當在固定的溫度和壓力下時,每種易爆氣體的爆炸都是有一定範圍的,比如常溫常壓下氫氣在空氣中含量為4%~75%是遇到明火就會爆炸,而超過或者沒達到這個值就沒有爆炸的危險了。在常溫、常壓下,甲烷(瓦斯主要成分)的爆炸限為(5%-15%)。
瓦斯爆炸是一種化學爆炸,是爆炸性氣體混合物---瓦斯在一定濃度範圍內受激發而發生的劇烈化學反應,反應時產生大量的熱和氣體。封閉後火區發生的瓦斯爆炸為化學爆炸,是以CH4為主的瓦斯與空氣的混合氣體點燃後發生劇烈化學反應的結果。引起瓦斯爆炸的原因有:① 存在CH4與氧濃度在爆炸濃度範圍內的爆炸危險區;② 在爆炸危險區記憶體在火源點。火區封閉後,封閉區氧濃度和溫度有降低趨勢,瓦斯濃度則逐漸上升。如果瓦斯濃度升至爆炸範圍時,發火區溫度仍很高(存在高溫性火源),且氧濃度尚未降到瓦斯爆炸極限濃度以下,就可能發生瓦斯爆炸。
瓦斯爆炸是自由基鏈反應過程。它包括鏈引發、鏈傳遞、鏈分支和鏈終止等過程。如果混合氣體各成分達到爆炸濃度範圍,並且存在火源點,鏈反應過程就會被引發,鏈傳遞和鏈分支反應隨之很快發生,反應速度急劇增加,反應放出的熱量使氣體溫度迅速升高,體積劇烈膨脹,從而引起爆炸。
以下幾種措施可供選擇。
1) 採取瓦斯排放措施,防止封閉區瓦斯聚集。一般高瓦斯礦工作面都有瓦斯抽放系統,工作面因火被迫封閉後,應繼續對工作面進行瓦斯抽放,直至確認封閉區不再有爆炸危險性。以防封后瓦斯濃度聚集而發生爆炸。
2) 採取從地面注惰氣、注氮等方法降低封閉區氧濃度。封閉時,發火區溫度、CO濃度都很高,所以不能在火區附近工作。此時可以從地面向火區注氮,降低火源點附近氧濃度和煤溫,保證工作面安全〔3〕。
3) 消滅火源高溫點。採取向發火區注凝膠等方法,使高溫點溫度降低到可引起瓦斯爆炸的下限溫度以下〔3〕。
4) 用水封閉火區,如果發火區兩端比較低,可以在撤離人員的情況下,向發火區所在巷道兩端送水,直止用水封閉火區。火區用水封閉,能夠保證密閉無漏風,而且一旦封閉區內發生爆炸,兩端的水密封能有效地消除爆炸引起的衝擊波,防止爆炸引起的大火蔓延。
當在固定的溫度和壓力下時,每種易爆氣體的爆炸都是有一定範圍的,比如常溫常壓下氫氣在空氣中含量為4%~75%是遇到明火就會爆炸,而超過或者沒達到這個值就沒有爆炸的危險了。在常溫、常壓下,甲烷(瓦斯主要成分)的爆炸限為(5%-15%)。
瓦斯爆炸是一種化學爆炸,是爆炸性氣體混合物---瓦斯在一定濃度範圍內受激發而發生的劇烈化學反應,反應時產生大量的熱和氣體。封閉後火區發生的瓦斯爆炸為化學爆炸,是以CH4為主的瓦斯與空氣的混合氣體點燃後發生劇烈化學反應的結果。引起瓦斯爆炸的原因有:① 存在CH4與氧濃度在爆炸濃度範圍內的爆炸危險區;② 在爆炸危險區記憶體在火源點。火區封閉後,封閉區氧濃度和溫度有降低趨勢,瓦斯濃度則逐漸上升。如果瓦斯濃度升至爆炸範圍時,發火區溫度仍很高(存在高溫性火源),且氧濃度尚未降到瓦斯爆炸極限濃度以下,就可能發生瓦斯爆炸。
瓦斯爆炸是自由基鏈反應過程。它包括鏈引發、鏈傳遞、鏈分支和鏈終止等過程。如果混合氣體各成分達到爆炸濃度範圍,並且存在火源點,鏈反應過程就會被引發,鏈傳遞和鏈分支反應隨之很快發生,反應速度急劇增加,反應放出的熱量使氣體溫度迅速升高,體積劇烈膨脹,從而引起爆炸。
以下幾種措施可供選擇。
1) 採取瓦斯排放措施,防止封閉區瓦斯聚集。一般高瓦斯礦工作面都有瓦斯抽放系統,工作面因火被迫封閉後,應繼續對工作面進行瓦斯抽放,直至確認封閉區不再有爆炸危險性。以防封后瓦斯濃度聚集而發生爆炸。
2) 採取從地面注惰氣、注氮等方法降低封閉區氧濃度。封閉時,發火區溫度、CO濃度都很高,所以不能在火區附近工作。此時可以從地面向火區注氮,降低火源點附近氧濃度和煤溫,保證工作面安全〔3〕。
3) 消滅火源高溫點。採取向發火區注凝膠等方法,使高溫點溫度降低到可引起瓦斯爆炸的下限溫度以下〔3〕。
4) 用水封閉火區,如果發火區兩端比較低,可以在撤離人員的情況下,向發火區所在巷道兩端送水,直止用水封閉火區。火區用水封閉,能夠保證密閉無漏風,而且一旦封閉區內發生爆炸,兩端的水密封能有效地消除爆炸引起的衝擊波,防止爆炸引起的大火蔓延。