时间：2022-12-21 21:59:27
引言：易发表网凭借丰富的文秘实践，为您精心挑选了九篇防止瓦斯爆炸措施范例。如需获取更多原创内容，可随时联系我们的客服老师。
一、瓦斯爆炸界限及引火温度。在空气中瓦斯遇到火后能够引起爆炸的浓度，称为瓦斯爆炸界限。引起瓦斯爆炸的最低浓度称为爆炸下限。引起瓦斯爆炸的最高浓度称为爆炸上限。根据研究，瓦辐爆炸界限为5-16%，只有空气中的瓦斯浓度在这个爆炸界限以内，遇火才能爆炸。瓦斯浓度在5%以下时无爆炸性，只能在高温火源附近燃烧。瓦斯浓度为9.5%时，因为瓦斯和氧气全部参加了爆炸，其爆炸威力最大。瓦斯浓度在16%以上时，失去了爆炸性，但遇火在空气中仍会燃烧，如果再混入其他爆炸性其他或氧气，遇火还有可能引爆。
瓦斯的引火温度，即点燃瓦斯的最低温度，一般为650-750℃。所以，明火、抽烟、电气火花、煤炭自燃，甚至摩擦火花，都可引燃瓦斯。
瓦斯的引火温度受瓦斯浓度、火源的性质及混合气体压力等因素的影响而变化。瓦斯含量在7-8%时最易引燃；混合气体的压力增高时，引燃温度即降低；引燃火源温度相同时，火源面积大、点火时间越长、越易引燃瓦斯。
瓦斯和高温火源接触后，并不立刻引燃，二要延迟一个很短的时间，这种特性叫做瓦斯引燃延迟性。瓦斯引燃延迟时间的长短与瓦斯浓度和引火温度有关。瓦斯浓度越高，迟延时间越长。引火温度越高，迟延时间就越短。当引火温度为摄氏650°时，迟延10秒钟；当引火温度达摄氏1000°时，则迟延1秒钟就引燃。这种引燃迟延现象，对矿内安全爆破有着重要意义。
二、影响瓦斯爆炸界限的主要因素。瓦斯的爆炸界限并不是固定不变的，当瓦斯的混合气体的温度、压力发生变化，或混入煤尘及其他可燃性气体，都会影响瓦斯爆炸界限的变化。
含有瓦斯的混合气体的最初温度越高，爆炸界限越扩大。如最初温度为摄氏20°时，其爆炸界限为6.0-13.4%。
在含有瓦斯的混合气体中混入煤尘，则爆炸下限降低。如每立方米空气中含有10-12克的煤尘，瓦斯含量达4%时遇火就引爆。
其它可燃气体混入时，对爆炸界限也有影响。
三、瓦斯爆炸的危害作用。井下瓦斯爆炸时，产生高温（约摄氏1850-2650°）、高压（平均为9个大气压）的气流，形成爆炸波，以极快的速度自爆源地点沿巷道向外冲击，这种冲击称为直接冲击。它将有可能推倒支架，造成巷道或工作面的顶板坍塌；并由于高温，容易把木材支架和煤壁引燃，造成井下火灾。
瓦斯爆炸时生产高温的水蒸汽，在爆炸后的爆源地点温度迅速下降，其水蒸汽凝成水，使爆源地点空气稀薄，呈半真空状态的低压区；在的高压气流以反方向冲击过来，这种冲击称为反向冲击。反向冲击的力量比直接冲击的力量要小，但反向冲击通过已受直接冲击所破坏的巷道，因此，其破坏作用更为严重。
由于爆炸波的冲击作用，会使别处积存的瓦斯冲出并能扬起煤尘，构成瓦斯或煤尘的连续爆炸。瓦斯爆炸，是一种强烈的化学反应，它需要大量的氧气，同时伴生大量的有害气体（主要是一氧化碳和二氧化碳），因此已发生瓦斯爆炸的地区，充满了有害气体，其中几乎没有氧气，会使人员中毒和窒息。
四、矿井各处瓦斯含量的规定
由于瓦斯爆炸界限受到很多因素影响，同时考虑到矿井瓦斯涌出的不稳定和测定瓦斯含量时的误差等原因，所以《煤矿安全生产试行规程》对井下各处风流中的瓦斯含量作了如下规定：
矿井总回风或一翼回风中瓦斯浓度不得超过0.75%；采区回风道中瓦斯浓度不得超过1%；采掘工作面风流中瓦斯浓度达1%时，必须停止用电钻打眼；浓度达到1.5%时，必须停止工作，切断电源；采掘工作面局部瓦斯积聚达2%时，附近20米以内，停止机器运转，只有在浓度降低到1%以下，才许开动机器；放炮地点附近20米风流中瓦斯浓度达到1%时，禁止放炮。
造成矿井瓦斯爆炸必须具备两个条件，即瓦斯浓度为5-16%的混合气体和温度为摄氏650――750°的火源来引爆。这两个条件中缺少一个都不会发生瓦斯爆炸。因此，预防瓦斯爆炸的有效措施，就必须从防止瓦斯积聚和消除火源这两个方面着手。
一、防止瓦斯积聚的措施
1、加强通风。用足够的风量把瓦斯稀释到无害的程度，为此，必须采取下列措施：
（1）采用机械通风（在瓦斯矿井应采用抽出式通风）。
（2）正确、合理地计算与分配风量，使各采掘工作面、各巷道、各硐室都供给足够的风量，既不使瓦斯超限，又能创造良好的气候条件。
（3）加强局扇管理和风筒的维护，防止漏风，避免循环风流，保证掘进工作面有足够的新鲜风流，严禁扩散通风。
（4）正确的选择通风构筑物的位置，加强其维护与管理，防止矿内大量漏风。
（5）在瓦斯矿井中，回采工作面、回风巷道都要采用上行通风。
2、加强瓦斯检查。经常检查矿井通风及瓦斯涌出情况，准确地掌握矿井空气中的瓦斯含量，是防止瓦斯爆炸的重要措施之一。
（1）各矿井必须建立区域巡回瓦斯检查制度。瓦斯检查员必须选派政治思想好、责任心强的工人担任。
（2）在瓦斯矿井中所有巷道（包括可能涌出或可能积聚瓦斯的硐室）内瓦斯浓度的检查次数：一、二级瓦斯矿井，每班至少检查两次三级和超级瓦斯矿井，每班至少检查三次；有煤和瓦斯突出煤层中的采掘工作面，必须有专人经常检查。
（3）在瓦斯矿井中，对个别瓦斯涌出量较大、变化异常的采掘工作面以及三、超级瓦斯矿井中采用机械采煤或掘进的工作面，要有专人经常检查瓦斯。
3、及时处理局部瓦斯积聚。经检查发现有局部瓦斯积聚时，要及时处理。巷道空顶积聚瓦斯的处理方法，一般有如下几种：
隔离法：在棚梁的上边或下边钉木板，上填黄土或砂子，把顶空填塞，消除瓦斯积聚。
分支通风法：在风筒上接上分支大小风筒，把风送到顶处，吹散瓦斯。
引风法：钉上挡板，把风流引导顶空，吹散瓦斯。
压风法：在有压风管道的巷道，可以在压风管上接出支管，并在支管上开若干风嘴（不能用铁质风嘴），用压风吹散瓦斯。
二、防止瓦斯引燃的措施
1、严格井口检查制度，禁止在井口房周围20米范围以内或井下使用明火和吸烟。
2、井下不准出现明火和灼热的金属板或金属丝。如果必须在井下主要硐室、主要进风巷道和井口房内从事点焊、气焊和使用喷灯接焊等工作，必须制定安全措施。
3、严格执行放炮规章制度，瓦斯达到1%时，不准放炮，采用安全炸药和防爆型发爆器，
4、采用防爆型或防火花型的电气设备。防爆性能要经常检查，不符合要求及时更换和修理。井下禁止带电检修和迁移任何电气设备。
5、严格管理火区，要按规程规定检查密闭火墙，严防火墙漏风。并定期测定火区温度与瓦斯浓度，防止高温和瓦斯积聚。
6、井下电动机、局扇启动前，必须在其附近20米内检查瓦斯，如瓦斯浓度大于1%时则不能启动。
7、加强矿灯管理，发放的矿灯要合乎要求，严禁在井下拆开、敲打、撞击。
三、防止瓦斯爆炸灾害扩大的措施
在与瓦斯作斗争的过程中，还有考虑到一旦矿井发生爆炸，就要尽量防止爆炸灾害的扩大，为此应采取下列措施：
1、矿井要实行分区通风，通风系统应力求简单，总进风道和总回风道的布置不能太近。通风巷道维修良好，风流要求稳定可靠。无用巷道和采空区及时封闭。
2、扇风机必须安装反风装置，并定期试验，保证在处理事故需要紧急反风时能灵活使用。
3、编制周密的预防与处理事故计划，加强救护组织，设置井下避难硐室。
【关键词】煤矿开采；瓦斯爆炸；原因；防治；措施；
国家对煤炭工业发展提出了更高的要求，因此必须强化安全生产，确保其持续、稳定、健康发展。从煤矿事故统计数据来看，煤矿发生的重大事故大多数是由于瓦斯爆炸，我国目前国有重点煤矿大多数属于瓦斯矿井，因此预防控制瓦斯爆炸事故，是实现煤矿安全生产的关键。瓦斯防治是煤矿安全工作的重中之重，必须采取有利措施，有效防治煤矿重特大瓦斯事故的发生，以确保煤矿的安全生产。
1 煤矿开采中瓦斯爆炸原因分析
1.1瓦斯爆炸特点
根据对以往煤矿瓦斯爆炸事故的统计分析，发现有如下一些特点：事故地点多发生在采煤与掘进工作面；高瓦斯矿井、低瓦斯矿井均有发生，且低瓦斯矿井所占比例较大；多为火花引爆；瓦斯爆炸造成的破坏波及范围大，多为大事故；煤矿瓦斯爆炸事故多伴生煤尘爆炸。瓦斯爆炸多发生在条件落后的小型煤矿或基建、技改矿井和转制矿井。
1.2事故原因分析
煤矿发生瓦斯爆炸事故与许多因素有关；但主要与自然因素、安全技术手段、安全装备水平、安全意识和管理水平等有关。发生瓦斯爆炸事故，往往是综合因素作用的结果。
1.2.1瓦斯的积聚。煤矿开采造成瓦斯积聚的主要原因是通风系统不合理和局部通风管理不善。有的因通风系统不合理，存在风流短路、多次串联和循环风，造成供风地点风量不足，而引起瓦斯积聚；有的因局部通风机安装位置不当、风筒未延伸到供风点或脱落引起供风点有效风量不足，而造成瓦斯积聚；极少数是因停电停风或者盲巷积聚而引起瓦斯积聚。
1.2.2有引爆的火源。煤矿开采引爆瓦斯的火源有：爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等。放炮和电器设备产生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。
1.2.3瓦斯管理监管不力。好多矿井开采条件差，存在重生产，轻安全的麻痹思想。有的矿井安全监控系统监控不力、监测不到位是普遍现象。
1.2.4采掘布置不合理。一些煤矿企业由于采煤方法落后或者受短期利益驱动，矿井采掘布置不合理，通风系统不完善，给安全生产带来了严重隐患。
1.2.5违规操作。许多事故分析发现，瓦斯事故多为责任事故，违章操作或管理不当是造成事故的主要原因。因此，管理水平和职工的安全意识，对于煤矿的长期安全生产非常重要。
2 煤矿开采中瓦斯爆炸的治措施
“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理十二字方针确立了瓦斯防治的指导思想和方法。在煤矿生产过程中，瓦斯爆炸、燃烧和窒息事故的防治应以预防为主，落实好各项规章制度，杜绝日常生产中存在的瓦斯危害隐患。
2.1落实矿井瓦斯管理制度
根据矿井生产情况，按照《煤矿安全规程》有关规定，要建立和健全矿井瓦斯管理的有关规定和制度，相关工作人员要严格遵守、执行。如：爆破过程中的瓦斯管理制度，排放瓦斯的有关规定，瓦斯监测装备使用、管理的有关规定，盲巷、旧区和密闭启封等瓦斯管理规定，矿井瓦斯抽放、防止煤与瓦斯突出的规定。加强瓦斯抽放管理，瓦斯抽放可以将煤层中存在或释放出的瓦斯通过机械设备和专用管路抽出来，输送到地面或其他安全地点。抽放瓦斯是防治瓦斯灾害的治本措施，不仅降低了瓦斯涌出量，消除了瓦斯爆炸隐患，还能将抽出的瓦斯收集并加以利用，变害为利。
2.2强化井下火源防治措施
对煤矿井下的爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等火源都有一些相应的防治措施，除炸药安全性检验、电器防爆检验、摩擦火花检验外，还需防止火源与瓦斯积聚在同时同地点出现。另外，加强明火的管理，严格动火制度，消除引爆瓦斯的火源。
2.3建立健全瓦斯和通风监测监控系统
按照《煤矿安全监控系统通用技术标准》（AQ 6201_2006）及《煤矿安全规程》的要求，建立完整、可靠的煤矿瓦斯、通风监测监控系统。掌握瓦斯涌出规律，进行科学、合理通风，及时发现瓦斯超限或积聚事故隐患，通过加强通风等措施消除瓦斯积聚，通过报警、断电停止作业、撤出人员等措施避免瓦斯事故的发生。
2.4加强通风管理
防止井下瓦斯积聚，首先应加强矿井通风。按实际需要分配风量并及时调节风量，利用新鲜空气来稀释并排出瓦斯，必须确保风量、风速符合《煤矿安全规程》的要求。为此，应做好以下几方面的工作：
采用机械通风。每个矿井都必须采用机械通风，禁止单独利用自然通风。主要通风机一套运转，一套备用；实行分区通风。实行分区通风，不仅可以保证各采掘面都有新鲜风流，而且在发生瓦斯燃烧或爆炸事故时，可以减小灾难范围，减少灾难损失。加强掘进巷道通风。掘进巷道应采用全风压通风或局部通风机通风。做好局部通风机管理，风筒“三个末端”管理，特别是高、突矿井掘进工作面要严格执行局部通风机供电要求。局部通风机要设置在进风口的新鲜风流处，禁止产生循环风。风筒要悬挂在巷道一帮，保持完好。风筒口离工作面的距离最大不超过5m。临时停工的地点不准停风。及时构建通风设施。为保证矿井正常通风，应在井下适当位置设置控制风流的设施，如风门、风桥、挡风墙、调节风窗等。井下要及时构建通风设施，并保证质量，经常维修，保持完好。通过风门时，应随手关好。每个矿工对任何通风构筑物都必须爱护，绝不允许任意损坏。保证风流通畅。加强通风是目前处理瓦斯的主要手段，风流不畅就会发生瓦斯事故。为保持井下采掘工作面、巷道和其他工作地点风流畅通，不得在这些地点堆积杂物，并应加强维护，以保证足够的通风断面。
2.5强化隔爆措施
矿井隔爆抑爆装置，是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障。当瓦斯爆炸发生后，依靠预先设置的装置，可以阻止爆炸的传播，限制火焰的传播范围。主要有被动式隔爆棚和自动抑爆装置。
被动式隔爆棚。隔爆岩粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚，因成本低、安装方便，因而得到了广泛的使用。其中，隔爆水袋棚的使用最为广泛，具有适应性强，安装、拆卸和移动方便的特点。
自动式抑爆装置。使用压力或温度传感器，在爆炸发生时探测爆炸波，及时将预先放置的水、岩粉、N2.CO2等喷洒到巷道中，从而达到抑制爆炸火焰传播的目的。
总之，瓦斯爆炸事故的防治，是煤矿安全工作的一个系统工程。可靠的安全装备和采取有效的措施是前提条件，重点是强化安全管理和安全监督，重视员工安全意识的培养。只有把安全放在首位，认真落实好“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理“十二字”方针和建立起完善的“通风可靠、监控有效、抽采达标、管理到位”的瓦斯防治工作体系，健全各项规章制度，合理加大安全投入，瓦斯爆炸事故及其他灾害事故才能大幅度地减少，煤矿的安全状况才能得到根本好转。
参考文献：
[1]张耀丽，王凤英.浅析煤矿瓦斯爆炸事故的原因及预防措施.科技信息[J].2009年第3期.
中图分类号：TD712
煤矿在开采煤炭资源过程中会伴随着多种灾害事故的发生，如瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、中毒、窒息、火灾、透水、顶板冒落等。在这些事故中瓦斯爆炸无疑是最严重的，它不光是造成的损失最大，发生的频率也是最大的，根据每年国家煤监局的事故统计来看，煤矿发生一次死亡10人以上的特大事故中，绝大多数是瓦斯爆炸，约占特大事故总数的70%左右，为此，瓦斯可称为煤矿安全的最大威胁者。所以，分析瓦斯爆炸原因，制订瓦斯防治对策，就显得尤为重要。瓦斯的主要成分甲烷，是一种无色、无味、无臭的气体，密度为0.714kg/m3，与空气的密度比为0.554，比空气轻，容易积聚在空气上层。
一、瓦斯爆炸技术的预防措施
引起瓦斯燃烧与爆炸必须具备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、防止瓦斯积聚。所谓瓦斯积聚是指局部瓦斯浓度超过2%；其体积超过0.5立方米的现象。为了防止瓦斯积聚，每一矿井必须从生产技术管理上尽量避免出现盲巷，临时停工地点不准停风，并加强通风系统管理，严格执行瓦斯检查制度，及时安全地处理积聚瓦斯。
2、防止瓦斯被引燃。防止瓦斯引燃的措施是严禁和杜绝一切火源；严格管理和控制生产中可能发生的火、热源，防止它的产生或限制其引燃瓦斯的能力。因而严禁携带烟草和点火物品下井，矿灯应完好，否则不的发放，应爱护矿灯，严禁拆开、敲打、撞击；加强电器设备管理和维护，采用防爆型的电器设备，井下供电还应做到无鸡爪子，无羊尾巴，无明接头，坚持使用煤电钻综合保护，坚持局扇风电闭锁。
3、防止瓦斯爆炸灾害扩大。为了防止万一发生爆炸，应使灾害限制在尽可能小的范围，并尽可能减少损失，为此通风系统力求简单，采用并联通风，禁止通风。
4、加强通风。使瓦斯浓度降低到《煤矿安全规程》规定的浓度以下，即采掘工作面的进风风流中不超过0.5%，回风风流不超过1%，矿井总回风流中不超过0.75%。
5、加强检查工作。及时检查各用风地点的通风状况和瓦斯浓度，查明隐患进行处理，是日常进行瓦斯管理的重要内容。我国井工矿井目前所用的甲烷检查仪器有：光学甲烷检定器、热放式甲烷检定器、甲烷警报器和甲烷遥测警报仪等。班组长及安全检查工佩带使用比较先进的TX系列智能便携式气体监测仪和遥测仪器等。
6、对瓦斯含量大的煤层，进行瓦斯抽放，降低煤层及采空区的瓦斯涌出量。
二、 瓦斯爆炸原因分析
煤矿发生瓦斯爆炸事故是由很多原因造成的，但总的来说分为客观原因和主观原因两种。主观原因就是瓦斯积聚和引爆火源的存在；客观原因与自然条件、安全技术手段、安全装备水平、安全意识和管理水平等有关，发生瓦斯爆炸事故往往就是以上原因相互作用所导致的。
1、瓦斯积聚的存在
煤矿井下造成瓦斯积聚的原因很多，但主要有通风系统不合理和局部通风管理不善是瓦斯积聚的主要原因。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中，有22起主要是因通风系统不合理，存在风流短路、多次串联和循环风，造成供风地点风量不足而引起瓦斯积聚；有9起主要是因局部通风机安装位置不当，风筒未延伸到供风点或脱落引起供风点有效风量不足而造成瓦斯积聚；有2起事故主要是因停电停风而引起瓦斯积聚；有1起是盲巷积聚的瓦斯被引爆。
2、引爆火源的存在
煤矿井下引爆瓦斯的火源有爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等。但放炮和电器设备产生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中，有16起是由放炮产生的火花引爆的；有15起事故是由电器设备及电源线电火花引爆的。
3、装备不足、管理不落实
矿井安全装备配置不足，“先抽后采，监测监控，以风定产”方针未得到完全落实。乡镇煤矿发生的特大瓦斯事故都没有装备瓦斯抽放系统或抽放系统不能有效运行，监控系统也不能有效发挥作用。
4、管理水平低
许多事故分析发现，违章操作或管理不当而造成了一些本可避免的事故，但未引起重视，最终酿成特大瓦斯爆炸事故。因此，管理水平和职工的安全意识对于煤矿的长期安全生产起到了举足轻重的作用。
二、控制瓦斯爆炸事故的技术措施
瓦斯治理工作一定要在“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”十六字方针的指导下进行。瓦斯爆炸事故的防治可分为预防爆炸和抑制爆炸。预防爆炸主要有：优化通风网络及通风系统，防治瓦斯积聚，进行瓦斯抽放，加强瓦斯浓度和火源监测，防止点火源的出现等；抑制爆炸主要采用隔爆抑爆装置将瓦斯爆炸限制在一定范围内，从而减少人员伤亡和灾害事故所造成的损失。
1、我国国有煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占矿井总数的46%。瓦斯抽放是减少矿井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施，同时也是开发利用瓦斯能源、保护大气环境的重要手段。如皖北煤电集团公司祁东煤矿利用抽放瓦斯进行发电，并取得了可观的经济效益和社会效益。
2、为提高瓦斯抽放率，目前主要需解决长钻孔定向钻进技术，包括测斜、纠偏技术；提高单一低透气性煤层的抽放率；研制钻进能力更强的钻机具；完善和提高扩孔技术、排渣技术、造穴技术和封孔技术；开发新的瓦斯抽放技术及设备。
3、瓦斯抽放方法有本煤层抽放、邻近层抽放和采空区抽放等；抽放工艺有顺层长钻孔、大直径钻孔、地面钻孔、顶板岩石和巷道钻孔等。并研制出与之相配套的强力钻机及配套机具，如MK型长钻孔钻机和ZSM顺层强力钻机等。此外已研制出多种抽放泵及配套的监控系统和仪表等，大大提高了瓦斯抽放量和抽放率。矿井瓦斯浓度及火源的实时自动监测对于防止瓦斯爆炸非常重要，当发现瓦斯异常或有火源产生，立即采取措施可防止爆炸事故的发生。我国目前开发了KJ90、KJ92、KJ94、KJ95、KJ73、KJ66等型号的矿井安全监控系统，以及各类检测传感器、报警仪和断电仪。
7、 井下火源防治
随采矿机械化程度的提高，防止机械摩擦火花引燃瓦斯显得日益重要。煤矿井下由于摩擦火花而引起的瓦斯爆炸事故占有相当的比例，因此不少国家对这个问题进行了研究，并提出，在摩擦部件的金属表面溶敷一层活性小的金属（如铬），使形成的摩擦火花不能引燃瓦斯；在铝合金的表面涂各种涂料，以防止摩擦火花的发生和金属中加入少量的铍，降低摩擦火花的点燃性等。
经常对巷道进行洒水，保证巷道及各地点的卫生，最大程度上减少煤尘及粉尘的堆积；对粉尘及煤尘产生较大的工作地点及附近安装自动洒水降尘装置，可减少矿井巷道粉尘的飞扬，从而杜绝瓦斯爆炸引起煤尘爆炸。
总之，只有把安全放在首位，认真落实瓦斯治理的“安全第一，预防为主，防治结合”方针，健全各项规章制度，合理加大安全投入，瓦斯爆炸事故及其它灾害事故才能大幅度地减少，煤矿的安全状况才能得到根本好转，这样的才能真正实现煤炭企业安全生产的长治久安，实现安全发展。
参考文献
【关键词】爆炸特点；原因分析；防治措施
【中图分类号】TD714.5
【文献标识码】A
【文章编号】1672—5158（2012）10-0216-01
瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体，能够发生燃烧或爆炸，是矿井主要灾害之一，是煤矿的首要灾害，因此必须制定防治措施。
1 瓦斯爆炸的基本条件
瓦斯爆炸的发生必须具备三个基本条件，一是瓦斯浓度在爆炸界限内（理论上是5％～16％）；二是有足够能量的点火源；三是混合气体中的氧气浓度不低于12％。三个条件缺少其中任何一个均不能发生瓦斯爆炸。
1.1 瓦斯的浓度
瓦斯浓度超限是形成瓦斯爆炸事故的根源。引起瓦斯爆炸的瓦斯浓度是有范围的，凡是浓度低于爆炸下限或高于爆炸上限的瓦斯混合物与点火源接触时都不会引起火焰自行传播。瓦斯浓度低于爆炸下限时，由于过量的空气作为惰性介质参与燃烧反应，消耗一部分反应热，起到了冷却作用，阻碍火焰自行传播而燃烧；相反瓦斯浓度高于爆炸上限时，由于可燃物过剩，即空气中氧气量不足，导致化学反应不完全，反应放出的热量小于损耗的热量，因而阻碍了火焰的蔓延而燃烧。在煤矿开采中，对一些不可避免的瓦斯浓度要采取措施，使其成为不能满足瓦斯爆炸的条件。
1.2 氧气的浓度
氧气的浓度必须达到12％以上，否则井下瓦斯爆炸反应不能够持续进行。在井下的封闭区域、采空区内及其它裂隙处由于有氧气消耗或没有供氧，可能会出现氧浓度低于12％的可能性外，所有通风、行人的巷道和工作面等一般氧气浓度都会高于12％。12％以上是极易满足的条件，在煤矿开采中，对氧气的浓度不能采取有效措施，使其成为不能满足防范。
1.3 火源
火源是引起矿井瓦斯爆炸事故的必备条件之一。火源可以分为弱火源和强火源。一般情况下，弱火源不能形成冲击波，不能使沉积煤尘转变为浮游状态；相反，强火源会产生冲击波，并把沉积煤尘转变为浮游状态。要发生瓦斯爆炸其火源必须要达到足够的能量，即温度一般不低于650℃、能量一般大于0.28mJ和持续时间大于爆炸感应期。这个条件通常很容易满足的。在煤矿开采中，对一些不可避免的火源要采取措施，使其成为不能满足点燃瓦斯的点火源。
2 瓦斯爆炸原因分析
2.1 故原因分析
瓦斯爆炸是一种化学爆炸，是爆炸性气体混合物一瓦斯在一定浓度范围内受激发而发生的剧烈化学反应，反应时产生大量的热和气体。引起瓦斯爆炸的原因有：①存在CH4与氧浓度在爆炸浓度范围内的爆炸危险区；②在爆炸危险区内存在火源点。火区封闭后，封闭区氧浓度和温度有降低趋势，瓦斯浓度则逐渐上升。如果瓦斯浓度升至爆炸范围时，发火区温度仍很高（存在高温性火源），氧浓度尚未降到瓦斯爆炸极限浓度以下，就可能发生瓦斯爆炸。
2.1.1 自然条件不好
进入20世纪90年代以后，随着开采深度的增加，地质条件变得越来越复杂，煤层瓦斯含量和瓦斯涌出量都随之增大，煤与瓦斯突出越来越严重。同时由于开采深度的加大，使得现有的部分瓦斯治理理，不再能够适应新的生产条件。
2.1.2 通风不良
主要有通风系统不合理，存在风流短路、多次串联和循环风，造成供风地点风量不足，而引起瓦斯积聚；局部通风机安装位置不当、风筒未延伸到供风点或脱落引起供风点有效风量不足，而造成瓦斯积聚；掘进工作面擅自停电停风而引起瓦斯积聚；盲巷的瓦斯积聚。
2.1.3 引爆火源存在
井下引爆瓦斯的火源有：爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃、赤热的安全灯罩、吸烟等。但放炮和电器设备产生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。
3 控制瓦斯爆炸事故的技术措施
3.1 控制井下瓦斯的浓度
3.1.1 建立合理的通风系统，稀释井下空间的瓦斯浓度
通风是排放瓦斯最主要的手段。做好通风安全技术管理是防治煤矿主要事故的先决条件和关键环节。因此，所有矿井都必须要建立安全可靠的、独立的矿井通风系统。建立合理的通风系统，能够保证井下所有工作地点有足够多的风量将井下涌出的瓦斯及时冲淡并排放出井外，避免瓦斯集聚，所以建立合理的通风系统是防止瓦斯爆炸最有效、最基本的措施。
3.1.2 搞好瓦斯抽放，降低煤层瓦斯涌出量
抽放瓦斯是防止瓦斯集聚的有效措施。随着煤矿开采深度不断加深，瓦斯涌出量变得越来越大，通风系统越来越复杂，通过通风的方法来使瓦斯的浓度降低到煤矿安全规程要求范围内，从技术和经济角度上看，都是不合理的。瓦斯抽放不仅能够有效利用瓦斯，还能够降低煤层的瓦斯涌出量。
3.1.3 加强瓦斯日常管理
加强瓦斯日常管理是煤矿安全工作的重要组成部分。瓦斯日常管理就是建立巡回检查瓦斯制度，就是要瓦检员不间断地下井检查通风情况和瓦斯的浓度，当发现局部积聚瓦斯问题时，要即时处理。
此，瓦检员在井下工作时，要严格执行煤矿安全规程，严禁空班漏检情况发生。对于突出矿井，还应做好瓦斯突出预测工作。瓦斯日常管理是预防瓦斯爆炸事故的重要措施之一。
3.1.4 建立瓦斯监控系统，及时发现瓦斯超限
建立瓦斯监控系统，对控制瓦斯的浓度具有非常重要的作用。瓦斯监控系统能够实现连续监测瓦斯，及时掌握瓦斯浓度的变化，同时也可能为事故应急救援决策和事故调查提供参考依据。在井下安装瓦斯监控仪器，对井下主要巷道瓦斯的异常情况实行连续监控，能够达到预防和控制瓦斯爆炸事故的发生。
3.2 杜绝火源
火源是引起矿井瓦斯爆炸一个基本条件。要认真执行煤矿安全规程，在井下要杜绝一切非生产火源；严格管理和限制生产中可能发生的火源、热源。严禁井下使用架线电机车，在生产中采掘分开供电、三专两闭锁、双风机双电源等措施限制火源的发生。
3.3 演习瓦斯爆炸
演练对预防瓦斯爆炸事故具有非常重要的意义。煤矿企业应当在“防救结合，预防为主”方针指导下，认真制定瓦斯爆炸事故专项应急预案，并对其预案进行演习。制定瓦斯爆炸应急预案不仅有助于大平煤矿广大职工熟悉本企业的情况，而且能够指导瓦斯爆炸事故的预防工作和事故的应急救援。通过预案的演习不但能够使广大煤矿职工掌握各种应急技能，提高应急救援人员的应变能力，
4 结语
预防煤矿瓦斯爆炸是一个复杂的系统工程，煤矿一切生产要把防止瓦斯爆炸事故放在重要位置，认真贯彻“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针，本文从瓦斯爆炸条件出发，分析和提出了防止瓦斯爆炸应从控制瓦斯浓度、杜绝火源和演习瓦斯爆炸预案出发，采取相应的预防措施，才能使矿井的生产达到本质安全化。
参考文献
【关键词】煤矿瓦斯;危害形式;分析;防治对策
The coal mine gas endanger a form analysis and prevention measure
Wen Ying-ming Li Yu-ping Han Yun-gang
【Abstract】The mineral well gas trouble is a coal mine safety produce medium most severity of endanger it a, in the coal mine production line, if to gas understanding shortage, control not appropriate or management not arrive, may result in very much disaster trouble.Article with analysis coal mine gas endanger form and prevention and cure counterplan for correspond point, introduction prevention and control gas disaster the technique measure of the trouble and development trend, elucidation gas explosion trouble of prevention and cure is a coal mine safety work of a system engineering, have to put at safety work of first, then can make gas explosion the trouble and other disaster trouble be significant decrease.
【Key words】Coal mine gas;Endanger a form;Analysis;Prevention and cure counterplan
近几年来,煤矿事故已经明显下降,但是,瓦斯爆炸事故是当前煤矿安全生产中威胁最大、最突出的一个问题。从每年的事故统计中来看,煤矿发生一次死亡10人以上的特大事故中,绝大多数是由于瓦斯爆炸,约占特大事故总数的70%左右,尤其是高瓦斯矿井或由于煤层瓦斯压力较高、地质构造较复杂、地应力较大、煤层破坏严重时,在此区域作业的采掘工作面极易发生煤与瓦斯突出导致瓦斯事故的发生。
1.煤矿瓦斯的主要危害形式分析
其主要危害形式有瓦斯窒息、瓦斯燃烧、瓦斯爆炸、瓦斯爆炸引起的煤尘爆炸或火灾等。
1.1瓦斯窒息
矿井瓦斯涌出量较大,如果通风系统管理不善;通风巷道风流反向、采空区或煤层中高浓度瓦斯涌出;工作人员误入未及时封闭停风的巷道;或由于停风导致瓦斯积聚而未采取相应措施等,都可能导致人员误入,缺氧窒息而亡。
1.2瓦斯燃烧
煤层瓦斯含量较高,生产过程中瓦斯涌出量较大,通风不能将瓦斯及时稀释并排出,将在局部地点形成瓦斯积聚,一旦接近火源就可能发生瓦斯燃烧,酿成火灾,火灾引起瓦斯爆炸等一系列灾难性事故。
1.3瓦斯爆炸
瓦斯爆炸发生的条件是瓦斯积聚达到爆炸极限浓度、引爆火源和足够的氧气。井下的照明、爆破火焰、电气火花、摩擦火花等都可能成为引爆火源。在煤矿的生产过程中要完全杜绝这些火花的产生是很困难的。在井下瓦斯超限和局部瓦斯积聚达到爆炸极限浓度时,接近火源都有可能发生瓦斯爆炸,甚至引起煤尘、瓦斯联锁爆炸,造成人员伤亡、财产巨大损失。根据煤矿井下生产的特点,全面分析工作场所及场所的分布,瓦斯积聚的原因及地点如表所列。
2.瓦斯事故的预防措施
2.1煤矿瓦斯抽放技术
2.1.1瓦斯抽放是减少矿井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施,同时也是开发利用瓦斯能源、保护大气环境的重要手段。
2.1.2为提高瓦斯抽放率,目前主要需解决长钻孔定向钻进技术,包括测斜、纠偏技术;提高单一低透气性煤层的抽放率;研制钻进能力更强的钻机具;完善和提高扩孔技术、排渣技术、造穴技术和封孔技术;开发新的瓦斯抽放技术及设备。
2.1.3瓦斯抽放方法有本煤层抽放、邻近层抽放和采空区抽放等;抽放工艺有顺层长钻孔、大直径钻孔、地面钻孔、顶板岩石和巷道钻孔等。目前已研制出多种抽放泵及配套的监控系统和仪表等,大大提高了瓦斯抽放量和抽放率,使安全环境得到进一步改善。
2.1.4利用多分支羽状适用技术,解决低渗煤层瓦斯治理问题,以提高抽采率。
5)煤矿瓦斯治理应该与煤层气产业化紧密结合起来。
2.2矿井瓦斯浓度及火源监测技术
矿井瓦斯浓度及火源的实时自动监测对于防止瓦斯爆炸非常重要,当发现瓦斯异常或有火源产生,立即采取措施可防止爆炸事故的发生。我国目前开发了KJ90. KJ92.KJ94. KJ95. KJ73. KJ66等型号的矿井安全监控系统,以及各类检测传感器、报警仪和断电仪。很多矿井安装了矿井安全综合监控系统,监控系统的安装极大地提高了煤矿的安全管理自动化水平,防止了许多事故的发生。
2.3井下火源防治 对煤矿井下的爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等火源都有一些相应的防治措施,除炸药安全性检验、电器防爆检验、摩擦火花检验外、还需防止火源与瓦斯积聚在同时同地点出现,如放炮时检测瓦斯浓度,采用风电闭锁、瓦斯电闭锁等措施。另外加强明火的管理,严格动火制度,消除引爆瓦斯的火源。
2.4优化通风网络及通风系统 合理可靠的通风系统是防止瓦斯事故和控制灾害扩大的重要措施,为此,瓦斯防治工程与采掘工程,必须同时设计,超前施工,同时投入使用。
2.5隔爆措施
矿井隔爆装置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障,当瓦斯爆炸发生后,依靠预先设置的装置可以阻止爆炸的传播,限制火焰的传播范围,主要有被动式隔爆棚和自动抑爆装置。
2.5.1被动式隔爆棚。隔爆岩粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、安装方便,因而得到了广泛的使用,其中隔爆水袋棚的使用最为广泛。目前研制的XGS型和KYG型隔爆棚,具有适应性强,安装、拆卸和移动方便的特点。
2.5.2自动式抑爆装置。使用压力或温度传感器,在爆炸发生时探测爆炸波,及时将预先放置的水、岩粉、N2 . CO2等喷洒到巷道中,从而达到抑制爆炸火焰传播的目的。如ZGB-Y型自动隔爆装置采用高压氮气引射消焰剂,能将爆炸限制在距爆源40-60m之内;YBW-1型无电源触发式抑爆装置,适合安装在距爆源20-45m的巷道中;ZYB-S型自动产气式抑爆装置采用实时产气原理,当传感器接收到燃烧或爆炸火焰时,触发气体发生器快速产生的高压气体喷洒消焰剂,抑制火焰的传播。
关键词：瓦斯爆炸；原因分析；控制措施；发展趋势
中图分类号：TD712.7 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）06－0059－02
在煤炭开采过程中，瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、中毒、窒息矿井火灾、透水、顶板冒落等多种灾害事故时有发生。在这些事故中尤以瓦斯爆炸造成的损失最大，从每年的事故统计中来看，煤矿发生一次死亡10人以上的特大事故中，绝大多数是由于瓦斯爆炸，约占特大事故总数的70%左右，为此，瓦斯称为煤矿灾害之王。因此，分析瓦斯爆炸原因，制订防治对策，显得特别重要。
1 瓦斯爆炸原因分析
1.1 瓦斯爆炸特点
根据多年对煤矿瓦斯爆炸事故统计分析，可发现有以下一些特点：①瓦斯爆炸多为大事故；②事故地点多发生在采煤与掘进工作面；③瓦斯爆炸造成的破坏波及范围大；④多为火花引爆；⑤高瓦斯矿井、低瓦斯矿井均有发生；⑥瓦斯爆炸多发生在乡镇煤矿；⑦基建、技改矿井和转制矿井瓦斯爆炸事故多发。
1.2 事故原因分析
煤矿发生瓦斯爆炸事故与许多因素有关，但总的来说，主要与自然因素、安全技术手段、安全装备水平、安全意识和管理水平等有关，发生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所导致的。
1.2.1 煤矿开采条件差
我国煤矿井下开采条件普遍较差，据统计，2000年全国国有重点煤矿共有580处矿井进行了瓦斯等级鉴定，其中高瓦斯矿井160处，低瓦斯矿井298处，煤与瓦斯突出矿井122处；有自然发火矿井372处，占64%，有煤尘爆炸危险矿井427处，占73.6%。
1.2.2 瓦斯积聚的存在
煤矿井下造成瓦斯积聚的原因很多，但通风系统不合理和局部通风管理不善是瓦斯积聚的主要原因。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中，有22起主要是因通风系统不合理，存在风流短路、多次串联和循环风，造成供风地点风量不足，而引起瓦斯积聚；有9起主要是因局部通风机安装位置不当、风筒未延伸到供风点或脱落引起供风点有效风量不足，而造成瓦斯积聚；有两起事故主要是因停电、停风而引起瓦斯积聚；有1起是盲巷积聚的瓦斯被引爆。
1.2.3 引爆火源的存在
煤矿井下引爆瓦斯的火源有：爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等。但放炮和电器设备产生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中，有16起是由放炮产生的火花引爆的；有15起事故是由电器设备及电源线电火花引爆的。
1.2.4 装备不足、管理不落实
矿井安全装备配置不足，“先抽后采，监测监控，以风定产”方针未得到完全落实。如2005年发生的41起特大瓦斯事故中，有的矿井没有安装瓦斯监控系统或运行不正常，有的矿井虽安装有监控系统，但因传感器数量不足、安装位置不对、线路存在故障、显示器不显示数据等问题，不能有效发挥其应有的作用。此外，乡镇煤矿发生的特大瓦斯事故都没有装备瓦斯抽放系统或抽放系统不能有效运行，监控系统也不能有效发挥作用。如内蒙古乌海市乌达区巴音赛煤焦有限责任公司某井虽安装了瓦斯监控系统，但在其实际开采区域却并没有瓦斯传感器，而造成特大瓦斯事故的发生，死亡16人。
1.2.5 管理水平低
许多事故分析发现，违章操作或管理不当而造成了一些本可避免的事故，但未引起重视，最终酿成特大瓦斯爆炸事故。因此，管理水平和职工的安全意识对于煤矿的长期安全生产非常重要。
1.2.6 企业技术管理薄弱
一些煤矿企业由于采煤方法落后，引起矿井采掘布置不合理，通风系统不完善，此外，作业规程编制不符合实际，针对性不强，给安全生产带来了严重隐患。
2 控制瓦斯爆炸事故的技术措施
瓦斯爆炸事故的防治可分为预防爆炸和抑制爆炸。预防爆炸主要有：优化通风网络及通风系统，防治瓦斯积聚，进行瓦斯抽放，加强瓦斯浓度和火源监测，防止点火源的出现等；抑制爆炸主要采用隔爆、抑爆装置将瓦斯爆炸限制在一定范围内，从而减少人员伤亡和灾害事故所造成的损失。
2.1 瓦斯爆炸事故的预防措施
2.1.1 煤矿瓦斯抽放技术
（1）我国国有煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占总矿井数的46%。瓦斯抽放是减少矿井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施，同时也是开发利用瓦斯能源、保护大气环境的重要手段。如皖北煤电集团公司祁东煤矿利用抽放瓦斯进行发电取得了可观的经济效益和社会效益。
（2）为提高瓦斯抽放率，目前主要需解决长钻孔定向钻进技术，包括测斜、纠偏技术；提高单一低透气性煤层的抽放率；研制钻进能力更强的钻机具；完善和提高扩孔技术、排渣技术、造穴技术和封孔技术；开发新的瓦斯抽放技术及设备。
（3）瓦斯抽放方法有本煤层抽放、邻近层抽放和采空区抽放等；抽放工艺有顺层长钻孔、大直径钻孔、地面钻孔、顶板岩石和巷道钻孔等。并研制出与之相配套的强力钻机及配套机具，如MK型长钻孔钻机和ZSM顺层强力钻机等。此外已研制出多种抽放泵及配套的监控系统和仪表等，大大提高了瓦斯抽放量和抽放率，使安全环境得到进一步改善。
（4）利用多分支羽状适用技术，解决低渗煤层瓦斯治理问题，以提高抽采率。
（5）煤矿瓦斯治理应与煤层气产业化紧密结合。
2.1.2 矿井瓦斯浓度及火源监测技术
矿井瓦斯浓度及火源的实时自动监测对于防止瓦斯爆炸非常重要，当发现瓦斯异常或有火源产生，立即采取措施可防止爆炸事故的发生。我国目前开发了KJ90、KJ92、KJ94、KJ95、KJ73、KJ66等型号的矿井安全监控系统，以及各类检测传感器、报警仪和断电仪。已有多个矿井安装了矿井安全综合监控系统，且具有以下功能：①矿井环境和工况参数实时监控；②主要通风机在线监测；③巷道火灾实时监测；④矿井瓦斯抽放实时监测；⑤中击地压实时监测；⑥煤与瓦斯突出实时监测；⑦煤层自然发火实时监测；⑧瓦斯爆炸或燃烧实时监测；⑨矿井电网监测等多种功能。监控系统的安装极大地提高了煤矿的安全管理自动化水平，防止了许多事故的发生。
2.1.3 井下火源防治
对煤矿井下的爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等火源都有一些相应的防治措施，除炸药安全性检验、电器防爆检验、摩擦火花检验外，还需防止火源与瓦斯积聚在同时同地点出现，如放炮时检测瓦斯浓度，采用风电闭锁、瓦斯电闭锁等措施。另外，加强明火的管理，严格动火制度，消除引爆瓦斯的火源。
2.1.4 优化通风网络及通风系统
合理可靠的通风系统是防止瓦斯事故和控制灾害扩大的重要措施，为此，瓦斯防治工程与采掘工程，必须同时设计，超前施工，同时投入使用。
2.2 隔爆措施
矿井隔爆、抑爆装置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障，当瓦斯爆炸发生后，依靠预先设置的装置可以阻止爆炸的传播，限制火焰的传播范围，主要有被动式隔爆棚和自动抑爆装置。
2.2.1 被动式隔爆棚
隔爆岩粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、安装方便，因而得到了广泛的使用，其中隔爆水袋棚的使用最为广泛。目前研制的XGS型和KYG型隔爆棚，具有适应性强，安装、拆卸和移动方便的特点。
2.2.2 自动式抑爆装置
使用压力或温度传感器，在爆炸发生时探测爆炸波，及时将预先放置的水、岩粉、N2、CO2等喷洒到巷道中，从而达到抑制爆炸火焰传播的目的。如ZGB－Y型自动隔爆装置采用高压氮气引射消焰剂，能将爆炸限制在距爆源40～60 m之内；YBW－1型无电源触发式抑爆装置，适合安装在距爆源20～45 m的巷道中；ZYB－S型自动产气式抑爆装置采用实时产气原理，当传感器接收到燃烧或爆炸火焰时，触发气体发生器快产生的高压气体喷洒消焰剂，抑制火焰的传播。
3 结束语
瓦斯爆炸事故的防治是煤矿安全工作的一个系统工程，除了完善可靠的安全装备和采取有效的措施外，还应加强安全管理和安全监督，重视员工安全意识的培养。只有把安全放在首位，认真落实瓦斯治理的“十二字”方针，健全各项规章制度，合理加大安全投入，瓦斯爆炸事故及其他灾害事故才能大幅度地减少，煤矿的安全状况才能得到根本转变。
Cause Analysis and Countermeasures of Coal Mine Gas Explosion
Li Qiang
关键词:瓦斯爆炸;原因分析;控制措施;发展趋势
在煤炭开采过程中，瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、中毒、窒息矿井火灾、透水、顶板冒落等多种灾害事故时有发生。在这些事故中尤以瓦斯爆炸造成的损失最大，从每年的事故统计中来看，煤矿发生一次死亡10人以上的特大事故中，绝大多数是由于瓦斯爆炸，约占特大事故总数的70%左右，为此，瓦斯称为煤矿灾害之王。因此，分析瓦斯爆炸原因，制订防治对策，显得特别重要。
1瓦斯爆炸原因分析
1.1瓦斯爆炸特点
根据多年对煤矿瓦斯爆炸事故统计分析，可以发现有如下一些特点:①瓦斯爆炸多为大事故;②事故地点多发生在采煤与掘进工作面;③瓦斯爆炸造成的破坏波及范围大;④多为火花引爆;⑤高瓦斯矿井、低瓦斯矿井均有发生;⑥瓦斯爆炸多发生在乡镇煤矿;⑦基建、技改矿井和转制矿井瓦斯爆炸事故多发。
1.2事故原因分析
煤矿发生瓦斯爆炸事故与许多因素有关，但总的来说，主要与自然因素、安全技术手段、安全装备水平、安全意识和管理水平等有关，发生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所导致的。
1.2.1煤矿开采条件差
我国煤矿井下开采条件普遍较差，据统计，2000年全国国有重点煤矿共有580处矿井进行了瓦斯等级鉴定，其中高瓦斯矿井160处，低瓦斯矿井298处，煤与瓦斯突出矿井122处;有自然发火矿井372处，占64%，有煤尘爆炸危险矿井427处，占73.6%。
1.2.2瓦斯积聚的存在
煤矿井下造成瓦斯积聚的原因很多，但主要有通风系统不合理和局部通风管理不善是瓦斯积聚的主要原因。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中，有22起主要是因通风系统不合理，存在风流短路、多次串联和循环风，造成供风地点风量不足，而引起瓦斯积聚;有9起主要是因局部通风机安装位置不当、风筒未延伸到供风点或脱落引起供风点有效风量不足，而造成瓦斯积聚;有2起事故主要是因停电停风而引起瓦斯积聚;有1起是盲巷积聚的瓦斯被引爆。
1.2.3引爆火源的存在
煤矿井下引爆瓦斯的火源有:爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等。但放炮和电器设备产生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中，有16起是由放炮产生的火花引爆的;有15起事故是由电器设备及电源线电火花引爆的。
1.2.4装备不足、管理不落实
矿井安全装备配置不足，“先抽后采，监测监控，以风定产”方针未得到完全落实。如2005年发生的41起特大瓦斯事故中，有的矿井没有安装瓦斯监控系统或运行不正常，有的矿井虽安装有监控系统，但因传感器数量不足、安装位置不对、线路存在故障、显示器不显示数据等问题，不能有效发挥其应有的作用。此外乡镇煤矿发生的特大瓦斯事故都没有装备瓦斯抽放系统或抽放系统不能有效运行，监控系统也不能有效发挥作用。如内蒙古乌海市乌达区巴音赛煤焦有限责任公司某井虽安装了瓦斯监控系统，但在其实际开采区域却并没有瓦斯传感器，而造成特大瓦斯事故的发生，死亡16人。
1.2.5管理水平低
许多事故分析发现，违章操作或管理不当而造成了一些本可避免的事故，但未引起重视，最终酿成特大瓦斯爆炸事故。因此，管理水平和职工的安全意识对于煤矿的长期安全生产非常重要。
1.2.6企业技术管理薄弱
一些煤矿企业由于采煤方法落后，引起矿井采掘布置不合理，通风系统不完善，此外，作业规程编制不符合实际，针对性不强，给安全生产带来了严重隐患。
2控制瓦斯爆炸事故的技术措施
瓦斯爆炸事故的防治可分为预防爆炸和抑制爆炸。预防爆炸主要有:优化通风网络及通风系统，防治瓦斯积聚，进行瓦斯抽放，加强瓦斯浓度和火源监测，防止点火源的出现等;抑制爆炸主要采用隔爆抑爆装置将瓦斯爆炸限制在一定范围内，从而减少人员伤亡和灾害事故所造成的损失。
2.1瓦斯爆炸事故的预防措施
2.1.1煤矿瓦斯抽放技术
1)我国国有煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占总矿井数的46%。瓦斯抽放是减少矿井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施，同时也是开发利用瓦斯能源、保护大气环境的重要手段。如皖北煤电集团公司祁东煤矿利用抽放瓦斯进行发电取得了可观的经济效益和社会效益。
2)为提高瓦斯抽放率，目前主要需解决长钻孔定向钻进技术，包括测斜、纠偏技术;提高单一低透气性煤层的抽放率;研制钻进能力更强的钻机具;完善和提高扩孔技术、排渣技术、造穴技术和封孔技术;开发新的瓦斯抽放技术及设备。
3)瓦斯抽放方法有本煤层抽放、邻近层抽放和采空区抽放等;抽放工艺有顺层长钻孔、大直径钻孔、地面钻孔、顶板岩石和巷道钻孔等。并研制出与之相配套的强力钻机及配套机具，如MK型长钻孔钻机和ZSM顺层强力钻机等。此外已研制出多种抽放泵及配套的监控系统和仪表等，大大提高了瓦斯抽放量和抽放率，使安全环境得到进一步
改善。
4)利用多分支羽状适用技术，解决低渗煤层瓦斯治理问题，以提高抽采率。
5)煤矿瓦斯治理也应该与煤层气产业化紧密结合起来。
2.1.2矿井瓦斯浓度及火源监测技术
矿井瓦斯浓度及火源的实时自动监测对于防止瓦斯爆炸非常重要，当发现瓦斯异常或有火源产生，立即采取措施可防止爆炸事故的发生。我国目前开发了KJ90.KJ92.KJ94.KJ95.KJ73.KJ66等型号的矿井安全监控系统，以及各类检测传感器、报警仪和断电仪。已有多个矿井安装了矿井安全综合监控系统，并具有如下功能:①矿井环境和工况参数实时监控;②主要通风机在线监测;③巷道火灾实时监测;④矿井瓦斯抽放实时监测;⑤中击地压实时监测;⑥煤与瓦斯突出实时监测;⑦煤层自然发火实时监测;⑧瓦斯爆炸或燃烧实时监测;⑨矿井电网监测等多种功能。监控系统的安装极大地提高了煤矿的安全管理自动化水平，防止了许多事故的发生。
2.1.3井下火源防治
对煤矿井下的爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等火源都有一些相应的防治措施，除炸药安全性检验、电器防爆检验、摩擦火花检验外、还需防止火源与瓦斯积聚在同时同地点出现，如放炮时检测瓦斯浓度，采用风电闭锁、瓦斯电闭锁等措施。另外加强明火的管理，严格动火制度，消除引爆瓦斯的火源。
2.1.4优化通风网络及通风系统
合理可靠的通风系统是防止瓦斯事故和控制灾害扩大的重要措施，为此，瓦斯防治工程与采掘工程，必须同时设计，超前施工，同时投入使用。
2.2隔爆措施
矿井隔爆抑爆装置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障，当瓦斯爆炸发生后，依靠预先设置的装置可以阻止爆炸的传播，限制火焰的传播范围，主要有被动式隔爆棚和自动抑爆装置。
1)被动式隔爆棚。隔爆岩粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、安装方便，因而得到了广泛的使用，其中隔爆水袋棚的使用最为广泛。目前研制的XGS型和KYG型隔爆棚，具有适应性强，安装、拆卸和移动方便的特点。
2)自动式抑爆装置。使用压力或温度传感器，在爆炸发生时探测爆炸波，及时将预先放置的水、岩粉、N2.CO2等喷洒到巷道中，从而达到抑制爆炸火焰传播的目的。如ZGB-Y型自动隔爆装置采用高压氮气引射消焰剂，能将爆炸限制在距爆源40-60m之内;YBW-1型无电源触发式抑爆装置，适合安装在距爆源20-45m的巷道中;ZYB-S型自动产气式抑爆装置采用实时产气原理，当传感器接收到燃烧或爆炸火焰时，触发气体发生器快速产生的高压气体喷洒消焰剂，抑制火焰的传播。
一、瓦斯的生成及涌出形式
1.瓦斯的生成
煤是由古代的植物变质生成的，在形成煤的过程中，也产生了很多种有害气体，这些气体同煤层一起被封闭埋藏在地下。随着采矿深入地下和生产活动，被封闭在地下的瓦斯也随之涌出，和矿井气体中的沼气、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、二氧化硫及二氧化氮等混在一起，统称为矿井瓦斯，但是最常见、含量最大的是沼气，一般所讲的矿井瓦斯主要是指沼气。
2.瓦斯的存在状态
沼气以吸附和游离两种状态存在于煤层，以游离状态存在于围岩中。吸附沼气量的多少取决于煤体内的沼气压力、温度和煤质。煤体中的游离沼气和吸附沼气在一定条件下处于动平衡状态，井下煤层开采时，受采动影响，卸压范围内的游离沼气首先涌出，同时一部分吸附沼气解吸转化为游离沼气，并涌入采掘空间。
3.瓦斯的涌出形式
瓦斯的涌出形式一般有 3 种，即瓦斯一般涌出、瓦斯喷出、煤与瓦斯突出。
一般涌出最常见，是指井下开采过程中通过煤层或岩层表面中的微小孔隙中缓慢地释放出来的瓦斯。这种涌出形式范围广泛，井下随时随地发生。
瓦斯喷出是指大量瓦斯突然喷出的现象，喷出时间可长可短。随着煤矿开采深度加深，瓦斯瞬间释放的能量也会随之加大。
煤与瓦斯突出是在矿山压力和瓦斯压力的综合作用下，在很短时间内，煤和瓦斯突然大量喷出，不但瓦斯危害人们健康，而且突出的煤炭会冲垮和堵塞巷道，因此危害性极大。
二、瓦斯的性质
矿井瓦斯主要是沼气，化学名称叫“甲烷”，它是碳和氢化合生成的一种气体，化学符号为 CH4。矿井瓦斯的主要特性是无色、无味、无毒、无臭，比空气轻，微溶于水，有很强的扩散性，具有燃烧和爆炸性，所以是煤矿井下主要的自燃性灾害。因为瓦斯没有颜色和特殊气味，所以就看不见、摸不着，鼻子也闻不出来，只有凭借瓦斯检查仪器才能发现，因此更增加了它的危险性。
三、瓦斯爆炸的危害
高温。瞬时高温可达1850～2650℃。
高压。瓦斯爆炸后压力可达911.7kPa(9个大气压)左右。
冲击波。爆炸时产生的高温高压可促使爆炸源附近的气体和爆炸火焰以极高的速度（每秒几百米甚至数千米）向外冲击而形成冲击波。冲击波通常出现两种情况：
正向冲击：由爆炸点向四周扩散，在所经过的地方形成的冲击，称为正向冲击。
反向冲击：由于爆炸生成物冷却，水蒸气很快凝结，在爆炸地点形成空气稀薄的低压区，而引起因爆炸冲击的气体连同爆源的气体又以高速度返回爆源地形成的冲击，称为反向冲击。
（4）有害气体。瓦斯爆炸后产生的大量有害气体，使氧气浓度降低。出现大量的CO，如果有煤尘参与爆炸，CO的生成量将更大，这是造成人员伤亡的主要原因。
四、瓦斯爆炸的预防和控制
1.控制井下瓦斯的浓度
（1）建立合理的通风系统，稀释井下空间的瓦斯浓度
通风是排放瓦斯最主要的手段。做好通风安全技术管理是防治煤矿主要事故的先决条件和关键环节。因此，所有矿井都必须要建立安全可靠的、独立的矿井通风系统，能够保证井下所有工作地点有足够多的风量将井下涌出的瓦斯及时冲淡并排出井外，避免瓦斯聚集，所以建立合理的通风系统是防止瓦斯爆炸最有效、最基本的措施。
（2）搞好瓦斯抽放，降低煤层瓦斯涌出量
抽放瓦斯是防止瓦斯聚集的有效措施。随着煤矿开采不断加深，瓦斯涌出量变得越来越大，通风系统越来越复杂，通过通风的方法来使瓦斯的浓度降低到煤矿安全规程要求范围内。实行瓦斯抽放是控制采掘空间瓦斯浓度，减少瓦斯聚集，也防止煤与瓦斯突出的根本措施，同时还减少瓦斯对大气的污染和增加资源与能源。
（3）加强瓦斯日常管理
加强瓦斯日常管理是煤矿安全工作的重要组成部分。瓦斯日常管理就是建立巡回检查瓦斯制度，就是要瓦检员不间断地下井检查通风情况和瓦斯的浓度，当发现局部积聚瓦斯问题时，要即时处理。对于突出矿井，还应做好瓦斯突出预测工作。瓦斯日常管理是预防瓦斯爆炸事故的重要措施之一。
（4）建立瓦斯监控系统和瓦斯爆炸阻爆系统
建立瓦斯监控系统，对控制瓦斯的浓度具有非常重要的作用。瓦斯监控系统能够实现连续监测瓦斯，及时掌握瓦斯浓度的变化，同时也可能为事故应急救援决策和事故调查提供参考依据。在井下安装瓦斯监控仪器，对井下主要巷道瓦斯的异常情况实行连续监控，能够达到预防和控制瓦斯爆炸事故的发生。
建立瓦斯爆炸的阻爆系统，通过传感器感应到爆炸冲击波或爆炸温度，然后把信号传输到阻爆装置上，通过单片机动作启动阻爆装置，达到阻爆效果。
2.防止瓦斯爆炸事故范围扩大
如果并下局部地区一旦发生瓦斯爆炸，就应使其波及范围尽可能缩小，不致引起全矿井的瓦斯爆炸。为此，平时要做好下工作：（1）每一生产水平、每一采区都要布置单独的口风道，实行分区通风。（2）通风系统力求简单，总进风道与总回风道布置间距不得太近，以防发生爆炸时使风流短路。报废的巷道应及时封闭。（3）装有主要扇风机或分区扇风机的出风井，必须安装防爆门，以防发生爆炸时扇风机被摧毁，造成救灾和恢复生产的困难。（4）矿井主要扇风机必须装有反风装置，要能在10分钟内改变矿井风流的方向。（5）在连接矿井的两翼、相邻的采区、相邻的煤层和采掘工作面等处的巷道中，设置“隔爆水棚”或“岩粉棚”，水幕或撤布岩粉，以阻止爆炸火焰的传播。（6）编制周密的矿井灾害预防和瓦斯爆炸事故处理计划。
参考文献：
[1]童宇,刘天生.浅谈煤矿瓦斯爆炸特点及预防[J].科技信息,2009,(02).
[2]李子文,卢守青. 煤矿瓦斯爆炸原因分析及防治措施[J].山西焦煤科技,2009,(03) .
关键词：瓦斯爆炸；机理；自由基；预防措施
中图分类号：TD713文献标识码： A
引言
在以往发生的煤矿安全生产事故中,煤矿瓦斯事故的危害性最大。可见,要实现煤矿的安全、高效和可持续性生产,防治瓦斯是煤矿地下安全开采中必须要走出的最重要的一步,所以要深刻地认识其必要性和特殊性。瓦斯治理难度不小,单方面措施难见成效,所以必须采用综合治理的方法。一是要坚决落实和贯彻煤矿安全生产规定;二是要规范现场作业和提高操作人员的煤炭安全生产意识;三是要建立科学有效的网络监控系统和健全现场监督体制,锲而不舍地打好煤矿瓦斯治理攻坚战。
一、瓦斯治理目标
矿井并不是对瓦斯盲目的进行治理,而是要严格执行矿井所下达的既定目标,并按一定的步骤进行。
1、布署多方位瓦斯浓度监控设施,建立系统监控网络;建立系统监控网络对防治瓦斯事故是十分必要的,为实现现代化矿井瓦斯远程监控,应以计算机技术为基础,实现数字化远程监控,以达到矿井安全生产的目的;
2、制定现场规范作业标准,严防人为因素引起瓦斯事故;矿井安全生产关系到该煤矿的可持续发展,只有坚决落实煤矿的现场规范作业条例,才能从源头上杜绝人为事故的发生。
3、合理采取瓦斯防治措施,减少瓦斯事故的发生。众所周知,瓦斯爆炸存在三个必要条件,即氧气浓度、瓦斯浓度以及火源,一切的瓦斯防治措施都应该从这三个必要条件着手,但最主要还是从后两都入手。
二、煤矿瓦斯爆炸机理
1、瓦斯爆炸的基本概念
瓦斯爆炸是指甲烷在与空气混合之后，在一定的条件下遇高温热源发生的一系列剧烈的连锁反应，同时伴有高温高压的现象。在瓦斯爆炸过程中，火焰从火源占据的空间不断地传播到爆炸性混合气体所在的整个空间，其最终化学反应式如下：
2、链式反应与链载体
链式反应也称作连锁反应，是化学动力学中一类特殊的反应。一旦使用某种方式引发该反应，便能相继发生一系列连续反应，使反应自动发展下去。在这些反应中存在自由原子或自由基，即链载体，链载体的化学活性特别强，能与反应体系内的稳定分子进行反应成为反应中心。一方面使稳定分子的化学形态转化为产物，另一方面旧链载体消亡而生成新的链载体，新的链载体又迅速参与反应，如此延续下去而形成一系列的连锁反应。只要链载体不消失，反应就能一直进行下去。任何链反应都是由链引发、链传递、链终止三个步骤组成。
3、瓦斯爆炸反应简化机理
甲烷是瓦斯的主要成分，瓦斯爆炸是一种剧烈而迅速的分支链反应，其化学反应过程十分复杂。在链反应的几个步骤中，链的开始必须要受到外界能量的激发（可以是热能、光能、电磁场能等）才能进行，而对于后几个步骤，则一旦链开始以后就能很容易进行。在室温下，如果没有点火源，即使甲烷和空气的混合物能发生反应，其反应量也是极其微小的，不会发展成燃烧；一旦存在点火源，火源周围的反应量就会大大地增加，当达到甲烷爆炸浓度时就可能发生较高温度的爆炸。
三、瓦斯爆炸的条件
瓦斯是一种能够燃烧或爆炸的气体，当同时具备以下三个基本条件时，就会发生爆炸，这三个条件缺一不可。
1、瓦斯积聚，甲烷与空气混合气体中，甲烷体积分数为5%-15%。5%是瓦斯爆炸下限即最低瓦斯爆炸浓度；15%是瓦斯爆炸上限即最高瓦斯爆炸浓度。当瓦斯浓度处在下限以下时，不会发生瓦斯爆炸，只会发生燃烧；当瓦斯浓度高于上限时，也不会发生瓦斯爆炸，而只能在混合气体与新鲜空气的接触面上发生燃烧。当甲烷在混合气体中的浓度为9.5%时，爆炸最强烈。通常情况下，矿井瓦斯抽采措施落实不到位、矿井通风管理不善、通风系统不合理是矿井瓦斯积聚的主要原因，从而使得瓦斯爆炸存在可能。
2、引爆火源。引火源的能量大于最小点燃能量(0.28mJ)、温度高于最低点燃温度（595℃），并且火源存在的时间大于瓦斯爆炸的感应期。根据瓦斯爆炸事故分析，机电设备失爆和违章爆破是瓦斯爆炸的主要引火源。
3、氧气浓度，氧的浓度超过失爆氧浓度（在CO2惰化下，O2浓度12%；在N2惰化下，O29%）。氧的浓度如果低于失爆氧浓度，则瓦斯就不会发生爆炸。
四、煤矿瓦斯爆炸的预防措施
前面已经分析过瓦斯爆炸的机理，由于在链式反应中自由基具有非常大的活泼性，而且是引发瓦斯爆炸的关键所在，因而瓦斯爆炸的预防首要的是要控制自由基的浓度，也就是要严格控制甲烷的浓度，使其处在爆炸浓度范围之外。其次，由于瓦斯爆炸是一个放热反应，如果体系散热情况欠佳，那么反应所产生的热量就会因为不能及时散发出去而使体系温度越来越高，高温又促使放热反应速率加快，又会放出更多的热量，最终引发瓦斯燃烧甚至爆炸。因此，预防瓦斯爆炸应该主要从以下几个方面着手：
1、矿井主要通风机负责巷道内的通风工作,为有效的排放瓦斯,在其停止工作之前,应预先切断矿井井巷内其他导体电源,警戒其他人员勿进入该区域。在有排放瓦斯的需求时,应预先做好瓦斯排放相关报告并制定相应措施,按一定的规程报煤矿安全生产主要负责人审批。
2、瓦斯安检人员应负责送电区域的安全检查,一般来说是在井下中央变、配电所送电之前的情况下进行,检查的主要内容为该区域的瓦斯浓度,只有当瓦斯浓度低于0.5%的情况下,才可以通知变、配电所负责人送电,以防止电火花引起瓦斯爆炸的情况发生。
3、瓦斯安检人员也有责任对停风区的二氧化碳和瓦斯浓度进行抽检,当通风机因某方面的原因停止工作时,在任何情况下这个步骤都是不可或缺的,瓦斯安检人员应该在有人陪同的情况下记录瓦斯的浓度,这一过程是由巷道外部向深部进行的,若瓦斯浓度超过一定范围,检测人员应立刻退出该区域并向上级反应情况。
4、严格井下爆破管理，坚决执行“一炮三检”制度。井下电气设备选用必须符合《规程》的要求，未经防爆性能检查不能下井，使用中应特别注意电火花的产生。严格井下火源管理，避免产生撞击、摩擦火花等以防止引燃瓦斯。
5、在所有运输巷和回风巷中撒布岩粉，在井下采用各种被动式隔爆技术和自动隔爆技术等防止瓦斯爆炸范围的扩大。加强火区管理，防止火灾，瓦斯和煤尘爆炸。
6、停风区域内瓦斯浓度低于1.0%(含1.0%),以及二氧化碳浓度低于1.5%(含1.5%),瓦斯安检人员可按照规定直接排放瓦斯,但要确保通风机和电源控制附近风流的瓦斯浓度低于0.5%。
7、若上述区域瓦斯浓度超过1%但又低于或是3.0%,或是在下列一种情况,二氧化碳浓度超过1.5%而又低于3.0%,这时安检人员不能私自做出决定,必须上报给主管通风安全的领导,在领导做出合理批示后,方可进行下一步的操作。
8、当两者的检测浓度超过3.0%时,这时候又不同于4)和5)中的处理方式,瓦斯安检人员必须向总调度室工作人员汇报并随时做好工作准备。
9、在矿井生产区域内,若积聚的瓦斯浓度大于2.0%且体积大于0.5m3时,瓦斯安检人员应提高警惕,且有义务对该区域进行应急处理,若还是不能及时解决,立即向上级负责人反映情况,由分管瓦斯处理负责人牵头,并指定专人技术处理。
10、采取浓度稀释的方法排放瓦斯,即将待排放的瓦斯风流和外部风流充分混合(规定混合瓦斯浓度不得超过1.5%,且要求外部风流低于2%),然后排出,在对此操作,应撤消无关工作人员,断开沿路电源,并在此区域设警戒线。
结束语
瓦斯防治是矿井安全生产的重中之重,根据国家“十二五”要求,煤炭企业要认真地贯彻国务院提出的关于安全生产的每一项重要决议,扎实地落实煤矿瓦斯防治具体措施,以改造矿井通风系统为基点,以加强监督管理为手段,以提高从业人员安全素养为辅助,从多方位、多因素、多系统实现关于瓦斯综合治理这一目标。
参考文献
[1]景国勋,段振伟,程磊．瓦斯煤尘爆炸特性及传播规律研究进展［J］．中国安全科学学报,2009,19(4)124．
[2]李润求,施式亮,罗文柯．煤矿瓦斯爆炸事故特征与耦合规律研究［J］．中国安全科学学报,2010,20(2)217．
