煤矿安全之煤矿瓦斯爆炸和预防措施

浅谈煤矿安全之煤矿瓦斯爆炸和预防措施

鑫泽矿山机械：

一、概念

矿井瓦斯是指井下以甲烷(CH4)为主的有毒、有害气体的总称，是各种气体的混合物，它含有甲烷、二氧化碳、氮和数量不等的烃以及微量的稀有气体等，但主要成分是甲烷。因此，习惯上所说的矿井瓦斯就是指甲烷而言。由于气体所造成的事故统称为瓦斯事故，包括瓦斯燃烧、瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、缺氧窒息、有毒气体中毒等。

二、氧气

氧气是维持人的生命所必须的物质，就象鱼儿离不开水一样。休息时每个人所需氧气量平均为0.25L/min。井下行走和工作时为1-3L/min。如果空气中氧气浓度降低，就会影响人体健康。

井下的氧气全部由地面的空气通过自然通风或机械通风的方法提供。地面空气的主要成分为氮气、氧气，二氧化碳，按体积百分比计算，氮气占79%，氧气占20.96%，二氧化碳占0.04。

地面空气进入井下后氧气浓度会减少，原因是：作业人员呼吸、煤的氧化、坑木腐烂、井下火灾及瓦斯煤尘的爆炸等都直接消耗了氧气。另外，煤岩层揭露后不断释放出的各种气体及生产过程中爆破、机器运转不断产生的有害气体，也相应地降低了空气中氧气的浓度。

当人进入井下没有通风的上山、下山或独头煤岩巷时，由于严重缺氧，就可能发生缺氧窒息事故。

《煤矿安全规程》规定，在采掘工作面的进风流中，按体积计算，氧气浓度不得低于20%。氧浓度减少对人体的危害如下表：

氧气浓度列低对人体的危害表

空气中的氧气浓度(%)人体的反应

17% 休息时无影响，工作时会引起喘息、呼吸困难

15%呼吸急促，脉博跳动加快，判断和意识能力减弱

10%-12%失去理智，时间稍长即有生命危险

6%-9%失去知觉，几分钟内心脏尚能跳动，若不急救就会死亡

三、一氧化碳 二氧化碳

矿井空气中的主要有毒有害气体有：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、二氧化碳的性质、来源及危害

二氧化碳是无色略带酸臭味的气体，相对密度1.52，比空气重，多积存在巷道下部，易溶于水，不自燃、也不助燃，略有毒性，对人体部分器官有刺激作用而增强人体呼吸。

井下二氧化碳的主要来源有：从煤层、岩层中涌出，煤岩、坑木等物质的氧化，爆破工作，矿井火灾、瓦斯爆炸、煤尘爆炸，人的呼吸。

《规程》规定，采掘工作面进风流中二氧化碳浓度不得超过0.5%;矿井总回道或一翼回风中二氧化碳浓度不得超过0.75%;采区和采掘工作面回风流及采掘工作面风流中二氧化碳浓度都不得超过1.5%。

2、硫化氢的性质、来源及危害

硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋味的气体，对空气的相对密度为1.19，易溶于水，有强烈毒性。

井下硫化氢来源主要是坑木等有机物腐烂和含硫矿物水化产生;老空区积水可能积存硫化氢，搅动时会放出;有些煤体中也会涌出硫化氢。

硫化氢强烈刺激眼睛及喉咙。中毒时感到头痛、呕吐乏力，严重时失去知觉，抽筋直至死亡。硫化氢具有燃爆性，空气中硫化氢浓度达到4.3%～4.6%时遇火能爆炸。

《规程》规定硫化氢最高允许浓度是0.00066%。

3、一氧化碳的性质、来源及危害

据统计，在煤矿发生瓦斯爆炸、煤尘爆炸及火灾事故时死亡的人数中，约70%～75%都是因一氧化碳中毒而死。我市煤矿中毒事故，绝大多数都是由于一氧化碳造成。

一氧化碳是一种无色、无味、无臭的气体;相对密度是0.97，几乎能均匀扩散在空气中;微溶于水，能燃烧，但不助燃，当浓度达到13%～75%时能爆炸;有强烈的毒性。

井下一氧化碳的主要来源有：矿井火灾;煤炭自燃;瓦斯与煤尘爆炸;爆破工作以及润滑油高温分解等。

一氧化碳对人体的危害极大。当空气中一氧化碳的体积浓度达到1.28%时，人在这种空气环境中呼吸1～3分钟，就会停止呼吸死亡。一氧化碳中毒者两颊有红斑点，嘴唇呈桃红色。如果经常在一氧化碳稍微超过允许浓度的环境中工作，虽然短时间不会发生中毒症状，但由于人体组织长时间缺氧，可导致记忆力衰退、失眠和情绪不好等慢性中毒。

《规程》规定一氧化碳的最高允许浓度是0.0024%。

4、二氧化氮的性质、来源及危害

二氧化氮具有刺激性臭味，呈棕红色，相对密度1.57，极易溶于水，不自燃、也不助燃，是一种剧毒性气体。

井下二氧化氮主要来源于放炮工作，1公斤硝铵炸药爆破后能产生10升二氧化氮气体。二氧化氮对人的眼睛、鼻腔、呼吸道及肺部组织具有强烈的腐蚀破坏作用，能引起肺水肿。二氧化氮中毒的特点是，起初无感觉，即使在危险浓度下，也只是感觉呼吸道受刺激而咳嗽，经过6-24h后才出现中毒现象;其症状是，严重支气管炎、呼吸困难，手指尖及头发出现黄斑、吐淡黄色痰液、发生肺水肿、引起头疼、呕吐现象，以致死亡。二氧化氮中毒是我市早期煤矿气体中毒事故中较多见的一种。

预防缺氧窒息、气体中毒事故的措施 矿井应当具备完整的独立通风系统

1、煤层易自燃的矿井，要加强井下CO检测，一旦发现CO浓度超标，要查明原因，并采取相应安全措施。

2、未冒落的采空区一般都积聚大量的有毒有害气体，采煤面、掘进面贯通采空区时，要立即撤出作业人员，加强通风，经检测，有毒有害气体降到安全浓度后方可重新进入作业地点。

3、井下发生气体中毒、缺氧窒息事故，在没有采取有效安全措施的情况下，冒险施救，非常危险，往往造成事故扩大。要设法往事故地点供风，施救人员进入事故地点，在一边检测氧气和有毒气体浓度，确实符合《规程》规定后，方可一道进入。有自救器、呼吸器时，在新鲜风流处试戴完好后，可2人一组进入事故地点迅速开展救。在不具备施救条件时，立即与当地的煤炭管理部门或就近的矿山救护队联系，请求协助救援。

4、局部通风机要使用矿用型。压入式局部通风机和启动装置必须安装在进风巷道中，距回风口不得小于10m，不发生循环风，安放时必须垫高，离地面(轨面)高度大于0.3m。风茼出口风量和到工作面的距离符合作业规程的规定，一般不大于6米，吊挂要平直。导风茼要采用阻燃性材料制作。

5、爆破过程会产生大量的有毒有害气体，放炮后必须持续通风半小时以上，有毒有害气体浓度降到安全浓度后人员才可进入爆破地点。

6、长期停风的地点，有毒有害气体大量积聚，氧气严重不足。恢复这些地点的作业，事先必须编制专门的安全措施，报矿井的技术负责人批准，并严格执行。

7、严禁使用3台以上(含3台)的局部通风机同时向1个工作面供风。不得使用1台局部通风机同时向2个作业面供风。

8、加强测风测气工作，配备足够的专职瓦斯检查员和瓦斯检测仪器，实行瓦斯检查制度和矿长、技术负责人瓦斯汇报审查制度，矿井测风记录和瓦斯检查记录必须按规定认真填写，记录必须“三对口”(即板、记录本、报表数据要一致)。测风每旬测一次，瓦斯浓度在低瓦斯矿井每班至少测2次。发现异常情况，必须立即报告矿井主要负责人并采取撤出作业人员、断电等相应安全措施。

9、加强通风，保证井下各通风地点有足够的新鲜空气，并将各种有害气体冲淡到安全浓度以下。为实现这个目标，矿井要完善通风系统，消灭的自然通风，坚持使用机械通风。有条件形成正规采煤面的，要保持一条通到进风巷，一条通到回风巷的二个安全出口。无法形成正规采煤面的采煤工作面和所有掘进巷边都要配备足够功率的局扇和相应的风茼，并加强局部通风的管理，不得随意停开局扇。

10、矿井通风系统要完整独立，不得与其它矿井共用。采空区以及报废巷道必须及时封闭，这样可有效防止其它矿井的灾害涉及自己矿井，同时提高通风效率。密闭使用不燃性材料建筑，严密不漏风，密闭内有水的设反水池或反水管。

11、加强通风设施管理。临时停工的地点，不得停风，否则必须切断电源、设置栅栏、揭示警标，禁止人员进入。控制风流的风门、风窗和风桥设置合理，墙体用不燃性材料建筑且严密不漏风，风门但不少于2道，并可自动关闭。