浅析瓦斯爆炸 Analysis of Gas Explosion
学 院： 安全工程学院 专业班级： 安全B093 姓 名： 李 新 学 号：200910044307 课程名称： 灾害学
浅析瓦斯爆炸
摘要:瓦斯爆炸是煤矿生产中的最严重灾害之一。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），山西高平县唐安镇一矿井发生瓦斯爆炸事故，书中描述瓦斯爆炸的情形为：“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”。[1]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。世界煤矿开采史上最大的伤亡事故，是1675年发生于辽宁本溪煤矿的瓦斯、煤尘爆炸，造成1549人死亡，146人受伤。20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，瓦斯爆炸事故已经逐渐减少，但是还是不能完全杜绝。所以掌握瓦斯爆炸的原因、规律和防范措施，极为重要。[2]
瓦斯爆炸是煤矿生产中最严重的灾害之一。文章从分析煤矿发生瓦斯爆炸灾害事故的原因及特点着手，介绍了预防和控制瓦斯爆炸灾害事故的技术措施及发展趋势，说明瓦斯爆炸事故的防治是煤矿安全工作的一项系统工程，必须放在安全工作的首位，才能使瓦斯爆炸事故及其他灾害事故大幅度减少，除了完善可靠的安全装备和采取有效的措施外，还应加强安全管理和安全监督，重视员工安全意识的培养。只有把安全放在首位，认真落实瓦斯治理的“十二字”方针，健全各项规章制度，合理加大安全投入，瓦斯爆炸事故及其他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。
关键词:瓦斯爆炸；爆炸特征；原因分析；预防措施；应急救援
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Analysis of Gas Explosion
Abstract: Gas explosion in coal mine is the most serious disasters in. The earliest documented on mine gas explosion in Shanxi province\" Gaoping county\Wanli thirty-one years ( 1603), Shanxi Gaoping County of Tang Anzhen coal mine gas explosion accident occurred, the book describes the situation as:\" the gas explosion flame well, for fumigation, urgency of burnt, who have died while Lei Zhenjing, fire, smoke, high two Zhang yu\". Foreign literature records the earliest gas explosion accident occurred in the UK in 1675, is a sting of coal mine gas explosion. World coal mining history the biggest casualty accident happened in Liaoning in 1675, is the Benxi coal mine gas, coal dust explosion, causing the death of 1549 people, 146 people were injured. Since the nineteen sixties, due to the large efficient ventilation machine put into use, the automatic remote monitoring device and take the gas drainage and a series of technical measures, the gas explosion accident has been gradually reduced, but not completely eliminate the. So the master gas explosion causes, regularity and preventive measures, extremely important.
Gas explosion in coal mine is one of most serious disasters in. The article from the analysis of coal mine gas explosion accidents the causes and characteristics of start introduces the prevention and control of gas explosion accidents technical measures and development trend, gas explosion accidents prevention of coal mine safety is project of a system, must give priority in the safety work, in order to make the gas explosion accidents and other accidents substantially reduced, in addition to improve the reliability of the safety equipment and take effective measures, should also strengthen the safety management and safety supervision, pay attention to employee security awareness training. Safey only put in the first place, seriously implement the management of gas in\" twelve words\" policy, perfect each regulations system, reasonable increase investment on safety, gas explosion accidents and other accidents can be greatly reduced, the coal mine safety status can be improved.
Key words: gas explosion; explosive characteristics; analysis of causes; preventive measures; emergency rescue
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目 录
1.绪论 ........................................................................................................................................ 1
1.1 概述 ............................................................................................................................... 1 1.2 瓦斯爆炸的研究 .............................................................................................................. 2
1.2.1 瓦斯煤尘爆炸机理 ................................................................................................ 3 1.2.2 瓦斯煤尘爆炸特性 ................................................................................................ 3
2.瓦斯爆炸的特征 .................................................................................................................... 5
2.1 瓦斯爆炸特点 ................................................................................................................. 5 2.2 瓦斯爆炸参数 ................................................................................................................. 5
2.2.1 瓦斯爆炸的条件 ................................................................................................... 5 2.2.2 氧浓度的影响 ....................................................................................................... 6 2.2.3 瓦斯浓度的影响 ................................................................................................... 6 2.2.4 引火源温度的影响 ................................................................................................ 6 2.2.5 惰性气体的影响 ................................................................................................... 7 2.2.6 其它因素的影响 ................................................................................................... 8
3.瓦斯爆炸原因分析 ................................................................................................................ 9
3.1 事故发生特点 ................................................................................................................. 9 3.2 事故原因分析 ................................................................................................................. 9
3.2.1 煤矿开采条件差 ................................................................................................... 9 3.2.2 瓦斯积聚的存在 ................................................................................................. 10 3.2.3 引爆火源 .............................................................................................................11 3.2.4 装备不足、管理不落实 ....................................................................................... 12 3.2.5 管理水平低 ........................................................................................................ 12 3.2.6 企业技术管理薄弱 .............................................................................................. 12
4.预防瓦斯爆炸的措施 .......................................................................................................... 13
4.1 预防爆炸 ...................................................................................................................... 13
4.1.1瓦斯爆炸必备条件............................................................................................... 13 4.1.2 优化通风网络 ..................................................................................................... 13 4.1.3 瓦斯抽放 ............................................................................................................ 13 4.1.4 瓦斯浓度监测监控 .............................................................................................. 14 4.1.5 井下火源监控监测 .............................................................................................. 15
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4.2 隔爆措施....................................................................................................................... 15
4.2.1被动式隔爆棚 ...................................................................................................... 15 4.2.2自动式抑爆装置 .................................................................................................. 16 4.3 瓦斯的开采和利用......................................................................................................... 16 4.4 防爆措施结语................................................................................................................ 17
4.4.1加强瓦斯检查和监测 ........................................................................................... 18 4.4.2加强局部通风的管理 ........................................................................................... 18 4.4.3必须采用抗静电风筒 ........................................................................................... 18 4.4.4 严禁多通风机使用 .............................................................................................. 18 4.4.5 加强通风构筑物的管理 ....................................................................................... 19
5. 瓦斯爆炸的应急救援.........................................................................................................20
5.1 瓦斯爆炸事故的分类 ................................................................................................... 20 5.2 瓦斯爆炸事故的处理要点 ............................................................................................ 20
5.2.1 指挥部了解内容.................................................................................................. 20 5.2.2 下达的命令......................................................................................................... 20 5.3 应急处理原则 .............................................................................................................. 21
5.3.1 应急处理基本原则 ............................................................................................ 21 5.3.2 实际操作处理原则 .............................................................................................. 21 5.4 具体调度方案................................................................................................................ 22
5.4.1响应分级 ............................................................................................................. 22 5.4.2 响应程序 ............................................................................................................ 23 5.4.3 应急启动 ............................................................................................................ 23 5.4.4救援行动 ............................................................................................................. 23 5.5 处理事故的方法和措施.................................................................................................. 25
5.5.1 措施原则 ............................................................................................................ 25 5.5.2 处置措施 ............................................................................................................ 25 5.5.3 职工的自救与互救 .............................................................................................. 26 5.5.4 安全出口和避灾路线........................................................................................... 28 5.5.5 恢复生产 ............................................................................................................ 28 5.5.6 其它 ................................................................................................................... 28
6.结语.......................................................................................................................................29 参考文献...................................................................................................................................30 致谢...........................................................................................................................................31
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CONTENTS
1. Introduction............................................................................................................................. 1
1.1 Summary ........................................................................................................................ 1 1.2 The Study of Gas Explosion .......................................................................................... 2
1.2.1 Gas and Coal Dust Explosion Mechanism .......................................................... 3 1.2.2 Gas and Coal Dust Explosion Characteristics ..................................................... 3
2. The Characteristics of Gas Explosion..................................................................................... 5
2.1 Gas Explosion Characteristics ....................................................................................... 5 2.2 Gas Explosion Parameters ............................................................................................. 5
2.2.1 The Condition of Damp Explosion ...................................................................... 5 2.2.2 Effects of Oxygen Concentration ........................................................................ 6 2.2.3 The Effects of Gas Concentration........................................................................ 6 2.2.4 The Effect of Ignition Temperature ..................................................................... 6 2.2.5 Effects of Inert Gas .............................................................................................. 7 2.2.6 Other Factors ....................................................................................................... 8
3. Cause Analysis of Gas Explosion ........................................................................................... 9
3.1 Accident Characteristics ................................................................................................ 9 3.2 Analysis on The Cause of The Accident ....................................................................... 9
3.2.1 Coal Mining Conditions ...................................................................................... 9 3.2.2 Gas Accumulation in The Presence ................................................................... 10 3.2.3 Detonation Flame............................................................................................... 11 3.2.4 Lack of Equipment, management is Not Fulfilled............................................. 12 3.2.5 The Low Level of Management......................................................................... 12 3.2.6 Enterprise Technology Management ................................................................. 12
4. The Protective Measures of Gas Explosion .......................................................................... 13
4.1 Prevention of Explosion .............................................................................................. 13
4.1.1The Necessary Conditions of Gas Explosion ..................................................... 13 4.1.2 Optimization of Ventilation Network ................................................................ 13 4.1.3 Gas Drainage ..................................................................................................... 13 4.1.4 Gas Concentration Monitoring .......................................................................... 14 4.1.5 Underground Fire Monitoring ........................................................................... 15 4.2 Explosion Proof Measures ........................................................................................... 15
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4.2.1 Passive Isolation of Bursting .............................................................................15 4.2.2 Automatic Explosion Suppression Device.........................................................16 4.3 Gas Exploitation And Utilization.................................................................................16 4.4 The Explosion Proof Measures ....................................................................................17
4.4.1 Strengthen The Gas Check And Monitoring .....................................................18 4.4.2 Strengthen The Management of Local Ventilation............................................18 4.4.3 Must Adopt Antistatic Air Duct.........................................................................18 4.4.4 No More Ventilation Machine ...........................................................................18 4.4.5 Strengthening Ventilation Building Management .............................................19
5.Gas Explosion Emergency Rescue ........................................................................................20
5.1 Gas Explosion Accident Classification........................................................................20 5.2 Gas Explosion Accident of The Main Points of Treating ............................................20
5.2.1 Command Understanding Content.....................................................................20 5.2.2 Orders.................................................................................................................20 5.3 Emergency Treatment Principles .................................................................................21
5.3.1 The Basic Principle of Emergency Treatment ...................................................21 5.3.2 Reality Principle.................................................................................................21 5.4 The Specific Scheduling Scheme.................................................................................22
5.4.1 In Response to Graded .......................................................................................22 5.4.2 In Response to The Program ..............................................................................23 5.4.3 Emergency Starting ............................................................................................23 5.4.4 Rescue Operations..............................................................................................23 5.5 Method of Accident Treatment And Measures............................................................25
5.5.1 Measure Principle ..............................................................................................25 5.5.2 Disposal Measures .............................................................................................25 5.5.3 Self-help And Mutual Aid Workers....................................................................26 5.5.4 Safety Exit And Escape Route ...........................................................................28 5.5.5 Resume Production ............................................................................................28 5.5.6 Other...................................................................................................................28
6. Conclusion ............................................................................................................................29 References .................................................................................................................................30 To Thank ...................................................................................................................................31
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1.绪论
1.1 概述
煤炭资源的评价勘查与安全开采是我国煤炭工业发展的基础。然而，我国目前煤炭资源保障能力不足，开采地质条件急剧恶化，矿井重大灾害事故频发，已成为制约我国煤炭工业可持续发展和国家能源安全的关键因素。
我国绝大部分的煤炭生产是地下作业。井工矿生产过程中的主要自然灾害有煤与瓦斯突出、瓦斯煤尘爆炸、冲击地压、煤层自燃发火、矿井突水、冒顶、热害、尘害、放射性物质等。其中瓦斯事故(包括瓦斯爆炸、瓦斯煤尘爆炸、煤尘爆炸及瓦斯和煤层突出等)是我国煤矿最严重的事故之一。2008年4月12日11时, 辽宁葫芦岛市南票区沙锅屯村第三煤矿(乡镇有证，低瓦斯矿井)井下发生瓦斯爆炸事故，初步核查当班入井39人，其中，安全升井23人，14人死亡， 2人下落不明。2009年3月12日，甘肃天祝县境内的隆德煤业公司发生瓦斯爆炸事故，造成6名矿工遇难；2010年3月3日14时40分，湖南省永州市祁阳县大忠桥镇沙井煤矿发生瓦斯爆炸事故，造成7人死亡、1人轻伤；4月1日晚19时许，陕西省韩城市龙门镇泉子沟煤矿发生一起瓦斯燃烧事故，共有9人在事故中遇难，事故发生时当班井下矿工27人，其中17人安全升井。
瓦斯爆炸已成为我国煤矿生产中最常见的灾害事故,不仅造成大量人员伤亡,而且严重摧毁井巷设施,中断生产,甚至引起煤尘爆炸、矿井火灾、井巷垮塌等二次事故。据统计,因瓦斯爆炸事故造成的死亡人数占全国煤矿矿难全部死亡人数的80%,每年直接经济损失高达7.5亿元人民币，因此,瓦斯被称为煤矿事故的“头号杀手”。
综观我国煤矿历年事故统计资料，我们可以明显的观察到瓦斯煤尘爆炸重特大事故在近年来呈上升趋势，越来越引起了人们和媒体的关注，对于这样的情况，国家安全监督管理总局也提出了一系列相对的措施（如图1.1.1）。
[3]
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浅析瓦斯爆炸
图1.1.1 瓦斯爆炸真实案例
近几年来,随着开采深度的进一步加大和高强度机械化采掘和集约化生产,自然灾害的威胁更加突出。根据近几年的事故统计表明,煤矿瓦斯爆炸事故呈上升趋势,几乎每年都有死亡人数超过百人以上的事故发生,虽然瓦斯爆炸事故发生的几率小,但是一旦发生事故,所造成的损失和危害程度是十分严重的。不仅在我国，瓦斯爆炸事故长期以来也是世界其他主要产煤国的“头号杀手”, 1913年10月14日在森恩伊德煤矿发生的瓦斯爆炸事故造成了439名矿工死亡，是英国死亡人数最多的一次瓦斯爆炸事故。可见，瓦斯是矿井安全生产的最大威胁，,严重地限制了矿井生产能力，造成巨大的经济损失，也影响到煤炭生产对国民经济快速发展的保障作用。同时，也造成了恶劣的社会影响，损害了我国的国际形象，所以，分析瓦斯爆炸原因，制订防治对策，特别重要。
1.2 瓦斯爆炸的研究
煤矿瓦斯、煤尘爆炸事故从工业革命开始即一直时有发生，大多数工业国家如美国、俄罗斯、波兰、德国等对瓦斯煤尘爆炸事故进行过实验研究，尤其是在可燃碳氢气体与氧气和空气混合后的引燃、传播以及工业粉尘(包括煤尘)爆炸、传播方面均有不少研究。我国在这方面的研究起步较晚。相继在煤科总院重庆分院、北京理工大学、中国矿业大学、南京理工大学等建立了井下巷道或实验巷道气体爆炸实验系统，进行科技攻关。
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1.2.1 瓦斯煤尘爆炸机理
瓦斯是井下采掘过程中从煤和围岩中涌出的有害气体的总称，有CH4、CO2、CO、H2S、C2H6、H2等。由于CH4占90%以上，因此瓦斯一般指甲烷。近几年我国煤矿瓦斯爆炸事故有上升趋势，几乎每年都有死亡百人以上的重特大事故发生。因此为了防止煤矿井下瓦斯发生燃烧和爆炸，很多学者都对其化学反应机理进行了大量的研究。他们提出了热反应机理和链反应机理，其实甲烷发生燃烧和爆炸是一个复杂的物理化学过程，是热反应和链反应机理共同作用的结果，两者相互促进，从而使甲烷的链式反应持续进行下去。链式反应的关键是形成活性强的自由基，自由基的特点是在一定环境下，借助于自身的反应热再生。链式反应的历程包括链引发、链持续、断链反应三个阶段。
(1) 瓦斯爆炸的化学反应过程
瓦斯爆炸是一定浓度的甲烷和空气中的氧气在高温热源的作用下发生激烈氧化反应的过程。
最终的化学反应式为：CH4+2O2=CO2+2H2O
如果O2不足，反应的最终式为：CH4+O2=CO+H2+H2O 矿井瓦斯爆炸是一种热－链反应过程(也称连锁反应)。 (2) 瓦斯爆炸的产生与传播过程
爆炸性的混合气体与高温火源同时存在，
初燃(初爆) →焰面 → 冲击波 → 新的爆炸混合物
根据以上的反应机理，确定了发生瓦斯爆炸事故必须具备的基本条件:在常温常压下，瓦斯浓度处于瓦斯爆炸的极限范围内(5一15%)；氧气的最低浓度为12%；有大于引燃瓦斯最小点火能(0.28mJ)的火源存在。但是，实验研究和事故案例分析表明，瓦斯爆炸受很多因素影响，如混合气体比、环境压力、环境温度等。
研究表明，煤尘爆炸必须同时具备3个条件:煤尘本身具有爆炸性;煤尘悬浮在空气中(即形成煤尘云)并达到一定的浓度;存在具有足够的能量，能引起煤尘爆炸的着火源。 1.2.2 瓦斯煤尘爆炸特性
瓦斯爆炸的特征参数主要有爆源特征参数和爆炸特征参数两方面: (l) 瓦斯爆炸的爆源特征
可燃气体的爆炸与炸药爆炸最根本的区别就是爆源特征。炸药爆炸可以看作是理想
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浅析瓦斯爆炸
的点源爆炸，而瓦斯爆炸则不同，爆炸性混合气体的特征尺寸与火焰锋面可以达到的最远距离相比是不能忽略的，有时甚至为同一数量级。爆源特征参数主要包括爆炸源的能量、能量释放速率、特征尺寸和特征时间等。
(2) 瓦斯爆炸的爆炸特征
衡量瓦斯爆炸特征的参数主要有火焰锋面的传播速度、爆炸火焰的温度、爆炸产生的最大压力、爆炸压力的上升速率等，这些参数由于爆燃过程的多样性和井下环境的复杂性，其值受到多种因素的影响，因此，不论是实验矿井的测试数据还是管道实验的数据都有误差。国内外对煤尘爆炸特性的研究主要是研究煤尘的挥发分、水分、灰分、粒度及氧气和瓦斯浓度对煤尘最低着火温度、着火能量、下限浓度、最大爆炸压力和最大压力上升速度等。
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2.瓦斯爆炸的特征
2.1 瓦斯爆炸特点
瓦斯爆炸产生大量CO2和水蒸气并放出大量的热。一般空气中氧气体积分数为20.9%,经计算甲烷的化学体积分数为9.5%,此时爆炸最强烈(即完全反应)。井下空气中氧体积分数一般为20%左右,甲烷体积分数为9.1%左右。
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。[5]
瓦斯爆炸有爆燃和爆轰两种形式。爆燃属于带压力波的燃烧,是一种不稳定状态,其燃烧速度为每秒几十米到数百米,瓦斯爆炸多数情况处于这种状态。经计算甲烷在定容绝热条件下的爆燃温度可达234K,超压为0.86MPa,实测温度为223K,超压为0.745MPa。如果条件具备,瓦斯能从爆燃转变为爆轰,此时前沿冲击波和紧跟其后的化学反应区以同一高速(即爆轰速度)传播,其超压和温度达到最大。
2.2 瓦斯爆炸参数
2.2.1 瓦斯爆炸的条件
(1）可燃性气体（充足的氧气）； (2）瓦斯浓度（7~8%最易爆炸）；
(3）混合气体的初始温度（20℃6%~13.4%CH4；700℃3% CH4）； (4）惰性气体混入（氮气增加1%，CH4下限下降0.017%）； (5）悬浮煤尘混入（如煤尘5g/m3、CH43%即可爆炸）； (6）混合气体的压力；
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浅析瓦斯爆炸
(7）感应期（1000℃、6%CH4、0.039~1.64S）。 2.2.2 氧浓度的影响
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（如图2.2.1）。
启封火区的条件：
（1）空气温度下降到30%以下，或者与火灾之前温度相同； （2）氧气浓度降到5%以下；
（3）不含有乙烯、乙炔和甲烷等气体，且浓度在火灾期间逐渐下降，稳定在0.001%左右；
（4）出水温度低于25°左右，或者与火灾之前出水温度一样； （5）上述四项指标持续稳定的时间在一个月以上。 2.2.3 瓦斯浓度的影响
理论分析和试验研究表明：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。其最低浓度界限叫爆炸下限，最高浓度叫爆炸上限，瓦斯爆炸下限为5％～6％，上限是14％～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；当瓦斯浓度高于爆炸上限时，在该混合气体内不会爆炸，也不会燃烧，如果有新鲜风流供给时，可以在混合气体和空气的接触面发生爆炸。
当瓦斯浓度为9．5％时，其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反应)，产生的温度和压力也最大，瓦斯浓度在7％～8％是最容易爆炸，这个浓度叫做瓦斯爆炸的最优浓度；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。如图2.2.1。 2.2.4 引火源温度的影响
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℃～
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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（如图2.2.1）。
图2.2.1 柯瓦德爆炸三角形
2.2.5 惰性气体的影响
加入CO2、N2等惰性气体在甲烷混合气体中,则甲烷的爆炸浓度范围减小,爆炸强度减弱。例如，加入N2或CO2可使瓦斯的爆炸下限提高，上限降低，当惰性气体量增加到某一值时（加入23%的CO2或36%的N2）,甲烷混合气体便不能爆炸,这也是煤矿氮气防灭火的原理（如图2.2.2）。
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浅析瓦斯爆炸
图2.2.2 惰性气体对甲烷爆炸界限的影响
2.2.6 其它因素的影响
甲烷爆炸还与环境压力、煤尘和其它可燃气体是否参与、容器形状及大小等因素有关系,但影响程度有差异。这类影响因素较繁杂，有待进一步的研究论证。
如近期我国公安部某研究所的研究结果表明，顶部向下倾斜的煤矿巷道有非常有利的瓦斯气向出口大气流动的“自洁作用”。在下倾角度大于条件下,即使没有强制通风或通风量较小,在较高瓦斯气逸出率下也是安全的。特别适合于中、小煤矿。顶部水平的煤矿巷道,逸出的瓦斯气在顶面基本均匀分布,也不容易聚集。在瓦斯逸出气流旁产生火花,会产生局部爆燃。压力升高很小,不会造成人员重大受伤。顶部向上倾斜的煤矿巷道有集聚逸出的瓦斯气的“自恶化作用”。在高于进口顶部高度的区域能集聚瓦斯气天然气,易产生爆炸混气,遇火花发生强烈爆炸。有通风仍可能爆炸（如图2.2.3）
图2.2.3 爆炸装置示意图
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3.瓦斯爆炸原因分析
3.1 事故发生特点
瓦斯爆炸事故主要是在采掘的过程中由于瓦斯积聚和引火源共同作用导致的事故。大量的瓦斯爆炸事故表明,发生瓦斯爆炸必须具备3个条件: （1）空气中氧气体积分数12%-20%；（2）有足以能引爆瓦斯的火源；（3）瓦斯体积分数处于爆炸极限内(5%-16%),并且需要三者同时具备。在井下环境中,氧气浓度在生产作业区域是具备的,也就是说只要后两者同时具备,在生产区域就能发生瓦斯爆炸。因此瓦斯爆炸的主要直接原因就是瓦斯积聚及火源两个因素。
对煤矿发生的瓦斯事故进行统计分析，找出其发生的一般规律，以便有针对性地采取预防措施，杜绝事故发生。根据多年对煤矿瓦斯爆炸事故统计分析，可以发现有如下一些特点:
（1）瓦斯爆炸多为大事故;
（2）事故地点多发生在采煤与掘进工作面; （3）瓦斯爆炸造成的破坏波及范围大; （4）多为火花引爆;
（5）高瓦斯矿井、低瓦斯矿井均有发生; （6）瓦斯爆炸多发生在乡镇煤矿;
（7）基建、技改矿井和转制矿井瓦斯爆炸事故多发。
3.2 事故原因分析
煤矿发生瓦斯爆炸事故与许多因素有关，但总的来说，主要与自然因素、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是以上因素相互作用所导致的。 3.2.1 煤矿开采条件差
我国煤矿井下开采条件普遍较差，据统计，2000年全国国有重点煤矿共有580处矿井进行了瓦斯等级鉴定，其中高瓦斯矿井160处，低瓦斯矿井298处，煤与瓦斯突出矿井
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浅析瓦斯爆炸
122处;有自然发火矿井372处，占64%，有煤尘爆炸危险矿井427处，占73.6%。 3.2.2 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年发生的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。[6]
(1)瓦斯积聚的原因是多方面的,主要有:
1) 对通风系统管理不严格,局部通风机随意停风造成瓦斯积聚。 2) 通风系统不合理造成瓦斯积聚。
3) 在没有形成全负压通风的情况下,强行生产,工作面上隅角（如图3.1.1），不合理串联、角联造成巷道无风、微风,形成瓦斯积聚。
图3.1.1 上隅角瓦斯积聚原理图
4) 巷道贯通,新旧工作面接替时,通风系统不能及时调整导致部分巷道瓦斯积聚。 5) 瓦斯检查员脱岗,不按规定检查瓦斯,使瓦斯积聚不能及时处理,积聚范围扩大造成瓦斯爆炸。
2005年三十四起特大瓦斯爆炸事故中，有二十二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，而引起瓦斯积聚造成的瓦斯爆炸。
(2)瓦斯爆炸的地点：
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煤矿任何地点都有发生爆炸的可能性，但是大部分爆炸事故发生在采掘工作面。 1）采煤工作面容易发生发生瓦斯爆炸的地点为工作面的上隅角。因为采空区内集存高浓度瓦斯，上隅角又往往是漏风的出口，漏风时将高浓度瓦斯带出；工作面出口风流直角拐弯，上隅角形成旋涡后，瓦斯不容易被风流带走，所以容易积聚瓦斯，能够达到爆炸浓度。上隅角附近设置回柱绞车等机械设备。
2）采煤工作面另一容易发生爆炸事故的地点，是采煤机工作时切割机附近。截槽内、截盘附近和机壳与工作面煤壁之间，瓦斯涌出量，通风不好，容易瓦斯积聚。
3）掘进工作面交易发生瓦斯爆炸的原因，一方面是这些地点采用局部通风机，如果局部通风机停止运转，风筒末端距工作面较远、风筒漏风太大或局部通风机能力不够，以致风量不足或风速不够，瓦斯容易积聚。另一方面，放炮、掘进机械、局部通风机、电钻等操作管理不符合制度，则容易产生高温热源。
国内外地统计资料表明，低瓦斯矿井，由于通风、放炮和机电设备管理不严格，爆炸事故有可能比高瓦斯矿井严重。
分析爆炸事故的原因还表明，绝大多数矿井的爆炸事故是管理上的疏忽和人为的违反安全规程，以及缺少应有的纪律与责任的结果。 3.2.3 引爆火源
产生火源的因素主要是违章操作产生引爆火源。在引爆火源中出现最多的是放炮火源,其次是电气火花、摩擦火花和电焊火花;还有煤炭自燃产生的火花。
2010年三十四起特大瓦斯爆炸事故中，有十六起是由放炮产生的火花引爆的；有十五起是由电器设备及电源线电火花引爆的。
间接原因
(1) 个别矿山现场管理混乱,干部违章指挥,违章作业。
(2) “安全第一”的思想意识不强,领导干部主要忙于市场经营,放松对安全工作的领导,有些干部工作不深入,下井现场管理不到位,尤其是技术管理和执行规章不严格,对一些隐患存在侥幸心理。
(3) 安全投入少,导致安全隐患增加,矿井抗灾能力减弱。
(4) 许多煤矿在用工制度的管理上存在很大的问题,管理制度混乱,职工队伍不稳定流动性大,安全培训比较困难,工人的素质低,安全意识弱,违章现象严重。
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浅析瓦斯爆炸
(5) 安全管理制度不够完善。
如2010年发生的特大瓦斯事故中，有的矿井没有安装瓦斯监控系统或运行不正常，有的矿井虽安装有监控系统，但因传感器数量不足、安装位置不对等问题，不能有效发挥其应有作用。
3.2.4 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。如2005年发生的41起特大瓦斯事故中，有的矿井没有安装瓦斯监控系统或运行不正常，有的矿井虽安装有监控系统，但因传感器数量不足、安装位置不对、线路存在故障、显示器不显示数据等问题，不能有效发挥其应有的作用。此外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。如内蒙古乌海市乌达区巴音赛煤焦有限责任公司某井虽安装了瓦斯监控系统，但在其实际开采区域却并没有瓦斯传感器，而造成特大瓦斯事故的发生，死亡16人。 3.2.5 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，个别矿山现场管理混乱,干部违章指挥,违章作业，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非常重要。 3.2.6 企业技术管理薄弱
一些煤矿企业由于采煤方法落后，引起矿井采掘布置不合理，通风系统不完善，此外，作业规程编制不符合实际，针对性不强，给安全生产带来了严重隐患。“安全第一”的思想意识不强,领导干部主要忙于市场经营,放松对安全工作的领导,有些干部工作不深入,下井现场管理不到位,尤其是技术管理和执行规章不严格,对一些隐患存在侥幸心理。
安全投入少,导致安全隐患增加,矿井抗灾能力减弱。许多煤矿在用工制度的管理上存在很大的问题,管理制度混乱,职工队伍不稳定流动性大,安全培训比较困难,工人的素质低,安全意识弱,违章现象严重。
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4.预防瓦斯爆炸的措施
瓦斯爆炸事故的防治主要可分为预防爆炸、抑制爆炸和煤矿瓦斯抽放技术，另外，我们可以将瓦斯的开采并合理的利用。
4.1 预防爆炸
4.1.1瓦斯爆炸必备条件
（1）空气中氧气体积分数12%-20%； （2）有足以能引爆瓦斯的火源；
（3）瓦斯体积分数处于爆炸极限内(5%-16%)。
并且需要三者同时具备,后一条件在生产矿井中是始终具备的，所以预防瓦斯爆炸的措施，就是防止瓦斯的积聚和杜绝或限制高温热源的出现。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； 4.1.2 优化通风网络
利用通风手段降低采区的瓦斯涌出量。常村矿是潞安矿业集团公司五对生产矿井中惟一的一对高瓦斯矿井，由于矿井的主要通风机能力大，初期开采系统又比较简单，处理瓦斯问题主要是靠合理配风，在通风与粉尘发生矛盾时，因粉尘可通过常规手段得到解决，因此，要坚持通风优先的原则；局部通风的管理重点是消灭无计划停电停风，把无计划停电停风作为事故管理。
优化通风系统，采用隔爆措施。合理可靠的通风系统是防止瓦斯事故和控制灾害扩大的重要措施，为此，瓦斯防治工程与采掘工程，须同时设计，超前施工，同时投入使用。
4.1.3 瓦斯抽放
煤矿瓦斯抽放技术利用多分支羽状适用技术，解决低渗煤层瓦斯治理问题，以提高抽采率。煤矿瓦斯治理也应该与煤层气产业化紧密结合起来。我国国有煤矿高瓦斯和瓦
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浅析瓦斯爆炸
斯突出矿井占总矿井数的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取得了可观的经济和社会效益。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。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，使安全环境得到进一步改善。[8]
（1)我国国有煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占总矿井数的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，使安全环境得到进一步 改善；
（4)利用多分支羽状适用技术，解决低渗煤层瓦斯治理问题，以提高抽采率； （5)煤矿瓦斯治理也应该与煤层气产业化紧密结合起来。 4.1.4 瓦斯浓度监测监控
矿井瓦斯浓度监测技术。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。已有多个矿井安装了矿井安全综合监控系统，并具有如下功能:
（1）矿井环境和工况参数实时监控；
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（2）主要通风机在线监测； （3）巷道火灾实时监测； （4）矿井瓦斯抽放实时监测； （5）中击地压实时监测； （6）煤与瓦斯突出实时监测； （7）煤层自然发火实时监测； （8）瓦斯爆炸或燃烧实时监测；
（9）矿井电网监测等多种功能，监控系统的安装极大地提高了煤矿的安全管理自动化水平，防止了许多事故的发生。 4.1.5 井下火源监控监测
井下火源防治。对煤矿井下的爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等火源都有相应的防治措施，除炸药安全性检验、电器防爆检验、摩擦火花检验外、还需防止火源与瓦斯积聚在同时同地出现，如放炮时检测瓦斯浓度，采用风电闭锁、瓦斯电闭锁等措施。另外加强明火管理，严格防火制度，消除引爆瓦斯的火源。
4.2 隔爆措施
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。
矿井隔爆抑爆装置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障，当瓦斯爆炸发生后，依靠预先设置的装置可以阻止爆炸的传播，限制火焰的传播范围，主要有被动式隔爆棚和自动抑爆装置。
4.2.1被动式隔爆棚
隔爆岩粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、安装方便，因而得到了广泛的使用，其中隔爆水袋棚的使用最为广泛。目前研制的XGS型和KYG型隔爆棚，具有适应性强，安装、拆卸和移动方便的特点。
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浅析瓦斯爆炸
4.2.2自动式抑爆装置
使用压力或温度传感器，在爆炸发生时探测爆炸波，及时将预先放置的水、岩粉、N2 、 CO2等喷洒到巷道中，从而达到抑制爆炸火焰传播的目的。如ZGB-Y型自动隔爆装置采用高压氮气引射消焰剂，能将爆炸限制在距爆源40-60m之内；YBW-1型无电源触发式抑爆装置，适合安装在距爆源20-45m的巷道中；ZYB-S型自动产气式抑爆装置采用实时产气原理，当传感器接收到燃烧或爆炸火焰时，触发气体发生器快速产生的高压气体喷洒消焰剂，抑制火焰的传播。
4.3 瓦斯的开采和利用
煤层气的热值为35800kJ/m3(相当于1.22kg/m3标准煤),燃烧过程中基本无烟尘,可以说是一种非常洁净、热值高、优质、安全、开发利用前景广阔的新能源。中国已探明的煤炭储量为9800亿t,因此煤层气资源相当丰富(烟煤的煤层气含量可高达35～40m3/t,无烟煤的煤层气含量则可高达40～45m3/t),据估算,其总量约为25～50万亿m3。埋深在2000m以浅的煤层气储量约为35万亿m3,探明储量为12万亿m3,远景储量为23万亿m3。其中,煤层气储量在1000亿m3以上并具有开发前景的矿区有阳泉等7个;储量在1百至数百亿m3的矿区有平顶山等19处（如图4.3.1）。
图4.3.1 我国煤层气储量分布
1996年初国务院批准原煤炭部、地矿部和中国石油天然气总公司联合组建了“中联煤层气有限责任公司”共同开发煤层气资源,使之成为继煤炭和石油天然气之后的中国战略性“接替能源”。党和国家领导人都高度重视煤层气的开发利用;邹家华副总理指
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出:首先,开发利用煤层气是我国遵守国际公约,减少大气污染,保护环境的具体体现。其次,开发利用煤层气能改善能源结构,逐步向环境无害的、可持续发展的模式推进,形成能源新产业,是具有战略意义的重大举措。第三,采煤之前先开采煤层气,可从根本上防治瓦斯事故,改善煤矿安全生产条件。近年，政府出台一些新政策以促进煤层气产业的发展，比如每销售1立方米煤层气可得到0.2元财政补贴。在近期发布的中国—欧盟能源环境项目中国煤层气生产可行性研究报告中，该项目负责人、中国石油大学罗东坤教授指出，社会效益主要体现在环境保护、煤炭安全生产和对国家能源安全的贡献三方面。罗东坤指出，可以利用清洁发展机制的方法来衡量开采煤层气可能产生多少环境保护的效益；其次，开采煤层气对煤炭的安全生产产生很大影响，可减少瓦斯爆炸事故；同时，增加煤层气产量可减少对石油的消费和储备成本。
目前，我国的煤层气开采利用技术尚不完善，较美国等发达国家还有很大差距。但相信在国家的大力支持和科研人员不懈的努力下，我国煤层气产业将在不远的未来崛起（如图4.3.2）。
图4.3.2 我国煤层气利用设备
4.4 防爆措施结语
瓦斯爆炸是我国煤矿生产中最常见的灾害事故,不仅造成大量人员伤亡,而且严重摧毁井巷设施,中断生产,甚至引起煤尘爆炸、矿井火灾、井巷垮塌等二次事故。那么作为煤矿,这样一个高危行业。首先要制定防治措施，把防治措施落到位。真正掌握和灵活运用好防治瓦斯爆炸的要领。
瓦斯是煤矿管理的重中之重，防治瓦斯爆炸要从瓦斯爆炸的三个条件入手。瓦斯的浓度、火源的温度，这两个条件是防治瓦斯爆炸的重点，氧气浓度在井下总是能满足瓦
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浅析瓦斯爆炸
斯爆炸的需要，因为人在井下作业必须要有足够的氧气，所以井下需要氧气浓度不可能降到12%以下。要预防瓦斯爆炸必须加强通风管理，防止瓦斯积聚。形成瓦斯积聚是瓦斯爆炸的根源，井下瓦斯积聚的地点主要通风不良，管理不善造成的。要防止瓦斯积聚必须做到以下几点： 4.4.1加强瓦斯检查和监测
检查瓦斯必须严格执行《煤矿安全规程》有关规定，矿井必须建立瓦斯、二氧化碳和其他有害气体检查制度，配合相应的检查仪器仪表，以监测监控井下的瓦斯。低瓦斯矿井，检查一般不低于2次，高瓦斯矿井一般不低于3次，有瓦斯突出区域和瓦斯涌出量较大的采掘工作面，必须要专人负责，检查瓦斯，必须做到瓦斯三对口，瓦斯超限时，必须撤出人员，同时向有关人员报告，严禁空班、漏检、假检、少检。高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井，必须装备矿井安全监控系统。没有装备安全监控系统的煤矿，半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进工作面，必须装备风电闭锁和甲烷断电仪，编制采区设计采掘作业规程时，必须对安全监控设备的种类，数量和位置做出明确的规定。 4.4.2加强局部通风的管理
掘进工作面瓦斯爆炸事故占60%以上，加强掘进工作面通风管理，是防治瓦斯事故的重要工作之一。掘进工作面通风需要满足以下要求：掘进巷道必须采用矿井全风压通风或局部通风机通风。瓦斯喷出区域或煤与瓦斯突出煤层的掘进通风方式，必须采用压入式，局部通风机要设专人管理。局部通风机必须安设在进风流中、距回风口不得小于10米，进风流中的风量必须大于局部通风机吸风量。 4.4.3必须采用抗静电风筒
风筒挂平、稳、直。接头严密、不漏风，破洞应及时补修，拐弯用弯头，风筒必须符合作业规程规定，风量每分钟不得小于40立方米。掘进工作面的通风机要实现“三专两闭锁”和自动切换。 4.4.4 严禁多通风机使用
严禁使用三台以上的局部通风机，同时向1个掘进工作面供风。使用局部通风供风
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不得停风，因检修、停电等原因停风时，必须检查瓦斯。只有在局部及开关附10米以内风流中的瓦斯浓度在0.5%时方可开启风机。临时停工地点不得停风；需要停风时；必须切断电源；设置栅栏揭示警示，禁止人员入内，停工区内瓦斯浓度达到3%不能处理时，必须在24小时内封闭完毕。严禁停风或瓦斯超限的区域内作业。 4.4.5 加强通风构筑物的管理
（1）瓦斯探头必须每周进行检查。要及时处理瓦斯积聚，回风上偶角应加大风量，减少采空区漏风，上下角充填密封等。如瓦斯浓度超高时，必须要制定措施排放瓦斯，并进行瓦斯抽放。
（2）在生产过程中防止瓦斯积聚和超限是关键，必须及时封闭不用的盲巷、采空区、冒高处、未封闭的冒高处应安设导风板或风筒进行分支通风，以防瓦斯积聚，及时处理好回采工作面上偶角的瓦斯积聚。主要方法有引风冲淡瓦、尾巷排放、减少采空区漏风。采用通风方法，不能处理的必须进行抽放。因停风造成大量瓦斯浓度存在时，必须制定排放瓦斯措施，排放瓦斯时必须严格执行煤矿安全规程的规定和瓦斯排放措施。
（3）加强通风管理，保证采掘工作面风量有效稀释瓦斯浓度，达到煤矿安全规程的标准。各采掘工作面实行独立通风，独立通风困难的采掘工作面，在制定安全措施后，可采用串联通风，串联通风次数不超过一次，还必须在被串联的工作面风流中设置探头，监控的瓦斯不得超过0.5%，有煤与瓦斯危险的采掘工作面，不得使用串联通风。
（4）杜绝明火，严禁携带烟火及其他可燃物入井，井口20米范围内严禁电焊及其明火，井上发生外因火灾，应立即灭火，及时隔离，对内因火灾严格按照煤矿安全规程管理。
（5）加强放炮管理，防止爆破火花，爆破工必须严格执行煤矿安全规程规定，严格执行一炮三检制。放炮要用水泡泥，严禁放明炮，糊炮，使用合格的煤矿安全炸药和放炮器材，禁止使用明接头和裸露放炮母线等。
（6）加强电器设备管理，防止电火花、瓦斯矿井必须采用矿用安全型，防爆型和安全火花型的电器设备。对电器设备的防爆性能定期检查，不符合要求的要及时更换，否则不准使用。井上井下电器设备必须安设防雷电和短路装置。电缆接头杜绝“鸡爪子、羊尾巴和明接头”。局部通风机开关要安设“风电闭锁” 瓦斯电闭锁装置。
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浅析瓦斯爆炸
5. 瓦斯爆炸的应急救援
5.1 瓦斯爆炸事故的分类
根据国家煤矿安全生产的有关规定及矿井生产过程中存在着瓦斯爆炸灾害的客观实际。为了在发生突发性重大瓦斯爆炸事故时，矿井各级职能部门能做到反应迅速，忙而不乱，有效地实施应急救援，最大限度地减少人员伤亡和财产损失，在组织上、技术上、材料设备上必须有针对性的采取有效措施，尽快恢复正常生产。
瓦斯爆炸事故，按其爆炸特点及波及范围一般分为三类：局部瓦斯爆炸、大型瓦斯爆炸、瓦斯连续爆炸。
5.2 瓦斯爆炸事故的处理要点
5.2.1 指挥部了解内容
（1) 爆炸地点及波及范围； （2) 人员分布及伤亡情况；
（3) 通风情况（风量大小、风流方向、风门、局部通风机等通风设施的损坏程度）； （4）灾区气体及烟雾情况（瓦斯浓度、 ＣＯ浓度、烟雾大小及流向）； （5）是否发生了火灾及火灾蔓延情况；
（6） 主要通风机工作情况（是否正常运转、防爆门是否被吹开、通风机负压变化等）。
5.2.2 下达的命令
（1）切断灾区电源、撤出灾区和可能受影响区域的人员； （2）向集团公司汇报，并下达救护队出动命令； （3）迅速成立救灾指挥部，制定救灾方案； （4）保证主要通风机和空气压缩机正常运转； （5）保证副井升降人员正常提升；
（6）井口接待室严格控制入井人员，井口考勤负责对井下人员进行统计报救灾指
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挥部；
（7）矿山救护队到达事故现场后，按照救灾方案部署进行救护抢救，侦察灾情，扑灭火源，恢复通风系统，防止再次爆炸。如有二次爆炸可能时，救护队迅速撤离现场；
（8）命令供应科、保安区、运输队准备救灾物资，并运送到指定地点。医院准备抢救伤员。武保科保卫人员负责维护矿井安全秩序。
5.3 应急处理原则
5.3.1 应急处理基本原则
（1）启动原则：在矿井发生瓦斯爆炸事故及灾害时，本预案由矿井调度指挥中心启动。
（2）响应原则:矿井应急救援指挥部领导组成员、各应急救援小组成员和相关生产队组事故处理处理指挥中心成员在接到事故及灾害报告后，无论何时，只要在本地区，必须马上以最快的方式赶赴事故现场，按相应的事故处理预案正确有效地开展事故应急处理和救灾工作，尽可能避免或减少人员伤亡，尽最大努力减少事故损失和缩小事故影响范围。
（3）有事请假原则：矿井各救援小组组长在离开本地区时，必须向矿井应急救援指挥部总指挥请假，同时将救援小组组长的职责向副组长交待清楚。
（4）指挥原则：在队组事故应急处理指挥中心成员未到达现场前，事故处理由当班带班长负责指挥；在矿井救援指挥部成员未到达之前，由事故应急救援处理指挥中心指挥；矿井救援指挥部总指挥到达现场后，事故处理由救援指挥部统一指挥。 5.3.2 实际操作处理原则
井下发生瓦斯爆炸事故后，救援人员应按照“紧急救灾、妥善避难、安全撤退、救人优先”的原则抢险救灾。
（1）以抢救遇难人员为主，必须做到有巷必入，本着“先活者后亡者、先重伤后轻伤、先易后难”的原则救险，（矿山救护队如图5.3.1）。
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浅析瓦斯爆炸
图5.3.1 矿山救护队
（2）在进入灾区侦察时要带有干粉灭火器，发现火源及时扑灭。确认灾区没有火源不再引起再次爆炸时，即可对灾区巷道进行通风。应尽快恢复原有的通风系统，加大风量，排除爆炸后产生的烟雾和有毒有害气体。迅速排除这些气体，既有利于抢救遇难人员，减轻遇难人员的中毒程度，又可以消除对井下其他人员的威胁。
（3）消除巷道堵塞物，以便救人。 （4）寻找火源，扑灭爆炸引起的火灾。
（5）做好灾区侦察、寻找爆炸点、灾区封闭等工作。
5.4 具体调度方案
5.4.1响应分级
调度指挥中心接到瓦斯爆炸事故汇报后，立即通知值班领导，值班领导根据情况，通知矿井瓦斯爆炸事故应急救援指挥成员立即到调度指挥中心集合，总指挥决定是否启动哪一级别应急预案。
（1）发生特别重大伤亡事故时，事故后30人以上，已经或可能导致30人以上死亡，为I级响应。
（2）发生特大伤亡事故时，事故后10人以上、29人以下被困灾区，已经或可能导致10人以上29人以下死亡，为II级响应。
（3）发生重大伤亡事故时，即事故后3人以上、10人以下被困灾区，已经或可能导致3～9人死亡，为III级响应。
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（4）发生一般伤亡事故时，即事故后1人以上、3人以下被困灾区，已经或可能导致3人以下死亡，为IV级响应。 5.4.2 响应程序
调度指挥中心在接到瓦斯爆炸事故汇报后，立即将事故概况向值班长汇报，并根据值班长的指示向市局矿山救护大队大队、董事长、总经理、总工程师汇报。汇报内容主要包括：事故发生的时间、地点；事故发生的初步原因；已经采取的措施等；现场人员状况，人员伤亡及撤离情况（人数、程度、所属部门）等（如图5.4.2）。
图5.4.2 紧急救活演习
5.4.3 应急启动
相关人员接到调度指挥中心的电话时，要立即赶到调度指挥中心，接受总指挥命令，按各自职责开展抢救工作，由总工程师带队，组织相关人员到现场协助事故抢救及处理工作。 5.4.4救援行动
救援工作由救援指挥部总指挥统一指挥，发生事故后总指挥要迅速组织人员开展救灾工作。
（1）撤人
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浅析瓦斯爆炸
井下发生灾害后，在市局矿山救护大队及医护人员未到达之前，职工应迅速组织自救和互救，要佩戴自救器，按照瓦斯事故避灾路线，迅速撤至新鲜风流中直到地面，在撤离时要设法切断灾区电源。
遇到无法撤退时，应迅速进入躲避硐中（或进入临时构筑避灾硐室）等候营救。 调度指挥中心要迅速核查入井人员、上井人员和被困人员的数量及被困人员姓名。 （2）侦察
救护队到达矿山后，首先应组织人员进行侦察工作，准确探明事故性质、原因、范围、被困人员可能的位置以及巷道通风、瓦斯等情况，为指挥部制定抢救方案提供可靠依据。
（3）制定抢救方案
待侦察清楚灾情时，总经理要立即组织人员制定救灾方案。 （4）制定方案的原则：
1）采取一切措施，及时救助遇险人员，尽量减少人员伤亡。
2）要设法切断灾区电源，同时要保障实施求援工作所需要电源的供给。 3）在确认无二次爆炸可能时，要及时恢复破坏的巷道和通风设施，以恢复正常通风。
4）发生煤岩与瓦斯突出时，对充满瓦斯的主要巷道应加强通风，迅速按规定将高浓度瓦斯直接引入回风道中排出矿井，迅速恢复正常通风。
5）救灾指挥部应根据事故地点、范围、迅速决定是否改变矿井通风方式或局部反风；为保证人员呼吸，原则上不得停止主要通风机运行。
（5）抢救
处理事故时，应在灾区附近的新鲜风流中选择安全地点设立井下基地，在保证安全的前提下，井下基地尽量靠近灾区。
井下基地要铺设通往指挥部和灾区的电话，设置必要的装备和救护器材，并由专人经常检查基地风流和气体变化情况。
处理事故时，进入灾区的市局矿山救护大队队员人数不得少于6人，要携带必要的技术装备。
救护队员除佩戴氧气呼吸器外必须携带一定数量的隔绝式自救器，发现被困人员后，首先将其抢救脱险。为了防止二次爆炸，发现火源立即扑灭，并切断灾区电源。
（6）扩大应急
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灾情较大或救护人员有困难时，矿井指挥部可向外求援，启动上一级预案。 （7）应急结束
待人员全部救出，通风系统恢复后，由调度指挥中心向指挥部进行汇报，指挥部总指挥下达应急结束命令，全体抢救人员才可撤离。
应急结束后，事故部门、工会、安全部、通风部、人力资源部、保险矿井等部门参与善后处理和事故调查工作。
5.5 处理事故的方法和措施
5.5.1 措施原则
（1）救人。救护队选择最短的路线，以最快的速度到达遇险人员最多的地点进行侦察抢救。应沿入风方向进入灾区，如入风路线被堵难以清理维修，也可沿回风方向进入灾区。
（2）迅速恢复灾区通风。采取一切可能措施迅速恢复通风系统，但必须注意在恢复前查明无火源存在以免引起瓦斯再次爆炸。
（3）局部反风。在有预先构筑反风门设施的条件下对局部变灾害区域进行反风。 （4）清除灾区巷道的堵塞物。若短时间内不能清除时，应考虑其它尽快恢复通风救人的方法，同时要恢复堵塞区外的通风，让未佩戴呼吸器的人员能够参加抢救工作。一旦通路打开，救护队员立即进入灾区进行抢救。
(5）扑灭爆炸引起的火灾。在灾区内发现火灾和残留火时，必须立即扑灭。若一时难以扑灭，应控制火势向遇险人员所在地点蔓延，特别是在火点附近有瓦斯积聚的盲巷时，应采取有效措施防止火源向盲巷蔓延。待遇险人员全部救出后再进行灭火工作。
(6)发生连续爆炸时的抢救。为抢救遇险人员和封闭火区，救护队在紧急情况下，经请示指挥部可利用两次爆炸的间隔时间进行行动。但必须严密监视通风和瓦斯情况，以便准确掌握两次爆炸的间隔时间。。
(7)做好通讯工作，以便随时与指挥部取得联系。 5.5.2 处置措施
（1）接到矿井瓦斯爆炸事故的汇报后，救护队要立即赶到现场，寻找和抢救遇难
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浅析瓦斯爆炸
人员，派出小分队进入毒化区，使遇难人员脱离危险，另外派出技术人员采取措施尽快恢复正常的通风系统，排除有害气体，防止出现二次和多次连爆。
（2）矿井总回风或采区回风发生瓦斯爆炸会直接波及到主扇。风机房司机如果发现风峒防爆门掀开时，应立即向矿井汇报，根据情况进行处理。
（3）如果瓦斯爆炸主扇损坏，必须立即启动备用风机，以保证正常通风。 （4）采掘工作面发生局部瓦斯爆炸，人员必须撤到进风方面，在回风侧的人员迅速通过回风横贯（贯眼）转入新鲜风流中。
（5）要及时抢救遇难人员和扑灭现场明火，切断进回风巷及工作面的一切电气设备的电源。
（6）若发现风流逆转，通风系统破坏，应采取措施尽快恢复通风系统，以保证救灾的顺利进行。
5.5.3 职工的自救与互救
当听到或看到瓦斯爆炸时，应面背爆炸地点迅速卧倒，如眼前有水，应俯卧或侧卧于水中，并用湿毛巾捂住鼻口。距离爆炸中心较近的作业人员，在采取上述自救措施后，迅速撤离现场，防止二次爆炸的发生。
瓦斯爆炸后，应立即切断通往事故地点的一切电源，马上恢复通风，设法扑灭各种明火和残留火，以防再次引起爆炸。所有生存人员在事故发生后，应统一、镇定地撤离危险区。遇有一氧化碳中毒者，应及时将其转移到通风良好的安全地区。如有心跳、呼吸停止，立即在安全处进行人工心肺复苏，不要延误抢救时机，现场救护（如图5.5.1）。
图5.5.1 现场救护
（1）灾区人员撤退时，要发扬保已为人的精神，身体强壮的要照顾体弱的，有经
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验的要帮助无经验的，并要采取一切办法，将受伤人员带出灾区。脱离灾区后，为防止烟雾和有毒气体的侵害，要尽快选择一条捷便的路线转入新鲜风流区。位于上风侧的人员应逆着新鲜风流撤出灾区。撤退时应有组织进行，由熟悉巷道的班组长或老工人带路，身体强壮者断后。
（2）瓦斯爆炸后，立即戴好自救器。过烟雾和有害气体弥漫的巷道时，要弯腰快步通过灾区。如没有准备好自救器，最好用湿毛巾快速捂住鼻口，就地卧倒，如边上有水坑，可侧卧于水中。
（3）由于事故的突然发生，或其它原因来不及撤出灾区时，应采取暂避其伤害的措施，发生爆炸迅速俯身于巷道的下角或水沟中，避免爆炸冲击波和火焰的伤害。
（4）如果灾区范围太大或避灾路线受阻，无法撤出时，应及时进入避难峒室。 （5）在抢险过程中，若发现有人员瓦斯窒息或一氧化碳中毒时，要及时抬到新鲜风流中抢救。
（6）教育职工识别、懂得瓦斯爆炸预防知识，正确对待瓦斯爆炸灾害的发生，时刻保持高度的警惕，一旦发生事故，不至于慌乱，害怕。
（7）所有井下生产人员，必须熟悉本计划的内容，并要熟悉矿井避灾路线，井下所有大巷，采区巷道交叉口要有明显的通往安全出口的标志牌，并要标有巷道名称。总之我们有了准备，一旦事故发生，能应付自如，将灾害损失降到最低限度。
（8）据调查统计，矿井下发生瓦斯爆炸时，多数遇难人员直接死因并不是爆炸和燃烧，而是有害气体和缺氧引起的中毒和窒息。所以，发生瓦斯爆炸时，自救措施要果断及时，方法得当，尽可能减少伤残和死亡的发生。
（9）听到爆炸时，应赶快张大口。并用湿毛巾捂住口鼻，避免爆炸所产生强大冲击波击穿耳膜，引起永久性耳聋。
（10）瓦斯爆炸后，切忌乱跑，井下人员应在统一指挥下，情绪镇定，向有新鲜风流的方向撤退或躲进安全地区，注意防止二次爆炸或连续爆炸的再次损伤。
（11）在可能的情况下，撤离险区后及时向调度指挥中心报告。
（12）当听到或看到瓦斯爆炸时，应面背爆炸地点迅速卧倒，如眼前有水，应俯卧或侧卧于水中，并用湿毛巾捂住鼻口。距离爆炸中心较近的作业人员，在采取上述自救措施后，迅速撤离现场，防止二次爆炸的发生。
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浅析瓦斯爆炸
5.5.4 安全出口和避灾路线
（1）安全出口
当事故发生后，所有人员要根据事故地区的位置、破坏程度和影响范围，科学地选择捷便路线作为安全出口，以尽快脱离险区。
（2）避灾路线 5.5.5 恢复生产
（1）由救护队详细检查井巷、通风设施破坏情况及运输系统堵塞情况以便采取针对性措施。
（2）首先恢复通风系统，排除瓦斯积聚，处理塌落巷道。 （3）组织对机电设备的检查，维修与更换。 （4）恢复运输系统，进而逐步恢复采掘面的生产。
（5）针对每个系统的恢复和每项工程的施工都要制定措施，并要严格贯彻执行。 5.5.6 其它
（1）在救援过程中，必须有高度的组织性和纪律性，一切听从应急救灾总指挥部的安排。
（2）在救援过程中，如有不听从调动指挥的，总指挥有权进行处理。 （3）在救援过程中，严防坏人乘机破坏，查有实据的破坏者要严加惩办。 （4）在贯彻执行本预案时，若与上级有关规定相抵触，以上级规定为准执行。
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6.结语
随着煤炭开采强度的加大,瓦斯涌出量增加,其治理除了加强抽放、加强通风、防止瓦斯积聚外,要防止瓦斯爆炸,重点还应加强对着火源的控制,尤其是要研究防止电气火花、摩擦火花产生的新技术、新设备。为保障煤矿的安全生产,必须认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针，坚持做到“先抽后采、监测监控、以风定产”,依靠科学技术的进步,加强安全管理,提高职工安全素质,才能从根本上防止瓦斯爆炸事故的发生。同时应大力提倡和支持煤层气开采利用，通过技术引进和科研创新尽快建立完整先进的煤层气开采技术，将瓦斯这一头号杀手变成宝藏。近几年来,随着开采深度的进一步加大和高强度机械化采掘和集约化生产,自然灾害的威胁更加突出。根据近几年的事故统计表明,煤矿瓦斯爆炸事故呈上升趋势,几乎每年都有死亡人数超过百人以上的事故发生,虽然瓦斯爆炸事故发生的几率小,但是一旦发生事故,所造成的损失和危害程度是十分严重的。
瓦斯爆炸事故的防治是煤矿安全工作的一个系统工程，除了完善可靠的安全装备和采取有效的措施外，还应加强安全管理和安全监督，重视员工安全意识的培养。只有把安全放在首位，认真落实瓦斯治理的“十二字”方针，健全各项规章制度，合理加大安全投入，瓦斯爆炸事故及其他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。
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参考文献
[1] 冯肇瑞.化工技术手册.北京：化工技术出版社,1995（4） [2] 张国枢.通风安全学.中国矿业大学出版社.2007（1）208-215
[3] 国家安全生产监督管理总局,国家煤炭安全监察局.煤炭安全规程.北京：煤炭工业出版社,2006(9)
[4] 王宝兴,经建生.煤矿瓦斯爆炸主要原因的研究.安全与环境学报2004(6)增刊. 69-72 [5] 王寒冰,煤矿瓦斯爆炸原因与防治.商业文化.2008（7）
[6] 刘其志,费国云.浅析瓦斯爆炸的特征及控制.煤炭工程师.1998（5）39-42
[7] 朱永刚,张钦礼,韩森,易智.煤矿瓦斯爆炸事故的事故分析与防治.工业安全与环保.2006(32卷10期)58-60
[8] 王魁军.提高本煤层抽放瓦斯技术的研究.煤矿安全.1996（6） [9] 俞启香.矿井瓦斯防治.徐州：中国矿业大学出版社.1992（10）
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致谢
从接触灾害学这门专业选修课开始我慢慢地搜集论文素材，到今天完成我的课程论文，在这两个月的时间里，也让我对瓦斯爆炸有了一个全新的、更系统化的认识，从瓦斯爆炸的危害中我们得深刻认识到必须研究出更好地治理办法。虽然在写论文中间遇到个好多的困难和挫折，但是我还是在老师和同学的帮助下度过了，这段难忘的时期我会好好地珍惜。
在这里，我首先感谢我的灾害学任课教师——王老师，他反复地为同学们讲解课程论文中会遇到的问题，并给于解决方案，不厌其烦的对我们的论文进行修改和改进；其次，感谢安全教研室新来的教师——胡洋博士，是他给我提供了第一手关于论文的素材，而且给我提供了他得方法和思路，供我参考；最后感谢这篇论文所涉及到的各位学者，本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。
当然，还得感谢我的通风安全课程教师——倪老师，也是他第一次让我知道了瓦斯爆炸的机理、特征、爆炸原因和预防爆炸等知识，为本次的论文提供了很好的素材；通风安全这本书成为了本篇论文的直接参与者，让我的论文有了一个大的框架，然后再分支中区搜集材料，最终完成；
同时，感谢我的舍友们和身边帮助我的朋友们，在我写论文的过程中给予我了很多相关素材，还在论文的撰写和排版的过程中提供热情的帮助。
由于我目前的学术水平有限，所以所写论文中难免存在不足之处，恳请王老师批评和指正！
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