瓦斯爆炸原因分析及防治措施
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摘 要：我國煤礦事故種類多種多樣，其中瓦斯爆炸事故最嚴重的井下災害之一。瓦斯爆炸過程中會伴隨著高溫高壓，并且會帶動附近的氣體做高速流動，給人員、設備和財產帶來極大的損失；此外爆炸還會產生大量的煤塵，并參與到爆炸當中，使破壞力更加巨大；另外爆炸后產生大量有毒有害氣體也會致人員死亡。煤礦瓦斯爆炸具有隨機性大、突發性強、孕育過程隱蔽、危險源空間分布廣等特點，而且其影響因素錯綜復雜，如環境溫度、初始壓力、CO濃度、惰性氣體含量等，也有學者研究發現油氣、氫氣及重烴組分對瓦斯爆炸也有很大影響，這就使得我國目前瓦斯爆炸事故的預防和控制工作形勢十分嚴峻。因此，有效預防與控制煤礦瓦斯爆炸災害是我國煤礦安全生產工作急需解決的迫切問題之一。
關鍵詞：瓦斯；爆炸原因；防治措施
1 瓦斯爆炸的危害
1.1 瓦斯爆炸會形成高溫環境
瓦斯爆炸事故發生時會釋放出巨大的熱量，發生爆炸時的溫度最高可達2000多攝氏度，如此高的溫度會對人員的生命健康安全造成極大的威脅，造成人員傷亡，并會引發火災，燒毀設備，設施，對巷道產生破壞。
1.2 瓦斯爆炸會產生高壓
瓦斯爆炸時釋放出的的熱量會使井下溫度迅速升高，引起爆炸源附近空氣的體積在極短的時間內膨脹，壓力迅速增大，從而產生能量很大的氣體沖擊波。沖擊波在巷道內迅速傳播并會對井下的設備設施造成危害甚至對人員的生命健康產生威脅。
1.3 瓦斯爆炸會在井下產生有害氣體
瓦斯爆炸的本質是劇烈的燃燒反應，因此在這一過程中會消耗氧氣，同時產生大量的一氧化碳和二氧化碳氣體。而在井下發生瓦斯爆炸往往會有煤塵參與，使爆炸的威力更大，產生更多的一氧化碳氣體。根據以往的統計數據，瓦斯爆炸事故中很大一部分人員的死亡均是由一氧化碳中毒、窒息造成的。
2 發生瓦斯爆炸的條件
發生瓦斯爆炸的基本條件有三個：一是瓦斯濃度，一般為5-16%；二是氧濃度，一般不低于12%；三是點火能量充足。①氣體濃度：氣體爆炸濃度限值是指氣體與空氣混合物中氣體的體積濃度。當氣體濃度達到9.5%時，理論上可以與氧氣完全反應，從而釋放出最大的熱量和爆炸強度。在實際生產中，氣體濃度往往高于理論值；②氧濃度：空氣混合物中氧的濃度必須大于12%，否則不會發生氣體爆炸。井下氧濃度可能低于12%，如采空區，但在工作場所等場所一旦氧濃度低于12%，就會發生窒息死亡；③有足夠能量的點火源：氣體爆炸的點火源應滿足溫度不低于650℃，能量大于0.28MJ，持續時間大于爆炸誘導期的條件。一般來說，這個條件很容易滿足。
3 防治瓦斯爆炸的技術措施
3.1 瓦斯抽采
提前抽采不僅可以降低井下工作面生產過程中的甲烷濃度，而且可以進一步利用瓦斯。瓦斯抽采方式包括本煤層抽采、鄰煤層抽采、采空區抽采等，抽采技術包括沿煤層長鉆孔、大直徑鉆孔、地面鉆孔、頂板、巷道鉆孔等，目前，瓦斯抽采已在我國許多礦井得到應用，取得了較好的效果。
3.2 防止火源的產生
在礦山生產中，對整個生產過程中可能觸發的點火源進行控制，對點火源進行實時監控，形成有效的預防和控制措施。通過建立各種安全監測系統，利用檢測傳感器、報警器等設備，形成了煤礦井下安全監測監控安全系統，可以提前預防火源的發生，并在火源發生后及時進行控制。同時，要加強對員工的意識教育，防止爆破產生火花，不準帶電檢修或搬遷電器設備，禁止攜帶煙草及點火工具下井。
3.3 優化通風系統
據統計，多起瓦斯爆炸事故是由于通風系統的設計不合理引起風流短路，造成供風地點所需風量不足，瓦斯大量積聚從而引起瓦斯爆炸事故。因此，優化通風系統，加強對通風系統的管理，貫徹“以風定產”的方針，是防治瓦斯爆炸必不可少的措施。
3.4 采取抑爆措施
礦井抑爆措施是防治瓦斯爆炸的最后一種手段，目前通用的抑爆裝置有兩種。①使用隔爆水棚（巖粉棚）：為防止瓦斯爆炸事故的擴大，在接近巷道頂板處設置一系列的水棚（巖粉棚）。當爆炸沖擊波到達時，將水棚（巖粉棚）沖垮，使水（巖粉）彌散在巷道中，吸收爆炸火焰產生的熱量，抑制爆炸火焰的傳播；②自動式防爆棚：使用壓力或溫度傳感器，在爆炸發生時提前檢測爆炸沖擊波的到來，及時將預先放置的水、巖粉、N2、CO2等噴灑到巷道中，從而達到自動、準確、可靠地撲滅爆炸火焰，防止爆炸蔓延的目的。
3.5 提高企業管理水平
提高煤礦企業的管理水平是瓦斯防治工作的重中之重，加強對工作隊伍，工作現場的管理，才能防患于未然，保證采掘工作的順利進行。首先，要提高管理人員的意識。其次，建立一套完善的管理系統。同時要求員工學習相應的規章制度并予與施行，落實“安全第一，預防為主，綜合治理”的國家安全生產方針。
4 結論
一直到本世紀中期，煤炭依然會是我國使用的主要能源。由于煤礦井下采掘系統的復雜性，短期內不能實現智能采礦、無人采礦，瓦斯爆炸災害仍然是我國煤礦安全生產過程中最主要的威脅，因此，提高煤礦瓦斯災害的預防與控制措施，對促進我國煤炭工業安全的可持續發展具有十分重大的社會、經濟意義和推廣應用價值。
參考文獻：
[1]張孝峰.煤礦瓦斯爆炸的原因及措施研究[J].科學技術創新，2017（33）：64-65.
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