矿井通风与安全——实习报告

2020-03-04 02:38:28 来源：范文大全收藏下载本文

矿井瓦斯防治及利用

摘要：本文主要介绍了瓦斯的含义、瓦斯等级的划分、瓦斯突出、瓦斯爆炸以及预防瓦斯爆炸技术措施等。对矿井瓦斯做出了系统的讲解同时也提出了对矿井瓦斯的利用。

正文：瓦斯是无色、无味、无臭的气体，但有时可以闻到类似苹果的香味，这是由于芳香族的碳氢气体同瓦斯同时涌出的缘故。瓦斯对空气的相对密度是0.554，在标准状态下瓦斯的密度为0.716kg，所以，它常积聚在巷道的上部及高顶处。瓦斯的渗透能力是空气的1.6倍，难溶于水，不助燃也不能维持呼吸，达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并能发生燃烧或爆炸。瓦斯的燃烧、爆炸性是矿井主要灾害之一。而井瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。有时单独指甲烷(沼气)。它是在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气体。在成煤的过程中生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。另外，在高温、高压的环境中，在成煤的同时，由于物理和化学作用，继续生成瓦斯。瓦斯在煤体或围岩中是以游离状态和吸着状态存在的。游离状态也成为自由状态，这种瓦斯以自由气体状态存在于煤体或围岩的裂缝、孔隙之中，其量的大小主要决定于贮存空间的体积、压力和温度。吸着状态又称结合状态，其特点是瓦斯与煤或某些岩石结合成一体，不再以自由气态形式存在。按其结合形式不同又可分为吸附及吸收两种。吸附状态是由于固体粒子与气体分子之间分子吸引力的

作用，使气体分子在固体粒子表面上紧密附着一个薄层；吸收状态是气体分子已进入煤分子团的内部。几种状态的瓦斯处于不断变化的动平衡之中，在一定条件下会相互转化。当压力、温度变化时，游离瓦斯转化为吸着瓦斯称为吸附，吸附瓦斯转化为有离瓦斯称解吸。

矿井瓦斯等级是以相对瓦斯涌出量的大小来划分的。《煤矿安全规程》规定，在一个矿井中，只要有一个煤(岩)层发现瓦斯，该矿井即定为瓦斯矿井，并依照矿井瓦斯等级工作制度进行管理。矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：（1）低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10立方米/吨且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40立方米/分。（2）高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10立方米/吨或矿井绝对瓦斯涌出量大于40立方米/分。（3）煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井：瓦斯喷出和煤(岩)与瓦斯突出是瓦斯的特殊涌出形式。瓦斯的涌出形式分为普通涌出和特殊涌出。普通涌出，是指瓦斯从煤层或岩层表面非常细微的缝隙中缓慢、均匀而持久地涌出。其涌出的面积广、时间长，是瓦斯涌出的主要形式。特殊涌出可以分为瓦斯喷出和煤(岩)与瓦斯突出两种。瓦斯喷出是指大量瓦斯突然喷出的现象，喷出的时间可长、可短(数天或数年)。每昼夜的喷出量可达数百立方米。煤(岩)与瓦斯突出(简称突出)，是在一瞬间(几秒钟或几分钟)突然喷出大量瓦斯和煤炭(岩石)，并伴随有强烈的声响和强大的冲击动力现象。

煤与瓦斯突出：在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤岩和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常的动力现象。瓦斯突出是指随着煤矿开采深度的增加、瓦斯含量的增加，在煤层中形成了在地应力作用下，瓦斯释放的引力作用下，使软弱煤层突破抵抗线，瞬间释放大量瓦斯和煤而造成的一种地质灾害。煤矿开采深度越深，瓦斯瞬间释放的能量也会越大。煤和瓦斯突出主要发生在煤层平巷掘进、上山掘进和石门揭煤时，有的矿井在回采工作面也发生煤和瓦斯突出。瓦斯突出和瓦斯爆炸是两个概念，但灾害都来自于瓦斯。瓦斯突出是一种地质灾害，在大量的有害气体瞬间涌入后，会形成窒息，但不一定会发生爆炸事故。但如果出现以下三种情况后，会引发爆炸事故，一是与空气中氧气含量达到12%以上，二是瓦斯浓度达到5%至16%之间，三是遇到明火，点火温度达到650度以上。

煤和瓦斯突出前大多数都有预兆，归纳起来分有声预兆和无声预兆。

矿井瓦斯爆炸是一种热一链式反应（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热能）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，再产生两个或两上以上的游离基。这样循环不已，游离基越来越多，化学反应速度也越来越快，最后就可以发展为燃烧或爆炸式的氧化反应。

所以，瓦斯爆炸就其本质来说，是一定浓度的甲烷和空气中度作用下产生的激烈氧化反应。的氧气在一定温度作用下产生的激烈氧化反应。

瓦斯爆炸需要一定的条件，一定浓度的瓦斯、高温火源的存在和充足的氧气。瓦斯爆炸有一定的浓度范围，我们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，其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反应)；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。引火温度瓦斯的引火温度，即点燃瓦斯的最低温度。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%一8%时，最易引燃；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。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。

瓦斯爆炸的危害是相当严重的。瓦斯是开采煤炭过程中释放出来的无色、无味、无臭气体，有四大危害：一是可以燃烧，引起矿井火灾；二是会爆炸，导致矿毁人亡；三是浓度过高时会导致人员缺氧窒息、甚至死亡；四是会发生煤（岩）与瓦斯突出，摧毁、堵塞巷道，甚至引起人员窒息死亡、瓦斯爆炸。

预防瓦斯爆炸的措施有：(1)防止瓦斯积聚； (2)防止瓦斯被引燃； (3)防止瓦斯爆炸灾害扩大。

所谓瓦斯积聚是指局部瓦斯浓度超过2%；其体积超过0.5立方米的现象。为了防止瓦斯积聚，每一矿井必须从生产技术管理上尽量避免出现盲巷，临时停工地点不准停风，并加强通风系统管理，严格执行瓦斯检查制度，及时安全地处理积聚瓦斯。

防止瓦斯引燃的措施是严禁和杜绝一切火源；严格管理和控制生产中可能发生的火、热源，防止它的产生或限制其引燃瓦斯的能力。因而严禁携带烟草和点火物品下井，矿灯应完好，否则不的发放，应爱护矿灯，严禁拆开、敲打、撞击；加强电器设备管理和维护，采用防爆型的电器设备，井下供电还应做到无鸡爪

子，无羊尾巴，无明接头，坚持使用煤电钻综合保护，坚持局扇风电闭锁。

为了防止万一发生爆炸，应使灾害限制在尽可能小的范围，并尽可能减少损失，为此通风系统力求简单，采用并联通风，禁止大串联通风。

要加强井下通风，采用各种通风措施，保证井下瓦斯不超过规定含量，严格检查制度，低瓦斯井下每班至少检查两次，高瓦斯矿井中每班至少检查三次，发现有害气体超过规定，应及时采取封闭等必要措施。每个矿工应注意，在下井时，严禁携带烟蒂和点火物品，不要使用电炉和灯泡取暖。

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

（1）每一生产水平，每一采区都要布置单独的风道口，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，以防止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，以防止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”，水幕或散步岩粉，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。

对于矿井瓦斯我们要以防治预防为主，预防灾害的发生远比一切都重要，矿井安全系于生命，矿井安全重于泰山。

参考文献：······《矿井通风于安全》 ······《矿井瓦斯防治于利用》