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一、瓦斯爆炸的机理及原因分析
1.机理
瓦斯爆炸的实质是一定浓度的瓦斯与空气中的O2在一定温度下产生剧烈氧化反应，反应过程十分复杂。化学反应式的最终结果是：
在纯氧中：CH4 O2=CO2 2H2O 882.6kJ/mol
在空气中：CH4 2(O2 4N2)=CO2 H2O 8N2 882.6kJ/mol
上述反应均为放热反应，当生成热的速度大于散热速度时，热量积聚，反应物的温度升高，氧化进一步加快，使气体受热膨胀，最后爆炸。否则不会爆炸。
2.原因
（1）客观原因：它具备了化学爆炸的三个要素：一是瓦斯氧化属放热反应，且发热量很大；二是瓦斯浓度在爆炸范围内时，氧化反应速度快； 三是瓦斯与氧气反应结果，生成大量二氧化碳、一氧化碳和水，水在高温情况下立即变成蒸汽。
（2）人为原因：一是人为造成瓦斯积聚；二是产生引爆火源。
二、瓦斯爆炸的后果及危害
1.后果
（1）高温。瞬时高温可达1850～2650℃。
（2）高压。瓦斯爆炸后压力可达911.7kPa(9个大气压)左右。
（3）冲击波。爆炸时产生的高温高压可促使爆炸源附近的气体和爆炸火焰以极高的速度（每秒几百米甚至数千米）向外冲击而形成冲击波。冲击波通常出现两种情况：
正向冲击：由爆炸点向四周扩散，在所经过的地方形成的冲击，称为正向冲击。
反向冲击：由于爆炸生成物冷却，水蒸气很快凝结，在爆炸地点形成空气稀薄的低压区，而引起因爆炸冲击的气体连同爆源外围的气体又以高速度返回爆源地形成的冲击，称为反向冲击。
（4）有害气体。瓦斯爆炸后产生的大量有害气体，使氧气浓度降低。
出现大量的CO，如果有煤尘参与爆炸，CO的生成量将更大，这是造成人员伤亡的主要原因。
2.危害
（1）人员伤亡。
（2）破坏矿井设备、设施。
三、瓦斯爆炸的条件及影响因素
1.瓦斯浓度
瓦斯浓度是指瓦斯在空气中的体积分数（%）。瓦斯爆炸界限是指在空气中瓦斯遇高温火源能引起爆炸的浓度范围。瓦斯能发生爆炸的最低浓度称为爆炸下限，最高浓度称为爆炸上限。实验证明，瓦斯爆炸下限为5%～6%，上限为14%～16%。当瓦斯浓度为9%～9.5%时爆炸最猛烈。矿井空气中氧气浓度一般在20%～21%。
影响瓦斯爆炸界限的因素：①爆炸初温：爆炸时的初温越高，爆炸界限越大。②爆炸初压：爆炸时初压越高，爆炸界限越大。③煤尘和可燃性气体的混入：煤尘和可燃性气体的混入，瓦斯爆炸界限扩大。④惰性气体混入：惰性气体的混入将起到阻碍爆炸的作用，使爆炸界限缩小，降低瓦斯爆炸的危险性。
2.氧气浓度
瓦斯爆炸的界限随氧气浓度的下降而缩小。当氧气浓度降低时，瓦斯爆炸下限缓慢地升高，而上限迅速下降。当氧气浓度低于12%时，瓦斯与空气的混合气体就失去了爆炸性。
3.足够能量的点火源
（1）点燃温度：点燃瓦斯所需的最低温度称为点燃温度，也叫引火温度。一般正常条件下在空气中的点燃温度为650℃～750℃。
（2）瓦斯的引火延时性：达到爆炸浓度的瓦斯与高温火源接触时，并不立即发生燃烧或爆炸，而是稍时延迟，这种现象称为瓦斯的引火延时性。引火延時的时间称为感应期。
四、瓦斯爆炸的一般规律
在煤矿的任何地点都有发生瓦斯爆炸的可能性，但大部分发生在采掘工作面。回采工作面发生瓦斯爆炸的地点主要是回采工作面上耦角和采煤机滚筒附近。
井下一切高温火源都可以引起瓦斯燃烧或爆炸，但主要的火源是爆破火焰和电设备火花。
五、预防瓦斯爆炸的措施
1.防止瓦斯积聚的措施
（1）加强通风。
（2）加强检查。
（3）及时处理局部积聚的瓦斯。
（4）抽放瓦斯。
2.防止瓦斯引燃的措施
（1）防止明火点燃。
（2）防止爆破火焰。
（3）防止电气火花。
（4）防止摩擦和撞击火花。
3.限制瓦斯爆炸范围扩大的措施
（1）实行分区通风。
（2）通风系统力求简单。
（3）装有主要通风机的出风井口，应安装防爆门。
（4）生产矿井主要通风机必须装有反风设施。必须能在10min内改变巷道中的风流方向；
（5）开采有煤尘瓦斯爆炸危险的矿井，必须及时清除巷道中的浮煤，清扫或冲洗沉积煤尘，定期撒布岩粉。
（6）每一矿井，每年必须由矿工程师组织编制矿井灾害预防和处理计划，并组织入井职工学习贯彻落实。
（作者单位：山西省大同同煤大学技师学院）
1.机理
瓦斯爆炸的实质是一定浓度的瓦斯与空气中的O2在一定温度下产生剧烈氧化反应，反应过程十分复杂。化学反应式的最终结果是：
在纯氧中：CH4 O2=CO2 2H2O 882.6kJ/mol
在空气中：CH4 2(O2 4N2)=CO2 H2O 8N2 882.6kJ/mol
上述反应均为放热反应，当生成热的速度大于散热速度时，热量积聚，反应物的温度升高，氧化进一步加快，使气体受热膨胀，最后爆炸。否则不会爆炸。
2.原因
（1）客观原因：它具备了化学爆炸的三个要素：一是瓦斯氧化属放热反应，且发热量很大；二是瓦斯浓度在爆炸范围内时，氧化反应速度快； 三是瓦斯与氧气反应结果，生成大量二氧化碳、一氧化碳和水，水在高温情况下立即变成蒸汽。
（2）人为原因：一是人为造成瓦斯积聚；二是产生引爆火源。
二、瓦斯爆炸的后果及危害
1.后果
（1）高温。瞬时高温可达1850～2650℃。
（2）高压。瓦斯爆炸后压力可达911.7kPa(9个大气压)左右。
（3）冲击波。爆炸时产生的高温高压可促使爆炸源附近的气体和爆炸火焰以极高的速度（每秒几百米甚至数千米）向外冲击而形成冲击波。冲击波通常出现两种情况：
正向冲击：由爆炸点向四周扩散，在所经过的地方形成的冲击，称为正向冲击。
反向冲击：由于爆炸生成物冷却，水蒸气很快凝结，在爆炸地点形成空气稀薄的低压区，而引起因爆炸冲击的气体连同爆源外围的气体又以高速度返回爆源地形成的冲击，称为反向冲击。
（4）有害气体。瓦斯爆炸后产生的大量有害气体，使氧气浓度降低。
出现大量的CO，如果有煤尘参与爆炸，CO的生成量将更大，这是造成人员伤亡的主要原因。
2.危害
（1）人员伤亡。
（2）破坏矿井设备、设施。
三、瓦斯爆炸的条件及影响因素
1.瓦斯浓度
瓦斯浓度是指瓦斯在空气中的体积分数（%）。瓦斯爆炸界限是指在空气中瓦斯遇高温火源能引起爆炸的浓度范围。瓦斯能发生爆炸的最低浓度称为爆炸下限，最高浓度称为爆炸上限。实验证明，瓦斯爆炸下限为5%～6%，上限为14%～16%。当瓦斯浓度为9%～9.5%时爆炸最猛烈。矿井空气中氧气浓度一般在20%～21%。
影响瓦斯爆炸界限的因素：①爆炸初温：爆炸时的初温越高，爆炸界限越大。②爆炸初压：爆炸时初压越高，爆炸界限越大。③煤尘和可燃性气体的混入：煤尘和可燃性气体的混入，瓦斯爆炸界限扩大。④惰性气体混入：惰性气体的混入将起到阻碍爆炸的作用，使爆炸界限缩小，降低瓦斯爆炸的危险性。
2.氧气浓度
瓦斯爆炸的界限随氧气浓度的下降而缩小。当氧气浓度降低时，瓦斯爆炸下限缓慢地升高，而上限迅速下降。当氧气浓度低于12%时，瓦斯与空气的混合气体就失去了爆炸性。
3.足够能量的点火源
（1）点燃温度：点燃瓦斯所需的最低温度称为点燃温度，也叫引火温度。一般正常条件下在空气中的点燃温度为650℃～750℃。
（2）瓦斯的引火延时性：达到爆炸浓度的瓦斯与高温火源接触时，并不立即发生燃烧或爆炸，而是稍时延迟，这种现象称为瓦斯的引火延时性。引火延時的时间称为感应期。
四、瓦斯爆炸的一般规律
在煤矿的任何地点都有发生瓦斯爆炸的可能性，但大部分发生在采掘工作面。回采工作面发生瓦斯爆炸的地点主要是回采工作面上耦角和采煤机滚筒附近。
井下一切高温火源都可以引起瓦斯燃烧或爆炸，但主要的火源是爆破火焰和电设备火花。
五、预防瓦斯爆炸的措施
1.防止瓦斯积聚的措施
（1）加强通风。
（2）加强检查。
（3）及时处理局部积聚的瓦斯。
（4）抽放瓦斯。
2.防止瓦斯引燃的措施
（1）防止明火点燃。
（2）防止爆破火焰。
（3）防止电气火花。
（4）防止摩擦和撞击火花。
3.限制瓦斯爆炸范围扩大的措施
（1）实行分区通风。
（2）通风系统力求简单。
（3）装有主要通风机的出风井口，应安装防爆门。
（4）生产矿井主要通风机必须装有反风设施。必须能在10min内改变巷道中的风流方向；
（5）开采有煤尘瓦斯爆炸危险的矿井，必须及时清除巷道中的浮煤，清扫或冲洗沉积煤尘，定期撒布岩粉。
（6）每一矿井，每年必须由矿工程师组织编制矿井灾害预防和处理计划，并组织入井职工学习贯彻落实。
（作者单位：山西省大同同煤大学技师学院）