煤礦安全之煤礦瓦斯爆炸和預防措施

淺談煤礦安全之煤礦瓦斯爆炸和預防措施

鑫澤礦山機械：

一、概念

礦井瓦斯是指井下以甲烷(CH4)為主的有毒、有害氣體的總稱，是各種氣體的混合物，它含有甲烷、二氧化碳、氮和數量不等的烴以及微量的稀有氣體等，但主要成分是甲烷。因此，習慣上所說的礦井瓦斯就是指甲烷而言。由于氣體所造成的事故統稱為瓦斯事故，包括瓦斯燃燒、瓦斯爆炸、煤與瓦斯突出、缺氧窒息、有毒氣體中毒等。

二、氧氣

氧氣是維持人的生命所必須的物質，就象魚兒離不開水一樣。休息時每個人所需氧氣量平均為0.25L/min。井下行走和工作時為1-3L/min。如果空氣中氧氣濃度降低，就會影響人體健康。

井下的氧氣全部由地面的空氣通過自然通風或機械通風的方法提供。地面空氣的主要成分為氮氣、氧氣，二氧化碳，按體積百分比計算，氮氣占79%，氧氣占20.96%，二氧化碳占0.04。

地面空氣進入井下后氧氣濃度會減少，原因是：作業人員呼吸、煤的氧化、坑木腐爛、井下火災及瓦斯煤塵的爆炸等都直接消耗了氧氣。另外，煤巖層揭露后不斷釋放出的各種氣體及生產過程中爆破、機器運轉不斷產生的有害氣體，也相應地降低了空氣中氧氣的濃度。

當人進入井下沒有通風的上山、下山或獨頭煤巖巷時，由于嚴重缺氧，就可能發生缺氧窒息事故。

《煤礦安全規程》規定，在采掘工作面的進風流中，按體積計算，氧氣濃度不得低于20%。氧濃度減少對人體的危害如下表：

氧氣濃度列低對人體的危害表

空氣中的氧氣濃度(%)人體的反應

17% 休息時無影響，工作時會引起喘息、呼吸困難

15%呼吸急促，脈博跳動加快，判斷和意識能力減弱

10%-12%失去理智，時間稍長即有生命危險

6%-9%失去知覺，幾分鐘內心臟尚能跳動，若不急救就會死亡

三、一氧化碳 二氧化碳

礦井空氣中的主要有毒有害氣體有：一氧化碳CO、二氧化碳CO2、二氧化硫SO2、二氧化氮NO2、氨NH3、甲烷CH4等。

1、二氧化碳的性質、來源及危害

二氧化碳是無色略帶酸臭味的氣體，相對密度1.52，比空氣重，多積存在巷道下部，易溶于水，不自燃、也不助燃，略有毒性，對人體部分器官有刺激作用而增強人體呼吸。

井下二氧化碳的主要來源有：從煤層、巖層中涌出，煤巖、坑木等物質的氧化，爆破工作，礦井火災、瓦斯爆炸、煤塵爆炸，人的呼吸。

《規程》規定，采掘工作面進風流中二氧化碳濃度不得超過0.5%;礦井總回道或一翼回風中二氧化碳濃度不得超過0.75%;采區和采掘工作面回風流及采掘工作面風流中二氧化碳濃度都不得超過1.5%。

2、硫化氫的性質、來源及危害

硫化氫是一種無色、有臭雞蛋味的氣體，對空氣的相對密度為1.19，易溶于水，有強烈毒性。

井下硫化氫來源主要是坑木等有機物腐爛和含硫礦物水化產生;老空區積水可能積存硫化氫，攪動時會放出;有些煤體中也會涌出硫化氫。

硫化氫強烈刺激眼睛及喉嚨。中毒時感到頭痛、嘔吐乏力，嚴重時失去知覺，抽筋直至死亡。硫化氫具有燃爆性，空氣中硫化氫濃度達到4.3%～4.6%時遇火能爆炸。

《規程》規定硫化氫最高允許濃度是0.00066%。

3、一氧化碳的性質、來源及危害

據統計，在煤礦發生瓦斯爆炸、煤塵爆炸及火災事故時死亡的人數中，約70%～75%都是因一氧化碳中毒而死。我市煤礦中毒事故，絕大多數都是由于一氧化碳造成。

一氧化碳是一種無色、無味、無臭的氣體;相對密度是0.97，幾乎能均勻擴散在空氣中;微溶于水，能燃燒，但不助燃，當濃度達到13%～75%時能爆炸;有強烈的毒性。

井下一氧化碳的主要來源有：礦井火災;煤炭自燃;瓦斯與煤塵爆炸;爆破工作以及潤滑油高溫分解等。

一氧化碳對人體的危害極大。當空氣中一氧化碳的體積濃度達到1.28%時，人在這種空氣環境中呼吸1～3分鐘，就會停止呼吸死亡。一氧化碳中毒者兩頰有紅斑點，嘴唇呈桃紅色。如果經常在一氧化碳稍微超過允許濃度的環境中工作，雖然短時間不會發生中毒癥狀，但由于人體組織長時間缺氧，可導致記憶力衰退、失眠和情緒不好等慢性中毒。

《規程》規定一氧化碳的最高允許濃度是0.0024%。

4、二氧化氮的性質、來源及危害

二氧化氮具有刺激性臭味，呈棕紅色，相對密度1.57，極易溶于水，不自燃、也不助燃，是一種劇毒性氣體。

井下二氧化氮主要來源于放炮工作，1公斤硝銨炸藥爆破后能產生10升二氧化氮氣體。二氧化氮對人的眼睛、鼻腔、呼吸道及肺部組織具有強烈的腐蝕破壞作用，能引起肺水腫。二氧化氮中毒的特點是，起初無感覺，即使在危險濃度下，也只是感覺呼吸道受刺激而咳嗽，經過6-24h后才出現中毒現象;其癥狀是，嚴重支氣管炎、呼吸困難，手指尖及頭發出現黃斑、吐淡黃色痰液、發生肺水腫、引起頭疼、嘔吐現象，以致死亡。二氧化氮中毒是我市早期煤礦氣體中毒事故中較多見的一種。

預防缺氧窒息、氣體中毒事故的措施 礦井應當具備完整的獨立通風系統

1、煤層易自燃的礦井，要加強井下CO檢測，一旦發現CO濃度超標，要查明原因，并采取相應安全措施。

2、未冒落的采空區一般都積聚大量的有毒有害氣體，采煤面、掘進面貫通采空區時，要立即撤出作業人員，加強通風，經檢測，有毒有害氣體降到安全濃度后方可重新進入作業地點。

3、井下發生氣體中毒、缺氧窒息事故，在沒有采取有效安全措施的情況下，冒險施救，非常危險，往往造成事故擴大。要設法往事故地點供風，施救人員進入事故地點，在一邊檢測氧氣和有毒氣體濃度，確實符合《規程》規定后，方可一道進入。有自救器、呼吸器時，在新鮮風流處試戴完好后，可2人一組進入事故地點迅速開展救。在不具備施救條件時，立即與當地的煤炭管理部門或就近的礦山救護隊聯系，請求協助救援。

4、局部通風機要使用礦用型。壓入式局部通風機和啟動裝置必須安裝在進風巷道中，距回風口不得小于10m，不發生循環風，安放時必須墊高，離地面(軌面)高度大于0.3m。風茼出口風量和到工作面的距離符合作業規程的規定，一般不大于6米，吊掛要平直。導風茼要采用阻燃性材料制作。

5、爆破過程會產生大量的有毒有害氣體，放炮后必須持續通風半小時以上，有毒有害氣體濃度降到安全濃度后人員才可進入爆破地點。

6、長期停風的地點，有毒有害氣體大量積聚，氧氣嚴重不足?；謴瓦@些地點的作業，事先必須編制專門的安全措施，報礦井的技術負責人批準，并嚴格執行。

7、嚴禁使用3臺以上(含3臺)的局部通風機同時向1個工作面供風。不得使用1臺局部通風機同時向2個作業面供風。

8、加強測風測氣工作，配備足夠的專職瓦斯檢查員和瓦斯檢測儀器，實行瓦斯檢查制度和礦長、技術負責人瓦斯匯報審查制度，礦井測風記錄和瓦斯檢查記錄必須按規定認真填寫，記錄必須“三對口”(即板、記錄本、報表數據要一致)。測風每旬測一次，瓦斯濃度在低瓦斯礦井每班至少測2次。發現異常情況，必須立即報告礦井主要負責人并采取撤出作業人員、斷電等相應安全措施。

9、加強通風，保證井下各通風地點有足夠的新鮮空氣，并將各種有害氣體沖淡到安全濃度以下。為實現這個目標，礦井要完善通風系統，消滅的自然通風，堅持使用機械通風。有條件形成正規采煤面的，要保持一條通到進風巷，一條通到回風巷的二個安全出口。無法形成正規采煤面的采煤工作面和所有掘進巷邊都要配備足夠功率的局扇和相應的風茼，并加強局部通風的管理，不得隨意停開局扇。

10、礦井通風系統要完整獨立，不得與其它礦井共用。采空區以及報廢巷道必須及時封閉，這樣可有效防止其它礦井的災害涉及自己礦井，同時提高通風效率。密閉使用不燃性材料建筑，嚴密不漏風，密閉內有水的設反水池或反水管。

11、加強通風設施管理。臨時停工的地點，不得停風，否則必須切斷電源、設置柵欄、揭示警標，禁止人員進入?？刂骑L流的風門、風窗和風橋設置合理，墻體用不燃性材料建筑且嚴密不漏風，風門但不少于2道，并可自動關閉。