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事故预防方法—矿井事故预防

  
评论: 更新日期:2011年05月10日

  (d)工作面上下出口要有特种支架。由于工作面上下出口控顶面积大,暴露时间长,在超前矿山压力作用下,顶板下沉量大,以及机头或机尾设备移动时的反复支撤支柱,顶板容易破碎。因此,一般要在上下出口范围内,加支抬棚或木垛等,加强支护。

  (e)防止放炮崩倒棚子。一是炮眼布置合理、药量适当;二是支柱的质量要牢固有劲,不准打在浮煤、浮矸上;三是应留出适当距离的炮道。

  (f)认真做好回柱放顶工作。回柱放顶工作必须按照操作规程和作业规程进行。回柱时要认真观察周围顶板情况,发现异常要及时采取措施。采空区支柱要回净、不留残余支柱。在最后数根支柱受力大,不易回出时,最容易发生突然冒顶,这时回柱工的工作位置应先打上牢固的临时支柱,然后再回柱。

  (g)坚持正规循环作业。由于正规循环作业每天的进度、控顶距以及支柱回柱等,都是有规律地进行。顶板悬露时间短,压力小,支柱能够支撑顶板,不易折损,故可控制顶板。相反,工作面不是正规循环作业,工作面推进速度慢,顶板悬露时间长、压力大,当顶板压力超过支架支撑力,支柱就发生变形、折断、造成冒顶。

  (h)坚持执行必要的制度。如敲帮问顶制度、验收支架制度、岗位责任制度、金属支柱检查制度、交接班制度、顶板分析制度等。提高思想认识,防止麻痹大意、不重视规格质量、图省事、怕麻烦、违章作业。这些都是冒顶事故积极预防措施。

  2.瓦斯爆炸事故的预防

  (1)瓦斯的燃烧与爆炸性  瓦斯具有燃烧性和爆炸性,但并非在任何情况下都会发生,必须在具备一定的条件时才能引燃和迅速发展为爆炸。

  ①瓦斯的燃烧性。是瓦斯的重要性质。在一般条件下,当空气中的瓦斯浓度低于5%时,遇火即燃烧,火焰呈浅蓝色或淡青色,不产生爆炸。瓦斯燃烧是一种氧化反应。当参与氧化反应的瓦斯浓度较低时,反应生成的热量不足,不能发展为爆炸。当瓦斯浓度高于16%时,在混合气体内遇有火焰不燃烧也不爆炸。这是由于瓦斯浓度高,混合气体中氧含量相应下降,而瓦斯的热容量大(约为空气的2.2倍),氧化生成的热量为周围介质所吸收的缘故。

  可燃温度,即引燃瓦斯的最低温度、一般为650~750℃。瓦斯的引燃温度受多种因素的影响,与瓦斯浓度有关,与混合气体的压力有关,与火源的性质有关。

  ②瓦斯的爆炸性。是其最重要的性质。瓦斯爆炸是煤矿生产的主要灾害之一,国内外都有这方面的惨痛教训。因此,必须很好地掌握瓦斯爆炸的规律,杜绝瓦斯事故的发生。

  瓦斯爆炸的实质是属于极剧的氧化反应。就瓦斯爆炸的本质来说,是一定浓度的瓦斯与空气中的氧气在高温下发生的氧化反应,是一个复杂的化学反应过程。反应的最终结果是:

 

  从化学反应的体积看:

  1份瓦斯  2(1+4)=10份空气

  如空气中含氧量以21%计则瓦斯在9.5%时,爆炸最强烈。

  爆炸温度。瓦斯爆炸时的温度,是指产生气体生成物最初瞬间的温度。试验证明,当爆炸威力最强时,呈半封闭状态的井下巷道,爆炸点瞬间时温度在1 850—2 650℃之间。

  爆炸压力。瓦斯爆炸时的压力是指产生气体生成为最初瞬间的压力。由于爆炸时气体温度骤然升高,必然引起气体压力的突然增大。根据气体状态方程计算,产生的高压可达7.4一l0.2个大气压(1 atm=101 325 Pa),平均为9个大气压,即是在每平方厘米的面积上有9公斤的压力。

  正向冲击和反向冲击。瓦斯爆炸产生高温、高压,使极剧膨胀的气体以很高的速度向外扩散。这种向外扩散的力量就是正向冲击力(或叫正向冲击波)。其特点是爆速可达2000m/s,冲击破坏力强。在爆炸波正向冲击过程中,由于内部形成真空,压力降低,或因形成水蒸气,温度降低,因此爆源内部压力降低。如此时外部压力相对增大,空气返回,则形成反向冲击。其特点是速度较缓,但燃烧力强。这种反向冲击的力量较正向冲击力小,但它是沿已破坏区反冲,其破坏力往往更大。同时产生有害气体一氧化碳、二氧化碳。有时一氧化碳可达6%,因此危害极大。如果冲回的气流中带回足够的氧气和瓦斯以及爆炸性的粉尘,而爆炸点火源尚未熄灭,就引起二次爆炸,造成更大的破坏。

  连续爆炸。当巷道发生爆炸后,由于爆炸冲击波可使采空区和煤层空隙中的瓦斯重新漏出,可能引起第二次爆炸,甚至连续爆炸。如1940年4月抚顺矿务局龙凤矿的爆炸中,一昼夜共爆炸43次。

  瓦斯燃烧。由于局部地区积存的瓦斯浓度较大,或因通风不良,瓦斯扩散不均匀,使具有高浓度的瓦斯流涡旋于局部空间,遇火源则发生瓦斯燃烧。在井下采煤,掘进工作面和巷道中,由于瓦斯扩散性强,发生瓦斯燃烧的事例不多。

  瓦斯燃烧与爆炸的简单区别如下。

  燃烧:火焰移动速度小,没有爆音,空气没有什么震动,没有什么破坏作用的情况;

  爆炸:若瞬间即爆,爆音很大,破坏作用也很大。

  (2)瓦斯爆炸的条件及其影响因素  瓦斯爆炸必须具备3个条件:一定浓度的瓦斯、一定温度的引火源和足够的氧。

  ①瓦斯在井下形成爆炸的必要条件

  a.瓦斯在空气中的含量必须达到一定的浓度才能爆炸。一般情况下,爆炸下限为5%~6%上限为14%~16%。当瓦斯浓度为9.5%时,混合气体中的全部氧气和沼气都参与反应,形成瓦斯爆炸的最适宜条件,因而爆炸也最强,威力最大。

  当φ(CH4)<5%一6%,无爆炸性,只能在高温火源附近燃烧;

  当甲φ(CH4)=5%~%至14%~6%时,有爆炸性,其爆炸强度由5%~%到9.5%逐渐增强;  由9.5到14%~16%逐渐减弱,以9.5%为最强,7%~8%最易燃烧

  当φ(CH4)>14%~16%时,无爆炸性,但由外界供给新鲜空气时,仍能发生燃烧和爆炸。

  b.有能引起瓦斯爆炸的高温热源。瓦斯爆炸的第二个条件是高温火源的存在。点燃瓦斯所需的最低温度叫引火温度。瓦斯的引火温度一般认为是650~750℃。明火、煤炭自燃、电气火花,赤热的金属表面、吸烟、甚至撞击或摩擦产生的火花等煤矿井下所遇到的绝大多数火源都足以引燃瓦斯。

  c.空气中的氧气的含量对瓦斯的引燃引爆也有影响。这主要是有足够的氧气可以助燃,维持高温热源和火源。而隔绝空气后,则一切火源消除,瓦斯就不会引燃和爆炸。这一条件对火区管理有非常重要的意义。当氧的浓度降低到12%时,瓦斯混合气体遇火也不会爆炸。

  ②影响瓦斯爆炸界限的因素  瓦斯爆炸的界限不是固定不变的,它受到各种因素的影响。

  a.爆炸前混合气体的温度。实践证明,爆炸前气体温度越高,爆炸界限越大,见表20—4所示。

 

  表中表明,如果井下发生火灾或爆炸,高温将使原没达到爆炸浓度的瓦斯发生爆炸,即降低瓦斯爆炸下限浓度,提高上限浓度

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