矿井瓦斯危害及防治.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,矿井瓦斯危害及防治,一、瓦斯概念及性质,二、瓦斯的主要危害,三、瓦斯爆炸,一、瓦斯概念及性质,矿井,瓦斯,是煤矿生产过程中，从煤、岩内涌出的以甲烷为主的各种有害气体的总称。在本章所描述的有关瓦斯的物理、化学性质等特性，均是针对甲烷而言。,矿井瓦斯的组成成分,及其比例关系因成因不同而有差别。一般情况下，含有甲烷（可达,80%,90%,）和其它烃类，如乙烷、丙烷，以及,CO,2,（如吉林营城煤矿）和稀有气体。个别煤层内含有,H,2,、,CO,（如山东新汶矿务局）、,H,2,S,（如河南鹤壁四矿）。,一、瓦斯概念及性质,甲烷,（,CH,4,，俗称沼气），是无色、无味、无毒的气体。甲烷分子的直径为,0.375810,-9,m,，可以在微小的煤体空隙和裂隙里流动。其扩散速度是空气的,1.34,倍，从煤岩中涌出的瓦斯会很快,扩散,的巷道空间。甲烷标准状态时的密度为,0.716kg/m,3,，比空气轻，与空气相比的相对密度为,0.554,。如果巷道上部有瓦斯涌出源，风速低时，容易在顶板附近形成瓦斯积聚层。瓦斯微溶于水，在,20,C,和,0.103Mpa,（,1atm,）时，,100L,水可以溶解,3.31L,甲烷，,0,C,时可以溶解,5.56L,甲烷。,二、瓦斯的主要危害,1.,使人窒息。,甲烷虽然无毒,，但其浓度如果超过,57%,，能使空气中氧浓度降低至,10%,以下。瓦斯矿井通风不良或不通风的煤巷，往往积存大量瓦斯。如果未经检查就贸然进入，因缺,O,2,而很快地,昏迷、窒息，直至死亡,，此类事故在煤矿并不鲜见。,2.,燃烧及爆炸。瓦斯在适当的浓度,能燃烧和爆炸,。自,1675,年英国茅斯汀矿发生第一次瓦斯爆炸,二、瓦斯的主要危害,事故以后（我国最早关于瓦斯爆炸的文献记载见于,1603,年），世界各产煤国家都发生过各种损失程度的瓦斯爆炸事故。,3.,煤与瓦斯突出。在煤矿的采掘生产过程中，当条件合适时，会发生,瓦斯喷出或煤与瓦斯,突出，产生严重的破坏作用，甚至造成巨大的财产损失和人员伤亡。,三、瓦斯爆炸,瓦斯爆炸是煤矿生产中最严重的灾害之一。我国最早关于煤矿瓦斯爆炸的文献记载见于山西省,高平县志,，万历三十一年（,1603,年），山西省高平县唐安镇一煤井发生瓦斯爆炸事故，文中描述瓦斯爆炸时的情形为：“火光满井，极为熏蒸，人急上之，身已焦烂而死，须臾雷震井中，火光上腾，高两丈余”。国外文献记载的最早瓦斯爆炸事故，是,1675,年发生于英国茅斯汀煤矿的瓦斯爆炸。,三、瓦斯爆炸,世界煤矿开采史上最大的伤亡事故，是,1942,年发生于辽宁本溪煤矿瓦斯、煤尘爆炸，造成,1549,人死亡，,146,人受伤。,1960,年,5,月,9,日,13,时,45,分，大同矿务局老白洞矿发生瓦斯（有的资料说为煤尘）爆炸事故，死亡,684,人（有的资料说为,682,人）。,三、瓦斯爆炸,本世纪,60,年代以来，由于大型高效通风机的投入使用，自动遥测监控装置的使用和采取了瓦斯抽放等一系列技术措施，瓦斯爆炸事故已逐渐减少，但是还是不能完全杜绝。所以掌握瓦斯爆炸的原因、规律和防治措施，极为重要。,1.,瓦斯爆炸的条件,瓦斯的爆炸浓度,理论分析和试验研究表明：在正常的大气环境中，瓦斯只在一定的浓度范围内爆炸，这个浓度范围称瓦斯的爆炸界限，其最低浓度界限叫下限，其最高浓度界限叫爆炸上限，瓦斯在空气中的爆炸下限为,5%,6%,，上限为：,14%,16%,。,瓦斯浓度低于爆炸下限时，遇高温火源并不爆炸，只能在火焰外围形成稳定的燃烧层。浓度高于,1.,瓦斯爆炸的条件,爆炸上限时，在该混合气体内不会爆炸，也不燃烧，如有新鲜空气供给时，可是在混合气体与空气的接触面上进行燃烧。,在正常空气中瓦斯浓度为,9.5%,时，化学反应最安全，产生的温度与压力也最大。瓦斯浓度,7%,8%,是最容易爆炸，这个浓度称,最优爆炸浓度,。,必须强调指出，瓦斯爆炸界限不是固定不变的，它受到许多因素的影响，其中重要的有：,（,1,）氧的浓度（,2,）其它可燃气体（,3,）煤尘,（,4,）空气压力（,5,）惰性气体,1.,瓦斯爆炸的条件,（,2,）充足的氧含量,氧气的浓度必须大于,12%,，氧浓度低于,12%,时，混合气体就失去爆炸性。,（,3,）足够能量的点火源。温度不低于,650,；能量大于,0.28mJ,；持续时间大于爆炸感应期。,2.,瓦斯爆炸的危害,矿内瓦斯爆炸的有害因素是：高温、冲击波和有害气体。,焰面是巷道中运动着的化学反应区和高温气体，其速度大、温度高。从正常的燃烧速度（,1,2.5m/s,）到爆轰式传播速度（,2500m/s,）。焰面温度可高达,2150,2650,。焰面经过之处，人被烧死或大面积烧伤，可燃物被点燃而发生火灾。,2.,瓦斯爆炸的危害,冲击波峰面压力由几个大气压到,20,大气压，冲击波叠加和反射时可达,100,大气压。其传播速度总是大于声速，所到之处造成人员伤亡、设备和通风设施损坏、巷道垮塌。瓦斯爆炸后生成大量有害气体，某些煤矿分析爆炸后的气体成分为,O,2,6%,10%,，,N,2,82%,88%,，,CO,2,4%,8%,，,CO2%,4%,。如果有煤尘参与爆炸，,CO,的生成量更大，往往成为人员大量伤亡的主要原因。,3.,预防瓦斯爆炸的措施,（,1,）防止瓦斯积聚,所谓瓦斯积聚是指瓦斯浓度超过,2%,，其体积超过,0.5m,3,的现象。,加强通风及其管理,有效地通风是防止瓦斯积聚的最基本最有效的方法。瓦斯矿井必须做到风流稳定，有足够的风量和风速，避免循环风，局部通风机风筒末端要靠近工作面，放炮时间内也不能中断通风，向瓦斯积聚地点加大风量和提高风速，等等。,及时处理局部积存的瓦斯,3.,预防瓦斯爆炸的措施,（,2,）防止瓦斯引燃,防止瓦斯引燃的原则，是对一切非生产必须的热源，要坚决禁绝。生产中可能发生的热源，必须严加管理和控制，防止它的发生或限定其引燃瓦斯的能力。,规程,规定，严禁携带烟草和点火工具下井；井下禁止使用电炉，禁止打开矿灯；井口房、抽放瓦斯泵房以及通风机房周围,20m,内禁止使用明火；井下需要进行电焊、气焊和喷灯焊接时，应严格遵守有关规定；对井下火区必须加强管理；瓦斯鉴定灯的各个部件都必须符合规定，等等。,3.,预防瓦斯爆炸的措施,采用防爆的电气设备。,在有瓦斯或煤尘爆炸危险的煤层中，采掘工作面只准使用煤矿安全炸药和瞬发雷管。如使用毫秒延期电雷管，最后一段的延期时间不得超过,130ms,。,防止机械摩擦的火花。,