1. 瓦斯的主要特性和燃燒爆炸的規(guī)律
礦井中能爆炸的瓦斯有沼氣、氫氣、乙烷、硫化氫、二氧化硫及一氧化碳等幾種,其中,以沼氣的含量最多、占90%以上,它是關(guān)系礦井能否發(fā)生瓦斯爆炸的決定因素,因此這里說的瓦斯,主要是指沼氣。
沼氣是一種無色無味的氣體,是看不見、摸不著、聞不到的東西。它的比重為0.554,較空氣輕,因而經(jīng)常漂浮在巷道上半部及獨(dú)頭上山和冒頂絞架處,是煤礦安全生產(chǎn)中最隱蔽的敵人,它具有能燃燒,能爆炸,能使人窒息的多種危害性,但它的最主要的危害是燃燒爆炸。
沼氣的燃燒爆炸是有規(guī)律的。沼氣在空氣中的含量在5%以下時(shí),遇到高溫火源,一般只發(fā)生燃燒,而不能發(fā)生爆炸。但是,如果井下含有其它爆炸氣體,這種混合爆炸氣體的爆炸限度就會(huì)有很大變化,很可能降到5%以下。因此,絕不能機(jī)械地認(rèn)為沼氣含量在5%以下時(shí)絕不會(huì)爆炸,而隨便改變或提高保安規(guī)程規(guī)定的沼氣最大允許含量。(國家保安規(guī)程中規(guī)定:風(fēng)流中的沼氣含量不得超過1%,局部地點(diǎn)的沼氣含量不能超過2%)。
沼氣在空氣中的含量在16%以上時(shí),一般也不能爆炸,這是因?yàn)檎託夂吭黾樱諝庵械难鯕饩蜁?huì)相對(duì)減少,而氧氣不足,就不利于沼氣的燃燒和爆炸,因?yàn)檎託馕鼰崃勘容^大,燃燒時(shí)放出的熱量被多余的沼氣吸收了,因此就不能引起更激烈的燃燒和爆炸。但是也不能以此麻痹,因?yàn)?,如果礦井空氣中含有其它爆炸氣體,即使沼氣含量超過16%,仍可發(fā)生爆炸。如果不含有其它爆炸氣體,沼氣含量超過16%雖然不能爆炸,但卻有嚴(yán)重的窒息作用,沼氣含量達(dá)到43%,就會(huì)使人立即窒息死亡。
在通常情況下,沼氣在空氣中的含量只有在5%以上,10%以下時(shí)遇到火才能爆炸,含量在9.5%的爆炸的最猛烈,這是沼氣的爆炸規(guī)律,違反了它就一定會(huì)發(fā)生爆炸事故,但也不要害怕,因?yàn)椋蛔屗暮窟_(dá)到爆炸限度就不會(huì)爆炸,只要有效地控制沼氣含量不讓它超過爆炸限度和有效地杜絕井下的引爆火源,就安全把握地防止它爆炸。
2. 礦井中產(chǎn)生瓦斯的四個(gè)來源
礦井中的瓦斯產(chǎn)生有以下四個(gè)來源,即從采落下來的煤炭內(nèi)放散出來的,從采掘工作面的煤壁內(nèi)放散出來的,從煤巷兩幫及頂?shù)装宸派⒊鰜淼?,從采空區(qū)周圍煤壁中放散出來的。
礦井產(chǎn)生瓦斯的這四個(gè)來源,對(duì)防止瓦斯爆炸事故提出了三個(gè)重要問題:
(1) 采落的煤炭只是礦井中產(chǎn)生瓦斯的一個(gè)來源,即使某一天或一些天礦井完全沒有出煤,井下的沼氣總量仍會(huì)繼續(xù)增加,因?yàn)槠渌齻€(gè)來源在這個(gè)期間仍有繼續(xù)放散瓦斯。這說明礦井放散瓦斯是經(jīng)常不停的,一旦停止向井下送風(fēng),瓦斯就會(huì)很快地聚積起來,充滿于井下巷道,即使在一級(jí)瓦斯礦井中,通風(fēng)中斷以后,瓦斯也很容易聚集到爆炸限度或窒息限度,這一客觀情況要求,必須不間斷地向井下送風(fēng)排除瓦斯。
(2) 由于采空區(qū)頂?shù)装宀粩嗟胤懦鐾咚?,因此老窿區(qū)可能聚集有大量的瓦斯,為防止老窿區(qū)瓦斯的傷害,無論是鑿井或巷道掘進(jìn),將遇到老窿時(shí),必須注意探放檢查瓦斯加強(qiáng)通風(fēng)、吹散瓦斯。
(3) 工作面落下的煤炭是放散瓦斯的一個(gè)來源,不僅采落下來以后放散瓦斯,而且運(yùn)出地面以后仍然會(huì)放散瓦斯,因此地面煤倉也有可能集存瓦斯,發(fā)生瓦斯爆炸事故,所以地面煤倉也必須從加強(qiáng)通風(fēng)、注意檢查、嚴(yán)防火源等方面加以防范。
3. 礦井容易聚集瓦斯的十種情況及預(yù)計(jì)措施
(1) 機(jī)械通風(fēng)的礦井,風(fēng)扇停風(fēng)時(shí)容易聚集瓦斯。這是因?yàn)椋虏删蚬ぷ髅婕跋锏浪谋谒派⒊鰜淼耐咚?,如果通風(fēng)間斷,就不能及時(shí)排出井外,因此,必須確定專人負(fù)責(zé),加經(jīng)對(duì)風(fēng)機(jī)(主扇或局扇)的維護(hù)、檢修和管理,健全責(zé)任制,嚴(yán)防風(fēng)機(jī)發(fā)生故障,保證風(fēng)機(jī)不間斷地運(yùn)轉(zhuǎn),經(jīng)常向井下采掘地點(diǎn)輸送足夠的風(fēng)量,一旦風(fēng)機(jī)停風(fēng),瓦斯檢查員不在場(chǎng)的地區(qū)及經(jīng)過檢查瓦斯超過限度的地區(qū),要立即撤出人員,停止送電,恢復(fù)通風(fēng)后,首先經(jīng)過瓦斯檢查,認(rèn)為無危險(xiǎn)時(shí),才能繼續(xù)送電,恢復(fù)生產(chǎn)。
(2) 自然通風(fēng)的礦井,春秋季節(jié)容易聚集瓦斯。這是因?yàn)?,春秋季?jié)地面溫度與井下溫度相差不大,就是進(jìn)出風(fēng)井口的高差很大,也不能向井下大量送風(fēng),甚至井下有時(shí)會(huì)出現(xiàn)無風(fēng)狀態(tài)。井下缺風(fēng),瓦斯就不能隨風(fēng)吹散,而容易聚集起來,因此,有瓦斯的礦井,不能單純采用自然通風(fēng),特別是春秋季節(jié),一定要采用機(jī)械通風(fēng),熱力通風(fēng),或蒸氣噴射通風(fēng)。
(3) 采掘地區(qū)停電容易聚集瓦斯,這是因?yàn)橥k姇?huì)造成風(fēng)機(jī)停電,而停風(fēng)勢(shì)必會(huì)使井下涌出的瓦斯迅速聚集,不能排出。因此,采掘,維修,放炮及機(jī)電人員,要特別注意保護(hù)電氣設(shè)備及電纜電線,停止停電。采掘人員使用電氣設(shè)備時(shí),不要超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),電線、電纜要敷設(shè)整齊,不要拖拉地線。放炮人員放炮時(shí),不要割開動(dòng)力線作為電源。修護(hù)人員修理支架時(shí),要注意防止砍斷或碰斷電線、電纜。機(jī)電人員安裝風(fēng)機(jī)要用單獨(dú)線路或各種設(shè)備上設(shè)置獨(dú)立開關(guān),以免修理其他電氣設(shè)備時(shí)停止風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)。認(rèn)真采取這些措施,就會(huì)即可防止停電、停風(fēng),避免瓦斯聚集,又可防止電氣線路和設(shè)備放炮,引起瓦斯燃燒爆炸。
(4) 停止工作后不通風(fēng)的掘進(jìn)巷道及未充填的廢洞,容易聚集瓦斯。這也是因?yàn)橄锏婪派⑼咚故遣煌V沟模煌L(fēng)就必然要聚集。因此,暫時(shí)停止工作的巷道,仍要繼續(xù)通風(fēng);長期停止工作不能繼續(xù)通風(fēng)和廢棄的巷道,要立即密閉或充填起來。打開充滿瓦斯的巷道密閉,恢復(fù)通風(fēng),恢復(fù)工作時(shí),決不能不加控制地將風(fēng)筒送入巷道內(nèi)部吹風(fēng)。因?yàn)檫@樣可能將大量瓦斯吹出來,與新風(fēng)混合,達(dá)到爆炸限度,遇有引燃火源發(fā)生爆炸。因此,這巷道內(nèi)排放瓦斯時(shí),絕不能草率從事,必須采取專門的措施,指派專人或由通風(fēng)區(qū),救護(hù)隊(duì)負(fù)責(zé),逐步地有控制地進(jìn)行排放。獨(dú)頭上山中途停止工作的現(xiàn)象,應(yīng)嚴(yán)格禁止。在接通獨(dú)頭上山時(shí)非常危險(xiǎn),應(yīng)事先打眼探放瓦斯。
(5) 掘進(jìn)穿透不通風(fēng)的老窿、老巷及接近封閉斷層時(shí)容易聚集瓦斯。這是因?yàn)椴煌L(fēng)的老窿、老巷及封閉斷層聚集有大量的瓦斯,一旦掘穿,瓦斯會(huì)突然涌出發(fā)生事故,所以在即將掘透前,要首先通知通風(fēng)機(jī)電部門,制定排放瓦斯的專門措施,做好通風(fēng)及杜絕各種火源的準(zhǔn)備工作后,再進(jìn)行排放。如有條件,通過原有的老窿、老巷將瓦斯排出去最好,無法進(jìn)入的老窿、老洞,必須從掘進(jìn)巷道中進(jìn)行排放時(shí),一定要采取先進(jìn)后放、逐漸擴(kuò)大排放洞口的措施,有控制地排放。無論從老窿,老洞排放,還是從掘進(jìn)巷道排放,如果無把握將回風(fēng)流中的瓦斯含量控制在安全限度,那么,在排放瓦斯回流中,必須切斷電源,撤退人員。
(6) 獨(dú)頭回采及長距離的巷道掘進(jìn)容易聚集瓦斯。因?yàn)?,?dú)頭回采沒有回風(fēng)巷,靠局扇通風(fēng),常因機(jī)電故障或接脫風(fēng)筒等原因中斷通風(fēng)。在中斷通風(fēng)時(shí),壓縮在老塘里的瓦斯必然會(huì)向回采地點(diǎn)聚集。同時(shí)獨(dú)巷道越遠(yuǎn),局扇距離越長,風(fēng)量越小,不能與巷道越遠(yuǎn)瓦斯涌出量越大的情況相適應(yīng)。因此,長距離獨(dú)巷巷回風(fēng)流中的瓦斯含量較大,特別是在局扇停風(fēng),氣壓突然下降時(shí),壓縮在煤壁及頂?shù)装辶芽p里的瓦斯會(huì)迅速向巷道內(nèi)聚集。為防止工作面瓦斯聚集,應(yīng)該消滅獨(dú)頭回采,利用有進(jìn)風(fēng),有回風(fēng)的全風(fēng)壓通風(fēng)。防止煤巷、獨(dú)巷太長,要按照局扇的通風(fēng)能力和礦井的瓦斯等級(jí)適當(dāng)?shù)囊?guī)定通風(fēng)橫貫的距離。一、二級(jí)瓦斯礦井一般不應(yīng)超過30米,三級(jí)瓦斯礦井不應(yīng)超過30米?,F(xiàn)有的獨(dú)巷過長的掘進(jìn)巷道,除及時(shí)加開通風(fēng)橫貫外,還要特別注意全巷道的瓦斯檢查,發(fā)現(xiàn)瓦斯聚集地點(diǎn),要立即進(jìn)行處理。
(7) 放炮采煤的地點(diǎn)容易聚集瓦斯,也容易發(fā)生瓦斯爆炸事故。這是因?yàn)榉排诒缆浯罅康拿禾?,暴露出大面積的新的煤壁及頂?shù)装?,它們?huì)放出大量的瓦斯;同時(shí)在放炮時(shí)及放炮前后爆炸火源較多,電鉆,電纜可能放火,放炮器可能放火,炸藥爆炸時(shí)也可能放火。因此在放炮前后要認(rèn)真檢查瓦斯,使用確定安全可靠的電纜、電鉆及放炮工具,并且要嚴(yán)格禁止一次裝藥,分次放炮,或用延性雷管放炮,以防發(fā)生火花,引起瓦斯爆炸。
(8) 氣壓下降時(shí)容易聚集瓦斯,這是因?yàn)闅鈮合陆岛髩嚎s在老塘及煤縫里的瓦斯突然涌出,因此,發(fā)現(xiàn)氣壓下降時(shí),要立即檢查氣壓下降的原因,如系風(fēng)門未關(guān),短路漏風(fēng),要立即關(guān)上風(fēng)門;如因冒頂或積煤、積渣堵斷風(fēng)流,要立即進(jìn)行處理。同時(shí)要加強(qiáng)老塘附近采掘工作地點(diǎn)的瓦斯檢查及通風(fēng)防火工作,發(fā)現(xiàn)瓦斯超過規(guī)定,要立即撤退人員進(jìn)行處理。
(9) 冒頂絞架地點(diǎn),因?yàn)橥咚贡瓤諝廨p,容易聚集大量瓦斯。因此,在掘進(jìn)維修巷道時(shí),要千方百計(jì)避免冒頂,對(duì)現(xiàn)有的絞架冒頂要注意檢查,發(fā)現(xiàn)瓦斯聚集,要通風(fēng)吹散,或充填密閉。
(10) 獨(dú)眼井采煤容易聚集瓦斯,這是因?yàn)楠?dú)眼井無出風(fēng)路,巷道曲折過多,路線太長,送風(fēng)非常困難,瓦斯不易排出。為預(yù)防毒眼井瓦斯聚集,在風(fēng)井作到預(yù)計(jì)水平時(shí),除做好風(fēng)井貫通必須的巷道外,不能開巷采煤。對(duì)獨(dú)眼井獨(dú)巷送道必須加強(qiáng)瓦斯檢查,并用局扇向掘進(jìn)頭送風(fēng)。風(fēng)扇位置必須安在地面,絕不能安在盲洞內(nèi),以免發(fā)生循環(huán)風(fēng),引起瓦斯聚集。
4. 預(yù)防瓦斯爆炸的三道防線
(1) 加強(qiáng)通風(fēng),吹散瓦斯:①要設(shè)專人看管風(fēng)機(jī),加強(qiáng)對(duì)通風(fēng)設(shè)備的維護(hù)檢修,使之經(jīng)常保持運(yùn)轉(zhuǎn)正常。萬一風(fēng)機(jī)發(fā)生故障,突然停風(fēng),就要特別注意加強(qiáng)對(duì)瓦斯的檢查,并且根據(jù)情況撤出井下人員,停止送電。風(fēng)機(jī)修復(fù)后也要先進(jìn)行瓦斯檢查,認(rèn)為完全符合安全要求,才能恢復(fù)送風(fēng),繼續(xù)工作。②縮短獨(dú)巷掘進(jìn)的距離,加強(qiáng)掘進(jìn)通風(fēng)。③消滅回采工作面獨(dú)巷通風(fēng),實(shí)行有進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷的全風(fēng)壓通風(fēng)。④實(shí)行多分區(qū)通風(fēng),消滅大串聯(lián)通風(fēng)。⑤及時(shí)清理巷道的浮煤積渣、保持通風(fēng)巷道面符合設(shè)計(jì)規(guī)格。全礦井的等級(jí)孔必須充分夠用,不得小于1平方米,最好是擴(kuò)大到1.5平方米。⑥嚴(yán)防敞開風(fēng)門不關(guān)及密閉不嚴(yán),避免短路漏風(fēng),以增加有效風(fēng)量,保證將新風(fēng)送到工作地點(diǎn)。⑦消滅中途停止的獨(dú)頭上山,以免瓦斯聚集。
(2) 杜絕火源,防止引燒瓦斯:①嚴(yán)格井口檢查制度,教育職工切忽帶煙火下井;②建立分工分片的機(jī)電檢查維護(hù)專責(zé)制度,經(jīng)常注意預(yù)防機(jī)電跑火;③消滅電纜線羊尾巴、雞爪子接頭、不防爆開關(guān)以及礦燈無鎖接觸不良發(fā)生跑火現(xiàn)象。在瓦斯涌出量較大和處理聚集瓦斯的地方,要使用防爆炸性能良好的設(shè)備,發(fā)給職工特別的礦燈。④在容易聚集瓦斯的時(shí)間和地點(diǎn),指定專職機(jī)電人員負(fù)責(zé)與瓦斯檢查人員取得聯(lián)系,以便準(zhǔn)確、及時(shí)地執(zhí)行停電及恢復(fù)送電的任務(wù)。
(3) 加強(qiáng)瓦斯檢查,積極處理瓦斯:①教育通風(fēng)、瓦斯檢查員和放炮員學(xué)會(huì)瓦斯檢查技術(shù),組成瓦斯檢查網(wǎng),消滅瓦斯檢查的空白點(diǎn);②教育瓦斯檢查人員多作檢查,縮短瓦斯檢查的間隔時(shí)間,嚴(yán)格執(zhí)行瓦斯檢查記錄,現(xiàn)場(chǎng)掛牌制度和現(xiàn)場(chǎng)交接班制度;③進(jìn)行瓦斯檢查時(shí),要掌握前述瓦斯聚集的十種情況,特別注意加強(qiáng)在容易聚集瓦斯的時(shí)間和地點(diǎn)進(jìn)行檢查。④及時(shí)檢修和每天校正瓦斯檢查儀器,以保證瓦斯檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性。
5. 處理瓦斯火災(zāi)的主要措施
(1) 萬一發(fā)生瓦斯爆炸災(zāi)害,迅速恢復(fù)通風(fēng)系統(tǒng)和加強(qiáng)通風(fēng)的效能,是最有效的救治措施,災(zāi)區(qū)人員能否及時(shí)得救,決定于恢復(fù)通風(fēng)系統(tǒng)能力的遲早和風(fēng)量的大小,如果通風(fēng)系統(tǒng)一時(shí)不易恢復(fù),要大量使用自救器或備用氧氣瓶搶救災(zāi)區(qū)人員。
(2) 組織搶救時(shí),參加搶救人員不能從風(fēng)井入井,以免被有害氣體傷害。
(3) 發(fā)生瓦斯爆炸時(shí),災(zāi)區(qū)人員要沉著、鎮(zhèn)靜、不要亂跑亂動(dòng)。剛發(fā)生爆炸時(shí)要注意空氣振蕩的方向,很快背著它的方向臥在水溝一側(cè),用濕布掩住口鼻,利用水能隔火及熔解瓦斯的作用,減少燒傷或中毒危險(xiǎn);在空氣振蕩完全停止以后,要試探進(jìn)入附近的避難室或洞室,用材料或衣服堵塞住壞空氣的入口,并發(fā)出信號(hào),等候搶救。
(4) 實(shí)行分區(qū)通風(fēng),消滅大串聯(lián)通風(fēng),以免災(zāi)害范圍放大。巷道要符合規(guī)格質(zhì)量要求,以利通風(fēng)和避