煤矿爆炸通常是因为什么? 引起煤矿爆炸的气体主要是?

作者&投稿:潜宏 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
(1)瓦斯浓度

  瓦斯爆炸有一定的浓度范围,我们把在空气中瓦斯遇火后能引起爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限为5%~16%

  当瓦斯浓度低于5%时,遇火不爆炸,但能在火焰外围形成燃烧层,当瓦斯浓度为9.5%时,其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反应);瓦斯浓度在16%以上时,失去其爆炸性,但在空气中遇火仍会燃烧。

  瓦斯爆炸界限并不是固定不变的,它还受温度、压力以及煤尘、其它可燃性气体、惰性气体的混入等因素的影响。

(2)引火温度   

  瓦斯的引火温度,即点燃瓦斯的最低温度。一般认为,瓦斯的引火温度为650℃~750℃。但因受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素影响而变化。当瓦斯含量在7%一8%时,最易引燃;当混合气体的压力增高时,引燃温度即降低;在引火温度相同时,火源面积越大、点火时间越长,越易引燃瓦斯。

  高温火源的存在,是引起瓦斯爆炸的必要条件之一。井下抽烟、电气火花、违章放炮、煤炭自燃、明火作业等都易引起瓦斯爆炸。所以,在有瓦斯的矿井中作业,必须严格遵照《煤矿安全规程》的有关规定。

  (3)氧的浓度

  实践证明,空气中的氧气浓度降低时,瓦斯爆炸界限随之缩小,当氧气浓度减少到12%以下时,瓦斯混合气体即失去爆炸性。这一性质对井下密闭的火区有很大影响,在密闭的火区内往往积存大量瓦斯,且有火源存在,但因氧的浓度低,并不会发生爆炸。如果有新鲜空气进入,氧气浓度达到12%以上,就可能发生爆炸。因此,对火区应严加管理,在启封火区时更应格外慎重,必须在火熄灭后才能启封。

瓦斯爆炸产生的高温高压,促使爆源附近的气体以极大的速度向外冲击,造成人员伤亡,破坏巷道和器材设施,扬起大量煤尘并使之参与爆炸,产生更大的破坏力。另外,爆炸后生成大量的有害气体,造成人员中毒死亡。
然而更厉害的是煤尘爆炸
1.煤尘爆炸的机理

煤尘爆炸是在高温或一定点火能的热源作用下,空乞中氧气与煤尘急剧氧气的反应过程,是一种非常复杂的链式反应,一般认为其爆炸机理及过程如下:

(1)煤本身是可燃物质,当它以粉末状态存在时,总表面积显著增加,吸氧和被氧人化的能力大大增可,一旦遇见火源,氧化过程迅速展开;

(2)当温度达到300~400℃时,煤的干馏现象急剧增强,放出大量的可燃性气体,主要成分为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氢和1%左右的其他碳氢化合物;

(3)形成的可燃气体与空气混合的高温作用下吸收能量,在尘粒周围形成气体外壳,即活化中心,当活化中心的能量达到一定程度后,链反应过程开始,游离基迅速增加,发生了尘粒的闪燃;

(4)闪燃所形成的热量的传递给周围的尘粒,并使之参与链反应,导致燃过程急剧地循环进生,当燃烧不断加剧使火焰速度达到每秒数百米后,煤尘的燃烧便在一定临界条件下跳跃式地转变为爆炸。

2.煤尘爆炸的特征

(1)形成高温、高压、冲击波 煤尘爆炸火焰温度为1600~1900℃,爆源的温度达到2000℃以上,这是煤尘爆炸得以自动传播的条件之一。

在矿井条件下煤尘爆炸的平均理论压力为736KPa,但爆炸压力随着离开爆源距离的延长而跳跃式增大。爆炸过程中如遇障碍物,压力将进一步增加,尤其是连续爆炸时,后一欠爆炸的理论压力将是前一次的5~7倍。煤尘爆炸产生的火焰速度可达1120m/s,冲击波速度为2340m/s。

(2)煤尘爆炸具有连续性 由于煤尘爆炸具有很高的冲击波速,能将巷道中落尘扬起,甚至使煤体破碎形成新的煤尘,导致新的爆炸,有时可如此反复多次,形成连续爆炸,这是煤尘爆炸的重要特征。

(3)煤尘爆炸的感应期 煤尘爆炸也有一个感应期,即煤尘受热分解产生足够数量的可燃气体形成爆炸所需的时间。根据试验,煤尘爆炸的感应期主要决定于煤的挥发分含量,一般为40%~280ms,挥发分越高,感应期越短。

(4)挥发分减少或形成“粘焦”煤尘爆炸时,参与反应的挥发分约占煤尘挥分含量的40%~70%,致使煤尘挥发分减少,根据这一特征,可以判断煤尘是否参与了井下的爆炸。对于气煤、肥煤、焦煤等粘结性煤的煤尘,一旦发生爆炸,一部分煤尘会被焦化,粘结在一起,沉积于支架的巷道壁上,形成煤尘爆炸所特有的产物——焦炭皮渣或粘块,统称“粘焦”“粘焦”也是判断井下发生爆炸事故时是否有煤尘参与的重要标志。

(5)产生大量的CO 煤尘爆炸时产生的CO,在灾区气体中浓度可达2%~3%,甚至高达到8%左右,爆炸事故中受害者的大多数(70%~80%)是由于CO中毒造成的。

二、煤尘爆炸的条件

煤尘爆炸必须同时具备三个条件,煤尘本身具有爆炸性;煤尘必须悬浮于空气中,并达到一下的浓度;存在能引燃煤法爆炸的高温热源。

1.煤尘的爆炸性

煤尘具有爆炸性是煤尘爆炸的必要条件。煤尘爆炸的危险性必须经过试验确定。

2.悬浮煤尘的浓度

井下空气中只有悬浮的煤尘达到一定浓度时,才可能引起爆炸,单位体积中能够发生煤尘爆炸的最低或最高煤尘量称为下限和上限浓度。低于下限浓度或高于上限浓度的煤尘都不会发生爆炸。煤尘爆炸的浓度范围与煤的成分、粒度、引火源的种类和温度及度试验条件等有关。一般说来,煤尘爆炸的下限浓度为30~50g/m3,上限浓度为1000~2000g/m3。其中爆炸力最强的浓度范围为300~500g/m3。

一般情况下,浮游煤尘达到爆炸下限浓度的情况是不常有的,但是爆破、爆炸和其他震动冲击都能使大量落尘飞扬,在短时间内使浮尘量增加,达到爆炸浓度。因此,确定煤尘爆炸浓度时,必须考虑落尘这一因素。

3.引燃煤尘爆炸的高温热源

煤尘的引燃温度变化范围较大,它随着煤尘性持、浓度及试验条件的不同而变化。我国煤尘爆炸的引燃温度在610~1050℃之间,一般为700~800℃。煤尘爆炸的最小点火能为4.5~40mJ。这样的温度条件,几乎一切火源均可达到,如爆破火焰、电气火花、机械摩擦火花、瓦斯燃烧或爆炸、井下火灾等。根据20世纪80年代的统计资料,由于放炮和机电火花引起的煤尘爆炸事故分别占总数的45%和35%。

三、影响煤尘爆炸的因素

1.煤的挥发分

煤尘爆炸的主要是在尘粒分解的可燃气体(挥发分)中进行的,因此煤的挥发分数量的和质量是影响尘爆炸的最重要因素。一般说来,煤尘的可燃挥发分含量越高,爆炸性越强,即煤化作用程度低的煤,其煤尘爆炸性强,随煤化作用程度的增高而爆炸性减弱。

2.煤的灰分和水分

煤内有灰分是不燃性物质,能吸收能量,阻挡热辐射,破坏链反应,降低煤尘的爆炸性。煤的灰分对爆炸性的影响还与挥分含量的多少有关,挥发分小于15%的煤尘,灰分的影响比较显著,大于15%时,天然灰分对为尘的爆炸几乎没有影响。水分能降低煤尘的爆炸性,因为水的吸热能力大,能促使细微尘粒聚结为较大的颗粒,减少尘粒的总表面积,同时还能降低落尘的飞扬能力。煤的天然灰分和水分都很低,降低煤尘爆炸性的作用不显著,只有人为地掺入灰分(撒岩粉)或水分(洒水)才能防止煤尘的爆炸。

3.煤尘粒度

粒度对爆炸性的影响极大。粒径1mm以下我煤尘粒子都可能参与爆炸,而且爆炸的危险性随粒度的减小而迅速增加,75μm以下的煤尘特别是30~75μm的煤尘爆炸性最强,因为单位质量煤尘位质量煤尘的粒度越小,总表面积及表面能越大,粒径小于10μm后,煤尘爆炸性增强的趋势变得平缓。煤尘粒度对爆炸压力也有明显的影响。煤炭科学研究院重庆分院的试验。结果表明:在同一煤种不同粒度条件下,爆炸压力随粒度的减小而增高,爆炸范围也随之扩大,即爆炸性增强,粒度不同的煤尘引燃温度煤尘燃温度也不相同。煤尘粒度越小,所需引燃温度越低,且火焰传播速度也越快。

4.空气中的瓦斯浓度

瓦斯参与使煤尘爆炸下限降低。

随着瓦斯浓度的增高,煤尘爆炸浓度下限急剧下降,这一点在有瓦斯煤尘爆炸危险的矿井应引起高度重视。一方面,煤尘爆炸往往是由瓦斯爆炸引起的;另一方面,有煤尘参与时,小规模的瓦斯爆炸可能演变为大规模的爆尘瓦斯爆炸事故,造成严重的后果。

5.空气中氧的含量

空气中氧的含量高时,点燃煤尘的温度可以降低;氧的含量低时,点燃煤尘云困难,当氧含量低于17%时,煤尘就不再爆炸。煤尘的爆炸压力也随空气中含氧的多少而不同。含氧高,爆炸压力高;含氧低,爆炸压力低。

6.引爆热源

点燃煤尘云造成煤尘爆炸,就必须有一个达到或超过最低点燃温度和能量的引爆热源。引爆热源的温度越高,能量越大,越容易点燃尘云。而且爆尘初爆的强度也越大;反之温度越低,能量越小,越难以点燃煤尘云,且即使引起爆炸,初始爆炸的强度也越小。

爆炸的原因:采煤层面瓦斯浓度过高,达到爆炸极限,若有引爆条件时(如铁锹碰撞石炭产生火花,电器开关电弧等)即可产生瓦斯爆炸,采煤层若通风不畅,安全监测不到位也可引起瓦斯积累,也是非常危险的。其次采煤层要做好粉尘控制,当空气中粉尘达到一定比例时有外在引爆条件时,也可发生煤粉瞬间燃烧爆炸。

爆炸的原因:采煤层面瓦斯浓度过高,达到爆炸极限,若有引爆条件时(如铁锹碰撞石炭产生火花,电器开关电弧等)即可产生瓦斯爆炸,采煤层若通风不畅,安全监测不到位也可引起瓦斯积累,也是非常危险的。其次采煤层要做好粉尘控制,当空气中粉尘达到一定比例时有外在引爆条件时,也可发生煤粉瞬间燃烧爆炸。

通常是因为瓦斯爆炸,也就是甲烷爆炸引起的,也有粉尘爆炸,比较少。

瓦斯或粉尘

煤矿井下的瓦斯爆炸是由什么引起的?~

瓦斯爆炸 的三个同时存在基本条件:
1、一定的瓦斯浓度。瓦斯浓度在5%-16%之间。
2、一定的引火温度。点燃瓦斯的最低温度在650-750℃之间,且存在时间必须大于瓦斯爆炸的感应期。
3、充足的氧气含量。氧气浓度不得低于12%。
矿井瓦斯爆炸是一种热---链式反应(也叫链锁反应)。当爆炸混合物吸收一定能量(通常是引火源给予的热能)后,反应分子的链即行断裂,离解成两个或两个以上的游离基(也叫自由基)。这类游离基具有很大的化学活性,成为反应连续进行的活化中心。

瓦斯的主要成份是甲烷,属易燃易爆气体,由于瓦斯的爆炸极限小于10%,所以属甲类化学危险品。

煤矿为什么会爆炸?
答:瓦斯甲烷,矿内的甲烷达到一定浓度时,只要有火花就会产生爆炸!在洞内有同动机,等一些电器,这些电器在运行中可能因某些原因而产生电火花,这样就会把甲烷引爆!

什么情况下发生矿井瓦斯爆炸?采取哪些安全措施?
答:1) 采取瓦斯排放措施,防止封闭区瓦斯聚集。一般高瓦斯矿工作面都有瓦斯抽放系统,工作面因火被迫封闭后,应继续对工作面进行瓦斯抽放,直至确认封闭区不再有爆炸危险性。以防封后瓦斯浓度聚集而发生爆炸。2) 采取从地面注惰气、注氮等方法降低封闭区氧浓度。封闭时,发火区温度、CO浓度都很高,所以不...

经常引起煤矿爆炸事故的瓦斯的主要成分是什么?
答:瓦斯的主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水汽,以及微量的惰性气体,如氦和氩等。瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期,纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。在高温、高压的环境中,在成煤的同时,由于物理和化学作用,继续生成瓦斯...

已有十二名矿工被发现,栖霞金矿这次发生意外的原因是什么?
答:从相关信息来看,大家仅知道栖霞金矿事故是由爆炸造成的,至于是井下存贮的火药爆炸还是其他物品发生爆炸,这个事故究竟是天灾还是人祸?这些都还不清楚,还要等事故调查组的最后结论,对此我们不能妄加猜测。一、矿难由爆料引起:1月10日14时,栖霞笏山金矿井下“一中段”(离井口240米)发生爆炸...

煤矿井下的瓦斯爆炸是由什么引起的?
答:1、一定的瓦斯浓度。瓦斯浓度在5%-16%之间。2、一定的引火温度。点燃瓦斯的最低温度在650-750℃之间,且存在时间必须大于瓦斯爆炸的感应期。3、充足的氧气含量。氧气浓度不得低于12%。矿井瓦斯爆炸是一种热---链式反应(也叫链锁反应)。当爆炸混合物吸收一定能量(通常是引火源给予的热能)后,反应...

山西煤矿爆炸事故 瓦斯爆炸是什么原因引起的
答:3. 瓦斯爆炸的威力巨大,矿工的工作危险性极高。人们对瓦斯爆炸的原因感到好奇,寻找事故的导火索。4. 瓦斯爆炸的原因可能包括:设备不足、管理不严、监控系统故障;员工安全意识薄弱,如违章操作;瓦斯积聚,由于矿井通风不良;以及存在引爆火源的物品。5. 相关部门正在调查事故的具体原因,以期采取措施防止...

山东烟台栖霞市一在建金矿发生爆炸,官方对此有何说明?
答:二.施工作业中产生的火花。矿工在地下施工时,通常会使用镐或铁锹等工具,在作业过程中,肯定会出现火花,当空气中的沼气浓度达到限值时,火花就会引爆沼气产生爆炸。三.有足够的氧气。当然引起爆炸与矿井下的氧气浓度也有关系,但一般情况下矿井的氧气是达标的,不然矿工也无法在井下作业。当这几个要点...

矿为什麽会爆炸???
答:你是说煤矿吗?煤矿的矿中含有瓦斯等可燃烃类气体,在遇到明火是就会燃烧产生大量气体,气体一旦排不出去,就会积聚,导致爆炸

煤矿爆炸案件的形成原因?
答:煤矿瓦斯爆炸的条件。瓦斯爆炸的三要素是足够的瓦斯浓度、氧含量和火源。瓦斯爆炸及随之而来的燃烧大量消耗氧气、瓦斯等气体,形成空气负压区。此时,外界的空气 、煤层中的瓦斯大量向负压区补充,只要井下有火源,到一定浓度就会再次爆炸。 越爆炸,新鲜空气、瓦斯的补充速度越快;气体补充速度越快,越容易...

哥伦比亚一煤矿爆炸已造成11人死亡,导致爆炸的主要原因是什么?
答:一,煤矿工作存在一定的危险性,应当做好例行检查哥伦比亚煤矿因发生爆炸导致11人死亡,而导致这场爆炸的主要原因是因为发生瓦斯煤尘爆炸事故。我们都知道煤矿工作或是井下工作都存在一定的危险性,他们的安全系数远远低于其他行业。所以就针对这件事来说也相当于给我们提了一个醒,在进行相关的煤矿或是井...