第三章 矿井瓦斯的预防、应急处置与自救互救

　　矿井瓦斯和煤尘、火灾、水灾、以及顶板冒落事故构成煤矿的“五大自然灾害”。矿井瓦斯能燃烧爆炸，大量积聚能使人窒息死亡。某些煤层还存在短时间内大量喷出瓦斯或发生煤与瓦斯突出现象，可谓“五大自然灾害”之首。因此，掌握矿井瓦斯的性质、规律以及矿井瓦斯事故的控制、抢救和处理办法，对煤矿安全生产有十分重要的意义。矿井瓦斯是严重威胁煤矿安全生产，无论其涌出量多少，一直是煤矿安全生产的主要危险源。我国煤矿发生的特别重大事故主要是瓦斯事故。

　　第一节 概 述

　　一、矿井瓦斯的定义及性质

　　(一)矿井瓦斯的定义

　　矿井瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。有时单独指甲烷。矿井瓦斯是一种混合气体，成分很复杂，主要成分是甲烷(CH4)，其次是二氧化碳(CO2)和氮气(N2)，还含有少量或微量的重烃类气体(乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等)、氢(H2)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)、硫化氢(H2S)等。因为甲烷(俗称沼气)在煤矿井下各种有毒有害气体中所占比重最大，可达80%-90%以上，所以在矿山习惯上把甲烷称为瓦斯。

　　(二)矿井瓦斯的性质

　　瓦斯是无色、无味、无臭的气体。对空气的相对密度为O.554，几乎比空气轻一半，所以在井下空气中，常积聚在巷道顶部或上山迎头。瓦斯渗透性很强，是空气的1.6倍。具有燃烧性、爆炸性，微溶于水，无助于呼吸。如果空气中的瓦斯浓度增加，则氧气浓度相对降低，从而使空气具有窒息性。瓦斯遇火可燃烧、爆炸。

　　二、矿井瓦斯的成因和赋存状态

　　(一)矿井瓦斯的成因

　　煤矿井下的瓦斯来自煤层和煤系地层，它主要是腐植型有机物质在成煤过程中生成的。在远古时代，由于成煤植物残骸被泥沙和海水淹没，与空气隔绝，在高温高压环境中，在微生物的分解发酵作用下，成煤植物的残骸逐渐转化成泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤。与此同时，生成了大量以甲烷为主的烃类气体就是瓦斯。在全部成煤过程中，每形成一吨烟煤，大约可以伴生600m3以上的瓦斯。而在由长焰煤变质为无烟煤时，每吨煤又可以产生约240m3的瓦斯。在长期的地质年代里，由于瓦斯的比重很小，扩散性很强，地层又具有一定的透气性，所以大部分逸散到空气中去了，只有一小部分至今仍然保存在地下煤体和围岩中。煤体之所以能保存一定数量的瓦斯，与煤的结构状态密切相关。煤是一种复杂的孔隙介质，有着十分发达的、各种不同直径的孔隙和裂隙，形成了巨大的自由空间和孔隙表面。因此,成煤过程中产生的瓦斯就存在于这些孔隙与裂隙内。

　　(二)瓦斯的赋存状态

　　矿井瓦斯在煤、岩层中以两种状态存在，即游离状态和吸附状态，如图所示。

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　　1、游离状态。瓦斯以自由气体状态存在于煤层或岩层的孔隙和裂隙中，又称自由瓦斯。这种状态的瓦斯可以自由运动，并显现一定的压力。但是这种状态的瓦斯含量很少，一般仅占总量的10%～20%。

　　2、吸附状态。由于瓦斯分子和煤分子或围岩分子间的吸引力的作用，使瓦斯可以被吸附在煤体和岩体的表面形成一层薄膜，这种形式的瓦斯叫做吸着瓦斯。另外还有部分瓦斯叫做吸收瓦斯，它指瓦斯溶解于煤体和岩体所含水分中，类似气体溶解于液体中的现象。这些瓦斯分子受到煤、岩分子的引力约束，因而不能以一种自由气体状态存在，所以也不显现压力。吸附状态的瓦斯含量约占煤层瓦斯总量的80%～90%。

　　在一定条件下，这两种状态的瓦斯是可以相互转换的，处于动态平衡。

　　三、矿井瓦斯含量及影响因素

　　煤层瓦斯含量指煤层或岩层在自然条件下单位重量或者单位体积所含有的瓦斯量，一般用立方米/吨或立方米/立方米表示。煤层未受采动影响时的瓦斯含量称为原始瓦斯含量;受采动影响，已有部分而剩余在煤层中的瓦斯量称残存瓦斯含量。瓦斯含量包括游离瓦斯含量和吸附瓦斯含量。煤层瓦斯含量是确定矿井瓦斯涌出量的基础数据，是矿井通风及瓦斯抽放设计的重要参数之一。

　　影响煤层瓦斯含量的因素有煤田地质史、地质构造、煤层倾角、围岩

　　1)是影响瓦斯生成量多少的因素。如生煤前含有机质越多，含杂质越少，瓦斯生成量就越多;煤的变质程度越高，含固定炭越多，瓦斯生成量也越多;按地质条件，古老煤田成煤早，瓦斯生成量就大。

　　2)影响瓦斯保存和放散条件的因素。

　　(1)煤的性质

　　煤的孔隙率。煤的孔隙率越大，贮存游离状态瓦斯空间就越大，瓦斯的吸附能力也大，贮存瓦斯就越多;煤层的透气性。煤层的透气性越强，瓦斯就越容易跑掉，相反，煤层的透气性越差，瓦斯就容易保存下来;煤的水分含量瓦斯。水分不仅占据了煤的空隙和吸附面，在一定的压力下，还可以溶解并带走一部分瓦斯。因此，煤层含水越多，瓦斯含量就相应的减少。

　　(2)煤的赋存条件

　　煤层的埋藏深度。一般来说，煤层埋藏越深，瓦斯含量就越大，浅部煤层和有露头的煤层，煤层中的瓦斯容易逸散到大气中去，瓦斯含量就很小。通常是煤体中的瓦斯含量随着煤层埋藏深度的增加而逐渐增大;煤层倾角。因为瓦斯沿煤层的层面流动比垂直于层面流动容易，所以在相同的条件下，煤层的倾角越小，瓦斯含量就越大;围岩性质。如果煤层的围岩致密完整，煤层中的瓦斯就容易保存下来。反之，瓦斯容易逸散;地质构造。地质构造往往是同一矿区内瓦斯差别的主要原因，在地质构造附近瓦斯涌出量往往增加或减少。一般说来，开放性断层有利于瓦斯排放，瓦斯含量减少;压缩性断层甚至可以封闭贮存瓦斯，称之为封闭性断层，其瓦斯含量增大。

　　总之，影响瓦斯煤层含量的因素是多种多样的，应根据具体情况，做调查研究分析，找出影响本煤田，本矿井瓦斯含量的主要因素，作为预测瓦斯含量和瓦斯涌出量的参考。

　　四、矿井瓦斯的涌出

　　(一)矿井瓦斯涌出形式

　　瓦斯从煤层或围岩中涌出的形式有普通涌出和特殊涌出两种：

　　1、普通涌出。瓦斯从煤层以及采落的煤、矸石表面细微的裂缝和孔隙中缓慢、均匀的涌出称为普通涌出。首先是处于游离状态的瓦斯涌出，而后是吸附状态的瓦斯解吸为游离状态的瓦斯涌出。这种涌出形式的特点是涌出范围广、时间长、速度缓慢而均匀，总量大，是瓦斯涌入矿井的主要形式。

　　2、特殊涌出。瓦斯特殊涌出形式包括瓦斯喷出和煤与瓦斯突出。瓦斯喷出是指在开采过程中，从煤体或岩体裂隙、孔洞或炮眼中大量瓦斯(二氧化碳)异常涌出的现象。煤与瓦斯突出是指地下开采过程中，在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、岩和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常动力现象。其特点是在时间上：突然地、间隔的;空间上：非普遍存在;涌出强度：产生动力破坏。

　　(二)矿井瓦斯涌出量

　　矿井瓦斯涌出量是指在矿井生产过程中涌入巷道内的瓦斯量，可用绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量两个参数来表示。

　　1、绝对瓦斯涌出量

　　绝对瓦斯涌出量是指单位时间涌出的瓦斯体积，单位为m3/d或m3/min。

　　2、相对瓦斯涌出量

　　相对瓦斯涌出量是指在矿井正常的生产情况下，平均日产一吨煤所涌出的瓦斯量体积，单位是m3/t 。

　　(三)影响瓦斯涌出的因素

　　1、 自然因素

　　1)煤层和围岩的瓦斯含量，它是决定瓦斯涌出量多少的最重要因素。一般地，煤层的瓦斯含量越高，开采时的瓦斯涌出量也越大。

　　2)地面大气压变化。地面大气压变化引起井下大气压的相应变化，它对采空区(包括回采工作面后部采空区和封闭不严的老空区)或塌冒处瓦斯涌出的影响比较显著。

　　2、开采技术因素

　　1)开采规模

　　(1)矿井达产之前，绝对瓦斯涌出量随着开拓范围的扩大而增加。绝对瓦斯涌出量大致正比于产量，相对瓦斯涌出量数值偏大而没有意义。

　　(2)矿井达产阶段后，绝对瓦斯涌出量基本随产量变化并在一个稳定数值上下波动。对于相对瓦斯涌出量来说，如果矿井涌出的瓦斯主要来源于采落的煤炭，产量变化时，对绝对瓦斯涌出量的影响虽然比较明显，但对相对瓦斯涌出量影响却不大。

　　(3)开采工作逐渐收缩时，绝对瓦斯涌出量又随产量的减少而减少，并最终稳定在某一数值，这是由于巷道和采空区瓦斯涌出量不受产量减少的影响，这时相对瓦斯涌出量数值又会因产量低而偏大，再次失去意义。

　　2)开采顺序与回采方法

　　首先开采的煤层(或分层)瓦斯涌出量大。采空区丢失煤炭多，回采率低的采煤方法，采区瓦斯涌出量大。顶板管理采用陷落法比充填法能造成顶板更大范围的破坏和卸压，临近层瓦斯涌出量就比较大。

　　3)采区通风系统

　　采区通风系统对采空区内和回风流中瓦斯浓度分布有重要影响。

图3-2 通风对瓦斯的影响

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　　4)生产工艺

　　瓦斯从煤层暴露面(煤壁和钻孔)和采落的煤炭内涌出的特点是，初期瓦斯涌出的强度大，然后大致按指数函数的关系逐渐衰减。

　　5)风量变化

　　矿井风量变化时，瓦斯涌出量和风流中的瓦斯浓度会发生扰动，但很快就会转变为另一稳定状态。

　　6)采空区的密闭质量

　　采空区内往往积存着大量高浓度的瓦斯(可达60%～70%)，如果封闭的密闭墙质量不好，或进、回风侧的

　　3、矿井瓦斯涌出来源：

　　矿井瓦斯涌出可分为七个基本涌出源(如下图所示)。

　　五、矿井瓦斯的等级划分

　　《煤矿安全规程》规定：一个矿井中只要有一个煤(岩)层发现瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井。瓦斯矿井必须依照矿井瓦斯等级进行管理。矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：

　　1、低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。

　　2、高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。

　　3、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井。

　　《规程》规定：矿井在采掘过程中，只要发生过一次煤与瓦斯突出，该矿井即为突出矿井，发生突出的煤层定为突出煤层。

　　在低瓦斯矿井中，相对瓦斯涌出量大于10 m3/t或有瓦斯喷出的个别区域(采区或工作面)为高瓦斯区，该区应按高瓦斯矿井管理。对于不同瓦斯等级的矿井或区域，要求采取的防治瓦斯措施是不同的。

　　每年必须对矿井进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量的鉴定工作，报省(自治区、直辖市)煤炭管理部门审批，并报省(自治区、直辖市)煤矿安全监察机构备案。

　　第二节 瓦斯爆炸事故的预防

　　近些年来，我们从各种媒体上看到、听到许多矿难事故，其中许多是关于瓦斯爆炸事故的报道。瓦斯事故发生率高、伤亡大、损失重。

　　一、瓦斯爆炸的条件

　　瓦斯爆炸是一定浓度的甲烷和空气中的氧气在高温热源的作用下发生激烈氧化反应的过程，必须同时具备下列三个条件。

　　(一)瓦斯浓度。瓦斯与空气混合，按体积计算瓦斯浓度达5%～16%时具有爆炸性。瓦斯爆炸界限并不是固定不变的。如有别的可燃性气体或煤尘混入，或温度、压力增加后，瓦斯爆炸界限就会扩大，瓦斯浓度不到5%也可能发生爆炸，超过16%更会爆炸;惰性气体(如二氧化碳或氮气)混入后，可使瓦斯爆炸的界限缩小，瓦斯浓度达到5%也可不爆炸，不到16%即失去爆炸性。如混入的惰性气体量很大，则可使瓦斯与空气的混合气体失去爆炸性。瓦斯浓度在9.5%时爆炸性最强。

　　(二)点燃瓦斯的火源。引爆火源温度为650℃一750℃且火源存在时间大于瓦斯爆炸感应期。井下煤炭自燃、明火、电气火花、架线机车火花、吸烟及摩擦、撞击和爆破产生的火花都可以点燃瓦斯。

　　在井下防止各种火源的出现，对防止瓦斯爆炸是十分重要的。例如，任何人都应自觉地不把火种带到井下、不在井下吸烟、不随意打开矿灯。

　　(三)空气中的氧气含量。如果空气中氧气含量低于12%，瓦斯就会失去爆炸性。在正常生产矿井中，不可能采用降低空气中氧气含量的办法来防止瓦斯爆炸。对于已封闭的火区或正在处理中的火区尤其是对高瓦斯矿井的火区，可以采取注入惰性气体、降低氧气含量的方法来防止瓦斯爆炸。

　　以上三个条件只有在同一时空集合时，才会发生瓦斯爆炸事故。

　　二、瓦斯爆炸的危害

　　瓦斯爆炸的危害是极其严重的，不仅毁坏井巷和设备，更会危害矿工生命安全。瓦斯爆炸的危害性表现在以下几个方面：

　　(一)产生大量的剧毒气体一氧化碳。井下发生瓦斯爆炸后将会产生大量一氧化碳，是瓦斯爆炸造成人员伤亡的主要原因。从以往事故

　　(二)产生高温。瓦斯爆炸的瞬间温度可达1850～2650℃。这对井下人员和设备造成危害。

　　(三)产生冲击波。瓦斯爆炸以后，巷道中的空气压力约为爆炸前的7倍左右。高压空气以每秒几百米的冲击波向四周扩张，不仅摧毁巷道支架和设备，同时也是造成人员伤亡的重要原因之一，还可扬起煤尘、引发煤尘爆炸。 冲击波通过时会对人体造成危害，多数情况下，这些创伤具有综合(创伤、烧伤等)多样的特点。

　　(四)瓦斯爆炸后，爆炸地点由于空气稀薄、温度急剧下降，水蒸气凝结成水。在爆源附近会迅速形成低压区，因而爆炸波又会反向冲击，这对巷道的破坏性更大。当低压区迅速积聚瓦斯或反向，冲击的空气中带来瓦斯足够多又有充足氧气和引爆火源时，便会形成二次爆炸。

　　三、煤矿井下瓦斯爆炸事故原因分析

　　1、火源

　　井下的一切高温热源——电气、放炮、摩擦、静电等。

　　2、发生地点

　　掘进工作面占80%~90%，采煤工作面占10%~20%

　　采煤工作面发生地点：上隅角、采煤机滚筒附近。

　　掘进面发生的原因：一方面是这些地点采用局部通风机通风，如果局部通风机停止运转、风筒末端距工作面较远、风筒漏风太大或局部通风机供风能力不够，以致风量不足或风速过低，瓦斯容易积聚。另一方面，放炮，掘进机械，局部通风机，电钻等的操作管理，如不符合规定，容易产生高温火源。

　　四、瓦斯爆炸事故的预防

　　预防瓦斯爆炸主要有以下3个方面：防止瓦斯积聚、防止引爆瓦斯和防止瓦斯爆炸事故的扩大。

　　(一)防止瓦斯积聚的措施

　　1、加强通风管理

　　通风是防止瓦斯积聚的主要措施。必须建立一个完善合理的矿井通风系统，加强通风管理，做到有效，稳定，可靠，连续不断地向井下所有用风地点输送足够的新鲜空气，以保证及时冲淡和排除矿井瓦斯和粉尘，使井下各处的瓦斯浓度符合《规程》的要求，这是防止矿井发生瓦斯爆炸事故的可靠保证。

　　1)合理选择最佳的通风系统，采用分区通风，尽量避免角联通风。

　　2)采用机械通风，全矿井或一翼使用的主

　　3)瓦斯矿井一般应采用抽出式通风，以防止主通风机停止运转时，积存在采空区的瓦斯大量涌出。

　　4)正确分配风量，使每一工作面都有足够的风量通过。

　　5)正确选择通风构筑物，并加强管理，防止漏风。

　　6)在瓦斯矿井中，回采工作面、回风巷道都要采用上行风。

　　7)瓦斯矿井的掘进工作面，禁止用扩散通风。

　　8)临时停工的地点，不得停风，否则必须设置栅栏、提示警标，切断电源，禁止人员入内。停工区瓦斯浓度达3%或其它有害气体超过规定时，必须予以封闭。

　　2、加强瓦斯检查与监测

　　1)井下各处允许的瓦斯浓度值及超限时的措施

　　《煤矿安全规程》对井下各处允许瓦斯浓度的限值及超限时应采取的措施，都作了明确的规定，详见下表。

　　2)《煤矿安全规程》关于矿井瓦斯检查的制度要求

　　(l)采掘工作面的瓦斯浓度检查次数：① 低瓦斯矿井每班至少检查两次，高瓦斯矿井每班至少检查3 次。② 有煤(岩)与瓦斯突出危险的采掘工作面，以及有瓦斯喷出危险的采掘工作面和瓦斯涌出量较大、变化异常的采掘工作面，都必须有专人经常检查瓦斯，并安设甲烷断电仪。

　　(2)采掘工作面CO2 浓度每班至少应检查两次;有煤(岩)与CO2突出危险的采掘工作面，以及CO2 涌出量较大、变化异常的采掘工作面，必须有专人经常检查CO2浓度。本班未进行工作的采掘工作面，瓦斯和CO2应每班至少检查一次;可能涌出或积聚瓦斯或CO2的硐室和巷道的瓦斯或CO2应每班至少检查一次。

　　(3)在有自燃发火危险的矿井，必须定期检查CO 浓度、气体温度等的变化情况。

　　(4)井下停风地点栅栏外风流中的瓦斯浓度每天至少检查一次，挡风墙外的瓦斯浓度每周至少检查一次。

　　(5)在爆破过程中，严格执行“一炮三检制”，爆破工、班(组)长、瓦斯检查员每次检测瓦斯的结果都要互相核对，并且每次都以3 人中检测所得最大瓦斯浓度值作为检测结果和处理依据。

　　(6)其它作业地点或应该检查瓦斯和CO2地点，瓦斯和CO2检查次数由矿总工程师决定，但每班至少检查一次。

　　(7)瓦斯检查人员必须执行瓦斯巡回检查制度和请示报告制度，并认真填写瓦斯检查班报。每次检查结果必须记入瓦斯检查班报手册和检查地点的记录牌上，并通知现场工作人员。

　　(8)通风安全管理部门的值班人员，必须审阅瓦斯检查班报表，掌握瓦斯变化情况，发现问题及时处理，并向矿调度室汇报。

　　瓦斯检查与监测不仅是矿井通风管理工作的一项重要内容，也是保证矿井安全生产和防止重大事故发生最基本、最关键的环节。严格执行《

　　3、及时处理局部积聚的瓦斯。

　　1)采煤工作面上隅角瓦斯积聚处理

　　迫使一部分风流流经工作面上隅角，将该处积存的瓦斯冲淡排出;全风压引排法;高瓦斯工作面采用并联掺新的通风系统;上隅角排放瓦斯。

　　(1)风障引导风流法

　　该方法是在工作面支柱或支架上悬挂风帘或苇席等阻挡风流，改变工作面风流的路线，以增大向回风隅角处的供风。

　　(2)风筒导排风流法

　　该方法是利用铁风筒和专门的排放管路引排回风隅角积聚的瓦斯。

　　(3)尾巷排风法

　　尾巷排放瓦斯是利用与工作面回风巷平行的专门瓦斯排放巷道，通过其与采空区相连的联络巷排放瓦斯的方法。

　　(4)调整通风方式法

　　2)综采面处理

　　(1) 加大工作面风量。例如有些工作面风量高达1500～2000m3/min。为此，应扩大风巷断面与控顶宽度，改变工作面的通风系统，增加进量。

　　(2) 防止采煤机附近的瓦斯积聚。可采取下列措施：

　　增加工作面风速或采煤机附近风速。国外有些研究人员认为，只要采取有效的防尘措施，工作面最大允许风速可提高到6m/s。工作面风速不能防止采煤机附近瓦斯积聚时，应采用小型局部通风机或风、水引射器加大机器附近的风速。采用下行风防止采煤机附近瓦斯更容易积聚。

　　3)、顶板附近层状积聚处理;

　　(1) 加大巷道的平均风速，使瓦斯与空气充分地紊流混合。一般认为，防止瓦斯层状积聚的平均风速不得低于0.5～1m/s。

　　(2) 加大顶板附近的风速。如在顶梁下面加导风板将风流引向顶板附近;或沿顶板铺设风筒，每隔一段距离接一短管;或铺设接有短管的压气管，将积聚的瓦斯吹散;在集中瓦斯源附近装设引射器。

　　(3) 将瓦斯源封闭隔绝。如果集中瓦斯源的涌出量不大时，可采用木板和粘土将其填实隔绝，或注入砂浆等凝固材料，堵塞较大的裂隙。

　　4)、顶板冒落孔洞内积聚处理;

　　用砂土将冒落空间填实;用导风板或风筒接岔(俗称风袖)引入风流吹散瓦斯。

　　5)、恢复有大量瓦斯积存盲巷或打开封闭

　　4、抽放瓦斯

　　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。

　　(二)防止引爆瓦斯的措施

　　防止引爆瓦斯的措施是严禁和杜绝一切非生产性火源;严格管理和控制生产中可能产生的火源或热源，防止火源、热源的产生或限制其引爆瓦斯的能力。

　　1、加强明火管理，提高防火意识

　　严禁携带烟草、易燃品、点火物品下井;必须有防止烟火进入井筒的安全措施;井下严禁使用电炉和灯泡取暖;井口房、通风机房周围20m内禁止存在明火;井下和井口房内不得从事电焊、气焊和喷灯焊等工作，如果必须进行，应遵守《规程》规定;矿灯发放前应保证完好，否则不得发出，矿工应爱护矿灯，严禁拆开、敲打、撞击矿灯;严格井下火区管理。

　　2、严格执行爆破制度，防止出现爆破火焰

　　严格炸药、雷管的管理，采掘工作面都必须使用煤矿安全炸药和瞬发雷管。使用毫秒延期电雷管时，最后一段的延期不得超过130 ms。打眼、装药、爆破都必须符合《规程》的的规定，严禁采用明火爆破和放糊炮，严禁用炮崩卡在溜煤眼中的煤和矸石。

　　3、加强机电设备管理，防止出现电火花

　　井下机电设备的选用和井下供电，应符合《规程》的要求;井下严禁带电作业，不得带电检修、搬迁电气设备及电缆、电线;井下机电设备的运行、维护修理等工作必须符合要求。

　　4、其他引火源的治理

　　防止摩擦和撞击火花的产生，防止静电火花的产生;使用柴油机车的矿井要严禁司机拆除防爆装置;防止煤炭自燃引爆瓦斯。除上述方法外，地面的闪电或突发的电流也可能通过井下管道进入可能爆炸区域而引爆瓦斯。因此，通常应当截断通向这些区域的铁轨、金属管道等。

　　(三)防止瓦斯爆炸事故扩大的措施

　　1、合理布置矿井通风系统

　　矿井通风系统力求简单、完整;矿井必须实行分区通风，并联风路;矿井各水平、各采区都必须设置单独的回风道，采掘工作面要实行独立通风;不用的巷道应及时封闭;入井工人要配带自救器等。

　　2、编制灾害预防和处理计划

　　矿井每年应编制灾害预防和处理计划，加强教育，提高职工的抗灾能力，使每一个职工熟悉这个计划，掌握预防瓦斯爆炸的基本知识和有关规章制度。

　　3、加强防爆隔爆设施的管理

　　在风井口应安设防爆门，主要通风机必须有反风装置。矿井还必须设置岩粉棚和水幕装置，以免造成连锁爆炸。井下有关地点按《规程》要求安设隔爆设施。

　　五、瓦斯治理的十二字方针

　　煤矿瓦斯灾害是一种对煤矿安全生产有较大影响的自然灾害，瓦斯事故时刻威胁着煤矿生产安全和职工的人生安全，所以对瓦斯灾害的防治一直是煤矿安全工作的重中之重。在技术管理上，我国提出“先抽后采、监测监控、以风定产”综合治理瓦斯灾害的十二字方针。“先抽后采”是瓦斯防治的基础，是从源头上治理瓦斯灾害的德治本措施和关键之举;“监测监控”是防止瓦斯事故的重要防线和保障措施;“以风定产”是防止瓦斯的基本生产管理措施，也是防止瓦斯积聚的先决条件，三者是一个相辅相成的有机整体。十二字方针是各类煤矿瓦斯灾害防治的指南，只要认真执行，瓦斯事故是可以有效控制的。

　　(一)瓦斯抽放有关规定

　　1、设置井下临时抽放瓦斯泵时应遵守的规定:

　　临时抽放瓦斯泵站应安设在抽放瓦斯地点附近的新鲜风流中。抽出的瓦斯可引到地面、总回风巷、一翼回风巷或分区回风巷，但必须保证稀释后风流中瓦斯浓度不超限。抽出的瓦斯排入回风巷时，在排瓦斯管路出口必须设置栅栏，悬挂警戒牌等。栅栏设置的位置上风侧距管路出口5m，下风侧距管路出口30m，两栅栏之间禁止任何作业。在下风侧栅栏外必须设置甲烷断电仪或矿井安全监控系统的甲烷传感器，巷道风流中瓦斯浓度超限报警时，应断电、停止瓦斯抽放;进行处理。

　　2、抽放瓦斯必须遵守下列规定:

　　地面利用瓦斯时，瓦斯浓度不得低于30%，且在利用瓦斯的系统中必须装设有防回火 防回气和防爆炸作用的安全装置。不利用瓦斯，采用于式抽放瓦斯设备时，抽放瓦斯浓度不得低于25%。抽放容易自燃和自燃煤层的采空区瓦斯时，必须经常检查一氧化碳浓度和气体温度等有关参数的变化，发现有自然发火征兆时，应立即采取措施。井下敷设的瓦斯管路，不得与带电物体接触，并应有防止砸坏管路的措施。

　　(二)以风定产内容

　　1、“以风定产” 是

　　2、矿井每年安排采掘作业计划时必须核定矿井生产和通风能力，按实际供风量核定矿井产量。在通风能力允许的范围内组织生产，严禁超通风能力生产。

　　3、采区、采煤工作面必须实行独立通风。在安排采区、采煤工作面的生产时，必须按规定进行风量计算，并按实际供风量确定产量。严禁在风量不足的情况下安排生产。

　　4、新水平、新采区投产之前，必须进行通风系统调整，必须按规定进行风量计算，并按实际供风量安排生产。在通风系统不合理、不稳定或风量不足的情况下，严禁开采。

　　5、井下出现风速超限、瓦斯积聚、不合理串联风时等同超能力生产。

　　实施“以风定产”方针，必须明确两个问题:一是矿井生产时实际需要的风量 (矿井需风量的确定);二是矿井通风系统能够提供的风量 (矿井通风能力核定)。遵照“矿井需要风量必须服从于通风系统能够提供的风量”的原则进行组织和安排生产，严禁超通风能力生产。

　　(三)监测监控的要求

　　所有矿井必须装备矿井安全监控系统。

　　1、对井下瓦斯传感器的吊挂和安设要求:

　　甲烷传感器应垂直悬挂在巷道顶板(顶梁)下，距顶板不大于300mm，距巷道侧壁不小于200mm。

　　应安设在坚固顶板或支护处，以防冒顶及其他的损伤。

　　在采掘工作面的瓦斯传感器，爆破时都应移设到安全防护地点，爆破后再按要求移回规定的位置。

　　应设在顶板无淋水处，在有风筒的巷道中，不得悬挂在风筒出风口和风筒漏风处。

　　2、采煤工作面甲烷传感器的设置应符合《规程》规定，其断电范围为工作面及回风巷内全部非本质安全型电气设备。煤 (岩)与瓦斯突出矿井采煤工作面的甲烷传感器，应能控制工作面及其迸、回风巷内全部非本质安全型电气设备。

　　3、掘进工作面甲烷传感器的设置应符合《规程》规定，低瓦斯矿井掘进工作面甲烷传感器，高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面的甲烷传感器，均应能控制掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。

　　4、 串联通风甲烷传感器的设置应符合规定，采煤工作面之间串联通风、采掘工作面之间串联通风、掘进工作面之间串联通风时，甲烷传感器的设置应控制被串联采煤工作面及回风巷、被串联掘进巷道内全部非本质

　　第三节 瓦斯爆炸事故的应急处置

　　瓦斯事故是煤矿灾害性最严重的事故，具有较强的破坏性、突发性，往往造成大量的人员伤亡和财产损失，是煤矿的第一大“杀手”。从全国的情况来看(根据有关资料统计)，煤矿一次死亡10人以上的特大事故中有74%是瓦斯爆炸或瓦斯煤尘爆炸事故。在处理瓦斯爆炸事故的过程中，还可能发生多次瓦斯爆炸，造成事故扩大，增加人员伤亡的事例，其原因是处理方法不当，要点把握不准。因此，了解并掌握瓦斯爆炸事故处理的方法，把握其技术要点、难点，科学决策，果断指挥，对于争取救灾时机、控制事故范围、减少人员伤亡和财产损失，具有十分重要的作用。

　　救灾的基本原则是：“沉着指挥，科学决策，协调行动，安全快速”。

　　一、必须了解 (询问)的内容

　　必须迅速了解和判断灾情发展趋势，果断做出事故初期的救灾决定。获悉爆炸信息后，矿井领导应利用一切可能手段全面了解灾情，并判断灾情的发展趋势，及时果断做出决定，下达救灾命令。

　　1、矿井调度中心要详细了解事故有关的内容，主要有：爆炸地点、范围、人员伤亡情况及分布、主要通风系统情况、是否发生了火灾等。

　　2、矿井领导根据已了解得灾害情况，作出初步判断。充分估计爆炸可能造成的危害、如冒顶、通风系统破坏、可能发生火灾等。

　　3、利用一切手段和方法通知或引导灾区人员撤离危险区，详细清点井下人数，控制无关人员入井，迅速派救护队下井抢救遇险人员。

　　4、在灾情未完全查清，情况不明的情况下，要维持通风现状，即停止通风的不要随便开启：运转的不要停止。视情况切断灾区电源

　　5、迅速报告上级领导，根据需要召请局(矿)外救护队。

　　6、成立抢救指挥部和相应机构，根据已经查明的灾情研究制定救灾方案，准备好救灾物资和伤员救治，安排救护队对灾区进行详细侦查。

　　7、救护队要根据初步了解的灾情，制定抢救方案。安排足够的力量抢救遇险人员，对灾区进行详细侦查，准确查明事故范围、巷道及设施的破坏程度、有无火源等。

　　二、必须分析判断的内容

　　在处理瓦斯爆炸事故的过程中，经常会遇到以下几方面的技术难题，需要及时而果断地作出判断：

　　1、事故发生后是否应该切断灾区电源?切断电源可能产生电火花，引起再次爆炸，不切断电源由于灾区供电遭到损坏，随时有触电威胁，也有产生火花可能。

　　2、如何正确调度

　　3、如何安全快速地恢复掘进巷道或无风区域的通风，避免再次爆炸。因此，如果爆炸发生在掘进巷道内，其内积存有大量的瓦斯和有害气体，又可能存在火源，如遇难者损坏的矿灯放电等，一旦恢复通风，氧含量上升，达到爆炸条件就极易引发二次爆炸，其危害是相当严重的。未恢复通风时，由于氧浓度很低，不会爆炸。认真分析有无二次爆炸的危险存在，如有，则应考虑制定防止二次爆炸的措施或撤出救灾人员。不得强令救护队进入有爆炸危险的灾区救人。

　　4、查明灾区有无火源存在。如有火源，按火灾事故处理，采用一切方法扑灭火源：如无火源，应尽快恢复灾区通风系统，这是抢救遇险人员的最好方法。

　　5、低浓度瓦斯爆炸。应首先考虑尽快恢复通风，防止瓦斯积聚达到爆炸界限，一时无法恢复通风时，如无火源，可考虑先抢救遇险人员，后恢复通风;如有火源，按火灾事故处理。

　　6、高浓度瓦斯爆炸。应首先查明灾区是否有火源存在，若有火源，严禁启动局部通风机或恢复灾区通风，应在不供风的情况下救人和灭火，无法灭火或灭火无效时，及时予以密闭;若无火源，则应首先考虑恢复灾区通风，排放瓦斯后，再集中力量救人。

　　7、正确调控风流。恢复灾区通风时，应优先考虑用全负压通风，如不具备条件时，可用局部通风机恢复通风。例如，1999年5月铜川救护队在处理在建的玉华矿南风井瓦斯爆炸事故时，在侦查救人阶段救出12名遇险矿工，并查明无火源存在。但有42名遇险人员分布在长达近2000m巷道内，CO浓度高，环境恶劣，对救援人员威胁较大。救护队建议用全负压方法

　　8、救护队在处理爆炸事故时，必须严格执行《煤矿救护规程》的规定和爆炸事故处理的行动原则，迅速查明是否有火源存在和有毒有害气体浓度，尽量创造安全的救灾环境;当证实遇难人员已经死亡时，不允许佩戴呼吸器冒险抬人。

　　三、处理事故的具体措施

　　(一) 发生瓦斯事故时一般处置措施

　　1、接到瓦斯爆炸事故的汇报后，是否迅速切断灾区电源?其判断的标准是：切断电源会否引起再次爆炸，若能断定不会引起爆炸，则必须切断灾区电源。但往往是时间紧、情况不清，无法准确判断，又容不得半点犹豫不决和拖延。这时要看引发爆炸事故的瓦斯来源以及事故地点一般瓦斯涌出的速度来综合分析，如果是瓦斯突出或突发性的瓦斯来源而引发的瓦斯爆炸，那么就不宜改变供电状况，要维持现状，因为瓦斯突出后瓦斯来源充足，涌出量大，灾区内充满了大量的高浓度瓦斯，改变供电状况，产生电火花，容易引起瓦斯再次爆炸，如果不是突出引起的或突发性的瓦斯来源，是一般的积聚，而且瓦斯涌出速度不快、量不大，则必须迅速切断灾区电源。

　　2、正确调度通风系统，控制灾区范围。尽快排除灾区有害气体，这是处理瓦斯爆炸事故技术关键。由于每次瓦斯爆炸事故的情况和条件不同，采取的措施和办法也不同;首先必须判断爆炸是否引起了火灾，其判断的依据：一是得到确切汇报;二是通过检测灾区回风系统的CO等有毒气体的变化来加以判断。如果确认灾区发生了火灾或有燃烧火源存在，其处理方法必须参照(灾害处理计划)的“火灾事故处理内容”进行处理(在此不作过多论述)。若能判定爆炸未产生火灾或不存在燃烧火源，则须采取加大风量，强化通风的措施(控制其他地点风量，开大功率的风机，甚至还可考虑启动备用风机等措施)。反风的办法必须慎重选择，只有在能救更多的人时才采用，一般情况下不宜反风。在恢复通风系统的程序上，必须遵循“先大后小，先主后次”的原则。即先恢复主要设施、修复主要通风巷道，再恢复其他地点，以求取得好的效果。

　　3、

　　二、选择题

　　1-5：C CC DA 6-10： B BD C C 11-15：B CBDB 16-21：DACBBD

　　三、填空题

　　1、甲烷 2、瓦斯 3、燃烧 爆炸 4、吸附状态 游离状态 5、普通涌出 特殊涌出

　　6、瓦斯喷出 煤与瓦斯突出 7、绝对瓦斯涌出量 相对瓦斯涌出量

　　8、瓦斯涌出形式 相对瓦斯涌出量 绝对瓦斯涌出量 9、煤与瓦斯突出

　　10、低瓦斯矿井 煤与瓦斯突出矿井 高瓦斯矿井 11、防止瓦斯积聚 防止瓦斯引燃

　　12、沉着指挥 科学决策 协调行动 安全快速

　　13、 先抽后采 监测监控 以风定产

　　三、简答题

　　1、一是瓦斯浓度在其爆炸界限内(5%--16%)二是空气中的氧气浓度不低于12%三是有足够能量的点火源(最低点燃温度为650—750摄氏度)三者缺一不可。

　　2、瓦斯是无色、无味、无臭的气体。对空气的相对密度为O.554，几乎比空气轻一半，所以在井下空气中，常积聚在巷道顶部或上山迎头。瓦斯渗透性很强，是空气的1.6倍。具有燃烧性、爆炸性，微溶于水，无助于呼吸。如果空气中的瓦斯浓度增加，则氧气浓度相对降低，从而使空气具有窒息性。瓦斯遇火可燃烧、爆炸。

　　3、矿井瓦斯等级，根据矿井 绝对瓦斯涌出量 、 相对瓦斯涌出量 和瓦斯涌出形式 来划分。

　　4、瓦斯爆炸的危害是极其严重的，不仅毁坏井巷和设备，更会危害矿工生命安全。瓦斯爆炸的危害性表现在以下几个方面：

　　①产生大量的剧毒气体一氧化碳。井下发生瓦斯爆炸后将会产生大量一氧化碳，是瓦斯爆炸造成人员伤亡的主要原因。从以往事故分析看：爆炸后的有毒有害气体的中毒是造成人死亡的主要原因，占死亡总数的70～80%。

　　②产生高温。瓦斯爆炸的瞬间温度可达1850～2650℃。这对井下人员和设备造成危害。

　　③产生冲击波。瓦斯爆炸以后，巷道中的空气压力约为爆炸前的7倍左右。高压空气以每秒几百米的冲击波向四周扩张，不仅摧毁巷道支架和设备，同时也是造成人员伤亡的重要原因之一，还可扬起煤尘、引发煤尘爆炸。 冲击波通过时会对人体造成危害，多数情况下，这些创伤具有综合(创伤、烧伤等)多样的特点。

　　④瓦斯爆炸后，爆炸地点由于空气稀薄、温度急剧下降，水蒸气凝结成水。在爆源附近会迅速形成低压区，因而爆炸波又会反向冲击，这对巷道的破坏性更大。当低压区迅速积聚瓦斯或反向，冲击的空气中带来瓦斯足够多又有充足氧气和引爆火源时，便会形成二次爆炸。