第五节掘进安全工作.pptx

第五节 掘进安全工作; 一、预防瓦斯爆炸 (一)瓦斯爆炸机理 1.瓦斯爆炸的机理 瓦斯爆炸的实质就是一定浓度的瓦斯与空气中的氧气在一定温度作用下产生的剧烈氧化反应，其反应过程十分复杂，化学反应式的最终结果是： 在纯氧中为 CH4+2O2=CO2+2H20+882.6kJ／mol 在空气中为 CH4+2(O2+4N2)=CO2+2H20+8N2 +882.6kJ／mo1 上述反应均为放热反应，当反应生成热的速度;大于散热速度时，则热量积聚，反应物的温度升高，氧化进一步加快，使气体受热迅速膨胀，最后形成爆炸。如果参与反应的瓦斯浓度低或氧气不足，生成热的速度小于散热速度时，就不会形成爆炸。 2.瓦斯爆炸条件 瓦斯爆炸必须同时具备三个条件，即适宜的瓦斯浓度、高温火源和足够的氧含量，三者缺一不可。若能消除、控制其中一个条件，即可防止瓦斯爆炸。 (1)瓦斯浓度; 瓦斯浓度是指瓦斯在空气中按体积计算占有的比率，以百分比表示。瓦斯浓度与煤层瓦斯含量是两个完全不同的概念，不可混淆。 瓦斯爆炸界限是指在空气中瓦斯遇高温火源能引起爆炸的浓度范围。瓦斯能发生爆炸的最低浓度称为爆炸下限，最高浓度称为爆炸上限。试验证明，瓦斯的爆炸下限为5%～6%，上限为14%～1 6%，而当瓦斯浓度为9.1%～9.5%时，爆炸最猛烈。 上述结论说明，瓦斯只有在一定的浓度范围内才有爆炸性。; (2)高温火源 点燃瓦斯所需要的最低温度称为点燃温度。在正常大气条件下，瓦斯在空气中的点燃温度为650～750℃。点燃温度受瓦斯浓度、气体压力、温度与火源性质等因素的影响。点燃温度与瓦斯浓度的关系见表7—26。从表7—26可以看出，瓦斯最容易点燃的浓度为7%～8%。; 明火、煤炭自燃、电气火花、炽热的金属表面、吸烟，甚至撞击或摩擦产生的火花等煤矿井下所能遇到的大多数火源都足以点燃瓦斯。然而使用安全炸药进行爆破时，炸药爆炸初温虽可高达2000℃左右，但在绝大多数情况下不会引起瓦斯的燃烧与爆炸。这是因为人们在制造安全炸药时利用了瓦斯点燃所具有的一个重要性质，即瓦斯的引火延迟性。瓦斯的引火延迟性是指达到爆炸浓度的瓦斯与高温火源接触时，并不立即发生燃烧或爆炸，而是稍微延迟的现象称为瓦斯的引火延迟性。使用安全炸药;进行爆破时，虽然炸药爆炸初温司达2000℃左右，但火焰存在的时间仅为千分之几秒，小于瓦斯爆炸的感应期，故不会引起瓦斯爆炸。 (3)足够的含氧量 瓦斯爆炸就是瓦斯的急剧氧化，没有足够的氧气，瓦斯就不能爆炸。大量实验也证明，瓦斯爆炸的界限随氧浓度的下降而缩小。当氧浓度降低时，瓦斯爆炸下限缓慢地升高，而上限迅速下降。当氧浓度低于12%时，瓦斯与空气的混合气体就失去了爆炸性。在瓦斯与空气的混合气体中，瓦斯的爆炸;界限与氧浓度的关系如图7-118所示。三角形BCE为爆炸区。 ; 综上所述，在一般情况下瓦斯爆炸的条件是：一定浓度的瓦斯(5%～16%)；高温火源(650～750℃ )和足够的氧气(12%以上)。这三个条件必须同时具备，瓦斯才能爆炸。 (二)预防瓦斯爆炸的措施 掘进工作面发生瓦斯爆炸的原因有： (1)掘进巷道多数位于煤层的新开拓区，瓦斯涌出量较大。 (2)局部通风管理难度较大，容易出现失误或管理不善，如局部通风机因故停转或风筒漏风太;大，致使风量不足或风速过低等原因不能有效地将掘进工作面附近及巷道内的瓦斯冲淡排出，导致瓦斯积聚达到爆炸浓度。 (3)煤巷掘进多用电钻打眼、爆破，出现机电设备失爆和爆破不合规定产生引爆火源的可能性较多。 大多数煤矿职工在长期的生产实践中，积累了丰富的预防瓦斯爆炸事故的经验，产生了许多行之有效的措施，归纳起来主要有三个方面：防止瓦斯积聚、防止瓦斯引燃和防止瓦斯爆炸事故范围扩大。; 1.防止瓦斯积聚 (1)加强通风 矿井通风的基本任务之一就是把瓦斯等有害气体及粉尘稀释到安全浓度以下，并排至矿井以外。所以，加强通风既是防止瓦斯积聚的基本方法，也是主要措施。 (2)加强瓦斯检查 加强对瓦斯浓度和通风情况的检查，是及时发现和处理瓦斯超限、瓦斯积聚和防止发生瓦斯爆炸事故的前提。’瓦斯检查人员必须按《煤矿安全规;程》规定要求检查瓦斯和二氧化碳浓度，严禁空班漏捡，必须严格执行瓦斯巡回检查制度和请示报告制度，并认真填写瓦斯检查班报。每次检查瓦斯的结果必须记入瓦斯检查班报手册和检查地点的记录牌上，并通知现场工作人员。 (3)抽放瓦斯 抽放瓦斯是瓦斯涌出量大的矿井或采区防止瓦斯积聚的有效措施。