浅析低瓦斯矿瓦斯爆炸原因及防范措施

关键词：灾害，安全生产，瓦斯，爆炸

中图分类号：TD712

煤矿在开采煤炭资源过程中会伴随着多种灾害事故的发生，如瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、中毒、窒息、火灾、透水、顶板冒落等。在这些事故中瓦斯爆炸无疑是最严重的，它不光是造成的损失最大，发生的频率也是最大的，根据每年国家煤监局的事故统计来看，煤矿发生一次死亡10人以上的特大事故中，绝大多数是瓦斯爆炸，约占特大事故总数的70%左右，为此，瓦斯可称为煤矿安全的最大威胁者。所以，分析瓦斯爆炸原因，制订瓦斯防治对策，就显得尤为重要。瓦斯的主要成分甲烷，是一种无色、无味、无臭的气体，密度为0.714kg/m3，与空气的密度比为0.554，比空气轻，容易积聚在空气上层。

一、瓦斯爆炸技术的预防措施

引起瓦斯燃烧与爆炸必须具备3个条件：一定浓度的瓦斯、一定温度的引火源和足够的氧。

1、防止瓦斯积聚。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。

2、防止瓦斯被引燃。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。

3、防止瓦斯爆炸灾害扩大。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。

4、加强通风。使瓦斯浓度降低到《煤矿安全规程》规定的浓度以下，即采掘工作面的进风风流中不超过0.5%，回风风流不超过1%，矿井总回风流中不超过0.75%。

5、加强检查工作。及时检查各用风地点的通风状况和瓦斯浓度，查明隐患进行处理，是日常进行瓦斯管理的重要内容。我国井工矿井目前所用的甲烷检查仪器有：光学甲烷检定器、热放式甲烷检定器、甲烷警报器和甲烷遥测警报仪等。班组长及安全检查工佩带使用比较先进的TX系列智能便携式气体监测仪和遥测仪器等。

6、对瓦斯含量大的煤层，进行瓦斯抽放，降低煤层及采空区的瓦斯涌出量。

二、 瓦斯爆炸原因分析

煤矿发生瓦斯爆炸事故是由很多原因造成的，但总的来说分为客观原因和主观原因两种。主观原因就是瓦斯积聚和引爆火源的存在；客观原因与自然条件、安全技术手段、安全装备水平、安全意识和管理水平等有关，发生瓦斯爆炸事故往往就是以上原因相互作用所导致的。

1、瓦斯积聚的存在

煤矿井下造成瓦斯积聚的原因很多，但主要有通风系统不合理和局部通风管理不善是瓦斯积聚的主要原因。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中，有22起主要是因通风系统不合理，存在风流短路、多次串联和循环风，造成供风地点风量不足而引起瓦斯积聚；有9起主要是因局部通风机安装位置不当，风筒未延伸到供风点或脱落引起供风点有效风量不足而造成瓦斯积聚；有2起事故主要是因停电停风而引起瓦斯积聚；有1起是盲巷积聚的瓦斯被引爆。

2、引爆火源的存在

煤矿井下引爆瓦斯的火源有爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等。但放炮和电器设备产生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中，有16起是由放炮产生的火花引爆的；有15起事故是由电器设备及电源线电火花引爆的。

3、装备不足、管理不落实

矿井安全装备配置不足，“先抽后采，监测监控，以风定产”方针未得到完全落实。乡镇煤矿发生的特大瓦斯事故都没有装备瓦斯抽放系统或抽放系统不能有效运行，监控系统也不能有效发挥作用。

4、管理水平低

许多事故分析发现，违章操作或管理不当而造成了一些本可避免的事故，但未引起重视，最终酿成特大瓦斯爆炸事故。因此，管理水平和职工的安全意识对于煤矿的长期安全生产起到了举足轻重的作用。

二、控制瓦斯爆炸事故的技术措施

瓦斯治理工作一定要在“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”十六字方针的指导下进行。瓦斯爆炸事故的防治可分为预防爆炸和抑制爆炸。预防爆炸主要有：优化通风网络及通风系统，防治瓦斯积聚，进行瓦斯抽放，加强瓦斯浓度和火源监测，防止点火源的出现等；抑制爆炸主要采用隔爆抑爆装置将瓦斯爆炸限制在一定范围内，从而减少人员伤亡和灾害事故所造成的损失。

1、我国国有煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占矿井总数的46%。瓦斯抽放是减少矿井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施，同时也是开发利用瓦斯能源、保护大气环境的重要手段。如皖北煤电集团公司祁东煤矿利用抽放瓦斯进行发电，并取得了可观的经济效益和社会效益。

2、为提高瓦斯抽放率，目前主要需解决长钻孔定向钻进技术，包括测斜、纠偏技术；提高单一低透气性煤层的抽放率；研制钻进能力更强的钻机具；完善和提高扩孔技术、排渣技术、造穴技术和封孔技术；开发新的瓦斯抽放技术及设备。

3、瓦斯抽放方法有本煤层抽放、邻近层抽放和采空区抽放等；抽放工艺有顺层长钻孔、大直径钻孔、地面钻孔、顶板岩石和巷道钻孔等。并研制出与之相配套的强力钻机及配套机具，如MK型长钻孔钻机和ZSM顺层强力钻机等。此外已研制出多种抽放泵及配套的监控系统和仪表等，大大提高了瓦斯抽放量和抽放率。矿井瓦斯浓度及火源的实时自动监测对于防止瓦斯爆炸非常重要，当发现瓦斯异常或有火源产生，立即采取措施可防止爆炸事故的发生。我国目前开发了KJ90、KJ92、KJ94、KJ95、KJ73、KJ66等型号的矿井安全监控系统，以及各类检测传感器、报警仪和断电仪。

7、 井下火源防治

随采矿机械化程度的提高，防止机械摩擦火花引燃瓦斯显得日益重要。煤矿井下由于摩擦火花而引起的瓦斯爆炸事故占有相当的比例，因此不少国家对这个问题进行了研究，并提出，在摩擦部件的金属表面溶敷一层活性小的金属（如铬），使形成的摩擦火花不能引燃瓦斯；在铝合金的表面涂各种涂料，以防止摩擦火花的发生和金属中加入少量的铍，降低摩擦火花的点燃性等。

经常对巷道进行洒水，保证巷道及各地点的卫生，最大程度上减少煤尘及粉尘的堆积；对粉尘及煤尘产生较大的工作地点及附近安装自动洒水降尘装置，可减少矿井巷道粉尘的飞扬，从而杜绝瓦斯爆炸引起煤尘爆炸。

总之，只有把安全放在首位，认真落实瓦斯治理的“安全第一，预防为主，防治结合”方针，健全各项规章制度，合理加大安全投入，瓦斯爆炸事故及其它灾害事故才能大幅度地减少，煤矿的安全状况才能得到根本好转，这样的才能真正实现煤炭企业安全生产的长治久安，实现安全发展。

参考文献

[1] 《矿井通风与安全》2002版： 冶金工业出版社

[2]《煤矿操作规程》2003版： 煤炭工业出版社