簡介
瓦斯，又名沼氣、天然氣，其主要成分為甲烷。它是種無色、無臭、無味、易燃、易爆的氣體。如果空氣中瓦斯的濃度在5.5%上至16%時，有明火的情況下就能發生爆炸。瓦斯爆炸會産生高溫、高壓、沖擊波，并放出有毒氣體。
介紹
瓦斯爆炸是瓦斯與空氣混合，在高溫下急劇氧化，是一定濃度的甲烷和空氣中度作用下産生的激烈氧化反應，并産生沖擊波的現象，是煤礦生産中的嚴重災害。
瓦斯爆炸是煤礦中最嚴重的災害，具有較強的破壞性、突發性，往往造成大量的人員傷亡和财産損失。在處理瓦斯爆炸事故的過程中，如果處理方法不當，要點把握不準，還可能發生多次瓦斯爆炸，造成事故擴大。因此,了解并掌握瓦斯爆炸事故處理的方法，把握其技術要點、難點，科學決策，果斷指揮，對于争取救災時機、控制事故範圍、減少人員傷亡和财産損失，具有十分重要的作用。
爆炸機理
根據鍊反應理論，甲烷（CH4）與空氣的混合物吸收一定熱量後，分解為化學活性較大的遊離基（如-CH3、-H、-OH等），這類遊離基很容易與其餘的O2、CH4結合，産生更多的遊離基，使反應速度迅速上升，最後燃燒或爆炸。其最終反應式為CH4 2O2─→CO2 2H2O。
爆炸和燃燒中止或不緻發生的條件是：①混合物中甲烷或氧濃度不足；②遊離基與固體表面或微粒碰撞幾率增加，鍊分支斷裂；③混合物中加入足量的易與遊離基起反應的某些元素（如鹵族元素），生成惰性基團或分子。
爆炸條件
瓦斯爆炸的條件是：一定濃度的瓦斯、高溫火源的存在和充足的氧氣。
CH4隻在一定濃度時才爆炸。它的爆炸濃度與氧濃度、點火能量、初壓、混合氣體運動方向、容器大小和其他氣體的存在有關。實驗室測定的爆炸下限為5一6％，上限為14一15％（見圖）。CH4在空氣中的濃度低于爆炸下限時，隻能在高溫熱源附近穩定地燃燒，火焰呈淡藍色，火焰安全燈就是利用CH4這一特性；大于爆炸上限時，必須不斷供給新鮮空氣，才能在接觸界面上燃燒。
CH4和空氣的混合物與高溫熱源接觸後，并不立即燃燒和爆炸，需經很短的引火延遲時間，稱着火感應期，其值決定于CH4和O2的濃度、初壓、點火溫度，由幾毫秒到十幾秒。高溫熱源存在時間小于着火感應期時，CH4不會燃燒或爆炸。
CH4燃點為650一750℃。煤礦井下的明火、吸煙、煤炭自燃、爆破、電火花、電弧、赤熱的金屬表面、甚至撞擊或摩擦火花，都能點燃CH4。中國煤礦瓦斯爆炸的火源主要是電火花和爆破，主要發生地點是采掘工作面。
爆炸危害
煤礦瓦斯爆炸産生的瞬間溫度可達1850一2650℃，壓力可達初壓的9倍，爆源附近氣體以每秒幾百米以上的速度向外沖擊，使人員傷亡，巷道和器材設施毀壞。爆炸後氧濃度降低，生成大量CO2和CO，有窒息和中毒危險。
預防措施
一、瓦斯爆炸事故的預防措施
- (1).礦瓦斯抽放技術
①我國國有煤礦高瓦斯和瓦斯突出礦井占礦井總數的46%。瓦斯抽放是減少礦井瓦斯湧出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施，同時也是開發利用瓦斯能源、保護大氣環境的重要手段。如皖北煤電集團公司祁東煤礦利用抽放瓦斯進行發電,并取得了可觀的經濟效益和社會效益。n
②為提高瓦斯抽放率，目前主要需解決長鑽孔定向鑽進技術，包括測斜、糾偏技術；提高單一低透氣性煤層的抽放率；研制鑽進能力更強的鑽機具；完善和提高擴孔技術、排渣技術、造穴技術和封孔技術；開發新的瓦斯抽放技術及設備。n
③瓦斯抽放方法有本煤層抽放、鄰近層抽放和采空區抽放等；抽放工藝有順層長鑽孔、大直徑鑽孔、地面鑽孔、頂闆岩石和巷道鑽孔等。并研制出與之相配套的強力鑽機及配套機具，如MK型長鑽孔鑽機和ZSM順層強力鑽機等。此外已研制出多種抽放泵及配套的監控系統和儀表等，大大提高了瓦斯抽放量和抽放率，使安全環境得到進一步改善。n
④利用多分支羽狀适用技術，解決低滲煤層瓦斯治理問題，以提高抽采率。n
⑤煤礦瓦斯治理也應該與煤層氣産業化緊密結合起來。n
- （2）礦井瓦斯濃度及火源監測技術
礦井瓦斯濃度及火源的實時自動監測對于防止瓦斯爆炸非常重要，當發現瓦斯異常或有火源産生，立即采取措施可防止爆炸事故的發生。我國目前開發了KJ90、KJ92、KJ94、KJ95、KJ73、KJ66等型号的礦井安全監控系統，以及各類檢測傳感器、報警儀和斷電儀。已有多個礦井安裝了礦井安全綜合監控系統，并具有如下功能：
①礦井環境和工況參數實時監控；
②主要通風機在線監測；
③巷道火災實時監測；
④礦井瓦斯抽放實時監測；
⑤沖擊地壓實時監測；
⑥煤與瓦斯突出實時監測；
⑦煤層自然發火實時監測；
⑧瓦斯爆炸或燃燒實時監測；
⑨礦井電網監測等多種功能。
監控系統的安裝極大地提高了煤礦的安全管理自動化水平，防止了許多事故的發生。
- （3）井下火源防治
對煤礦井下的爆破火花、電氣火花、摩擦撞擊火花、靜電火花、煤炭自燃等火源都有一些相應的防治措施，除炸藥安全性檢驗、電器防爆檢驗、摩擦火花檢驗外、還需防止火源與瓦斯積聚在同時同地點出現，如放炮時檢測瓦斯濃度，采用風電閉鎖、瓦斯電閉鎖等措施。另外加強明火的管理，嚴格用火制度，消除引爆瓦斯的火源。
- （4）優化通風網絡及通風系統合理可靠的通風系統是防止瓦斯事故和控制災害擴大的重要措施。
二、隔爆措施
隔爆措施礦井隔爆抑爆裝置是控制瓦斯爆炸的最後一道屏障，當瓦斯爆炸發生後，依靠預先設置的裝置可以阻止爆炸的傳播，限制火焰的傳播範圍，主要有被動式隔爆棚和自動抑爆裝置。
- （1）被動式隔爆棚。
隔爆岩粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、安裝方便，因而得到了廣泛的使用，其中隔爆水袋棚的使用最為廣泛。目前研制的XGS型和KYG型隔爆棚，具有适應性強，安裝、拆卸和移動方便的特點。
- （2）自動式抑爆裝置。
使用壓力或溫度傳感器，在爆炸發生時探測爆炸波，及時将預先放置的水、岩粉、N2、CO2等噴灑到巷道中，從而達到抑制爆炸火焰傳播的目的。如ZGB-Y型自動隔爆裝置采用高壓氮氣引射消焰劑，能将爆炸限制在距爆源40-60m之内；YBW-1型無電源觸發式抑爆裝置，适合安裝在距爆源20-45m的巷道中；ZYB-S型自動産氣式抑爆裝置采用實時産氣原理，當傳感器接收到燃燒或爆炸火焰時，觸發氣體發生器快速産生的高壓氣體噴灑消焰劑，抑制火焰的傳播。
