矿井瓦斯不助燃,但它与空气混合成一定浓度后,遇火能燃烧、爆炸。瓦斯爆炸时会产生3个致命的因素:爆炸火焰、爆炸冲击波和有毒有害气体。瓦斯爆炸不仅造成大量的人员伤亡,而且还会严重摧毁矿井设施、中断生产。矿井瓦斯爆炸往往引起煤尘爆炸、矿井火灾、井巷坍塌和顶板冒落等二次灾害。
1.瓦斯爆炸的条件
引起瓦斯燃烧与爆炸必须具备3个条件:一定浓度的甲烷、一定温度的引火源和足够的氧气。
2.预防瓦斯爆炸技术措施
预防瓦斯爆炸技术措施包括4个方面:
(1)防止瓦斯积聚和超限;
(2)严格执行瓦斯检查制度;
(3)防止瓦斯引燃的措施;
(4)防止瓦斯爆炸灾害扩大的措施。
(六)矿井瓦斯抽放
1.瓦斯抽放方法
瓦斯抽放系统主要由瓦斯抽放泵、瓦斯抽放管路(带阀门)、瓦斯抽放钻孔或巷道、钻孔或巷道密封等组成。
根据抽放瓦斯的来源,瓦斯抽放可以分为:本煤层瓦斯预抽、邻近层瓦斯抽放、采空区瓦斯抽放以及几种方法的综合抽放。
2.瓦斯抽放指标
(1)反映瓦斯抽放难易程度的指标:煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数、百米钻孔瓦斯涌出量。
(2)反映瓦斯抽放效果的指标:瓦斯抽放量、瓦斯抽放率。
3.瓦斯抽放主要设备设施
(1)瓦斯抽放泵。瓦斯抽放泵是进行瓦斯抽放最主要的设备。
(2)瓦斯抽放管路。瓦斯抽放管路是进行瓦斯抽放必备也是使用量最大的材料。
(3)瓦斯抽放施工用钻机。绝大多数的瓦斯抽放工程都需要利用钻孔进行瓦斯抽放,因此,钻机是进行瓦斯抽放的矿井使用最多的设备。
(4)瓦斯抽放参数测定仪表。煤矿瓦斯流量测定仪表主要有孔板流量计、均速管流量计、皮托管、涡街流量计等。
(5)瓦斯抽放钻孔的密封。封孔是确保抽放效果的重要环节,采用先进的封孔技术和加强封孔的日常施工管理,是提高封孔质量的主要途径。
(七)瓦斯检测
瓦斯检测实际上是指甲烷检测,主要检测甲烷在空气中的体积浓度。使用便携式瓦斯检测报警仪,可随时检测作业场所的瓦斯浓度,也可使用瓦斯传感器连续实时地监测瓦斯浓度。
煤矿常用的瓦斯检测仪器,按检测原理分类有:光学式、催化燃烧式、热导式、气敏半导体式等等,可以根据使用场所、测量范围和测量精度等要求,选择不同检测原理的瓦斯检测仪器。
①光干涉瓦斯检定器。光干涉瓦斯检定器主要用于检测甲烷和二氧化碳,检测范围为0~10%、0—40%和0—100%。
②热催化瓦斯检测报警仪。热催化瓦斯检测报警仪主要检测低浓度甲烷,检测范围0—5%。
③智能式瓦斯检测记录仪,主要检测甲烷浓度,以单片机为核心,以载体催化元件及热导元件为敏感元件,用载体催化元件检测低浓度甲烷、热导元件检测高浓度甲烷,实现0~99%CH4的全量程测量,并能自动修正误差。
④瓦斯、氧气双参数检测仪。瓦斯、氧气双参数检测仪装有检测甲烷和氧气两种敏感元件,同时连续检测甲烷和氧气浓度。最新研制出四参数检测仪,同时测定甲烷、氧气、一氧化碳和温度,一氧化碳测量范围:0—0.0999%,甲烷测量范围:0~4%,氧气检测范围:0—25%,温度检测范围:0—40℃。
⑤瓦斯报警矿灯,在矿灯上附加一瓦斯报警电路,即为瓦斯报警矿灯。仪器以矿灯蓄电池为电源,具有照明和瓦斯超限报警两种功能。现有数十种不同结构形式的产品,从报警电路的部位看,早期产品将电路装于蓄电池内,近期产品则将电路置于头灯或矿帽上。有的装在矿帽前方,有的装在矿帽后部,还有装在矿帽两侧的。一氧化碳检测报警仪,能连续或点测作业环境的一氧化碳浓度,仪器开机即可检测,检测范围:0~0.2%。
(八)瓦斯、煤尘爆炸事故的救护及处理
1. 瓦斯煤尘爆炸事故
发生瓦斯煤尘爆炸事故时,矿山救护队的主要任务是:
(1)抢救遇险人员;
(2)对充满爆炸烟气的巷道恢复通风;
(3)抢救人员时清理堵塞物;
(4)扑灭因爆炸而产生的火灾。
首先到达事故矿井的小队应对灾区进行全面侦察,查清遇险遇难人员数量、地点、倒地方向和姿势,遇险遇难人员伤害类型、部位和程度,并进行现场描述,发现幸存者立即佩戴自救器救出灾区,发现火源要立即扑灭。
2.煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出事故的救护及处理
1.一般原则
发生煤与瓦斯突出事故时,矿山救护队的主要任务是抢救人员和对充满瓦斯的巷道进行通风。
救护队进入灾区侦察时,应查清遇险遇难人员数量、地点、倒地方向和姿势,遇险遇难人员伤害类型、部位和程度,并进行现场描述。
2.抢救遇险人员方法
采掘工作面发生煤与瓦斯突出事故后,首先到达事故矿井的矿山救护队,应派1个小队从回风倒,另1个小队从进风侧进入事故地点救人。仅有1个小队时.如突出事故发生在采煤工作面,应从回风侧进入救人。救护队进入灾区前,应携带足够数量的隔绝式自救器或全面罩氧气呼吸器,以供遇险人员佩戴。侦察中发现遇险人员应及时抢救,为其佩戴隔绝式自救器或全面罩氧气呼吸器,引导出灾区。对于被突出煤炭堵在里面的人员,应利用压风管路、打钻等输送新鲜空气救人,并组织力量清除阻塞物。如不易清除,可开掘绕道,救出人员。
3.救护措施
(1)发生煤与瓦斯突出事故,不得停风和反风,防止风流紊乱扩大灾情。如果通风系统及设施被破坏,应设置风障、临时风门及安装局部通风机恢复通风。
(2)发生煤与瓦斯突出事故时,要根据井下实际情况决定是否停电。如不会因停电造成被水淹的危险,应远距离切断灾区电源;否则应加强通风,特别要加强电气设备处的通风,做到运行的设备不停电,停运的设备不送电,防止产生火花,引起爆炸。
(3)瓦斯突出引起火灾时,要采用综合灭火或惰气灭火。
(4)小队在处理突出事故时,检查矿灯,要设专人定时定点用100%瓦斯测定器检查瓦斯浓度,设立安全岗哨。
(5)处理岩石与二氧化碳突出事故时,除严格执行处理煤与瓦斯突出事故各项规定外,还必须对灾区加大风量,迅速抢救遇险人员。矿山救护队进入灾区时,要戴好防护眼镜。
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