区域。
3)通风系统力求简单。
应保证当发生瓦斯爆炸时入风流与回风流不会发生短路。
4)装有主要通风机的出风井口,应安装防爆门或防爆井盖,防止爆炸波冲毁通风机,
5)影响救灾与恢复通风。
6)防止瓦斯事故扩大的隔爆措施。
我国已经研制出的自动隔爆装置,其原理是传感器识别爆炸火焰,并向控制器给出测速(火焰速度)信号,控制器通过实时运算,在恰当的时候启动喷洒器快速喷洒消焰剂,将爆炸火焰扑灭,阻止爆炸传播。
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