瓦斯救援技术谷志国

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1、 救护大队救护大队 谷志国谷志国煤矿瓦斯事故煤矿瓦斯事故第一章第一章概述概述 当前瓦斯治理形势当前瓦斯治理形势20032004200520062007 2008死亡人数死亡人数643460275938474637863210百万吨死百万吨死亡率亡率3.7243.017 2.762.041.4851.1822008年年16月不同煤炭企业百万吨死亡率月不同煤炭企业百万吨死亡率煤矿安全状况逐年好转煤矿安全状况逐年好转全国全国国有重点国有重点国有地方国有地方乡镇煤矿乡镇煤矿百万吨死百万吨死亡率亡率 1.182（2008）0.2961.2172.325 n近年来，煤矿安全生产形势有较大好转，近年来，煤矿

2、安全生产形势有较大好转，如何加强隐患治理，今后，煤矿安全生产如何加强隐患治理，今后，煤矿安全生产应如何进一步提高安全技术管理水平？应如何进一步提高安全技术管理水平？n事故总在安全技术管理最薄弱环节上发生事故总在安全技术管理最薄弱环节上发生 国有重点煤矿安全技术管理一般较好，但仍有可国有重点煤矿安全技术管理一般较好，但仍有可能存在安全生产的薄弱环节或盲区。根据反映安能存在安全生产的薄弱环节或盲区。根据反映安全生产状况的全生产状况的“木桶短板木桶短板”理论，一个矿井的理论，一个矿井的安全状况不仅是由安全管理最好的区域或环节来安全状况不仅是由安全管理最好的区域或环节来决定的，还由安全管理最差的区域或

3、环节来决定决定的，还由安全管理最差的区域或环节来决定的。的。煤矿瓦斯治理：煤矿瓦斯治理：n总体上说，根据不同形势的需要确总体上说，根据不同形势的需要确定不同的总体思路定不同的总体思路n瓦斯治理瓦斯治理12字方针：字方针：“先抽后采、以风定产、监测监控先抽后采、以风定产、监测监控”n瓦斯治理工作体系：瓦斯治理工作体系：“通风可靠、抽采达标、管理到位、监通风可靠、抽采达标、管理到位、监控有效控有效”n.深入开展煤矿隐患排查治理工作。督促企业健全完善隐患排查、治理和报告制度，加大安全投入，实施煤矿重大隐患闭环管理办法，有效实施煤矿重大隐患闭环管理办法，有效治理重大隐患；治理重大隐患；健全完善煤矿重大

4、隐患分级管理、挂牌督办制度，抓好整改责任、措施、资金、期限和应急预案“五落实”。n强化对煤矿事故防范措施的研究。充分发挥专家的作用，分析事故原因，探寻规律性、倾向分析事故原因，探寻规律性、倾向性特点，提出防范措施和对策性特点，提出防范措施和对策；加强对各类事故防范措施和对策的总结提炼，及时上升为规程、标准。同时，要加强对事故抢险救援工作的协调与指导，提高事故救援的成效。“祸兮福之所伏，祸兮福之所伏，福兮祸之所依福兮祸之所依”摘自老子.第五十八章形象的描述了安全与危险的辨证转换形象的描述了安全与危险的辨证转换关系关系近年来煤矿重大事故的新特点：近年来煤矿重大事故的新特点：n在社会经济发展水平提高

5、，安全技术在社会经济发展水平提高，安全技术装备水平提高，政府、人们、企业各装备水平提高，政府、人们、企业各级领导更重视安全，法律法规的约束、级领导更重视安全，法律法规的约束、监察监管力度加强的情况下，监察监管力度加强的情况下，然而，从然而，从1980年到年到2005年，煤矿死年，煤矿死亡百人以上的重大事故发生频率却加亡百人以上的重大事故发生频率却加快，从快，从10年（年（1起）起）5年（年（1起）起）4年（年（1起）起）2年（年（1起）起）1年（年（2起）起）1年（年（4起）。起）。20042007，是，是1960年以来我国死亡百年以来我国死亡百人煤矿特别重大事故的高发期人煤矿特别重大事故的高

6、发期n1、2004.10.22 6 郑州大平矿难郑州大平矿难 死亡死亡148人人（突出引起进风区瓦斯爆炸）；（突出引起进风区瓦斯爆炸）；n2、2004.11.27 4 铜川陈家山矿难铜川陈家山矿难 死亡死亡166人人（下隅角强制放顶瓦斯爆炸）；（下隅角强制放顶瓦斯爆炸）；n3、2005.2.14 1 阜新孙家湾矿难阜新孙家湾矿难 死亡死亡214人人（冲击地压引起原低瓦斯风道瓦斯爆炸）；（冲击地压引起原低瓦斯风道瓦斯爆炸）；n4、2005.7.4 梅州大兴水灾梅州大兴水灾 死亡死亡123人人n5、2005.11.27 3 七台河东风矿瓦斯爆炸七台河东风矿瓦斯爆炸 死亡死亡171人人 （煤仓放炮引

7、起煤尘爆炸）；（煤仓放炮引起煤尘爆炸）；n6、2005.12.7 唐山刘官屯矿瓦斯爆炸唐山刘官屯矿瓦斯爆炸 死亡死亡108人。（低瓦斯乡镇矿井）；人。（低瓦斯乡镇矿井）；7、2007.8.17 山东新汶华源矿水灾山东新汶华源矿水灾 2 死亡死亡181人人(定性为自然灾害定性为自然灾害)。8、2007.12.5 山西洪洞瑞之源煤矿瓦斯爆山西洪洞瑞之源煤矿瓦斯爆炸炸 瓦斯爆炸瓦斯爆炸 死亡死亡108人。（低瓦斯乡镇矿井）人。（低瓦斯乡镇矿井）2000-2007重大和特别重大瓦斯爆炸事故重大和特别重大瓦斯爆炸事故 (按矿井瓦斯等级按矿井瓦斯等级)重大瓦斯爆炸事故重大瓦斯爆炸事故 特别重大瓦斯爆炸事故

8、特别重大瓦斯爆炸事故 低瓦斯区域占到了66.7 低瓦斯区域占到了92.3 2000-2007重大和特别重大瓦斯爆炸事故重大和特别重大瓦斯爆炸事故(按事故原因按事故原因)重大瓦斯爆炸事故重大瓦斯爆炸事故 特别重大瓦斯爆炸事故特别重大瓦斯爆炸事故第二章 特大瓦斯爆炸、火灾事故回顾及教训一、郑州煤业集团大平煤矿一、郑州煤业集团大平煤矿“10.20”10.20”特大型煤与瓦斯突出引特大型煤与瓦斯突出引发发特别重大瓦斯爆炸事故特别重大瓦斯爆炸事故2004年年10月月20日日，河南省郑煤集团大平煤矿，河南省郑煤集团大平煤矿发生一起特大型煤与瓦斯突出引发的特别发生一起特大型煤与瓦斯突出引发的特别重大瓦斯爆炸

9、事故，造成重大瓦斯爆炸事故，造成148人死亡人死亡，32人人受伤（其中重伤受伤（其中重伤5人），直接经济损失人），直接经济损失3935.7万元。万元。煤与瓦斯突出事故简况煤与瓦斯突出事故简况 2004年年10月月20日日22时时09分，分，21轨道下山岩石掘进工作面（距地表垂轨道下山岩石掘进工作面（距地表垂深深612m）发生特大型延期性煤与瓦斯突）发生特大型延期性煤与瓦斯突出。出。突出强度突出强度 突出煤岩量为突出煤岩量为1894 t1894 t，瓦斯量约，瓦斯量约2525万万m m3 3。22时09分12秒22时12分26秒瓦斯浓度从0.12%升到40%以上.22时31分31秒22时35分1

10、5秒,瓦斯浓度从0.17%升到4.0%.21轨道下山岩石掘进工作面,突出煤岩量约1894t,瓦斯量25万m322时32分16秒22时39分45秒,瓦斯浓度从0.5%升到6.3%.n二、陈家山矿瓦斯爆炸事故二、陈家山矿瓦斯爆炸事故 2004年年11月月28日日07时时10分井下四泵房汇报分井下四泵房汇报听到爆炸声、巷道烟雾大，随之安子沟抽听到爆炸声、巷道烟雾大，随之安子沟抽放泵站电话汇报，安子沟风井防爆门被摧放泵站电话汇报，安子沟风井防爆门被摧毁，有黑烟冒出。四采区发生爆炸事故，毁，有黑烟冒出。四采区发生爆炸事故，波及四采区下山至回风井所有区域，涉及波及四采区下山至回风井所有区域，涉及415回采

11、工作面系统回采工作面系统、416掘进工作面系统、掘进工作面系统、417掘进工作面、采区下山系统、安子沟回掘进工作面、采区下山系统、安子沟回风系统等风系统等，死亡死亡166人，人，受伤受伤45人。人。2004年年12月月2日日3:25、6:15、7:45、10:53又发生又发生4次爆炸，次爆炸，没有再造成人员伤亡。没有再造成人员伤亡。415 面 爆 源 点415运顺415回风巷415高位巷1号联络巷四总回四皮下四轨下415灌浆巷415工作面注水、注浆、注凝胶 24日16时起加快工作面的推进度,事故发生前推进27m。28日7时06分,下隅角尾梁后部强制放顶放炮引起瓦斯爆炸.24日12时10 分,上

12、隅角再 次爆燃。23日10时40分,上隅角放炮引起爆燃23日10时50分,85架附近发现明火。24日12时14分53 号尾梁着火,经洒 水火灭。工 作 面 推 进 虚拟现实系统需借助专用软件显示三维动态灾变过程，虚拟现实系统需借助专用软件显示三维动态灾变过程，因展示条件所限，本图仅以二维静态图形显示虚拟现实场因展示条件所限，本图仅以二维静态图形显示虚拟现实场景，虽然显示效果差，但也较清楚地显示出下隅角瓦斯爆景，虽然显示效果差，但也较清楚地显示出下隅角瓦斯爆炸的原因。所开发的虚拟现实系统能真实显示三维动态灾炸的原因。所开发的虚拟现实系统能真实显示三维动态灾变过程，为事故调查和分析提供了有力的分析

13、工具。变过程，为事故调查和分析提供了有力的分析工具。爆炸性气体混合带爆炸性气体混合带采空区冒落带采空区冒落带1号联络巷交叉口号联络巷交叉口瓦斯流瓦斯流煤层煤层炮眼炮眼新鲜风新鲜风下工下工隅作隅作角面角面陈家山煤矿特别重大瓦斯爆炸事故原因分析图三、孙家湾煤矿瓦斯爆炸事故n2005年年2月月14日日孙家湾煤矿海州立孙家湾煤矿海州立井发生特别重大瓦斯爆炸事故，井发生特别重大瓦斯爆炸事故，死死亡亡214人人,受伤受伤30人，其中重伤人，其中重伤8人。人。n该事故为该事故为45年以来最大的煤矿事故年以来最大的煤矿事故孙家湾煤矿瓦斯异常涌出与瓦斯爆炸时间序列示意图 风门回风风流进风风流图例533316外风

14、道盲斜下山专用回风巷3316架子道3315进风巷3315 回 采 工 作 面3315回风巷7号传感器36373316风道14时55分盲斜下山 瓦 斯 浓 度 达4%。2%的积聚瓦斯于14时49分排出。配电点处14时53分瓦斯浓度达8%。15时01分发生瓦斯爆炸。爆炸前,瓦斯浓度0.2%。爆炸前，瓦斯浓度0.2%。瓦斯浓度达2.7%。14时49分38秒冲击地压发生；14时50分至14时52分 瓦 斯 浓 度 由1.29%升至4%以上。n四、贵州水城四、贵州水城木冲沟矿瓦斯爆炸事故木冲沟矿瓦斯爆炸事故n2000年年9 月月27日日20时时38分，贵州省水城矿务局木冲沟分，贵州省水城矿务局木冲沟煤矿

15、发生瓦斯爆炸事故。事故波及除煤矿发生瓦斯爆炸事故。事故波及除+1800水平大巷水平大巷以外的所有井下地点。井下作业的以外的所有井下地点。井下作业的224名矿工中，名矿工中，160人遇难，人遇难，11人重伤，人重伤，83人生还。人生还。n水城矿务局木冲沟煤矿位于贵州省六盘水市境内。水城矿务局木冲沟煤矿位于贵州省六盘水市境内。井田走向长井田走向长8km，倾斜宽为，倾斜宽为0.9-1.9 km，面积约，面积约12.65 km2。矿井可采储量。矿井可采储量9946万吨，设计年生产能力万吨，设计年生产能力90万万吨，服务年限为吨，服务年限为79年。年。1974年投入生产。该矿为高年投入生产。该矿为高瓦斯

16、突出矿井，相对瓦斯涌出量为瓦斯突出矿井，相对瓦斯涌出量为19.9m3/t。n木冲沟矿事故（循环风违规排瓦斯打开矿灯）木冲沟矿事故（循环风违规排瓦斯打开矿灯）局部风机局部风机停风积存大量瓦斯巷道，正 排 放 瓦 斯 循循 环环 风风新鲜风不够四台局部风机用，产生循环风,高浓度瓦斯回流，遇拆卸矿灯的火源引起爆炸。木冲沟矿因循环风引起瓦斯爆炸示意图第三章瓦斯事故应急救援瓦斯事故应急救援与矿工避灾自救与矿工避灾自救瓦斯的基本概念瓦斯的基本概念 n瓦斯的生成瓦斯的生成n 矿井瓦斯是井下有害气体的总称。但其主要成分为沼气（甲烷），所以沼气也称为瓦斯。瓦斯是伴随着煤的生成而生成的，煤层中瓦斯生成有两个阶段：

17、在植物沉积后成煤初期，有机物被细菌分解，产生少量瓦斯，称细菌分解有机物阶段。产生瓦斯的主要阶段是在高温、高压下的变质过程。这一阶段中，埋藏在地下深部的植物、沉积物，在缺氧状态下，受地层的高温、高压作用进行着煤的变质、碳，由泥炭、褐煤、烟煤变质到无烟煤，部分挥发物变为瓦斯，同时产生二氧化碳。瓦斯的存在则视其保存条件而异，在煤层倾角小、埋藏深、顶板岩层透气性差，且无开放型地质构造时，则不易释放，煤岩层中瓦斯含量高。反之，在煤层倾角大，埋藏浅，顶板岩层透气性好以及有开放型构造有利于释放时，则煤岩层中瓦斯含量低。n 通常情况下，每产生一吨无烟煤，可伴生瓦斯1400m3以上。由于长期释放，至今保留在煤层

18、中的瓦斯仅有几十、十几或几个立方米。n 煤矿井下也有少量的其它烷烃类气体，如乙烷、丙烷、丁烷与正戊烷等可燃爆气体，如表 5-1，这些气体的爆炸下限与上限均比甲烷低，分子量均比甲烷大。亦有因火山活动使碳酸盐岩石分解生成二氧化碳侵入煤田。瓦斯的基本概念瓦斯的基本概念n煤层中可燃气体实测结果可燃气体组成(体积)矿名与煤层甲 烷 乙丁烷 丙丁烷 正丁烷 正戊烷 阳泉七层铁法七层红卫六煤 90.0384.9273.12 2.0751.6874.12 0.020.060.035 0.0010.005O.O101 0.0046 总结瓦斯爆炸事故的致因总结瓦斯爆炸事故的致因瓦斯源瓦斯源火源火源冲击地压冲击地压

19、通风不良通风不良突出突出采空区瓦斯采空区瓦斯火灾生成气体火灾生成气体排出盲巷瓦斯排出盲巷瓦斯与瓦斯积聚与瓦斯积聚小窑相通小窑相通高浓度瓦斯的发现和控制高浓度瓦斯的发现和控制监测系统监测系统瓦检员瓦检员井下人员井下人员 断电（传感器位置）断电（传感器位置）摩擦撞击、摩擦撞击、电气设备失爆电气设备失爆放炮放炮 、火灾火灾带电检修带电检修瓦斯的性质瓦斯的性质n（一）瓦斯是无色、无味、无嗅的气体，相对于空气的比重为0554(以空气比重为1)，在0.1兆帕、O时，l立方米瓦斯的质量为0.716千克。因它的比重小于空气，在静止空气或风速低的巷道中，巷道顶部与独头上山的瓦斯浓度大于巷道下部与下山独头巷道。在

20、断面大、风速低的情况下，巷道顶部瓦斯浓度出现层状积聚。在处于非紊流状态的工作面或巷道高冒处易于积聚。煤矿安全规程中规定瓦斯浓度达到2、积聚的体积超过0.5立方米，称为局部积聚。在停风的盲巷、老空区或空气流通性不大的地点容易形成瓦斯积聚，通风上俗称瓦斯库，危害极大。瓦斯的性质n（二）瓦斯(甲烷)难溶于水。在5兆帕(即50个大气压)、30摄氏度时，瓦斯的溶解度仅有1，在常温、常压下，除卤素外，它很难与其它气体化合。n（三）瓦斯不能供给人体呼吸，瓦斯浓度升高时，矿井气体中氧气浓度相对下降，当氧气浓度下降到一定程度时，矿井气体变称为窒息性气体。n（四）瓦斯爆炸性：达到燃爆浓度的瓦斯与空气的混合气体，在

21、遇到火源时，能产生激烈的氧化反应，导致燃烧或爆炸。煤（岩）体中瓦斯含量煤（岩）体中瓦斯含量n瓦斯含量指在原始状态下单位体积或重量的煤岩体中的瓦斯含量，以m3m3或m3t表示，是决定采掘过程中瓦斯涌出量大小的基本条件，是储存在煤体中的瓦斯量，故不受通风状态改变与产量大小的影响。n 煤体中瓦斯含量的大小取决于其生成量及保存条件。煤（岩）体中瓦斯含量煤（岩）体中瓦斯含量n（一）煤的变质程度越高，生成的瓦斯越多。同一煤层在变质过程中无烟煤体中瓦斯含量大于烟煤，而褐煤则低于烟煤。n （二）瓦斯的保存条件，主要是煤层附近围岩的透气性与地质构造是否有利于瓦斯保存。从瓦斯地质角度分析，按保存瓦斯的条件将围岩分

22、为三类：一是岩性致密的泥岩、砂质泥岩，其胶结物含量不低于15的称为屏障层，属瓦斯保存条件最好的岩层；二是胶结物含量在1015的粉砂岩、中粒砂岩、夹薄层砂质泥岩的称为半屏障层；三是砂岩、砾岩等岩层，称为透气层。n 另一影响瓦斯释放的条件是构造。例如断层成因属张性的开放型和半封闭型，有利于瓦斯释放，故断层附近瓦斯含量低；反之，断层成因属压性或压扭性的则为封闭型，逆断层多属压性断层，不利于瓦斯释放，故断层附近瓦斯含量高。n 由于上述原因，大同煤田顶板多为砂岩，透气性较好；而抚顺煤田顶板为油母页岩，属屏障层；虽然大同煤田变质程度比抚顺煤田高，但瓦斯含量比抚顺低。焦作矿区在距地表188米处，王封、李封矿

23、仍属低瓦斯矿井，而邻近的朱村则受封闭型断层影响形成高瓦斯或突出区。煤（岩）体中瓦斯含量煤（岩）体中瓦斯含量n（三）煤层露头与大气相通时，有利于瓦斯释放，故接近露头的煤层瓦斯含量低。反之，如煤层不露出地表，则不利于瓦斯排放，煤层瓦斯含量高。瓦斯含量的大小随煤层深度增加而增加。n（四）在漫长的地质年代中，通过多种通道向大气中释放瓦斯，故在成煤过程中产生的大量瓦斯仅极少一部分能保留下来，有些矿区地下水活动影响大，瓦斯也会随之释放出一部分，故保留的瓦斯比无地下水活动影响的地区更少，因此在水文比较复杂的大水矿区，瓦斯含量多偏低。煤层瓦斯垂直分带煤层瓦斯垂直分带n前苏联格德黎金教授在研究顿巴斯和库兹巴斯煤

24、田大量瓦斯资料的基础上，于40年代提出瓦斯成分垂直分布学说，已为很多国家认可。即将煤层由露头自上而下分为四个带：二氧化碳氮气带；氮气带；氮气瓦斯带；瓦斯带。n二氧化碳氮气带煤层气体主要成分：氮气为2080；二氧化碳大于20；瓦斯低于10。氮气带煤层气体主要成分：氮气大于80；二氧化碳在1020；沼气小于20。氮气瓦斯带煤层气体主要成分：氮气小于20；二氧化碳小于10；沼气大于80。从新汶矿区的煤层气体涌出情况来看，主要处于氮气带和氮气瓦斯带。n前三个带又总称为瓦斯风化带。在近代开采范围内，瓦斯带内煤层的瓦斯含量和涌出量随着深度的增加而有规律的增大。所以，确定瓦斯风化带的深度对于现场安全管理有重

25、要意义。煤层瓦斯垂直分带煤层瓦斯垂直分带n瓦斯风化带的深度可以根据下列指标的任何一项确定：n（一）煤层的瓦斯相对涌出量2m3t处；n（二）煤层内瓦斯组分中瓦斯含量达80处；n（三）煤层内的瓦斯压力为0.2兆帕处。n瓦斯风化带深度取决于煤层的具体条件，变化很大。瓦斯的赋存状态瓦斯的赋存状态n煤体中的瓦斯，以游离和吸着状态存在；游离状态的瓦斯是以压缩状态存在于煤体的微小孔隙中，这仅占煤层瓦斯含量的较少一部分。当煤层暴露于大气时，存在于微孔中处于压缩状态的瓦斯会转变为自由状态。在煤体中大量瓦斯是以吸着状态存在。吸着又可以分为吸附与吸收两种，又称为结合状态。吸附是因煤的固体粒子和瓦斯分子间的引力作用使

26、后者紧密附着在微孔隙表面似一层薄膜(据测定，一克无烟煤的比表面积可达200平方米以上)；而吸收是瓦斯分子已进入煤的分子团内部，与气体在液体中溶解的情况相似。瓦斯的赋存状态瓦斯的赋存状态n 以上几种状态的瓦斯处于不断变化的动平衡之中，当外界条件变化时，相对稳定即会遭到破坏。在采掘过程中，煤体不断暴露，部分游离状态的瓦斯会涌入采掘空间，而部分吸着或称为结合状态的瓦斯又可转化为游离状态，这称为解吸。随着采掘工作的不断进行，煤体与围岩不断产生新的裂缝和孔隙，解吸范围不断扩大，瓦斯就不断涌出，这是瓦斯矿井中瓦斯涌出的基本形式。n煤体受瓦斯压力的影响，煤的硬度也相应变化，煤层出现的软分层多属于瓦斯含量高的

27、层次，故在有煤与瓦斯突出的煤层中预抽瓦斯，可以使煤体中高压瓦斯卸压，产生收缩变形，煤的硬度也可提高，从而降低突出危险，甚至可以消除突出，故在防突技术中亦作为一项区域性卸压方法。反之，煤体受高压瓦斯作用，则使其产生膨胀变形。据抚顺煤研所的测定，焦作局李封矿天官区煤层瓦斯压力在2兆帕时，煤体可膨胀1.7。瓦斯涌出形式瓦斯涌出形式n瓦斯从煤层与围岩中涌出有正常涌出与异常涌出两种。n （一）正常涌出。（一）正常涌出。指正常采掘工作中不断暴露煤壁与煤壁附近的围岩，使煤体孔隙中游离瓦斯涌入采掘空间，吸着状态的瓦斯不断解吸成为游离状态。已暴露的煤体与围岩附近不断产生新的裂缝和孔隙。解吸与排放作用不断向煤内延

28、伸，形成源源不断的瓦斯源，故称瓦斯的正常涌出。n 正常涌出的特点是：n 1、涌出范围大；n2、时间长；n3、涌出量比较均匀；n4、涌出速度平缓。瓦斯涌出形式瓦斯涌出形式n（二）异常涌出。（二）异常涌出。有喷出与突出两种。喷出是瓦斯从煤岩裂隙或岩溶口喷出而无固体物抛掷出来。中梁山煤矿在茅口灰岩大巷掘进主要运输巷放炮后，发生较大的瓦斯喷出现象。救援人员去工作面检查时，喷出的瓦斯将检查人员吹倒，喷出口直径为200毫米的溶洞，喷出时压力大，能将100200毫米大的石块吹走。湖南塘冲井在掘进岩巷中也遇到瓦斯喷出的情况，后将裂缝口封闭，以导管插入引至风井口外排出。瓦斯突出是煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)在瞬间

29、发生突出，突出煤、岩石等固体物，少则几吨、几十吨，多达数百吨，数千吨乃至上万吨。在突出固体物的同时，放出数万、数十万乃至数百万立方米瓦斯，其破坏性极大，造成人员伤亡多，对煤矿安全生产危害极大。瓦斯涌出量及测定方法瓦斯涌出量及测定方法n瓦斯涌出量有绝对涌出量和相对涌出量两种。绝对涌出量指单位时间内涌出的瓦斯量，单位为m3min。相对涌出量指矿井平均日产吨煤涌出的瓦斯量，其单位为m3t。单位时间内排出的瓦斯量与安全生产和事故救援的关系极大。对每个掘进头、回采面、采区、矿井都应定期测定、分析。其测定方法简单，只需在测定区的进、回风流中选测点分别测出风量与平均瓦斯浓度，计算单位时间内进、回风流中瓦斯涌

30、出量之差，即为该区的瓦斯绝对涌出量。在生产中对瓦斯绝对涌出量大的区域应予特别重视，在发生火灾采取封闭时，必须有防止瓦斯爆炸的措施。瓦斯涌出量及测定方法瓦斯涌出量及测定方法n瓦斯相对涌出量常作为鉴定矿井、一翼、水平和采区瓦斯等级大小的依据。煤矿安全规程规定：矿井瓦斯等级和二氧化碳鉴定工作，每年都应进行，其结果报省(区)煤炭局审批。在一个矿井中，只要有一个煤(岩)层发现瓦斯，该矿井即定为瓦斯矿井，并依照矿井瓦斯等级工作制度进行管理。矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：n （一）低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于

31、40m3min。n（二）高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3t且矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3min。n（三）煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井。影响瓦斯涌出量的因素影响瓦斯涌出量的因素n（一）在一般情况下，随产量和掘进造成煤层揭露的面积变化而变化。n （二）随开采深度的增加，瓦斯涌出也会增加。n （三）当开采层附近有瓦斯含量大的邻近层时，或厚煤层开采第一分层时，瓦斯涌出量大。n （四）围岩透气性小的开采层开采时，瓦斯涌出量大；地质构造不利于瓦斯排放时，瓦斯涌出量大。影响瓦斯涌出量的因影响瓦斯涌出量的因素素n（五）矿井中气压降低时，瓦斯涌出量增大，尤其是采空区空间较大的矿井更为突出，反之

32、则减少。n （六）主通风机运行状态，如压入式通风机停风时，过渡期内采空区瓦斯涌出会有增大的趋势。采用抽出式通风停风时，过渡期内瓦斯涌出量会减少。n（七）其它如异常涌出，开拓布置、采煤方法等因素也有影响。瓦斯的危害瓦斯的危害n瓦斯的主要危害有四个方面：瓦斯的主要危害有四个方面：n 一、瓦斯爆炸一、瓦斯爆炸n（一）瓦斯爆炸时产生的物理化学现象（一）瓦斯爆炸时产生的物理化学现象n 1、产生高温。例如瓦斯浓度9.5时，爆炸在敞开空间瞬时最高温度可达1850摄氏度；在半封闭状态时，温度将在18502650摄氏度；在封闭空间中则最高温度可达2650摄氏度。n 2、产生高压。在产生瞬间高温的同时，也伴生着巨

33、大的压力。如果爆炸时产生的高温为1850摄氏度或2650摄氏度，则爆炸气体压力可达爆炸前的7.4倍或10.2倍。瓦斯的危害瓦斯的危害n3、产生冲击波。其速度远远大于声速，其峰值可达18002000ms。具有极大的破坏力，可形成正向冲击，亦能产生反向冲击。王省身、谢有康等人在重庆煤研所爆炸试验站进行了瓦斯爆炸与安全距离的研究。根据爆炸时人体能承受的安全超压临界值为19.6千帕(O.0196兆帕)，以瓦斯浓度9.5为例，则不同体积的瓦斯、空气混合气体建议采用的安全距离见表 瓦斯危害n瓦斯浓度9.5时，参与爆炸的瓦斯体积与安全距离的测定值 参与爆炸的瓦斯体积 （m3）5075100150200 达到

34、19.6KPa时的安全距离(m)740925107112381390瓦斯危害n注：安全距离数值已考虑1.5倍安全系数。n根据此表可以确定井下救护基地的位置。n4、产生大量有毒气体。瓦斯爆炸时，主要有毒气体为一氧化碳。实测某矿井爆炸后的气体成分为(体积)：氧气612，氮气8288，二氧化碳48，一氧化碳24。一般情况下CO浓度很少低于0.4。瓦斯危害n（二）危害性（二）危害性n 1、造成多人伤亡。主要伤害有烧伤、中毒、窒息、外伤。据某矿务局医院对瓦斯爆炸后死亡52人的致死原因分析，有46为中毒窒息，25为中毒合并颅脑伤，13.4为中毒合并重要脏器损伤，冲击波冲塌支架造成内伤占5.3，严重烧伤3.

35、5，其它伤害3。但在另一些瓦斯爆炸事故中，则严重烧伤占10，中度烧伤占20。n2、破坏井巷、设备、设施、影响生产建设，造成重大经济损失。按原煤炭部编重大事故案例，12起瓦斯爆炸事故共毁坏井巷8490米，21起事故的经济损失达543万元。爆源附近产生的高温可达1850摄氏度，并产生破坏性很强的冲击波，瞬间空气压力可升到9个大气压。如产生连续爆炸，因初压力大，会出现更大的冲击压力。瓦斯爆炸时，爆源附近人员常受到烧伤与机械性损伤。回风流中人员因一氧化碳而中毒，扬起的爆炸性煤尘会引起爆炸。遇瓦斯积存会产生瓦斯连续爆炸，造成井毁人亡。瓦斯危害n二、煤二、煤(岩岩)与瓦斯突出与瓦斯突出n突出时，瞬间瓦斯涌

36、出量极大，达数百立方米以上，空气中氧浓度相对突出时，瞬间瓦斯涌出量极大，达数百立方米以上，空气中氧浓度相对下降：下降：n （一）煤与瓦斯突出事故不同于冒顶、片帮与冲击地压发生的事故。（一）煤与瓦斯突出事故不同于冒顶、片帮与冲击地压发生的事故。它是在瞬间抛掷出煤、岩体的同时，伴有大量瓦斯涌出的现象，涌出瓦它是在瞬间抛掷出煤、岩体的同时，伴有大量瓦斯涌出的现象，涌出瓦斯量高于抛出煤体瓦斯含量的若干倍，据斯量高于抛出煤体瓦斯含量的若干倍，据14年全国重大突出事故案例统年全国重大突出事故案例统计，平均每突出一吨煤涌出瓦斯量高达计，平均每突出一吨煤涌出瓦斯量高达181.84立方米。立方米。n （二）由于

37、突出煤体与涌出大量瓦斯都在瞬间完成，现场人员以及回（二）由于突出煤体与涌出大量瓦斯都在瞬间完成，现场人员以及回风流人员均受其害。小型突出的突出量少，瞬间瓦斯涌出量虽大，但延风流人员均受其害。小型突出的突出量少，瞬间瓦斯涌出量虽大，但延续时间不长，且不易出现风流逆转侵入进风巷道的情况，灾区范围小，续时间不长，且不易出现风流逆转侵入进风巷道的情况，灾区范围小，破坏性不大，处理比较容易。而大型突出因瓦斯涌出量大，多产生风流破坏性不大，处理比较容易。而大型突出因瓦斯涌出量大，多产生风流逆转，甚至破坏反向风门侵入进风流，破坏通风设施，推移设备，破坏逆转，甚至破坏反向风门侵入进风流，破坏通风设施，推移设备

38、，破坏性大，灾区范围扩大，处理困难。性大，灾区范围扩大，处理困难。瓦斯危害n（三）突出时涌出瓦斯在流经途中如遇火源，常引起瓦斯燃烧、爆炸，甚至发生连续爆炸。不仅扩大灾区范围，且有极大破坏性，给救援人员的安全带来严重威胁。n（四）煤与瓦斯突出造成人员伤亡的主要原因是高浓度瓦斯使风流中氧浓度相对下降，出现缺氧，使与突出点风流串联的通风巷道中的人员受到窒息威胁，缺氧严重时引起死亡。瓦斯涌出量大或突出煤、矸堵塞回风道，则会使高浓度瓦斯逆流侵入进风巷道，其后侵入进风井筒、绞车房，扩大伤亡事故，绝大多数人员致死的原因是窒息，伤害程度与瓦斯涌出量大小、瓦斯浓度高低以及风量大小有关。少数在突出点附近的人员因来

39、不及撤退而被煤炭与矸石埋没致死。瓦斯危害n三、瓦斯窒息三、瓦斯窒息n主要原因是瓦斯浓度高，使氧浓度相对降低到足以引起窒息的程度。瓦斯危害n四、瓦斯燃烧四、瓦斯燃烧n当瓦斯浓度低于爆炸浓度时瓦斯能够燃烧，当高于瓦斯爆炸浓度时，在瓦斯云团的表面燃烧。瓦斯燃烧不仅会引起矿井火灾，还会引起瓦斯爆炸事故的发生。n 瓦斯事故对煤矿安全生产威胁极大，常造成重大伤亡，破坏矿井工程、设备与设施。据全国煤矿19831988年重大瓦斯事故108起案例分析，其中：爆炸71起，突出27起，窒息中毒10起。事故的直接原因归纳如下：瓦斯危害n（一）71起瓦斯爆炸中，掘进工作面为48起，占67.6。造成瓦斯聚积达到爆炸点的原

40、因有：局部停风和风量不足分别为18起和19起；局部通风机循环风3起；瓦斯异常涌出10起；盲巷、老塘6起；排放瓦斯、串联风各2起；巷顶、硐室聚积5起；其它5起；巷道贯通后未及时调风l起。n 引爆火源有：电火花34起(矿灯8起，电煤钻2起，电缆5起，放炮母线3起，接线盒3起，带电作业8起，电机车5起)；放炮火源27起(变质炸药6起，封泥不足14起，抵抗线小4起，其它3起)。n（二）27起瓦斯突出事故中，有17起是没有防突措施或防突措施不落实造成的。瓦斯燃烧与爆炸机理瓦斯燃烧与爆炸机理n瓦斯具有可燃性。当瓦斯浓度低于爆炸下限时，只能在高温热源附近稳定地燃烧，火焰呈淡蓝色。例如，利用安全灯微焰测定瓦斯

41、浓度为0.5时，出现“兰焰帽”，如火源熄灭，则燃烧停止，这说明低浓度瓦斯燃烧时，产生的热能不足以向邻近的未燃烧层传播。当瓦斯浓度大于爆炸上限时,必须不断供给新鲜空气,才能在接触界面上燃烧。n当瓦斯浓度在爆炸范围内时，根据链反应理论，甲烷（CH4）与空气的混合物吸收一定热量后，分解为化学活性较大的游离基（如-CH3、-H、-OH等）,这类游离基很容易与其余的O2、CH4结合，产生更多的游离基，使反应速度迅速上升,最后爆炸。其具体过程是：瓦斯燃烧与爆炸机理瓦斯燃烧与爆炸机理n一、处于爆炸限内的瓦斯空气混合气体首先在点火源处被引燃，形成厚度仅有0.010.1毫米的火焰锋面。n二、该火焰锋面向未燃的混

42、合气体中传播，传播的速度称为燃烧速度。n三、瓦斯燃烧产生的热使燃烧锋面前方的气体受到压缩，产生一个超前于燃烧锋面的压力波，该压力波以当地音速向前传播，行进在燃烧锋面前，称为前驱冲击波。n四、压力波作用于未燃气体使其温度升高，从而使火焰的燃烧速度进一步增大，这样就产生压力更高的压力波，从而获得更高的火焰传播速度。层层产生的压力波相互追赶并叠加，形成具有强烈破坏作用的冲击波，这就是爆炸。瓦斯燃烧与爆炸机理瓦斯燃烧与爆炸机理n瓦斯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

43、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。根据链式反应原理，瓦斯爆炸应当具备以下三个条件：瓦斯燃烧与爆炸机理瓦斯燃烧与爆炸机理n一、空气中瓦斯必须达到爆炸浓度。一、空气中瓦斯必须达到爆炸浓度。在矿井中，甲烷虽是常见的爆炸性气体，但煤层中排出的可爆性气体不单纯都是甲烷。由于这些爆炸性气体的爆炸上、下限与甲烷不同，严格来讲，多种爆炸性气体经混合后的爆炸上、下限应采用Lechteilier(来萨)法则近似地进行计算。一般来说，瓦斯的爆炸界限下限为56，一般确定为5，上限为1416，一般确定为15(体积)。超出爆炸范围时，可发生燃烧，但不会引起爆炸。瓦斯燃烧与爆

44、炸机理瓦斯燃烧与爆炸机理n空气中含氧量。氧浓度空气中含氧量。氧浓度12为瓦斯爆炸时的最低需为瓦斯爆炸时的最低需氧量。氧量。在正常情况下，空气中氧浓度约占2093，即按体积计算，每增加1的瓦斯，相应地减少氧气0.2093%，如瓦斯浓度达5%，则氧气相应减少1.0465，为19.0885；同理瓦斯浓度达15%时，氧浓度则相应降到17.79。氧浓度降至12会使人窒息。但在火区中，氧在瓦斯的燃烧过程中逐渐减少，从而使氮在混合气体中的比例上升，能抑制爆炸。瓦斯燃烧与爆炸机理瓦斯燃烧与爆炸机理n三、有点燃瓦斯的火源。三、有点燃瓦斯的火源。n沼气最低点燃温度和最小点燃能量决定于空气中的沼气浓度、初压和火源性

45、质。n火源性质是指它向大气中放出的能量、集中程度以及能量放出的强度和作用时间。n甲烷浓度低时，需要的最低引火温度高，随着甲烷浓度增大，需要的最低引火温度则降低。当其浓度超过78时，受甲烷热容量大的影响，其最低引火温度反而升高。n沼气空气混合气体的最低点燃温度：绝热压缩时565摄氏度，其他情况时650摄氏度。最低点燃能量为0.28毫焦。n 火源有以下几类：瓦斯燃烧与爆炸机理瓦斯燃烧与爆炸机理n（一）明火火焰与炽热气体。如明火与焊接，短路引起电弧，放炮火焰，设备失爆时火焰外泄，炽热废气，液压油喷出的油火等。n （二）炽热表面。如电炉，电器设备短路，运动中的机械被卡住，如皮带打滑、跑偏等摩擦使金属表

46、面炽热。n （三）机械火花。金属或坚硬物体的摩擦、断裂与撞击，如老空区内岩石冒落与岩石撞击，跑车时车辆与金属轨道摩擦，或与其他金属物撞击等。n （四）电火花、放电。如导线短路，折断、接地，以及雷电、静电等。n（五）自然发火。瓦斯燃烧与爆炸机理瓦斯燃烧与爆炸机理n（六）沼气的引火延迟性。瓦斯爆炸的以上三个条件结合后并不会立即发生爆炸，由于甲烷热容量大，故遇火源后要延迟一个很短的时间才产生反应，称为感应期，大约为130毫秒。在同一引火温度内，延迟时间随甲烷浓度的上升而增加；在同一甲烷浓度内延迟时间随火源温度上升而减少，这种现象对安全生产极为重要，如使用安全炸药进行爆破作业时，爆焰温度瞬间虽可达20

47、00左右，但爆焰存在时间仅几毫秒，故不会引燃瓦斯。但如果炸药变质或充填炮泥不足，爆焰冲出，则爆焰停留时间增长，或放炮后烟中有大量二氧化氮存在，会使感应期缩短或消失进而都会引燃瓦斯，故煤矿安全规程对此有严格要求。瓦斯爆炸灾变规律瓦斯爆炸灾变规律n一、瓦斯爆炸传播规律及影响因素一、瓦斯爆炸传播规律及影响因素n处于爆炸限内的瓦斯空气混合气体首先在点火源处被引燃，形成厚度仅有0.010.1毫米的火焰锋面，该火焰锋面向未燃的混合气体中传播，燃烧产生的热使燃烧锋面前方的气体受到压缩，产生一个超前于燃烧锋面的压力波，该压力波以当地音速向前传播，行进在燃烧锋面前，称为前驱冲击波。由此可见，爆燃是由前驱压力波和

48、后随的燃烧阵面构成。图51表示出了爆燃的两波三区结构。爆燃波的两波三区图爆燃波阵面爆燃波阵面 前驱冲击波阵面前驱冲击波阵面注脚注脚0、1、2分别表示分别表示0区、区、1区和区和2区区 瓦斯爆炸灾变规律瓦斯爆炸灾变规律n0区瓦斯混合气体的初始状态；1区前冲击波通过后的状态；2区爆燃波阵面通过后的状态n如果爆燃的火焰加速，直至火焰阵面追赶上前驱压力波阵面，火焰阵面和压力阵面合二为一，成为一个带化学反应区的冲击波，这就是爆轰波。由以上可以看出瓦斯爆炸传播实际上是冲击波和燃烧过程的耦合。根据冲击波传播特点，瓦斯爆炸传播存在显著的卷吸作用，即冲击波在传播过程中将携带经过地点的气体一同前进。这使得瓦斯爆炸

49、的燃烧区域远大于原始气体分布区域，这已经得到证实。瓦斯爆炸灾变规律瓦斯爆炸灾变规律n瓦斯爆炸往往引起煤尘参与爆炸，而且瓦斯煤尘共同参与的爆炸，其危害程度远远大于单纯的瓦斯爆炸。但是，目前国内外还没有专门针对瓦斯煤尘气固两相爆炸传播规律进行系统研究。n瓦斯爆炸的传播是以爆炸波、火焰传播和爆炸气体流动的综合流动结果。无论燃烧区或非燃烧区，同样存在障碍物的激励效应。障碍物的激励效应主要体现在障碍物的存在引起其附近速度和压力的突然改变。有障碍物存在时，火焰的传播速度将迅速提高，在20倍长径比处达到最大值，随后逐渐衰减。瓦斯爆炸灾变规律瓦斯爆炸灾变规律n大量实验和数值模拟研究结果表明：n管道分叉时，使瓦

50、斯爆炸过程中火焰的传播速度迅速提高。n管道的截面积突变对瓦斯煤尘爆炸传播有重要影响，管道面积突然扩大比突然缩小使火焰传播速度增大的程度要大得多。n管道壁面粗糙度对瓦斯爆炸过程的影响非常大。相比光滑管道，粗糙管道的瓦斯爆炸过程中的火焰速度、峰值超压等物理参数均有大幅提高。瓦斯爆炸灾变规律瓦斯爆炸灾变规律n二、惰气、氧气与甲烷引爆的三角关系二、惰气、氧气与甲烷引爆的三角关系n在正常空气中惰气(氮和二氧化碳)均保持正常比例关系，不存在氧浓度大幅度下降或惰气浓度大幅度增加的问题。而在处理火区或封闭火区等情况时，由于火区积存有大量瓦斯及其它可燃气体，因氧浓度下降，惰气浓度增加，会引起爆炸下限上升，爆炸上

51、限下降，最后汇于一点，此时可燃气体浓度与空气中氧浓度称为临界点。在临界点时，惰气与可燃气体浓度之比称为窒息比，如果混合气体中惰气与可燃气浓度之比大于窒息比，则不会爆炸。瓦斯爆炸灾变规律瓦斯爆炸灾变规律n19251930年苏联学者对矿井甲烷爆炸界限与氧气下降的关系测定绘制了一个爆炸三角形。1952年美国矿业研究所柯华特(Coward)发表了经多年研究绘制出的可燃气体爆炸界限图，至今仍被各国采用。由于灾区中存在氮气或二氧化碳两种惰气的超惰状况，故爆炸三角形亦有过氮与过二氧化碳两种。下图为常用的爆炸三角形。图中纵座标为氧浓度，从020.93；横坐标为甲烷浓度，从O100，斜线为氧与甲烷坐标顶端的连线

52、，A、B、C1与A、B、C2分别为甲烷的过氮三角形与过二氧化碳三角形。通常只用过氮三角形。各点的坐标如图5-2所示。瓦斯爆炸灾变规律瓦斯爆炸灾变规律n将测定值按纵坐标与横坐标值填入，得点Pxy。I区内，甲烷均未达到爆炸下限，故不会爆炸，如再有甲烷侵入，则也会转移到区发生爆炸.在区过氮的甲烷爆炸三角形ABC1、过二氧化碳的甲烷爆炸三角形ABC2内，属危险区，会发生爆炸；区内，为氧气不足区，遇供风则Pxy点会转入三角形内发生爆炸；n 瓦斯爆炸三角形n最后为IV区，属安全区，既缺氧，甲烷又不足，不会爆炸。瓦斯爆炸灾变规律瓦斯爆炸灾变规律n三、瓦斯爆炸容易引起煤尘爆炸三、瓦斯爆炸容易引起煤尘爆炸n瓦斯

53、爆炸引起煤尘爆炸事故中，参与爆炸的煤尘有落尘和浮游煤尘，而单纯的煤尘爆炸只是有浮游煤尘引起的。因此瓦斯爆炸引起煤尘爆炸的机理与单纯的煤尘爆炸的机理有所不同。n瓦斯爆炸后产生冲击波，冲击波以每秒上千米的速度沿巷道前进，冲击波不仅对巷道支护以及设备人员产生巨大的破坏作用，同时，如果巷道防尘措施不到位造成煤尘积聚，在冲击波的冲击作用下，落尘扬起变为浮游煤尘（或者爆源附近风流中粉尘超标），这时如果煤尘具有爆炸危险性且浓度达到爆炸下限，在冲击波后面跟随着的高温火焰的作用下，便会发生煤尘爆炸。所以瓦斯爆炸引起煤尘爆炸的条件只有一个，就是：瓦斯爆炸灾变规律瓦斯爆炸灾变规律n瓦斯爆炸点附近巷道积尘较大，一旦受

54、到冲击，煤尘散布在风流中，其浓度达到爆炸浓度范围内；或者瓦斯爆炸点附近粉尘浓度在爆炸范围内。n瓦斯爆炸很容易引起煤尘爆炸，一旦引起煤尘爆炸，对于矿井来说就是毁灭性的灾难。但是，只要在瓦斯爆炸时没有引起煤尘爆炸，以后就很难发生煤尘爆炸。瓦斯爆炸灾变规律瓦斯爆炸灾变规律n四、瓦斯连续爆炸四、瓦斯连续爆炸n瓦斯爆炸事故发生后，爆炸冲击波会摧毁巷道，造成冒顶事故，破坏通风设施，造成通风系统紊乱，局部风量降低，而瓦斯涌出并没有因爆炸事故发生而停止，所以，瓦斯爆炸发生后，灾害影响范围内瓦斯浓度会逐步上升，如果处理不及时，便会达到瓦斯爆炸浓度。如果爆炸后引发火灾事故，就会引发瓦斯再次爆炸事故，从而造成瓦斯连

55、续爆炸。瓦斯爆炸灾变规律瓦斯爆炸灾变规律n处理瓦斯爆炸事故应当在对灾情准确判断的基础上，迅速采取措施，判断失误和行动迟缓是造成瓦斯连续爆炸的客观因素。n根据多年来处理瓦斯爆炸事故的经验，要防止在处理事故时发生连续爆炸，应严密注意以下几种情况：瓦斯爆炸灾变规律瓦斯爆炸灾变规律n（一）有火源、火种。有瓦斯来源的掘进巷道中遇风筒脱节、损坏、停风或是盲峒。n （二）有瓦斯积存空间。有火源、火种且不断地或间歇性向内供风的采空区。n （三）瓦斯异常涌出区，通风不畅，且有火源、火种的工作面。n（四）瓦斯异常喷出或突出时，高浓度瓦斯遇火源发生燃烧，随着涌出瓦斯量减少以及通风条件改变，使高浓度瓦斯降到爆炸界限，

56、出现连续爆炸。n（五）在封闭火区时，瓦斯如有聚积条件也会出现爆炸或者连续爆炸。瓦斯爆炸灾变规律瓦斯爆炸灾变规律n五、瓦斯爆炸容易引起火灾和冒顶等事故五、瓦斯爆炸容易引起火灾和冒顶等事故n瓦斯爆炸后，由于瓦斯爆炸产生的高温很容易引燃爆炸点周围的易燃物质，从而发生火灾事故，造成事故的扩大。n爆炸产生的冲击作用会破坏巷道支护，造成巷道冒顶，毁坏通风设施，造成通风系统紊乱，给救援工作带来困难。瓦斯爆炸灾变规律瓦斯爆炸灾变规律n六、瓦斯爆炸规模的分类与特点六、瓦斯爆炸规模的分类与特点n瓦斯爆炸事故按其特点与波及范围、破坏情况可以分局部(或称简单)爆炸，大型(或称复杂)爆炸与连续(或称极复杂)爆炸三类，现

57、将其特点列于表 5-3，供处理事故时参考。n 各类规模瓦斯爆炸的特点 n判断瓦斯爆炸规模对于救护队在侦察和制定救援计划时起到指导作用。影响类型局部（简单）爆炸 大型（复杂）爆炸 连续（极复杂）爆炸 一、通风系统破坏 未破坏或不严重。破坏严重，恢复较难。破坏极严重，影响大，恢复困难。二、支架破坏 破坏支架少，个别地点冒顶，堵塞。损坏支架多，出现大冒顶或堵塞区较多。受多次冲击波影响，破坏严重。三、瓦斯聚积 无大量瓦斯聚积或瓦斯来源。有瓦斯来源，但可以控制。有大量瓦斯来源且难以控制。四、引起火灾范围 未引起火灾或已扑灭。引起火灾较易扑灭。火源点多、面广火势大、难扑灭。五、冲击波影响 仅在总风压区域内

58、有点影响，但影响不大。冲击波引起风流逆转，影响范围较大。不断出现爆炸的冲击波。六、引起煤尘爆炸 可能引起煤尘爆炸。易引起煤尘爆炸。极易引起煤尘爆炸。七、人员伤害 人员无伤亡或伤亡少。人伤亡较大。伤亡极大，在抢救中受威胁大。瓦斯燃烧、爆炸事故救援技术瓦斯燃烧、爆炸事故救援技术 n 一、瓦斯燃烧事故救援技术一、瓦斯燃烧事故救援技术n瓦斯具有可燃性。当它与空气混合达到一定浓度时，遇火源则能燃烧。当瓦斯浓度低于爆炸下限时，在火燃点周围出现浅兰色火焰，例如利用安全灯微焰测定瓦斯浓度为0.5时，出现“兰焰帽”，如火源熄灭，则燃烧停止，这说明低浓度瓦斯燃烧时，产生的热能不足以向邻近的未燃烧层传播。当瓦斯浓度

59、超过瓦斯爆炸的上限时，混合气体失去爆炸性，此时燃烧所释放的能量增加，达到足以向未燃烧层传播时，则形成燃烧，其燃烧就象煤油灯一样在瓦斯云团表面进行，随着燃烧的发展逐步向里进行。瓦斯燃烧、爆炸事故救援技术瓦斯燃烧、爆炸事故救援技术n一旦发生瓦斯燃烧事故，瓦斯爆炸的三个条件中，氧气浓度、点火源已经具备，只是瓦斯浓度超过上限，所以，任何加大火区风量的措施都是严禁的，因为一旦稀释，瓦斯浓度就会降低，当达到爆炸上限时就会发生瓦斯爆炸事故。n 湖南某矿1981年11月17日由于揭煤未按规定在人员下班后放炮，而在班中放炮，发生突出后，瓦斯流经失爆的电机车时遇火源引起火灾，救护队在90分钟的处理事故过程中，发生

60、爆炸，以致死亡救护人员9人，技术员2人，为全国罕见的一次救护人员自身伤亡事故。n因此，在处理这一类瓦斯燃烧事故时，必须严格监视瓦斯浓度的变化，尤其不能向燃烧的瓦斯团供风，防止高浓度瓦斯降到爆炸范围，引起爆炸。瓦斯燃烧、爆炸事故救援技术瓦斯燃烧、爆炸事故救援技术n二、瓦斯爆炸事故救援技术二、瓦斯爆炸事故救援技术n（一）瓦斯爆炸事故的灾情判断（一）瓦斯爆炸事故的灾情判断n当接到瓦斯或煤尘爆炸事故汇报时，矿值班人员应当迅速调度现场各类情况，判断事故性质、发生地点、发生时间、波及范围。分析判断一般来讲依据以下几个方面：n1、汇报人员的汇报情况；矿值班人员必须详细询问汇报人员现场情况，主要询问爆炸声的大

61、小、冲击波的冲击程度以及爆炸声和冲击波的先后顺序。如果有强烈的爆炸声并在非岩巷掘进区域伴随着较为强烈的冲击波，则基本可以断定是瓦斯或煤尘爆炸事故。n2、瓦斯监控系统：根据瓦斯监控系统断电地点判断瓦斯爆炸危害范围，根据瓦斯监控系统显示的异常区段判断是否是瓦斯爆炸以及准确时间。根据监测系统断电点的回风流瓦斯传感器、风量传感器、一氧化碳传感器显示数据判断爆炸范围以及危害程度。瓦斯燃烧、爆炸事故救援技术瓦斯燃烧、爆炸事故救援技术n3、电话调度：对判定的区域进行电话调度，首先调度事故回风侧的地点，以便及时撤人并了解情况，其次对其它区域的电话安设地点进行调度。询问内容有：是否听到爆炸声、声音大小、来自哪个

62、方向、声音出现几次、是否有冲击波冲击、冲击波大小、风量是否变化、变大还是变小等，根据调度情况和调度地点的相对位置进行分析判断。n4、风机房水柱计读数：风机房水柱计比正常通风时增大，说明灾区巷道冒顶跨落，通风系统被堵塞。如果比正常情况下小，说明灾区风流短路。其原因可能是：（1）风门被摧毁；（2）人员撤退时未关风门；（3）回风井口防爆盖被冲击波冲开。瓦斯燃烧、爆炸事故救援技术瓦斯燃烧、爆炸事故救援技术n5、风机出风口烟雾：根据风机出风口抽出的气体烟雾情况判断。n6、变电所跳闸情况：跳闸的供电地点必定受到爆炸冲击。n根据上述情况综合分析，就可以比较准确判断出事故性质、发生地点、发生时间、波及范围，为

63、事故应急救援奠定基础。瓦斯燃烧、爆炸事故救援技术瓦斯燃烧、爆炸事故救援技术n（二）处理瓦斯爆炸事故时几个关键技术问题（二）处理瓦斯爆炸事故时几个关键技术问题n1、接到瓦斯爆炸事故的汇报后，是否迅速切断灾区电源?其判断的标准是：切断电源是否引起再次爆炸，若能断定不会引起爆炸，则必须切断灾区电源。但往往是时间紧、情况不清，无法准确判断，又容不得半点犹豫不决和拖延。这时要看引发爆炸事故的瓦斯来源以及事故地点日常瓦斯绝对涌出量来综合分析，如果是瓦斯突出或突发性的瓦斯来源而引发的瓦斯爆炸，那么就不宜改变供电状况，要维持现状，因为瓦斯突出后瓦斯来源充足，涌出量大，灾区内充满了大量的高浓度瓦斯，改变供电状况

64、，会产生电火花，容易引起瓦斯再次爆炸，如果不是突出引起的或突发性的瓦斯来源，是一般的积聚，而且瓦斯绝对涌出量不高、量不大，则必须迅速切断灾区电源。瓦斯燃烧、爆炸事故救援技术瓦斯燃烧、爆炸事故救援技术n2、正确调度通风系统，控制灾区范围。尽快排除灾区有害气体，这是处理瓦斯爆炸事故技术关键。由于每次瓦斯爆炸事故的情况和条件不同，采取的措施和办法也不同；首先必须判断爆炸是否引起了火灾，其判断的依据：一是得到确切汇报；二是通过检测灾区回风系统的CO等有毒气体的变化来加以判断。如果确认灾区有燃烧火源存在，其处理方法必须参照本书火灾事故处理方法进行处理(在此不作过多论述)。若能判定爆炸区域内不存在燃烧火源

65、，则须采取加大风量，强化通风的措施(控制其他地点风量，开大功率的风机，甚至还可考虑启动备用风机等措施)。反风的办法必须慎重选择，只有在能救更多的人时才采用，一般情况下不宜反风。在恢复通风系统的程序上，必须遵循“先大后小，先主后次”的原则。即先恢复主要设施、修复主要通风巷道，再恢复其他地点，以求取得好的效果。瓦斯燃烧、爆炸事故救援技术瓦斯燃烧、爆炸事故救援技术n 3、安全快速地恢复掘进巷道的通风，寻找遇难人员，尽快结束救灾工作。如果按照一般的方法逐步恢复通风，则存在容易引发二次爆炸的问题，给救灾人员带来严重的威胁。为了确保安全，建议采用“一次恢复，远距离启动”的办法，具体操作是：由救护队员在巷道

66、内接好风筒(由于巷道内缺氧，即使有高浓度瓦斯、有火源存在，也不会爆炸)，然后，所有人员撤到安全区域，佩用呼吸器，实行远距离启动局部通风机恢复供风，即使有再次发生爆炸的可能，也能确保救灾人员的人身安全。此方法在多次处理瓦斯爆炸的事故实践中，取得了很好的效果，十分成功。瓦斯燃烧、爆炸事故救援技术瓦斯燃烧、爆炸事故救援技术n4、发生瓦斯连续爆炸的可能性判断：n对于瓦斯连续爆炸的可能性判断可参照上述“瓦斯爆炸的灾变规律”。n在灾区行动的救护队应携带爆炸三角形测试仪随时监控发生爆炸的可能性。n 由于瓦斯爆炸事故的多样性，能否发生二次爆炸需根据现场情况具体分析，至于二次爆炸的时间是很难预料的，如果判断有瓦斯二次爆炸的可能性，应当采取措施消除险情，如果险情难以排除，应迅速撤出救援人员，防止事故扩大。瓦斯燃烧、爆炸事故救援技术瓦斯燃烧、爆炸事故救援技术n5、在制定救援方案时应同时制定救援安全控制措施：任何事故的救援都必须制定安全控制措施，保证救援工作的顺利进行。瓦斯爆炸事故救援安全控制措施应包括以下几个方面：n（1）灾区通风状况监控。首先是灾区有害气体检测：根据灾区的范围以及爆炸地点所处的位置建立有毒