
煤礦瓦斯爆炸的風險安全評價
煤炭是我國第一大能源,占一次性能源的70%左右。由于我國煤炭分布范圍廣泛,埋藏地質條件復雜,煤炭生產一直受到各種災害,如瓦斯、火災、水災、煤塵及冒頂等的威脅,其中尤以瓦斯爆炸事故后果最為嚴重。據不完全統計,我國采礦企業每年因傷亡事故所造成的直接經濟損失高達20億元人民幣。如果能在事前對瓦斯爆炸的風險性進行正確安全評價,將對瓦斯爆炸預防和安全生產具有重要的現實意義。
目前煤礦風險安全評價方法存在相當大的經驗成分,很少對危險源評價進行系統的研究。本文從系統論的觀點建立了一個風險評價模型,來分析評價煤礦瓦斯爆炸重大危險源以及瓦斯爆炸的發生概率。
煤(mei)礦(kuang)瓦(wa)斯爆炸的特征及危害
瓦斯爆炸的形成條件
煤(mei)礦(kuang)(kuang)瓦(wa)斯爆炸的(de)重大危(wei)險源(yuan)主要(yao)是甲(jia)(jia)烷,瓦(wa)斯爆炸的(de)必要(yao)條件有(you)(you):①甲(jia)(jia)烷積聚超限且濃(nong)(nong)度達到(dao)(dao)5%一15%;②空氣(qi)中氧含量大于12%;③引(yin)燃(ran)引(yin)爆熱源(yuan)必須大于甲(jia)(jia)烷最(zui)小點燃(ran)溫度650-750℃。在一般的(de)礦(kuang)(kuang)井(jing)條件下,氧濃(nong)(nong)度是滿足的(de),只(zhi)要(yao)積聚的(de)瓦(wa)斯達到(dao)(dao)爆炸濃(nong)(nong)度范圍,同(tong)時具有(you)(you)引(yin)燃(ran)熱源(yuan),就有(you)(you)發(fa)生(sheng)瓦(wa)斯爆炸事故的(de)可能。
煤礦井下(xia)瓦(wa)斯在不同(tong)濃度(du)下(xia)危險程(cheng)度(du)是不同(tong)的,根據(ju)2005年3月國家煤礦安全監(jian)察局頒布的《煤礦瓦(wa)斯治理經(jing)驗五十條(tiao)》,現將瓦(wa)斯積聚(ju)嚴重程(cheng)度(du)分(fen)為以(yi)下(xia)4種(zhong)狀態,并予以(yi)處理。
瓦斯爆炸的危(wei)害(hai)
礦井瓦斯爆炸是受限(xian)空(kong)間(jian)的爆炸,它的傳播和(he)影響范(fan)圍特別大(da)(da),往往造成重(zhong)大(da)(da)的人員傷(shang)亡和(he)巨大(da)(da)的財產損失。分析其危害主要為:高溫、沖(chong)擊(ji)波和(he)有害氣體。
高(gao)溫。瓦斯爆炸會產生高(gao)溫的(de)焰(yan)(yan)面(mian)。焰(yan)(yan)面(mian)是巷道中運動著的(de)化學反(fan)應區和高(gao)溫氣體,其(qi)速(su)(su)度(du)大、溫度(du)高(gao)。正常的(de)燃燒(shao)速(su)(su)度(du)為1-2.5 m/s,爆轟時傳播速(su)(su)度(du)可達(da)2 500 m /s。焰(yan)(yan)面(mian)溫度(du)高(gao)達(da)2 150-2 650℃。焰(yan)(yan)面(mian)經過之處,人(ren)被燒(shao)傷或(huo)大面(mian)積燒(shao)傷,可燃物被點燃而發生火災。
沖(chong)(chong)擊(ji)(ji)波(bo)(bo)。瓦(wa)斯爆炸會產生(sheng)很強的沖(chong)(chong)擊(ji)(ji)波(bo)(bo),沖(chong)(chong)擊(ji)(ji)波(bo)(bo)鋒面壓(ya)力可(ke)由幾個大(da)氣(qi)(qi)壓(ya)到20個大(da)氣(qi)(qi)壓(ya),前向(xiang)沖(chong)(chong)擊(ji)(ji)波(bo)(bo)疊加和反(fan)射(she)時(shi)可(ke)達100個大(da)氣(qi)(qi)壓(ya)。其傳播(bo)速度總是大(da)于聲速,所到之處(chu)會造成人員傷亡、設備和通風設施(shi)損壞、巷道跨塌。
有(you)害氣(qi)體(ti)。瓦斯爆(bao)炸后(hou)(hou)生成(cheng)大量(liang)的(de)有(you)害氣(qi)體(ti),某些(xie)煤礦分析(xi)爆(bao)炸后(hou)(hou)的(de)氣(qi)體(ti)成(cheng)分為:O2濃(nong)度(du)6%-10%; N2濃(nong)度(du)82%-88%;CO2濃(nong)度(du)4%-8%; CO濃(nong)度(du)2%-4%。如果(guo)有(you)煤塵參(can)與爆(bao)炸,CO的(de)生成(cheng)量(liang)更大,往往成(cheng)為人員大量(liang)傷亡的(de)主要(yao)原因。
