| 瓦斯爆炸及防治技术
一、瓦斯爆炸及其危害
(一)概述
《高平县志》
1603年，山西省高平县唐安镇一煤矿发生瓦斯爆炸事故：
“火光满井，极为熏蒸，人急上之，身已焦烂而死，须臾雷震井中，火光上腾，高两丈余”。
一、瓦斯爆炸及其危害
国外文献记载的最早瓦斯爆炸事故，是1675年发生于英国茅斯汀煤矿的瓦斯爆炸。
世界煤矿开采史上最大的伤亡事故，是1942年发生于辽宁本溪煤矿的瓦斯、煤尘爆炸，造成1549人死亡，146人受伤。
一、瓦斯爆炸及其危害
大型高效通风机的使用
自动遥测监控装置的使用
瓦斯抽采等
掌握瓦斯爆炸的原因、规律和防治措施，极为重要。
一、瓦斯爆炸及其危害
我国煤矿安全形势严峻，瓦斯灾害严重。
2001～2005年，在全国煤矿一次死亡3人以上重特大事故中，瓦斯事故平均每年发生206起，占62.3％，居第一位。
据《煤矿安全生产“十一五”规划》国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局，2006.4
一、瓦斯爆炸及其危害
1949年10月至2005年7月全国煤矿共发生19起一次死亡百人以上的特大事故，共死亡3162人。其中，15起是瓦斯爆炸事故，死亡2140人，事故起数和死亡人数分别占79%和68%。
2002年至2005年8月，全国煤矿发生29起特大事故，死亡1743人。其中，瓦斯爆炸事故24起，死亡1578人，事故起数和死亡人数分别占83%和91%。
瓦斯爆炸已经成为我国煤矿安全的“第一杀手”。
一、瓦斯爆炸及其危害
我国几次较大的瓦斯爆炸事故：
1960年5月山西大同老白沟煤矿发生瓦斯爆炸，死亡684人。
1960年11月平顶山五矿发生瓦斯爆炸，死亡187人。
一、瓦斯爆炸及其危害
2000年9月贵州木冲沟矿瓦斯煤尘爆炸，死亡162人。
2004年10月20日河南郑州大平煤矿“10.20”特大煤与瓦斯突出和瓦斯爆炸事故，148人死亡。
2004年11月28日陕西铜川陈家山煤矿“11.28”特别重大瓦斯爆炸事故，166人死亡。
一、瓦斯爆炸及其危害
2005年2月14日辽宁省阜新矿业(集团)有限责任公司孙家湾煤矿海州立井“2.14”特别重大瓦斯爆炸事故，214人死亡
2005年12月7日，河北省唐山市恒源实业有限公司发生一起特别重大瓦斯煤尘爆炸事故，造成108人死亡，29人受伤，直接经济损失4870.67万元。
一、瓦斯爆炸及其危害
2007年12月5日23时许，山西省临汾市洪洞县瑞之源煤业有限公司由于违规放炮，产生明火，引爆瓦斯。
延时5个多小时。
被告人孔惠平等3人盲目组织人员施救，致使伤亡扩大，导致15名自救工人死亡。该起事故共造成105人死亡，7人重伤，1人轻伤，直接经济损失4275万元。
一、瓦斯爆炸及其危害
2009年2月22日2时20分,山西焦煤集团西山煤电公司屯兰煤矿南四采区发生特别重大瓦斯爆炸事故。当班下井436人，其中358人生还，事故造成78人死亡、114人受伤（其中重伤5人）。
2009年9月8日1时0分,河南平顶山市新华区新华四矿井下发生瓦斯爆炸事故，当班93人下井，14人升井。已造成79人死亡。
河南省政府已经下发紧急通知，对全省30万吨及30万吨以下矿井，凡未经批准生产的一律停工整顿，查找事故隐患。发生矿难的平顶山市157个矿井全部停产整顿。
一、瓦斯爆炸及其危害
2009年11月21日2时30分，黑龙江龙煤集团鹤岗分公司新兴煤矿，三水平二石门后组15层探煤道发生煤与瓦斯突出，引起风流逆向，瓦斯随逆向风流进入二段钢带机机头硐室发生爆炸。事故发生时全矿井下作业人员528人，有420人安全升井，截止到25日8时40分，发现遇难人员108人。
一、瓦斯爆炸及其危害
一、瓦斯爆炸及其危害
一、瓦斯爆炸及其危害
仅06年11月份:
11月4日8时吉林延边州和龙市宏源煤矿掘进工作面发生瓦斯爆炸，7人遇难；
11月5日11时山西同煤集团轩岗公司焦家寨煤矿瓦斯爆炸事故， 47名矿工遇难；
11月8日9时湖南衡阳市耒阳市泗门洲镇新坡村煤矿瓦斯爆炸事故，13 名遇难；
11月12日8时贵州遵义县向阳煤矿瓦斯爆炸，4人死亡，3人受伤；
11月12日20时山西省晋中市灵石县王禹乡南山煤矿发生爆炸事故，34名矿工遇难；
一、瓦斯爆炸及其危害
11月25日13时黑龙江省鸡西市恒山区远华煤矿瓦斯爆炸， 25名遇难，1人下落不明；
11月25日17时云南省曲靖市富源县后所镇昌源煤矿瓦斯爆炸，遇难32人，受伤28人（2人重伤）；
11月26日18时山西省临汾市尧都区河底乡芦苇滩煤矿瓦斯爆炸，造成24名矿工遇难；
11月26日23时江西景德镇市乐平县涌山镇里冲坞地区联营矿瓦斯爆炸，2人死亡。波及邻近煤矿2人死亡，7人受伤；
11月29日甘肃武威地区天祝县炭山岭镇一号煤矿采煤工作面局部瓦斯爆炸，造成11人死亡。
共10起，202人遇难，31人受伤
一、瓦斯爆炸及其危害
(二)瓦斯爆炸的化学反应过程
物质从一种状态迅速变成另一种状态，并在瞬间放出大量能量的同时产生巨大声响的现象称为爆炸。
物理性爆炸
化学性爆炸
一、瓦斯爆炸及其危害
根据爆炸传播速度可将瓦斯爆炸分为以下三类：
爆燃——传播速度为每秒数十厘米至数米；
爆炸——传播速度为每秒数十米至数百米；
爆轰——传播速度超过声速，达每秒数千米。
另外瓦斯燃烧，无明显的动力现象；
一、瓦斯爆炸及其危害
最终的化学反应式为：
CH4+2O2===CO2+2H2O+Q（882.6KJ/mol)
如果O2不足，反应的最终式为：
CH4+O2===CO+H2+H2O+Q（882.6KJ/mol)
1个体积甲烷要同2个体积氧气化合，氧气浓度为21％时，相当于2×(100/21)=9.52个体积的空气。所以，当空气中甲烷浓度为1/(1+9.52)×100％＝9.5%时，从理论上讲，爆炸最为猛烈。
8.5% ，煤矿井下实际条件下爆炸最为猛烈。
一、瓦斯爆炸及其危害
矿井瓦斯爆炸是一种热—链反应过程。
爆炸混合物
能量
反应分子的链即行断裂
放热反应
活化中心（游离基）
燃烧或爆炸式的氧化反应。
一、瓦斯爆炸及其危害
(三)瓦斯爆炸的产生与传播过程
爆炸性的混合气体遇高温热源
正向冲击
初爆
反向冲击
一、瓦斯爆炸及其危害
二次爆炸 连续爆炸
1940年日伪时期，抚顺龙凤矿曾在一昼夜发生瓦斯连续爆炸43次。
如辽源太信一井1751准备区掘进巷道复工排放瓦斯时，因明火引燃瓦斯，导致大巷内瓦斯爆炸，在救护队处理事故过程中和采区封闭后，6天内连续发生爆炸32次。
一、瓦斯爆炸及其危害
1995年6月23日，淮南矿务局谢一矿4462C13采煤工作而自然发火引起瓦斯连续爆炸达1000次以上，死亡人数70多人；
陈家山煤矿2004年11月28日07时10分井下四采区发生爆炸事故，2004年12月2日3:25、6:15、7:45、10:53又发生4次爆炸，没有再造成人员伤亡。
此外，新疆四棵树煤矿、湖南洪山殿煤矿等都曾发生了瓦斯连续爆炸现象，损失惨重。
应注意掌握连续爆炸的间歇规律
一、瓦斯爆炸及其危害
(四)瓦斯爆炸的危害
瓦斯爆炸时会产生三个致命因素： 高温、高速高压冲击波和有害气体。
焰面是巷道中运动着的化学反应区和高温气体，其速度大、温度高。从正常的燃烧速度 (1—2.5m／s)到爆轰式传播速度(2500m／s)。焰面温度可高达2150—2650℃。
焰面经过之处，人被烧死或大面积烧伤，烧坏设备，还可能点燃支架和煤尘，引起井下火灾和煤尘爆炸事故，扩大灾情。
一、瓦斯爆炸及其危害
冲击波锋面压力由几个大气压(理论压力9个大气压)到20个大气压，前向冲击波叠加和反射时可达100个大气压。其传播速度总是大于声速，所到之处造成人员伤亡、设备和通风设施损坏、巷道垮塌。
1atm=10mH20
反向冲击，连续爆炸
一、瓦斯爆炸及其危害
瓦斯爆炸后生成大量有害气体，某些煤矿分析爆炸后的气体成分：02为6％—l0％，N2为82％—88％，C02为4％—8％，CO为2％—4％。如果有煤尘参与爆炸， CO的生成量更大，往往成为人员大量伤亡的主要原因。
CO达到0.4%时，人就会中毒死亡；
02减少到10%—12%时，人就会失去知觉窒息死亡。
二、瓦斯爆炸条件及主要影响因素
1.瓦斯浓度
在正常空气中瓦斯浓度为9.5％时，化学反应最完全,产生的温度与压力也最大。瓦斯浓度7％—8％时最容易爆炸，这个浓度称最优爆炸浓度。
二、瓦斯爆炸条件及主要影响因素
2.火源
井下的一切高温热源都可以引起瓦斯燃烧或爆炸,但主要火源是放炮和机电火花。随着煤矿机械化程度的提高，摩擦火花引燃瓦斯的事故逐渐增多。
二、瓦斯爆炸条件及主要影响因素
3.氧气浓度
正常大气压和常温时，
瓦斯爆炸浓度与氧浓度关
系，如柯瓦德爆炸三角形
所示。氧浓度降低时，爆
炸下限变化不大(BE线)，
爆炸上限则明显降低(CE
线)。 氧浓度低于12％时，
混合气体就失去爆炸性。
二、瓦斯爆炸条件及主要影响因素
(二)瓦斯爆炸的主要影响因素
影响瓦斯爆炸的因素很多、很复杂，主要有：
1.可燃性气体的混入
当瓦斯和空气的混合气体中混入可燃性气体时，不仅增加了爆炸气体的总浓度，而且会使瓦斯爆炸下限降低。从而扩大了瓦斯爆炸的界限。因此，井下发生火灾或产生有其他可燃性气体时，即使平时瓦斯涌出量不大的矿井，也可能发生瓦斯爆炸，应特别引起注意。
二、瓦斯爆炸条件及主要影响因素
二、瓦斯爆炸条件及主要影响因素
2.爆炸性煤尘的混入
如果混入有爆炸性煤尘时，由于煤尘本身遇到300~400℃的火源能够放出可燃性气体，因此能使瓦斯爆炸下限降低。
当空气中煤尘含量为5g/m3时，瓦斯爆炸下限降到3%；煤尘含量为8g/m3时，瓦斯爆炸下限降到2.5%。可见，作好防尘工作对防止瓦斯爆炸有着十分重要的意义。
二、瓦斯爆炸条件及主要影响因素
3.惰性气体的混入
当混入惰性气体(如二氧化碳、氮气等)时，将使氧气浓度减少，降低瓦斯爆炸危险性。
如每加入1%的氮气，瓦斯爆炸下限就提高0.017%、上限降低0.54%;每加入1%的二氧化碳，瓦斯爆炸下限就提高0.0033%、上限降低0.26%。二氧化碳还能降低瓦斯爆炸压力和延迟爆炸时间。当二氧化碳增加到25.5%时，无论瓦斯浓度有多大，都不会发生爆炸。
二、瓦斯爆炸条件及主要影响因素
4.混合气体初始温度(即爆炸前混合气体温度)
试验表明，初始温度越高，瓦斯爆炸界限就越大。当初始温度为20℃时，瓦斯爆炸界限为6.0%～13.4%;初始温度为700℃时，爆炸界限为3.25%～18.75%。
因此，井下发生火灾或爆炸时，高温会使原来并未达到爆炸浓度的瓦斯发生爆炸，这一点在救灾时应特别注意。
二、瓦斯爆炸条件及主要影响因素
5.混合气体的压力
压力越大，所需引火温度越低。当混合气体瞬间被压缩到原来体积的1/20时，由于混合气体被压缩而自身产生的热量就能使其自行爆炸。煤矿生产中的放炮作业，能造成很大的气体压力，从而大大降低了引火温度，就比较容易发生瓦斯爆炸事故。
二、瓦斯爆炸条件及主要影响因素
6. 瓦斯的最低点燃温度和最小点燃能量
瓦斯的最低点燃温度和最小点燃能量决定于空气中的瓦斯浓度，初压和火源的能量及其放出强度和作用时间。
瓦斯—空气混合气体的最低点燃温度，绝热压缩时565℃，其他情况时650℃。最低点燃能量为0.28mJ。煤矿井下的明火、煤炭自燃、电弧(平均4000℃)、电火花、赤热的金属表面以及撞击和摩擦火花，都能点燃瓦斯。
二、瓦斯爆炸条件及主要影响因素
7.瓦斯的引火感应期(延迟性)
瓦斯与高温热源接触后，不是立即燃烧或爆炸，而是要经过一个很短的间隔时间，这种现象叫引火延迟性，间隔的这段时间称感应期。感应期的长短与瓦斯的浓度、火源温度和火源性质有关，而且瓦斯燃烧的感应期总是小于爆炸的感应期。火源温度升高，感应期迅速下降，瓦斯浓度增加，感应期略有增加。
二、瓦斯爆炸条件及主要影响因素
二、瓦斯爆炸条件及主要影响因素
瓦斯爆炸的感应期，对煤矿安全生产意义很大。在井下高温热源是不可避免的，但关键是控制其存在时间在感应期内。
例如，使用安全炸药爆炸时，其初温能达到2000度左右，但高温存在时间只有10-6~10-7s，都小于瓦斯的爆炸感应期，所以不会引起瓦斯爆炸。如果炸药质量不合格，炮泥充填不紧或放炮操作不当，就会延长高温存在时间，一旦时间超过感应期，就能发生瓦斯燃烧或爆炸事故。
为了安全，井下电气设备必须采用安全火花型或隔爆型，将电火花存在的时间控制在10-2~10-6s 内，电弧存在时间在10-4~1s 内。
三、瓦斯爆炸事故原因分析
特大瓦斯事故基本情况及特点 在41起特大瓦斯事故中，瓦斯爆炸事故34起，煤与瓦斯突出事故4起，瓦斯窒息事故1起，煤尘爆炸事故1起,瓦斯燃烧1起。呈现出如下特点： 1.采掘工作面是事故发生的主要地点。在41起特大瓦斯事故中，发生在采煤工作面16起，占39%；发生在掘进工作面的17起占41%(采掘工作面合计33起，占事故总起数的80%)；发生在煤仓、水仓、溜煤眼及联络巷等其他地方的8起，占事故总数的20%。
三、瓦斯爆炸事故原因分析
2.通风系统不合理和局部通风机管理不善是瓦斯积聚的主要原因。
在34起瓦斯爆炸事故和1起瓦斯窒息事故中，有22起主要是由通风系统不合理，存在风流短路、多次串联和循环风，造成供风地点风量不足，引起瓦斯积聚，占事故总数的62.8%；有9起主要是由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，造成瓦斯积聚，占事故总数的26.5%。
设巷道面积8m2，正常通风时供风量为200m3/min,则工作面绝对瓦斯涌出量为1m3/min。
设距工作面10m范围内的瓦斯涌出量占总涌出量的50%，如果工作面停风，该区域达到5%的瓦斯爆炸下限，只要8分钟（8×10×5%/（1×50%）=8)
三、瓦斯爆炸事故原因分析
3.放炮和电器设备产生的火花是爆炸事故的主要火源。
在34起瓦斯爆炸事故中，有16起是由放炮产生的火花引爆的，占爆炸事故总数的47%；有15起事故是由电器设备及电源线电火花引爆的，占事故总数的44%；另外有3起是由金属或金属矿物质撞击产生火花引起的，占事故总数的9%。
三、瓦斯爆炸事故原因分析
4.低瓦斯矿井事故多发。
在34起瓦斯爆炸事故和1起瓦斯窒息事故中，有21起是由低瓦斯矿井发生的，占该类事故总数的61.8%；有12起是由高瓦斯矿井发生的，占该类事故总数的34.3%；有2起事故矿井没有瓦斯等级鉴定资料。
三、瓦斯爆炸事故原因分析
5.突出事故主要是“四位一体”综合防突措施不落实。
在4起特大煤与瓦斯突出事故中，有1起是强行打防突钻孔时发生的；有3起是由于工作面没有落实“四位一体”防突措施，现场管理混乱，导致煤与瓦斯突出事故的发生。
三、瓦斯爆炸事故原因分析
(一)瓦斯积聚
瓦斯积聚是指体积超过0.5m3的空间瓦斯浓度超过2%的现象。局部地点的瓦斯积聚是造成瓦斯爆炸的根源，具体有以下几个方面。
1.通风系统不合理、通风设施不可靠
合理的矿井通风系统要求：
每个矿井、采区和采煤工作面都必须具有完善的通风系统
合理的通风方式
可靠的通风设施
足够的风量
高效的主要通风机以及相应的通风设施
总之：通风系统的规划和设计都要以安全可靠、技术先进、经济合理三个目标进行综合优化，以提高矿井通风系统先天的抗灾能力。
矿井通风能力不够，供风距离过长、通风线路不畅通、采掘工作面过于集中、工作面瓦斯涌出量过大而又没有采取抽放措施等，都容易造成工作面风量不足。工作面风流短路、多次串联、循环风；局部通风机安装不符合要求；通风设施不可靠，风门、风障、风桥、密闭等设施不符合要求。
采掘工作面串联通风而没有监控措施，不稳定分支的风流无计划流动，角联分支受自然风压和其他风路风阻的影响风流的不稳定，都会造成瓦斯超限
防爆门 滑轮 平衡锤
井口圈
立井筒
风道
局部扇风机必须安装在全负压风流中
井下不准用一台局扇向两个掘进头或回采面供风；风筒离窝头距离不得超5米
三、瓦斯爆炸事故原因分析
2.采煤工作面上隅角
三、瓦斯爆炸事故原因分析
3.采煤机工作时切割机构附近
截槽内、截盘附近和机壳与工作面煤壁之间，瓦斯涌出量大，通风不好，容易积聚瓦斯。据英国一个综采工作面测定，截槽内瓦斯浓度有时高达75%，采煤机机械电气设备防爆性能不好，截齿与坚硬夹石(如黄铁矿)摩擦火花，是点燃瓦斯的火源。
三、瓦斯爆炸事故原因分析
4.掘进工作面
掘进工作面较易发生瓦斯爆炸的原因，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，供给局部通风机的全风压风量不足，造成局部通风机发生循环风，或局部通风机安装位置距回风口太近造成循环风，也会引起掘进面瓦斯超限。
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，则容易产生高温火源。
三、瓦斯爆炸事故原因分析
5.通风设施的非正常状态
风门的开与关，风量减少
6.恢复通风、巷道贯通
估算瓦斯量、排瓦斯方法、速度、排放时间
7.气压变化或冒顶
采空区和盲巷
8.地质构造带
瓦斯喷出、突出，防爆重点是停电、撤人
9.冒落空洞、采区煤仓
10.低瓦斯矿井爆炸事故有可能比高瓦斯矿井严重
11.管理上疏忽和人为违反安全规程，缺乏纪律和责任感。
三、瓦斯爆炸事故原因分析
(二)瓦斯爆炸的点火源
四、瓦斯爆炸事故的防治
《煤矿瓦斯治理经验五十条》2005年3月
瓦斯综合治理的基本思想是，贯彻“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理工作方针，树立“瓦斯事故是可以预防和避免的”意识，实施“可保尽保、应抽尽抽”的瓦斯综合治理战略，坚持“高投入、高素质、严管理、强技术、重责任”，变“抽放”为“抽采”，以完善通风系统为前提，以瓦斯抽采和防突为重点，以监测监控为保障，区域治理与局部治理并重，以抽定产，以风定产，地质保障，掘进先行，技术突破，装备升级，管理创新，落实责任，实现煤与瓦斯共采，建设安全、高效、环保矿区
四、瓦斯爆炸事故的防治
煤矿瓦斯治理与利用总体方案
2005年6月
一、指导思想
以“三个代表”重要思想和科学发展观为指导，坚持以人为本，关爱矿工生命，树立“瓦斯事故可以预防和避免”、“瓦斯是资源和清洁能源”的意识，贯彻“安全第一、预防为主”和瓦斯治理“先抽后采、监测监控、以风定产”的方针，完善与主体能源地位相适应的煤炭法律政策体系、煤矿安全技术标准体系，切实加强煤矿瓦斯治理与利用工作，努力建设本质安全型煤矿，确保能源供应安全和煤炭工业可持续发展。
四、瓦斯爆炸事故的防治
二、发展导向
（一）树立“瓦斯事故可以预防和避免”的意识，依靠科技进步和发展先进生产力，处理好安全与生产的矛盾；
（二）坚持采煤采气一体化、地面与井下抽采相结合，通过瓦斯治理与利用，解放生产力，保护生命，保护资源，保护环境；
（三）坚持用严格的安全准入和清理整顿标准，淘汰落后的煤矿生产力，逐步构建安全、高效、节能、环保的煤炭产业新秩序；
（四）坚持用技术和经济手段，逐步淘汰高耗能产业中技术落后的企业，逐步构建节能型社会；
四、瓦斯爆炸事故的防治
（五）坚持用资源市场化调节国家、行业、企业三者利益关系，形成煤矿良性的内生循环机制，推动煤炭产业升级；
（六）坚持“可保尽保、应抽尽抽、先抽后采、煤气共采”的瓦斯综合治理战略，“高投入、高素质、严管理、强技术、重责任”的瓦斯治理原则和“以抽定产、以风定产、工程先行、技术突破、装备升级、管理创新、全面提高”的治理思路；
（七）坚持本质安全型开采，高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井必须通过瓦斯治理，确保在安全状态下进行开采；
（八）坚持“以抽保用、以用促抽”，优先开发民用瓦斯燃气，适量改造和新建瓦斯锅炉，主导发展瓦斯发电，适当考虑瓦斯化工，逐步建立瓦斯利用工业体系。
四、瓦斯爆炸事故的防治
国务院安委会办公室关于进一步加强煤矿瓦斯治理工作的指导意见 安委办〔2008〕17号 2008年8月11日
一、指导思想和工作目标
1．指导思想。深入贯彻党的十七大精神，落实科学发展观，坚持“以人为本”和“安全发展”，以有效防范和遏制重特大瓦斯事故、大幅度降低瓦斯事故总量为目标，坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，进一步加强领导、落实责任、增加投入、依靠科技、严格监管、强化监察，着力构建“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的煤矿瓦斯综合治理工作体系，推动煤矿瓦斯治理工作再上新水平。
2．工作目标。到2010年，全国煤矿瓦斯事故死亡人数比2007年下降20%以上，重特大瓦斯事故得到有效遏制；煤层气（煤矿瓦斯）抽采总量突破100亿立方米；建成100个瓦斯治理示范矿井和100个瓦斯治理示范县，煤矿瓦斯综合治理工作体系建设取得明显成效，为实现煤矿安全生产状况明显好转、根本好转奠定基础。
四、瓦斯爆炸事故的防治
二、优化生产布局，合理组织生产，为瓦斯治理工作提供基础保障
三、建立系统合理、设施完好、风量充足、风流稳定的通风系统，确保通风可靠
四、强化多措并举、应抽尽抽、可保尽保、抽采平衡的技术措施，确保抽采达标
五、建立装备齐全、数据准确、断电可靠、处置迅速的监控系统，确保监控有效
六、构建责任明确、制度完善、执行有力、监督严格的管理机制，确保管理到位
七、全面落实煤矿瓦斯治理和利用的政策措施
八、强化对瓦斯治理工作的监督管理和监察
九、加强组织领导，扎实推进瓦斯治理工作
四、瓦斯爆炸事故的防治
河南省贯彻落实《国务院安委会关于进一步
加强煤矿瓦斯治理工作的指导意见》的实施意见
工作目标。到2010年，全省煤矿瓦斯事故死亡人数比2007年下降30%以上，有效控制重特大瓦斯事故；煤层气（煤矿瓦斯）抽采总量突破3亿m3；建成5个瓦斯治理示范县和20对瓦斯治理示范矿井，煤矿瓦斯综合治理工作体系建设取得明显成效，为实现全省煤矿安全生产状况根本好转奠定基础。
四、瓦斯爆炸事故的防治
要求矿井和采区设计前，要依据瓦斯地质资料，准确测定煤层瓦斯含量、瓦斯压力、煤层透气性系数λ、瓦斯吸附常数a、b值、瓦斯放散初速度△P、煤的坚固性系数f值等瓦斯基础参数，明确矿井瓦斯等级，分析预测矿井瓦斯灾害程度，为设计提供依据。
要求矿井通风阻力必须符合《煤矿井工开采通风技术条件》（AQ1028-2006）的规定，当矿井通风阻力达到2940Pa，必须采取调节主要通风机工况、扩巷等降阻措施；当通风阻力达到3920Pa，采取降阻措施仍达不到要求时，必须补打新风井。
四、瓦斯爆炸事故的防治
四、瓦斯爆炸事故的防治
煤矿瓦斯综合治理专家指导纲要
1.总工程师应是企业及煤矿党委委员、第一行政副职。企业及煤矿应设置专职通风副总工程师，突出矿井设置专职地质副总工程师。
2.矿井应杜绝瓦斯3%及以上超限，力争实现瓦斯零超限。发生瓦斯超限，应作为事故严肃追查处理。企业负责人应对瓦斯3%及以上超限事故单位的矿长、书记进行警示性谈话。
3.坚持瓦斯浓度按0.8%断电管理制度。采掘工作面回风流瓦斯浓度按0.8％断电管理，各矿制定瓦斯预警制度。发生瓦斯浓度达3％及以上超限事故（打钻喷孔或冲击地压造成的除外），给予事故责任单位科区队长、书记严肃处理。发生瓦斯异常涌出（打钻喷孔或冲击地压造成的除外）造成超限事故，瓦斯浓度达3％及以上且持续时间超过5分钟的，按重大非死亡事故查处。
四、瓦斯爆炸事故的防治
由瓦斯爆炸的条件可知，预防瓦斯爆炸的措施，就是防止瓦斯的积聚和杜绝或限制高温热源的出现。
(一)防止瓦斯积聚的技术措施
1.加强通风
有效地通风是防止瓦斯积聚的最基本最有效方法。瓦斯矿井必须做到通风系统合理、通风构筑物可靠、风流稳定，有足够的风量和风速，避免串联风、避免循环风。掘进面不允许扩散通风，局部通风风筒末端要靠近工作面，放炮时间内也不能中断通风，向瓦斯积聚地点加大风量和提高风速，等等。
四、瓦斯爆炸事故的防治
掘进局扇通风必须做到
(1) 双风机
(2) 双电源
(3) 自动倒台
(4) 三专(变压器、开关、线路)
(5) 风筒传感器
(6) 风----电闭锁
(7) 瓦斯----电闭锁
(8) 停风瓦斯超三分闭锁风机
四、瓦斯爆炸事故的防治
2. 及时处理局部积存的瓦斯
生产中容易积存瓦斯的地点有：采煤工作面上隅角，独头掘进工作面的巷道隅角，顶板冒落的空洞内，低风速巷道的顶板附近，停风的盲巷中，综放工作面放煤口及采空区边界处，以及采掘机械切割部分周围，等等。及时处理局部积存的瓦斯，是矿井日常瓦斯管理的重要内容，也是预防瓦斯爆炸事故，搞好安全生产的关键工作。
四、瓦斯爆炸事故的防治
1)采煤工作面上隅角瓦斯积聚的处理
①迫使一部分风流流经上隅角 (多用于瓦斯涌出量不大，2~3m3/min)
四、瓦斯爆炸事故的防治
②全负压引排法(无自然危险、两区段间无煤柱)
四、瓦斯爆炸事故的防治
③排放抽放
四、瓦斯爆炸事故的防治
④GSF型高压水射流风机
四、瓦斯爆炸事故的防治
⑤优先采用Y型、E型、U+L型或W型通风系统
四、瓦斯爆炸事故的防治
⑥脉动通风技术的应用
脉动通风技术就是利用风流的紊流扩散系数与风流脉动特性相关的理论，研制的一套技术可靠、经济合理且实用的脉冲风机。在正常通风风流中叠加脉动风流，从而增加风流的紊流扩散系数、提高风流驱散局部积聚瓦斯的能力，从根本上解决回采工作面上隅角瓦斯积聚问题。
脉动风流的产生是因为风机体旋转。在风机体周围获得脉动风流。
四、瓦斯爆炸事故的防治
四、瓦斯爆炸事故的防治
⑦GDS-1型瓦斯自动引排系统
技术原理：当用无火花风机排放上隅角积聚瓦斯时，需对风筒内瓦斯浓度进行实时监测，自动控制调节“掺新”风量，在保证安全的前提下，实现最大的排放功率。
四、瓦斯爆炸事故的防治
⑧小型液压风扇处理上隅角瓦斯
四、瓦斯爆炸事故的防治
2）盲巷瓦斯排放
瓦斯排放是指独头巷道停风后恢复通风或封闭巷道启封时排出巷道内的瓦斯。
有密闭墙的瓦斯排放（必须有救护队）
只有隔离栅栏独头巷道的瓦斯排放（通风队）
四、瓦斯爆炸事故的防治
①制定排放瓦斯的措施；
包括：明确恢复通风的巷道或区域；瓦斯积聚原因的叙述；瓦斯量的估算；排放的方法、路线图和排放影响的停电区域；瓦斯检测的地点和方法；防止无关人员进入排放区域的站岗人员及地点；主要仪器设备调配；排放工作步骤及排放的组织、指挥和各方面的责任人。关键岗位和负责人必须明确到人。
②排放瓦斯工作的三原则（三个必须）。
必须停电，必须撤人，必须限量。
四、瓦斯爆炸事故的防治
③排放方法
A.分段排放法
卸流排放法（三通）
扎风筒限流排放法
挡风机限流排放法
四、瓦斯爆炸事故的防治
B.GDS-1型瓦斯自动引排系统
四、瓦斯爆炸事故的防治
3)综采工作面瓦斯积聚的处理
综采工作面由于产量高，进度快，不但瓦斯涌出量大，而且容易发生回风流中瓦斯超限和机组附近瓦斯积聚。处理高瓦斯矿井综采工作面的瓦斯涌出和积聚，已成为提高工作面产量的重要任务之一。目前采用的措施有：
①加大工作面风量
有的工作面风量达1500~2000m3/min ,这就要求扩大断面与控顶宽度，改变工作面通风系统，增加风量。
四、瓦斯爆炸事故的防治
②防止采煤机附近的瓦斯积聚
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积聚更容易。
四、瓦斯爆炸事故的防治
③综放面沿顶瓦斯排放巷
排放了采空区高浓度瓦斯，改变了漏风方向和瓦斯流动方向，但注意控制排放巷的排风量，杜绝一切火源。
四、瓦斯爆炸事故的防治
4)掘进工作面瓦斯积聚的处理
巷道顶部冒落空洞和裂隙发育瓦斯涌出较大地点的处理：
充填法
引风法
风筒分支排放法
黄泥抹缝法
四、瓦斯爆炸事故的防治
顶板附近瓦斯层状积聚的处理：
如果瓦斯涌出量较大，风速较低(小于0.5m／s)，在巷道顶板附近就容易形成瓦斯层状积聚。层厚由几厘米到几十厘米，层长由几米到几十米。层内的瓦斯浓度由下向上逐渐增大。
据统计英国和德国瓦斯燃烧事故的2／3发生在顶板瓦斯层状积聚的地点。预防和处理瓦斯层状积聚的方法有：
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。
四、瓦斯爆炸事故的防治
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。
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。
四、瓦斯爆炸事故的防治
(二)防止瓦斯点燃的技术措施
防止出现引爆火源的原则是，禁止一切非生产火源;对生产中可能产生的火源要严格管理和控制：
1.防止出现明火
按照《规程》规定，禁止在井口房、主要通风机房和瓦斯泵站周围20m内使用明火、吸烟；严禁携带烟草及点火器具入井；井下禁止使用电炉；需要在井下施焊时，要遵守《规程》规定，严格审批手续;防止煤炭自燃；加强火区管理防止复燃等。
四、瓦斯爆炸事故的防治
2.防止出现电火花
瓦斯矿井必须采用安全型、防爆型和安全火花型的电器设备；井口和井下电器设备必须设有防雷电和防短路保护装置；所有电缆接头不准有“鸡爪子”、“羊尾巴”和明接头；不准带电作业；严禁在井下拆开、敲打、撞击矿灯的灯头和灯盖等。
四、瓦斯爆炸事故的防治
3.防止出现炮火
不准使用变质或不合格的炸药，有瓦斯和煤尘爆炸危险的矿井必须使用与该矿井瓦斯等级相适应的安全炸药；禁止放明炮、糊炮；禁止使用明接头或裸露的放炮母线，雷管脚线、母线与放炮器的联结要牢固；要使用水炮泥，炮眼封泥要装满填实；打眼、装药、放炮部必须符合《规程》要求。
四、瓦斯爆炸事故的防治
4.防止出现其他火源
在移动机械设备过程中要轻搬轻运，防止摩擦、撞击出现火花；割煤机必须设内外喷雾装置，割煤过程中要喷雾晒水，防止截齿与夹石产生摩擦火花；采取针对性安全措施，防止金属、岩石等坚硬物体从高处落下，以防产生撞击火花等。
四、瓦斯爆炸事故的防治
(三)防治瓦斯爆炸事故扩大的措施
万一发生爆炸，应使灾害波及范围局限在尽可能小的区域内，以减少损失，为此应该：
1.编制周密的预防和处理瓦斯爆炸事故计划,并对有关人员贯彻这个计划。
2.实行分区通风。各水平、各采区都必须布置单独的回风道,采掘工作面都应采用独立通风。这样一条通风系统的破坏将不致影响其他区域。
四、瓦斯爆炸事故的防治
3.通风系统力求简单。应保证当发生瓦斯爆炸时入风流与回风流不会发生短路。
4.装有主要通风机的出风井口，应安装防爆门或防爆井盖，防止爆炸波冲毁通风机， 影响救灾与恢复通风。
5.具体的隔爆措施
自动喷雾
被动式隔爆棚
自动式隔爆棚
五、瓦斯爆炸事故实例分析
(一)郑州煤业集团大平煤矿“10.20”特大型煤与瓦斯突出引发特别重大瓦斯爆炸事故
2004年10月20日22时40分 ，河南省郑州煤炭工业集团有限责任公司(简称郑煤集团公司)大平煤矿发生一起特大型煤与瓦斯突出引发的特别重大瓦斯爆炸事故，造成148人死亡，32人受伤（其中重伤5人），直接经济损失3935.7万元。
五、瓦斯爆炸事故实例分析
煤与瓦斯突出事故简况
2004年10月20日22时09分，21轨道下山岩石掘进工作面发生特大型延期性煤与瓦斯突出。经过初步的调查分析，这是一起特大型煤与瓦斯突出而引发的瓦斯爆炸。该矿局部通风设施管理混乱、应急处置不力、安全管理存在漏洞，是导致事故灾害扩大的重要原因。
五、瓦斯爆炸事故实例分析
突出地点:
21轨道下山岩石掘进工作面（标高-282m、距地表垂深612m）
突出时间:
2004年10月20日22时9分
突出类型:
特大型煤与瓦斯突出
突出强度:
突出煤岩量为1894 t，瓦斯量约25万m3
m
五、瓦斯爆炸事故实例分析
煤与瓦斯突出的原因：
突出地点垂深达到了612m；
地层垂直应力达到15MPa左右；
煤层的瓦斯压力在2MPa以上；>0.74
瓦斯放散初速度△P达31；>10
煤质松软，f仅0.12；<0.5
煤的破坏类型为IV、V类煤。Ⅲ IV、V类煤
五、瓦斯爆炸事故实例分析
21轨道下山岩石掘进工作面地处矿井深部,放炮揭穿地质构造复杂的逆断层，
该矿为高瓦斯矿井，对矿井开采深度增加可能带来的瓦斯等级升高没有引起足够重视。
瓦斯地质预报工作不到位，没有及时预测到21岩石下山掘进工作面遇到的逆断层
五、瓦斯爆炸事故实例分析
瓦斯爆炸事故简况：
2004年10月20日22时40分，
在西大巷与11轨道石门交汇点附近的西大巷内，架线电机车取电弓与架线的电火花引发瓦斯爆炸。
瓦斯爆炸波及范围:
矿井西翼进风系统，13、15、11、21四个采区和矿井西翼回风系统。
五、瓦斯爆炸事故实例分析
瓦斯爆炸的原因：
一是局部通风设施管理混乱，加大了煤与瓦斯突出后的瓦斯逆流，高浓度瓦斯进入西大巷新鲜风流，达到爆炸界限，遇到架线式电机车产生的火花，发生瓦斯爆炸。
二是据瓦斯监控系统测定的数据，煤与瓦斯突出距瓦斯爆炸有３０分钟的间隔，这个期间的应急处置措施不力，对瓦斯波及区域实施停电措施 。
五、瓦斯爆炸事故实例分析
三是该矿在安全管理上存在漏洞。 技术管理、安全责任不落实，重生产轻安全。
五、瓦斯爆炸事故实例分析
(二)贵州水城木冲沟矿瓦斯爆炸事故
2000年9月27日20时38分，贵州省水城矿务局木冲沟煤矿四采区41114机巷发生瓦斯爆炸事故。事故波及除+1800水平大巷以外的所有井下地点。井下作业的244名矿工中，162遇难，55人重伤，摧毁巷道3250米。直接经济损失1227.22万元。
五、瓦斯爆炸事故实例分析
事故原因
据现场勘查和分析，这起瓦斯、煤尘爆炸事故的直接原因是：41116轨巷掘进工作面因停电造成瓦斯积聚，在排放瓦斯过程中，41114机巷的4台局部通风机同时运行，且41116轨巷因积水回风不畅，造成41114机巷局部通风机以里部分巷道内风流不稳定，产生循环风，致使在41114机巷中第4联络巷附近巷道内的瓦斯浓度达到爆炸界限。现场人员违章拆卸矿灯引起火花，造成瓦斯爆炸，煤尘参与爆炸。
五、瓦斯爆炸事故实例分析
1.瓦斯积聚，平均浓度76%；
2.风流短路；
3.违章作业，未佩戴呼吸器，“一风吹”排瓦斯，产生循环风，拆矿灯；
4.未抽放瓦斯；
5.排瓦斯审批制度不严；
6.采区采掘布置不合理，三个工作面全部布置在西区，掘进头大部分也在西区。
五、瓦斯爆炸事故实例分析
事故处理
受国务院委托，国家煤矿安全监察局在发给贵州省政府的《关于贵州省水城矿务局木冲沟矿“9．27”特大瓦斯煤尘爆炸事故的处理决定》中，对21名事故责任者作出如下处理：
王先杰，矿通风工区技术员，鉴于其在事故中死亡，不再追究责任。
冯平，矿主管通风副总工程师；徐世松，矿主管机电管理副矿长；卢栋梁，矿长，给予行政开除处分，移交司法机关依法追究刑事责任，并建议给予开除党籍处分。
徐德胜，机电工区区长，给予行政降级处分，建议给予党内严重警告处分。
董启堂，通风工区党支部书记，建议给予党内严重警告处分。
卢晓勇，通风工区区长；喻祥，矿调度室副主任；王海燕，驻矿安全监察站站长；金世成，副矿长，给予行政撤职处分，建议给予留党察看一年处分。
王崇飞，矿总工程师，给予行政撤职处分，建议给予党内严重警告处分。
李学敏，矿党委书记，建议给予撤销党内职务处分。
邓联枝，局通风处处长：张圣泽，局机电处长；龙世昌，局安监局局长；常华秋，局总工程师；张仕和，主管生产副局长，给予行政记大过处分，建议给予党内严重警告处分。
魏永柱，局党委书记，建议给予党内严重警告处分。
赵安国，局长，给予行政撤职处分，建议给予撤销党内职务处分。
何刚，省煤炭局副局长；张显荣，省煤炭局局长，给予行政降级处分，建议给予党内严重警告处分。
责成贵州省主管副省长刘长贵向国务院做出深刻检查。
（三）2009年2月22日2时20分，山西焦煤集团西山煤电公司屯兰矿井下发生特别重大瓦斯爆炸事故，造成78人死亡，114人受伤(其中重伤5人) 。
事故发生在南四盘区12403综采工作面1#联络巷，该工作面煤层厚度4.26米。
采用综合机械化采煤方法，一次采全高，工作面长181米，走向长2001米，已回采1330米，巷道为锚网支护。
工作面绝对瓦斯涌出量37.77 m3/min ，相对瓦斯涌出量10.15 m3/t。
该工作面采用“二进一回”（皮带巷、轨道巷进风，尾巷回风）的通风方式，轨道进风巷与回风巷之间设有多个联络巷。
1号联络巷安装有两部2×30kw局部通风机和4台风机开关, 在靠尾巷侧约6m处设有一料石密闭墙，密闭墙上设有一个调节风窗。（开4指宽 ）
通过上面分析可以看出：事故矿并没有把瓦斯治理十六字体系落到实处。
（1）“通风可靠”不落实：1#联络巷微风、无风，造成瓦斯积聚等。
（2）“抽采达标”不落实：12403工作面回风巷瓦斯浓度长期超过1.5%，大于1.0%的要求等。
（3）“监控有效”不落实：①1#联络巷设置有电气开关等，但没有设置甲烷传感器；
②将12403工作面回风巷瓦斯报警和断电浓度调高至2.5%等。
（4）“管理到位”不落实：电气开关失爆等
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