??? 摘要:簡(jiǎn)述了瓦斯爆炸發(fā)生的條件,探討了瓦斯爆炸的爆源特征和爆炸特征。分析了煤礦安全現(xiàn)狀、煤礦瓦斯爆炸特性、基本條件和主要危害方式,重點(diǎn)介紹了瓦斯爆炸的防治措施,說(shuō)明瓦斯爆炸事故的防治是煤礦安全工作的一項(xiàng)系統(tǒng)工程,除了在技術(shù)上不斷提高外,安全制度的制定也必須作為安全工作的重點(diǎn),只有這樣才能從根本上解決瓦斯爆炸事故。
??????? 關(guān)鍵:瓦斯爆炸;爆炸特征;爆炸條件;爆炸防治
??? 1. 煤礦井下瓦斯爆炸的基本特性
??? 1.1 爆炸發(fā)生的條件
??? 瓦斯爆炸是一種強(qiáng)烈的氣體燃燒動(dòng)力現(xiàn)象。瓦斯爆炸有三要素,即:瓦斯爆炸濃度區(qū)間、點(diǎn)燃源和混合氣體中氧含量上。
??? 在瓦斯爆炸三要素中最容易獲得的條件是空氣中的氧氣含量,爆炸發(fā)生要求的條件是大于12%。瓦斯爆炸和火災(zāi)都會(huì)消耗空氣中的氧,但由于風(fēng)流的流動(dòng),對(duì)于開(kāi)放的區(qū)域空氣中的氧氣可以迅速得到補(bǔ)充。封閉區(qū)域內(nèi)氧濃度受到多種因素的影響,準(zhǔn)確估算通常十分困難,直接測(cè)量可能是更有效的手段。瓦斯爆炸發(fā)生后,對(duì)災(zāi)害區(qū)域進(jìn)行大范圍的封閉通常不是一個(gè)好的辦法,特別是高瓦斯礦井,不能期望封閉會(huì)阻止區(qū)域內(nèi)爆炸的再次發(fā)生,因?yàn)榕c封閉區(qū)域內(nèi)空氣中氧氣的量相比,再次發(fā)生爆炸消耗的量只占很小的部分,何況還可能有漏風(fēng)存在。瓦斯涌入空氣中會(huì)擠占空氣的體積,如20%氧濃度的空氣中涌入瓦斯后,瓦斯?jié)舛冗_(dá)10%時(shí),氧氣的濃度降低到18%。這一過(guò)程在封閉的區(qū)域內(nèi)表現(xiàn)十分顯著。
??? 0.28MJ的點(diǎn)燃能量就足以引起瓦斯爆炸,因此,瓦斯爆炸的點(diǎn)燃源是最難控制的因素。 煤礦井下引起瓦斯爆炸的點(diǎn)燃源主要有如下幾類:
??? (1)機(jī)械類 包括機(jī)械運(yùn)行中的摩擦、堅(jiān)硬巖石及鋼鐵支架、設(shè)備之間的撞擊。
??? (2)電氣類 與輸電線路、電氣設(shè)備有關(guān)的電火花、電弧、電器失爆等。
??? (3)火焰類 有燃燒反應(yīng)的點(diǎn)燃,如吸煙、火災(zāi)、氣體切割和焊接等。
??? (4)炸藥類 與炸藥爆破有關(guān)的點(diǎn)燃,如使用非許可炸藥、鉆孔充填不當(dāng)引起爆破火焰等。
??? (5)其它類 上述不包含的點(diǎn)燃,如閃電、壓縮管路破裂氣體噴出等。
??? 2. 煤礦井下瓦斯爆炸的主要特征參數(shù)
??? 衡量瓦斯爆炸的特征參數(shù)主要有爆源特征參數(shù)和爆炸特征參數(shù)兩方面。
??? 2.1 瓦斯爆炸的爆源特征
??? 可燃?xì)怏w的爆炸與炸藥爆炸最根本的區(qū)別就是爆源特征。炸藥爆炸可以看作是理想的點(diǎn)源爆炸,能量的釋放是瞬時(shí)的,且爆源的尺寸與爆炸的影響范圍相比表征為一個(gè)點(diǎn)。瓦斯爆炸則不同,爆炸性混合氣體的特征尺寸與火焰鋒面可以達(dá)到的最遠(yuǎn)距離相比是不能忽略的,有時(shí)甚至為同一數(shù)量級(jí)。
??? 2.2 瓦斯爆炸的爆炸特征
??? 衡量瓦斯爆炸特征的參數(shù)主要有火焰鋒面的傳播速度、爆炸火焰的溫度、爆炸產(chǎn)生的最大壓力、爆炸壓力的上升速率等,這些參數(shù)由于爆燃過(guò)程的多樣性和井下環(huán)境的復(fù)雜性,其值受到多種因素的影響,因此,不論是實(shí)驗(yàn)礦井的測(cè)試數(shù)據(jù)還是管道實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)都有差別。
??? 3 瓦斯爆炸的防治技術(shù)措施
??? 瓦斯爆炸事故的防治可分為預(yù)防爆炸和抑制爆炸。預(yù)防爆炸主要有:優(yōu)化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)及通風(fēng)系統(tǒng),防治瓦斯積聚,進(jìn)行瓦斯抽放,加強(qiáng)瓦斯?jié)舛群突鹪幢O(jiān)測(cè),防止點(diǎn)火源的出現(xiàn)等;抑制爆炸主要采用隔爆抑爆裝置將瓦斯爆炸限制在一定范圍內(nèi),從而減少人員傷亡和災(zāi)害事故所造成的損失。