瓦斯事故是指由于瓦斯的存在并失控而导致的事故。包括瓦斯爆炸事故、煤与瓦斯突出事故、瓦斯燃烧事故、窒息事故等。
一、 矿井瓦斯
1.矿井瓦斯的性质
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。甲烷是无色、无味、无臭的气体;不易溶于水;相对空气密度为0.554,比空气轻;它有很强的扩散性、渗透性;甲烷本身无毒,但不能供人呼吸;甲烷不助燃,但具有燃烧和爆炸性。
瓦斯在煤层及围岩中的赋存状态有以下2种:
(1) 游离状态 (2) 吸附状态
2.矿井瓦斯的危害
矿井瓦斯的危害主要有以下3个方面:
(1) 遇火燃烧或爆炸(2) 瓦斯人窒息。(3)煤与瓦斯突出。
3.矿井瓦斯等级的划分
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,划分为瓦斯矿井、高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井。
二、 矿井瓦斯爆炸及其防治
(一) 瓦斯爆炸的条件
瓦斯爆炸必须同时具备3个条件,即:一定浓度的瓦斯5%~16%;一定温度的引燃火源,瓦斯在空气中的引爆温度为650~750 ℃;足够的氧气含量,氧含量达到12%。三者缺一不可。
(二) 瓦斯爆炸事故的预防
1.防止瓦斯积聚
(1) 加强通风(2)先抽后采(3) 及时处理积聚的瓦斯(4) 加强检查和监测瓦斯
2.防止出现引爆火源
引爆瓦斯的火源主要有明火、爆破火焰、电火花及摩擦火花4种。
3.防止瓦斯爆炸灾害扩大
(1) 实行分区通风(2) 安设隔爆设施(3) 建立矿井紧急避险系统、压风自救系统(4) 组织编制灾害预防和处理计划以及事故应急预案,并组织演练,提高逃生能力。
三、 煤(岩)与瓦斯突出事故及其防治
煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出是指在地应力和瓦斯(二氧化碳)气体压力的共同作用下,破碎的煤(岩)和瓦斯(二氧化碳)瞬间由煤体(岩体)内突然喷出到采掘空间的现象。
1.煤与瓦斯突出的预兆
(1) 有声预兆。煤层在变形过程中发出劈裂声、爆竹声、闷雷声,间隔时间不一,在突出瞬间常伴有巨雷般的响声;支架受力发出“嘎嘎”声音甚至折裂声音。
(2) 无声预兆。其主要表现是:① 煤层结构变化,层理紊乱,煤层由硬变软,由薄变厚,倾角由小变大,煤由湿变干,暗淡无光泽,煤层顶底板出现断裂,煤岩严重破坏等。② 瓦斯涌出异常(忽大忽小)、煤尘增大、气温异常、气味异常,打钻喷瓦斯、喷煤粉并伴有哨声、蜂鸣声等。③ 地压显现、岩煤开裂掉渣、底鼓、岩煤自行剥落、煤壁颤动、钻孔变形等。
2.煤与瓦斯突出的预防措施
突出矿井应当根据实际状况和条件,制定区域综合防突措施和局部综合防突措施。
区域防突措施是指在突出煤层进行采掘前,对突出煤层较大范围采取的防突措施。区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯2类。开采保护层分为开采上保护层和下保护层2种方式。预抽煤层瓦斯可采用的方式有地面预抽煤层瓦斯、井下穿层钻孔预抽煤层瓦斯和顺层钻孔预抽煤层瓦斯等。
局部综合防突措施包括预震动爆破、水力冲孔、金属骨架、煤体固化、注水湿润煤体或其他经试验证实有效的防突措施。