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矿井瓦斯煤尘爆炸事故预防技术研究

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３６　东蠛茬舛ｌ技　２００６年第１期　

矿井瓦斯煤尘爆炸事故预防技术研究　

新汶矿业集团协庄煤矿李继水　

摘要据煤层特性和瓦斯赋存状态，对煤层进行注水，把爆破范围内煤体中的瓦斯驱除、排净，利用压力水增加煤体的压　

力，降低煤层的透气性，阻止和隔离瓦斯释放，以达到防止瓦斯、煤尘爆炸事故的发生。　

关键词煤层注水掘进工作面　短钻孔效果　

１瓦斯的赋存状态及涌出方式　

煤层在成煤的漫长地质年代中，由于地质运动，煤层的　

赋存状态千差万别，煤层中吸附的瓦斯呈现不同的储存状　态。地质构造和地层应力的作用、煤的变质程度、煤层的顶、　

底板构造及岩性不同，造成透气性差异，煤本身的吸附性、水　文地质条件等对煤层中瓦斯含量、释放均有着重要影响。　煤层中有孔隙和裂隙，是一种多孔介质，在一定压力梯　度下，气体和液体可以在煤体内流动，瓦斯在煤层中流动的　

难易程度是用透气性系数表示的，透气性系数越大，瓦斯流　

动越容易。据实验：当煤体受压力变大时，透气性系数会变　小，渗透性系数与煤体所受压力关系可用经验公式表示（曲　

线见图１）：　

＝ＫｏＥ一　式中：卜承压煤样的渗透性系数，ｍＤ；　

——不压煤样的渗透性系数，ｍＤ；　

６——经验常数，ｌＶＩＰａ～；　ｎ——煤样承受的机械压力，ＭＰａ。　

：　

：　

Ｏ　

图１渗透系数随围压变化曲线　

在掘进工作面中，瓦斯涌出量由巷道煤壁瓦斯涌出量和　掘进落煤瓦斯涌出量两部分组成。　

煤壁瓦斯涌出量是煤壁在暴露后开始涌出，且随暴露时　

间延长而衰减。其涌出强度取决于煤层瓦斯含量、瓦斯压　

力、煤层透气性、空问条件和暴露时间。　

掘进落煤瓦斯涌出量主要取决于落煤量、煤层瓦斯含量　及动输时的释放量。　

在煤矿的爆炸事故中绝大多数是瓦斯爆炸，但不论是瓦　

斯爆炸还是煤尘爆炸又多发生在掘进工作面，或由掘进工作　

面瓦斯涌出引起的，而且多由放炮引起。所以，要杜绝煤矿　爆炸事故，必须从掘进工作面人手，做好防止瓦斯涌出或控　

制瓦斯涌出量以及防尘灭尘工作。就目前煤矿生产状况和　技术发展水平。最有效的、最可行的方法应属对开采的煤层　

进行注水。　煤尘、瓦斯爆炸的条件中，都有火源这一必要条件。井　下火源主要有：放炮、机电设备、物体磨擦、煤层自燃及人的　

吸烟、照明等引起的，但最主要且经常发生的应是放炮火源。　因目前采掘生产中，特别是掘进工作面，大多主要采取打眼　放炮的方法落煤。井下开采日均放炮使用雷管一般在上千　

发，有的达到几千发，因此，防止或杜绝爆炸事故的发生，就　

是要采取措施让爆炸条件不能形成。　

２对开采范围的煤层注水　

煤层注水据钻孔长度不同分长钻孔和短钻孔两种注水　形式。据注水方式又分动压和静压两种，掘进工作面空间　

小，循环进度一般在１～１．５ｍ。适合采用短钻孔、静压注水。　在掘进工作面正迎头，据底板２／３巷道高度的中心位置，　采用ＺＹ一２４型风钻配　钻头及风钻钻杆湿湿打孔，孔深　

２ｍ～４ｍ，先打注水孔，用封孔器进行封孔注水。让压力水充　

满煤体的孔隙和裂隙，驱除瓦斯，并达到隔离含瓦斯煤层和　放炮范围煤层及湿润煤体的目的。可优先选用注水式放炮　喷雾装备，水压自动封孔，水幕喷水给煤层注水，直到爆破完　成并随之喷雾消烟、灭尘。　

注水量：以钻孔长度为基准计算：Ｑ：丘ＬＢＭＩＶｑ　

式中：疋——煤体湿润系数，１．１～１．５；　

——钻孔长度；　

——湿润半径，一般１０ｍ～１５ｍ；　

一煤层厚度；　

一煤的密度；　ｇ——吨煤注水量，一般０．０２—０．０３。　注水时间：据《作业规程》循环作业图表及现场实际，一　般４ｈ左右。但据计算的注水量，由于煤层性质差异，可能少　

于或多余４ｈ，实际工作中可据工作面或巷道两帮是否出汗为　依据来判断。　由于煤层的特性，有裂隙和空隙，瓦斯等有害气体赋存　

于其中，当压力水注入这些裂隙和孔隙时，水逐渐将瓦斯等　气体驱走，范围并不断扩大，同时湿润煤体中的粉尘，由于压　

力水的注入，大大增加了煤体的压力，使煤体的透气性降低，　在需爆破煤体范围内形成阻止瓦斯释放的隔离区，阻止了瓦　

斯释放，也使放炮范围内的煤层没有了瓦斯和粉尘，因此，防　

止或杜绝了爆破事故的发生成为必然。　

３效果分析　

３．１　对瓦斯的阻止和强迫释放作用　

煤体被压力水充分湿润，其中的空隙和裂隙也被水充　填，在工作面爆破范围内的瓦斯强制释放，

范围之外的瓦斯　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００６年第１期　未域爰斜牧　３７　

被水有效的阻止，据测定炮眼内瓦斯浓度仅Ｏ．Ｏ１～０．１％。　

３．２注水灭尘作用　

煤层洼完水后，爆破范围内的煤体被充分湿润，其原生　

粉尘和地质作用的次生粉尘被粘结，爆破时粉尘大大降低。　由注水前的２４．９ｍｇ／ｍ３降至注水后的１２ｍｇ／ｍ３左右。　

３．３消灭爆破火焰及炮烟作用　

由于对煤层的注水是伴随着掘进工作面的打眼直到放　

炮等工序的，并随放炮的完成、水的压力才随之释放进行喷　

雾，同水炮泥一起，吸收炸药爆破产生的高温、炮烟、氮氧化　物、一氧化碳等有害气体。炮烟可降低７０％、有害气体减少　

５０％以上。　３．４消灭飞扬粉尘作用　

使用注水式放炮喷雾装置，还可起到喷雾消灭飞扬粉尘　作用。完全可以代替现用的防尘水幕。　

总之，在众多治理瓦斯措施中，采用向煤层中注水的方　法是有效和简便可行的，并能同时达到降尘的功效，必将为　治理瓦斯、消灭粉尘，防止爆炸事故发生起到极大的作用。　

（上接第３５页）容在深度和广度上都将得到极大的扩充，不　

仅提供传统财务信息，还披露大量的非财务信息，如背景信　息（包括企业的经营性质、经营范围、技术水平技术进步能　力、主要竞争对手等），前瞻性信息（包括企业面临的机会和　

风险、管理部门的计划、企业竞争对手及潜在竞争对手将会　对企业产生的影响等）。同时，由于多媒体技术的运用，既可　以提供传统的数字表格式信息，还可以提供图像化及音讯化　的信息，做到图文并茂、声像俱全。这样，不仅能满足信息使　

用者对信息及时性、多标准性和多面性的要求，还能满足信　息使用者对信息在视觉、听觉和动态等方面的种种要求，从　而兼顾了各种不同类型信息使用者在信息需求与使用上的　

差别和偏好，极大地提高了会计信息的相关性。　

１．６智能性　

基于网络技术的会计信息系统与传统意义上的电算化　会计信息系统也存在着本质的区别。传统电算化会计强调　

的是对会计信息处理工具的变革，仅仅是把计算机当作高速　运算的工具，完成原有的数据处理任务。因此，相对于手工　会计系统而言，传统电算化会计系统的技术性及其复杂程度　

都大幅度降低了。其结果是使人们只看到了精确性和减轻　劳动强度的一面，而忽视了会计人员参与管理、参与决策的　

一面。而基于网络技术的会计信息系统则是一个由人、电子　

计算机系统、网络系统、数据及程序等有机结合的应用系统，　它不仅包含基本的会计核算系统，还包括会计管理系统和更　

高层次的会计决策支持系统，尤其是预测和辅助决策的功能　

必须在管理人员的参与下才能完成。所以，网络环境下的会　

计信息系统不再是一个简单模拟手工方式的“仿真型系统”　或“傻瓜型系统”，而是一个人机交互作用的“智能型”系统。　

２网络环境下财务会计面临的问题　

２．１财会人员的问题　

在网络环境下，企业中间管理层上传下达的作用削弱，　

组织结构形式将趋于扁平化。同时，会计核算的高度自动化　使传统处理簿籍工作和基本会计事务的人员减少，财务会计　

将由主要从事事后核算转向主要从事财务分析、决策和控　

制。基于互联网的在线办公、移动办公和分散办公将可能取　

代现在的办公方式，只要将计算机连接到互联网上，不管在　单位、家中或异地几乎所有的工作都可在联网的计算机上完　

成。这一系列变化要求财会人员必须更新知识结构，不仅要　懂会计，还要有计算机、网络、管理和法律等多方面的知识。　目前我国的财会人员素质普遍偏低，复合型人才相当匮乏，　

这种状况已成为网络时代财务会计变革的羁绊。　２．２财务软件的问题　

现阶段的财务软件仍然是以会计核算为主要内容，开发　

思路依然沿用传统的会计循环理论，其特征可以概括为：仿　真手工。以这种软件建立起的电算化会计系统与手工会计　

系统在本质上并没有什么不同，只是将中世纪的会计思想反　

映到了现代计算机的屏幕上。显然，这种财务软件已不能满　

足网络时代企业经营管理的需求。众所周知，会计信息系统　在企业集成化管理信息系统中处于核心地位，基于这一认　识，财务软件的开发设计人员必须开拓思路，跳出会计核算　

领域的狭小范围，树立企业管理的整体观念，在企业内外信　息交流的环境中把握会计信息系统的功能定位，将电算化工　作延伸到计划预算、劳动人事、物资供应、生产记录、成本控　

制、销售业务及考核奖惩等各个领域，使人、财、物和供、产、　销等各种电子信息数据成为会计信息系统再处理的直接对　象，并实现企业管理系统信息交流的网络化，这样以会计电　

算化为核心的企业集成化管理信息系统将得以建立，从而为　实时反馈、动态控制提供保证。　

２．３系统的安全性问题　

传统封闭的会计信息系统被推上开放的互联网世界后，　

一方面给企业带来了前所未有的财务会计与业务一体化处　理和实时监控的优越性，另一方面，正是由于互联网具有分　布式、开放性等特点也给会计信息系统的安全性提出了严峻　

的挑战。首先，网络财务会计系统所依托的Ｉｎｅｔｍｅｔ／Ｉｎｔｒａｎｅｔ　体系使用的是开放式的１、ｃＰ，ＩＰ通信协议，它以广播的形式进　行传播，存在着搭截侦听、口令字试探和窃取、身份假冒等安　

全隐患。其次，大量会计信息均以电子数据形式传输和存　储，对于电子数据不易实现签字、盖章等具有法律效力的手　

段，同时电子数据又可被轻易篡改和伪造而不留任何线索。　

再次，网络环境下的分布式操作使系统可能受到不法攻击的　

点增多，黑客侵扰、病毒感染等破坏性极大。最后，对于企业　内部使用者来讲，如果使用权限划分不当、内部控制不严、也　

容易造成信息滥用和泄密。特别值得注意的是，随着财务会　计从桌面走向网络，财务管理和业务管理实现了一体化。企　

业的经营管理活动几乎完全依赖于网络系统，如果企业对网　

络的管理和维护水平不高或疏于管理监控，一旦网络系统瘫　痪将严重影响企业的整体运作，势必造成不可估量的损失。　

作者简介张前男，１９６９年出生，复旦大学经济学学士，　山东大学管理学硕士，讲师，研究方向为财务会计，现就职于　

济南大学管理学院会计系。

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由爆破作业引起的瓦斯煤尘爆炸控制技术的适用性研究

由爆破作业引起的瓦斯煤尘爆炸控制技术的适用性研究

煤矿技术　

由爆破作业引起的瓦斯煤尘爆炸控制技术的适用性研究　

刘　霞　

（皖北煤电集团恒源股份有限公司任楼煤矿，安徽淮北２３５１２３）　

【摘要】系统研究分析了国内外煤矿瓦斯煤尘爆炸控制技术　

的现状和适用性，对其进行了分类比较，指出在爆破作业时采用防　

爆技术是控制瓦斯煤尘爆炸的最有效途径，并对该类技术作了初步　

探讨。　【关键词】爆破作业；瓦斯煤尘爆炸；隔爆；抑爆；防爆　

引言　

统计资料表明，我国一次死亡１Ｏ人以上的重特大煤矿瓦斯一煤　

尘爆炸事故，由爆破作业引起的约占４０％，爆破作业是引起煤矿瓦　

斯一煤尘爆炸的首要原因之一。为减少此类事故的发生，除加强通风　

控制瓦斯超限和提高煤矿爆破器材的安全性能之外，还必须采取防　

止、抑制和隔断瓦斯一煤尘爆炸的措施。目前，国内外对这方面技术　的研究倾注了大量的人力和物力，一些成果已获得广泛应用。现对　

这些研究和应用成果进行梳理总结，并对其适用性作初步比较分析。　

１现状　

针对由爆破作业引起瓦斯爆炸的控制技术的研究和应用，现已　

基本贯穿于爆破作业的全过程，为便于比较分析，可将其分为瓦斯　

隔爆技术、瓦斯抑爆技术和瓦斯防爆技术。现分别叙述如下。　

１．１瓦斯隔爆技术　

常用的隔爆系统包括：（１）物理隔爆装置，为被动式隔爆装置，　在离工作面一定距离的区段内水槽、水袋、水幕及岩粉棚等，隔爆　

过程是：利用爆炸冲击波或爆风，在棚区形成隔爆带，隔绝随后到　

达的传播火焰，防止爆炸火焰波及其它工作面。（２）自动隔爆系统，　

采用爆炸探测器触发隔爆装置，在火焰前方一定距离处形成和维持　的消焰剂带隔绝随后到达的传播火焰，爆炸探测器一般采用红外线　

或紫外线火焰传感器，整个系统的有效性受火焰传播速度的影响较　大，要求监控单元对火焰传播速度进行计算，同时触发安装在距传　

感器足够远的隔爆装置。　

１．２瓦斯抑爆技术　

瓦斯抑爆技术是利用爆炸探测器感应初起的瓦斯爆炸，中心控　

制单元触发抑爆器动作，扑灭爆炸火焰。一般抑爆系统的组成结构　如下：　

煤矿事故原因分析与预防措施

煤矿事故原因分析与预防措施

煤矿事故原因分析与预防措施

煤矿事故是近年来频繁发生的一种严重安全事故，给人们的生命财产安全造成了巨大的威胁。为了有效地预防和减少煤矿事故的发生，必须深入分析事故的原因，并采取相应的预防措施。

首先，煤矿事故的原因可以分为人为因素和自然因素两大类。人为因素主要包括管理不善、违规操作、安全意识淡薄等。管理不善是导致煤矿事故的主要原因之一。一些煤矿管理者对安全工作不重视，忽视安全生产规程，导致了安全隐患的存在。此外，一些工人在追求效益的同时，忽视了安全操作规程，盲目追求产量，增加了事故发生的概率。自然因素主要包括瓦斯爆炸、煤尘爆炸、顶板事故等。这些自然因素在煤矿开采过程中不可避免地会出现，但通过科学的预防措施和技术手段可以有效地减少事故的发生。

其次，针对煤矿事故的原因，我们可以采取一系列的预防措施。首先，加强煤矿的管理，提高管理者的责任意识。煤矿管理者应当加强对安全生产规程的学习和宣传，确保员工都能够熟知并遵守规程。其次，加强对员工的培训和教育，提高员工的安全意识。通过开展安全培训，提高员工对安全生产的认识，增强他们的安全意识，减少违规操作的发生。此外，还应加强对煤矿设备的维护和检修，确保设备的正常运行。定期检查设备的使用情况，发现问题及时进行维修和更换，避免设备故障导致事故的发生。最后，加强对自然因素的预防。瓦斯爆炸和煤尘爆炸是煤矿事故中最常见的两种类型，我们可以通过安装瓦斯检测仪器和煤尘防爆设备来减少事故的发生。

此外，煤矿事故的预防还需要政府的大力支持和监管。政府应加大对煤矿的监管力度，加强对煤矿企业的安全生产检查。对于那些安全生产管理不善、存在严重安全隐患的煤矿，应当采取严厉的处罚措施，以震慑其他煤矿企业，促使他们加强安全生产管理。此外，政府还应加大对煤矿安全技术的研发和推广。通过引进先进的安全技术和设备，提高煤矿的安全生产水平，减少事故的发生。 总之，煤矿事故的原因复杂多样，需要综合各方面的因素进行分析。通过加强煤矿的管理、加强员工的培训和教育、加强设备的维护和检修、加强对自然因素的预防，可以有效地减少煤矿事故的发生。同时，政府的大力支持和监管也是预防煤矿事故的重要保障。只有全社会共同努力，才能够实现煤矿事故的有效预防，保障人民的生命财产安全。

4任务四 矿井瓦斯爆炸及其防治措施

4任务四 矿井瓦斯爆炸及其防治措施

任务四 矿井瓦斯爆炸及其防治措施

【主要内容】

一、瓦斯爆炸的机理

二、瓦斯爆炸的效应

三、瓦斯爆炸的条件及其影响因素

四、预防瓦斯爆炸的措施

五、局部积存瓦斯的处理方法

六、实训与操作-观察瓦斯爆炸演示,分析瓦斯爆炸的条件和效应。

瓦斯爆炸是煤矿生产中最严重的灾害之一。如果由于瓦斯爆炸而引起煤尘爆炸，后果更为严重。例如1942年4月26日辽宁本溪煤矿发生的瓦斯、煤尘爆炸，死1549人，伤146人，成为世界煤矿开采史上最大的伤亡事故。上世纪中后期以来，由于大型高效扇风机的制成，自动遥测监控装置的使用和采取了瓦斯抽采等一系列技术措施，矿井瓦斯爆炸事故已逐渐减少，但是还不能完全杜绝。所以掌握瓦斯爆炸的原因、规律和防治措施，极为重要。

一、瓦斯爆炸的机理

物质从一种状态迅速变成另一种状态，并在瞬间放出大量能量的同时产生巨大声响的现象称为爆炸。瓦斯爆炸是瓦斯和氧气组成的爆炸性混合气体遇火源点燃所产生的一种复杂的激烈的氧化反应。其化学反应式为：

molkJOHCOOCH/6.882222224 （1-4-1）

上述反应是放热反应，当反应生成热的速度大于散热速度时，则热量积聚,反应物的温度上升，反应速度进一步加快，周围气体体积剧烈膨胀，以声光形式表现出来，最后形成爆炸。

瓦斯爆炸是—个复杂的化学反应过程，上式只是反应的最终结果。目前认为，矿井瓦斯爆炸是一种链式反应，当爆炸混合物吸收一定的能量后，反应物分子的链即行断裂，离解成两个或两个以上的游离基(或叫自由基)，这种游离基具有很强的化学活性，成为反应连续进行的活化中心。在适当的条件下，每个游离基又可进一步分解，产生两个或两个以上的游离基，如此循环不已，化学反应也越来越快，最后发展为爆燃或爆轰式的氧化反应。

二、瓦斯爆炸的效应

爆炸的效应即指爆炸的效果或结果,亦即爆炸对矿井造成的危害。

瓦斯爆炸原因分析及防治措施

瓦斯爆炸原因分析及防治措施

瓦斯爆炸原因分析及防治措施

摘 要：我国煤矿事故种类多种多样，其中瓦斯爆炸事故最严重的井下灾害之一。瓦斯爆炸过程中会伴随着高温高压，并且会带动附近的气体做高速流动，给人员、设备和财产带来极大的损失；此外爆炸还会产生大量的煤尘，并参与到爆炸当中，使破坏力更加巨大；另外爆炸后产生大量有毒有害气体也会致人员死亡。煤矿瓦斯爆炸具有随机性大、突发性强、孕育过程隐蔽、危险源空间分布广等特点，而且其影响因素错综复杂，如环境温度、初始压力、CO浓度、惰性气体含量等，也有学者研究发现油气、氢气及重烃组分对瓦斯爆炸也有很大影响，这就使得我国目前瓦斯爆炸事故的预防和控制工作形势十分严峻。因此，有效预防与控制煤矿瓦斯爆炸灾害是我国煤矿安全生产工作急需解决的迫切问题之一。

关键词：瓦斯；爆炸原因；防治措施

1 瓦斯爆炸的危害

1.1 瓦斯爆炸会形成高温环境

瓦斯爆炸事故发生时会释放出巨大的热量，发生爆炸时的温度最高可达2000多摄氏度，如此高的温度会对人员的生命健康安全造成极大的威胁，造成人员伤亡，并会引发火灾，烧毁设备，设施，对巷道产生破坏。

1.2 瓦斯爆炸会产生高压

瓦斯爆炸时释放出的的热量会使井下温度迅速升高，引起爆炸源附近空气的体积在极短的时间内膨胀，压力迅速增大，从而产生能量很大的气体冲击波。冲击波在巷道内迅速传播并会对井下的设备设施造成危害甚至对人员的生命健康产生威胁。

1.3 瓦斯爆炸会在井下产生有害气体

瓦斯爆炸的本质是剧烈的燃烧反应，因此在这一过程中会消耗氧气，同时产生大量的一氧化碳和二氧化碳气体。而在井下发生瓦斯爆炸往往会有煤尘参与，使爆炸的威力更大，产生更多的一氧化碳氣体。根据以往的统计数据，瓦斯爆炸事故中很大一部分人员的死亡均是由一氧化碳中毒、窒息造成的。

2 发生瓦斯爆炸的条件

发生瓦斯爆炸的基本条件有三个：一是瓦斯浓度，一般为5-16%；二是氧浓度，一般不低于12%；三是点火能量充足。①气体浓度：气体爆炸浓度限值是指气体与空气混合物中气体的体积浓度。当气体浓度达到9.5%时，理论上可以与氧气完全反应，从而释放出最大的热量和爆炸强度。在实际生产中，气体浓度往往高于理论值；②氧浓度：空气混合物中氧的浓度必须大于12%，否则不会发生气体爆炸。井下氧浓度可能低于12%，如采空区，但在工作场所等场所一旦氧浓度低于12%，就会发生窒息死亡；③有足够能量的点火源：气体爆炸的点火源应满足温度不低于650℃，能量大于0.28MJ，持续时间大于爆炸诱导期的条件。一般来说，这个条件很容易满足。