從伊朗煤礦爆炸事故看瓦斯爆炸的全面預防

        據媒體報道，前不久發生在伊朗古萊斯坦省的煤礦爆炸事故共造成42名礦工死亡。事故原因正是由于礦道內瓦斯濃度過高引發爆炸并導致礦井坍塌。瓦斯爆炸就其本質來說，是一定濃度的甲烷和空氣中的氧氣在一定溫度作用下產生的激烈氧化反應。瓦斯爆炸產生的高溫高壓，促使爆源附近的氣體以極大的速度向外沖擊，造成人員傷亡，破壞巷道和器材設施，揚起大量煤塵并使之參與爆炸，產生更大的破壞力。另外，爆炸后生成大量的有害氣體，造成人員中毒死亡。

慘痛的伊朗煤礦爆炸事故

一、爆炸條件

        瓦斯爆炸的條件是：一定濃度的瓦斯、高溫火源的存在和充足的氧氣。

        ①瓦斯濃度

        瓦斯爆炸有一定的濃度范圍，把在空氣中瓦斯遇火后能引起爆炸的濃度范圍稱為瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限為5%～16%。

        當瓦斯濃度低于5%時，遇火不爆炸，但能在火焰外圍形成燃燒層，當瓦斯濃度為9.5%時，其爆炸威力zui大（氧和瓦斯*反應）；瓦斯濃度在16%以上時，失去其爆炸性，但在空氣中遇火仍會燃燒。

        瓦斯爆炸界限并不是固定不變的，它還受溫度、壓力以及煤塵、其它可燃性氣體、惰性氣體的混入等因素的影響。

        ②引火溫度

        瓦斯的引火溫度，即點燃瓦斯的zui低溫度。一般認為，瓦斯的引火溫度為650℃～750℃。但因受瓦斯的濃度、火源的性質及混合氣體的壓力等因素影響而變化。當瓦斯含量在7%～8%時，zui易引燃；當混合氣體的壓力增高時，引燃溫度即降低；在引火溫度相同時，火源面積越大、點火時間越長，越易引燃瓦斯。

        高溫火源的存在，是引起瓦斯爆炸的必要條件之一。井下抽煙、電氣火花、違章放炮、煤炭自燃、明火作業等都易引起瓦斯爆炸。所以，在有瓦斯的礦井中作業，必須嚴格遵照《煤礦安全規程》的有關規定。

        ③氧的濃度

        實踐證明，空氣中的氧氣濃度降低時，瓦斯爆炸界限隨之縮小，當氧氣濃度減少到12%以下時，瓦斯混合氣體即失去爆炸性。這一性質對井下密閉的火區有很大影響，在密閉的火區內往往積存大量瓦斯，且有火源存在，但因氧的濃度低，并不會發生爆炸。如果有新鮮空氣進入，氧氣濃度達到12%以上，就可能發生爆炸。因此，對火區應嚴加管理，在啟封火區時更應格外慎重，必須在火熄滅后才能啟封。

        瓦斯爆炸產生的高溫高壓，促使爆源附近的氣體以極大的速度向外沖擊，造成人員傷亡，破壞巷道和器材設施，揚起大量煤塵并使之參與爆炸，產生更大的破壞力。另外，爆炸后生成大量的有害氣體，造成人員中毒死亡。

二、瓦斯爆炸的預防和控制

       1.控制井下瓦斯的濃度

        ①建立合理的通風系統，稀釋井下空間的瓦斯濃度

        通風是排放瓦斯zui主要的手段。做好通風安全技術管理是防治煤礦主要事故的先決條件和關鍵環節。因此，所有礦井都必須要建立安全可靠的、獨立的礦井通風系統，能夠保證井下所有工作地點有足夠多的風量將井下涌出的瓦斯及時沖淡并排出井外，避免瓦斯聚集，所以建立合理的通風系統是防止瓦斯爆炸zui有效、zui基本的措施。

        ②搞好瓦斯抽放，降低煤層瓦斯涌出量

        抽放瓦斯是防止瓦斯聚集的有效措施。隨著煤礦開采不斷加深，瓦斯涌出量變得越來越大，通風系統越來越復雜，通過通風的方法來使瓦斯的濃度降低到煤礦安全規程要求范圍內。實行瓦斯抽放是控制采掘空間瓦斯濃度，減少瓦斯聚集，也防止煤與瓦斯突出的根本措施，同時還減少瓦斯對大氣的污染和增加資源與能源。

        ③加強瓦斯日常管理

        加強瓦斯日常管理是煤礦安全工作的重要組成部分。瓦斯日常管理就是建立巡回檢查瓦斯制度，就是要瓦檢員不間斷地下井檢查通風情況和瓦斯的濃度，當發現局部積聚瓦斯問題時，要即時處理。對于突出礦井，還應做好瓦斯突出預測工作。瓦斯日常管理是預防瓦斯爆炸事故的重要措施之一。

        ④建立瓦斯監控系統和瓦斯爆炸阻爆系統

        建立瓦斯監控系統，對控制瓦斯的濃度具有非常重要的作用。瓦斯監控系統能夠實現連續監測瓦斯，及時掌握瓦斯濃度的變化，同時也可能為事故應急救援決策和事故調查提供參考依據。在井下安裝瓦斯監控儀器，對井下主要巷道瓦斯的異常情況實行連續監控，能夠達到預防和控制瓦斯爆炸事故的發生。

        建立瓦斯爆炸的阻爆系統，通過傳感器感應到爆炸沖擊波或爆炸溫度，然后把信號傳輸到阻爆裝置上，通過單片機動作啟動阻爆裝置，達到阻爆效果。

晉城煤層氣紅外氣體分析儀(防爆型）Gasboard-3500監測現場

        2.防止瓦斯爆炸事故范圍擴大

        如果井下局部地區一旦發生瓦斯爆炸，就應使其波及范圍盡可能縮小，不致引起全礦井的瓦斯爆炸。為此，平時要做好下工作：

        ①每一生產水平、每一采區都要布置單獨的口風道，實行分區通風。

        ②通風系統力求簡單，總進風道與總回風道布置間距不得太近，以防發生爆炸時使風流短路。報廢的巷道應及時封閉。

        ③裝有主要扇風機或分區扇風機的出風井，必須安裝防爆門，以防發生爆炸時扇風機被摧毀，造成救災和恢復生產的困難。

        ④礦井主要扇風機必須裝有反風裝置，要能在10分鐘內改變礦井風流的方向。

        ⑤在連接礦井的兩翼、相鄰的采區、相鄰的煤層和采掘工作面等處的巷道中，設置“隔爆水棚”或“巖粉棚”，水幕或撤布巖粉，以阻止爆炸火焰的傳播。

        ⑥編制周密的礦井災害預防和瓦斯爆炸事故處理計劃。

（來源：公眾號@工業過程氣體監測技術）