瓦斯爆炸特性及防治规律 陈怡吉 安全11-2班 16115767
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瓦斯爆炸特性及防治规律
安全11-2班 陈怡吉 16115767
摘要：简述了瓦斯爆炸发生的条件，探讨了瓦斯爆炸的爆源特征和爆炸特征。分析了煤矿安全现状、
煤矿瓦斯爆炸特性、基本条件和主要危害方式,重点介绍了瓦斯爆炸的防治措施,说明瓦斯爆炸事故的防治是
煤矿安全工作的一项系统工程,除了在技术上不断提高外,安全制度的制定也必须作为安全工作的重点,只有
这样才能从根本上解决瓦斯爆炸事故。
关键：瓦斯爆炸;爆炸特征;爆炸条件;爆炸防治
1. 煤矿井下瓦斯爆炸的基本特性
1.1 爆炸发生的条件
瓦斯爆炸是一种强烈的气体燃烧动力现象。瓦斯爆炸有三要素，即：瓦斯爆炸浓度区间、
点燃源和混合气体中氧含量上。
在瓦斯爆炸三要素中最容易获得的条件是空气中的氧气含量，爆炸发生要求的条件是大
于12%。瓦斯爆炸和火灾都会消耗空气中的氧，但由于风流的流动，对于开放的区域空气中
的氧气可以迅速得到补充。封闭区域内氧浓度受到多种因素的影响，准确估算通常十分困难，
直接测量可能是更有效的手段。瓦斯爆炸发生后，对灾害区域进行大范围的封闭通常不是一
个好的办法，特别是高瓦斯矿井，不能期望封闭会阻止区域内爆炸的再次发生，因为与封闭
区域内空气中氧气的量相比，再次发生爆炸消耗的量只占很小的部分，何况还可能有漏风存
在。瓦斯涌入空气中会挤占空气的体积，如20%氧浓度的空气中涌入瓦斯后，瓦斯浓度达10%
时，氧气的浓度降低到18%
0.28MJ的点燃能量就足以引起瓦斯爆炸，因此，瓦斯爆炸的点燃源是最难控制的因素。
(1)机械类 包括机械运行中的摩擦、坚硬岩石及钢铁支架、设备之间的撞击。
(2)电气类 与输电线路、电气设备有关的电火花、电弧、电
(3)火焰类
(4)炸药类 与炸药爆破有关的点燃，如使用非许可炸药、钻孔充填不当引起爆破火焰
等。
(5)其它类
2. 煤矿井下瓦斯爆炸的主要特征参数
2.1 瓦斯爆炸的爆源特征
可燃气体的爆炸与炸药爆炸最根本的区别就是爆源特征。炸药爆炸可以看作是理想的点
源爆炸，能量的释放是瞬时的，且爆源的尺寸与爆炸的影响范围相比表征为一个点。瓦斯爆
炸则不同，爆炸性混合气体的特征尺寸与火焰锋面可以达到的最远距离相比是不能忽略的，
2.2 瓦斯爆炸的爆炸特征
衡量瓦斯爆炸特征的参数主要有火焰锋面的传播速度、爆炸火焰的温度、爆炸产生的最
大压力、爆炸压力的上升速率等，这些参数由于爆燃过程的多样性和井下环境的复杂性，其
值受到多种因素的影响，因此，不论是实验矿井的测试数据还是管道实验的数据都有差别。
3 瓦斯爆炸的防治技术措施
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。
3.1 瓦斯爆炸的预防措施
⑴ 煤矿瓦斯抽放技术
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。
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。
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。并利用多分支羽状
适用技术，解决低渗煤层瓦斯治理问题，以提高抽采率。
⑵ 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，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。
⑶ 引爆火源的防止措施
防止瓦斯引燃的原则是消除明火,控制热源。①防止明火。严禁携带引火物下井,严禁吸
烟和用电炉取暖,加强火区管理,严禁明火和明电照明。②防止电火花引燃瓦斯。电器设备的
防爆性能良好,完善井下设备的“三大保护”,检修电器设备不准带电作业。③防止放炮引燃
瓦斯。使用合格的煤矿许用炸药和电雷管,按规定装药、放炮,禁止放线眼炮、糊炮,严禁明
电放炮,严格执行“一炮三检”和“三人连锁”放炮制度。④防止摩擦火花、撞击火花、静
电等引燃瓦斯。
⑷ 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。
3.2 瓦斯爆炸的隔爆措施
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。
⑴ 被动式隔爆技术
被动式隔爆措施是利用压力波超前于火焰面的特点，利用爆炸所产生的压力击碎水槽或
使水袋脱钩，使水槽或水袋中的水依靠压力波形成水雾，当随后的火焰面到来时，扑灭火焰，
防止火焰引爆后面瓦斯或煤尘，隔绝爆炸。隔爆岩粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、
安装方便，在我国得到了广泛的使用，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。
⑵ 自动隔抑爆技术
自动隔抑爆装置是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、2N、2CO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；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。
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