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lw.nseac.com小编为您提供一篇土木工程，是关于煤矿瓦斯爆炸原因分析及防治的，欢迎参考！
摘 要 煤矿的五大灾害为：瓦斯，煤尘，水，火，顶板通常被称为五大自然灾害。减少或杜绝煤矿五大自然灾害的发生是保证煤矿安全生产的前提。在煤矿五大自然灾害中瓦斯首当其冲，因为我国煤矿大部分为井工矿井，随着开采深度的不断加深，每层中赋存的瓦斯涌出量相对而言也越来越大。瓦斯存在于矿井的各个角落，在矿井中对瓦斯的管理尤其注重对上隅角和独头巷道几盲巷，因此加强对该地区的瓦斯管理显的尤为重要。瓦斯爆炸会引起煤尘爆炸，因此杜绝瓦斯引爆煤尘是保证煤矿安全生产的重中之重。
关键词：灾害，安全生产，瓦斯，爆炸
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。
第一章 瓦斯的定义
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。
第二章 瓦斯危害及爆炸条件
1、瓦斯是开采煤炭过程中释放出来的无色、无味、无臭气体，有四大危害：一是可以燃烧，引起矿井火灾；二是会爆炸，导致矿毁人亡；三是浓度过高时会导致人员缺氧窒息、甚至死亡；四是会发生煤（岩）与瓦斯突出，摧毁、堵塞巷道，甚至引起人员窒息死亡、瓦斯爆炸。
瓦斯无毒，但当浓度很高时，会引起窒息。矿井瓦斯不助燃，但它与空气混合达一定浓度后，遇火能燃烧、爆炸。
瓦斯爆炸产生的高温高压，促使爆源附近的气体以极大的速度向外冲击，造成人员伤亡，破坏巷道和器材设施，扬起大量煤尘并使之参与爆炸，产生更大的破坏力。另外，爆炸后生成大量的有害气体，造成人员中毒死亡。
2、瓦斯爆炸的条件
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。
第三章 预防瓦斯爆炸技术措施
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，禁止大串联通风。
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。
第四章 瓦斯爆炸原因分析
第一节 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瓦斯爆炸多为特大事故，造成的损失巨大；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，破坏力极强；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容易发生等。
第二节 事故原因分析
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、煤矿开采条件差
我国煤矿井下开采条件普遍较差，特别是南方煤矿。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%。
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，有的矿井虽安装了瓦斯监控系统，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矿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，造成了特大瓦斯事故的发生，死亡16人。
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起到了举足轻重的作用。
6、企业技术管理薄弱
一些煤矿企业由于采煤方法落后，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。
第五章 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。
第一节 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，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。
第二节 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冲击地压实时监测；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。
第三节 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，严格用火制度，消除引爆瓦斯的火源。
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。
第四节 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。
第五节 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。
3、使用我国目前现有的高科技抑爆措施。如：使用多层丝网和结构和多层材料，如泡沫铝、泡沫陶瓷作为一种多孔介质，具有开孔率大、耐高温、抗冲击力强等优点，从而猝息瓦斯爆炸的火焰。
结 论
煤矿瓦斯事故给国家和人民生命财产造成的损失是巨大的。因此我们必须提高警惕，做好煤矿瓦斯预防预报工作。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、合理可行的技术手段和采取有效的措施外，还应加强安全管理和安全监督，特别是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“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。
文献
[1]《煤矿安全规程》2010版： 煤炭工业出版社
[2]《煤矿操作规程》2003版： 煤炭工业出版社
[3]《矿井通风与安全》2002版： 冶金工业出版社
[4]《安全管理学》2004版： 航空工业出版社
[5]《采矿学》2010版: 冶金工业出版社
[6]《矿井通风与除尘》2010版： 冶金工业出版社
[7]《矿山通风与环保》2010版： 冶金工业出版社
[8] 《矿山安全工程》2004版： 煤炭工业出版社
致 谢
在这次过程中，老师对该设计从选题，结构到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导，使我得以最终完成这次毕业设计。在学习中，老师严谨的只学态度、丰富渊博的知识、敏锐的的学术思维、精益求精的工作态度以及诲人不倦的师者风范，是我终身学习的楷模，导师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神，将永远激励着我。这三年中还得到众多老师的关心支持和帮助。此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意！