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【摘 要】在煤炭开采过程中，瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、中毒、窒息矿井火灾、透水、顶板冒落等多种灾害事故时有发生。在这些事故中尤以瓦斯爆炸造成的损失最大，从每年的事故统计中来看，煤矿发生一次死亡10人以上的特大事故中，绝大多数是由于瓦斯爆炸，约占特大事故总数的70%左右，为此，瓦斯称为煤矿灾害之王。因此，减少因瓦斯爆炸产生的危害和损失就尤为重要。作者结合矿井实际情况，设计出一种简易的隔爆装置。在使用和测试过程中显示了该装置在煤矿安全生产中的重要作用。
【关键词】煤矿；瓦斯；爆炸
一、瓦斯爆炸原因分析
（一）瓦斯爆炸特点
根据多年对煤矿瓦斯爆炸事故统计分析，可以发现有如下一些特点：①瓦斯爆炸多为大事故；②事故地点多发生在采煤与掘进工作面；③瓦斯爆炸造成的破坏波及范围大；④多为火花引爆；⑤高瓦斯矿井、低瓦斯矿井均有发生；⑥瓦斯爆炸多发生在乡镇煤矿；⑦基建、技改矿井和转制矿井瓦斯爆炸事故多发。
（二）事故原因分析
煤矿发生瓦斯爆炸事故与许多因素有关，但总的来说，主要与自然因素、安全技术手段、安全装备水平、安全意识和管理水平等有关，发生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所导致的。
1.煤矿开采条件差
我国煤矿井下开采条件普遍较差，据统计，2000年全国国有重点煤矿共有580处矿井进行了瓦斯等级鉴定，其中高瓦斯矿井160处，低瓦斯矿井298处，煤与瓦斯突出矿井122处；有自然发火矿井372处，占64%，有煤尘爆炸危险矿井427处，占73.6% 。
2.瓦斯积聚的存在
煤矿井下造成瓦斯积聚的原因很多，但主要有通风系统不合理和局部通风管理不善是瓦斯积聚的主要原因。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中，有22起主要是因通风系统不合理，存在风流短路、多次串联和循环风，造成供风地点风量不足，而引起瓦斯积聚；有9起主要是因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，而造成瓦斯积聚；有2起事故主要是因停电停风而引起瓦斯积聚；有1起是盲巷积聚的瓦斯被引爆。
3.引爆火源的存在
煤矿井下引爆瓦斯的火源有：爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等。但放炮和电器设备产生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中，有16起是由放炮产生的火花引爆的；有15起事故是由电器设备及电源线电火花引爆的。
4.装备不足、管理不落实
矿井安全装备配置不足，“先抽后采，监测监控，以风定产”方针未得到完全落实。如2005年发生的41起特大瓦斯事故中，有的矿井没有安装瓦斯监控系统或运行不正常，有的矿井虽安装有监控系统，但因传感器数量不足、安装位置不对、线路存在故障、显示器不显示数据等问题，不能有效发挥其应有的作用。此外乡镇煤矿发生的特大瓦斯事故都没有装备瓦斯抽放系统或抽放系统不能有效运行，监控系统也不能有效发挥作用。如内蒙古乌海市乌达区巴音赛煤焦有限责任公司某井虽安装了瓦斯监控系统，但在其实际开采区域却并没有瓦斯传感器，而造成特大瓦斯事故的发生，死亡16人。
二、现有预防方式及存在的问题
在矿井阻止煤尘和瓦斯爆炸范围和破坏力措施目前主要有：隔爆门，防爆水棚和自动式抑爆装置。（一）煤矿隔爆门能在一定程度上阻止爆炸的范围，当井下发生爆炸时，当爆炸冲击波到达隔爆门时，会被阻断进行传播的路径。（二）煤矿隔爆棚属于被动式隔爆装置，它的触发和消焰剂的喷撒都是由瓦斯、煤尘爆炸所产生的前驱爆炸波完成的。当发生瓦斯、煤尘爆炸时，在爆炸火焰到达隔爆棚区前，爆炸产生的前驱爆炸波掀反盛放岩粉的木板或使水槽、水袋破碎，形成弥漫飞扬状态的惰性岩粉或水雾，在巷道中形成扑灭火焰的抑制带，起到吸热、降温、阻燃的作用，使瓦斯煤尘爆炸火焰限制在爆源附近。（三）自动式抑爆装置工作原理为：当紫外火焰传感器接收到火源或爆炸火焰信号后，输入控制器，控制器触发抑爆器，抑爆器迅速将灭火剂喷射到火焰阵面上，扑灭火源或爆炸火焰，从而达到防止发生爆炸或阻止爆炸传播的目的。但会存在以下几个问题：
1、隔爆门虽然可以控制爆炸范围，但遇到强烈爆炸时和连续不能有效减弱爆炸温度和强度。
2、隔爆水棚一般只可以阻止和降低第一波爆炸波，对连续性爆炸的阻止力有限，且降温效果不能连续。
3、目前的自动式抑爆装置主要是利用压力和温度传感器等装置，价格成本昂贵且复杂。
三、一般矿井的解决方案
为解决这一生产难题，我矿结合现场生产实际，制作了一种简易自动式抑爆装置。
该装置在设计上参考了自动式抑爆装置的工作原理：即在在发生爆炸时能自动喷射出用于灭火和降温的水雾，从而达到阻止爆炸和爆炸范围扩大的作用。但由于目前的自动式抑爆装置价格成本昂贵且复杂，对于我矿目前的情况并不能适用。作者结合目前市面上的自动式抑爆装置，改良设计出了，简易自动式抑爆装置。
该简易自动式抑爆装置，设计思路是利用了爆炸时产生的高温火焰和大地引力的结合来达到自动喷雾的效果。该装置主要有六大部分组成，（1）高压水管 、（2）钢丝牵引绳 、（3）喷雾喷头、（4）纯棉绳、（5）牵引桶、（6）固定滑轮等。该简易自动式抑爆装置的工作情况为：当工作面发生爆炸事故时，所产生的高温火焰会烧断距离迎头比较进的纯棉绳。当纯棉绳一断，就会让原来有它拉提的牵引桶掉落，这时就会通过钢丝牵引绳来启动喷雾喷头的开关。随着喷雾开关的启动，高压水雾就会随之喷出来封闭巷道，阻止其继续扩散。当高温火焰遇到水雾屏障时就会降低温度，随之其破坏力就会减弱。经测试，该装置安装方便，制作工艺及过程简单，成本价格比较低，比较适用于无法购买安装市面上的感应喷雾隔爆装置中小型煤矿。
三、使用安装事项
（一）高压水管可以使用井下的已有管路，也可单独铺设。如单独铺设的化，可以进一步提高水管的压力，也可在高压水管的水体内加入阻燃剂，这样在发生爆炸事故时阻燃效果会更好。
（二）牵引桶上的纯棉绳不可用尼龙绳代替，也不可用不易燃物替代。要保证其在遇火灾时第一时间烧断，并保证平时不会产生安全隐患。
（三）喷雾喷头最好能选用喷射面积大且比较耐用的喷头。
（四）牵引桶要选用铁质材料的，桶内填充物要选用密度大不可燃的物质进行装填。
参考文献：
[1]汝连士. 煤矿瓦斯爆炸原因分析与防治对策
[2]何学秋，王云海，王恩元. 江苏煤炭 ，2003
【关键词】煤矿；瓦斯；爆炸
一、瓦斯爆炸原因分析
（一）瓦斯爆炸特点
根据多年对煤矿瓦斯爆炸事故统计分析，可以发现有如下一些特点：①瓦斯爆炸多为大事故；②事故地点多发生在采煤与掘进工作面；③瓦斯爆炸造成的破坏波及范围大；④多为火花引爆；⑤高瓦斯矿井、低瓦斯矿井均有发生；⑥瓦斯爆炸多发生在乡镇煤矿；⑦基建、技改矿井和转制矿井瓦斯爆炸事故多发。
（二）事故原因分析
煤矿发生瓦斯爆炸事故与许多因素有关，但总的来说，主要与自然因素、安全技术手段、安全装备水平、安全意识和管理水平等有关，发生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所导致的。
1.煤矿开采条件差
我国煤矿井下开采条件普遍较差，据统计，2000年全国国有重点煤矿共有580处矿井进行了瓦斯等级鉴定，其中高瓦斯矿井160处，低瓦斯矿井298处，煤与瓦斯突出矿井122处；有自然发火矿井372处，占64%，有煤尘爆炸危险矿井427处，占73.6% 。
2.瓦斯积聚的存在
煤矿井下造成瓦斯积聚的原因很多，但主要有通风系统不合理和局部通风管理不善是瓦斯积聚的主要原因。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中，有22起主要是因通风系统不合理，存在风流短路、多次串联和循环风，造成供风地点风量不足，而引起瓦斯积聚；有9起主要是因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，而造成瓦斯积聚；有2起事故主要是因停电停风而引起瓦斯积聚；有1起是盲巷积聚的瓦斯被引爆。
3.引爆火源的存在
煤矿井下引爆瓦斯的火源有：爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等。但放炮和电器设备产生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。如2005年34起特大瓦斯爆炸事故中，有16起是由放炮产生的火花引爆的；有15起事故是由电器设备及电源线电火花引爆的。
4.装备不足、管理不落实
矿井安全装备配置不足，“先抽后采，监测监控，以风定产”方针未得到完全落实。如2005年发生的41起特大瓦斯事故中，有的矿井没有安装瓦斯监控系统或运行不正常，有的矿井虽安装有监控系统，但因传感器数量不足、安装位置不对、线路存在故障、显示器不显示数据等问题，不能有效发挥其应有的作用。此外乡镇煤矿发生的特大瓦斯事故都没有装备瓦斯抽放系统或抽放系统不能有效运行，监控系统也不能有效发挥作用。如内蒙古乌海市乌达区巴音赛煤焦有限责任公司某井虽安装了瓦斯监控系统，但在其实际开采区域却并没有瓦斯传感器，而造成特大瓦斯事故的发生，死亡16人。
二、现有预防方式及存在的问题
在矿井阻止煤尘和瓦斯爆炸范围和破坏力措施目前主要有：隔爆门，防爆水棚和自动式抑爆装置。（一）煤矿隔爆门能在一定程度上阻止爆炸的范围，当井下发生爆炸时，当爆炸冲击波到达隔爆门时，会被阻断进行传播的路径。（二）煤矿隔爆棚属于被动式隔爆装置，它的触发和消焰剂的喷撒都是由瓦斯、煤尘爆炸所产生的前驱爆炸波完成的。当发生瓦斯、煤尘爆炸时，在爆炸火焰到达隔爆棚区前，爆炸产生的前驱爆炸波掀反盛放岩粉的木板或使水槽、水袋破碎，形成弥漫飞扬状态的惰性岩粉或水雾，在巷道中形成扑灭火焰的抑制带，起到吸热、降温、阻燃的作用，使瓦斯煤尘爆炸火焰限制在爆源附近。（三）自动式抑爆装置工作原理为：当紫外火焰传感器接收到火源或爆炸火焰信号后，输入控制器，控制器触发抑爆器，抑爆器迅速将灭火剂喷射到火焰阵面上，扑灭火源或爆炸火焰，从而达到防止发生爆炸或阻止爆炸传播的目的。但会存在以下几个问题：
1、隔爆门虽然可以控制爆炸范围，但遇到强烈爆炸时和连续不能有效减弱爆炸温度和强度。
2、隔爆水棚一般只可以阻止和降低第一波爆炸波，对连续性爆炸的阻止力有限，且降温效果不能连续。
3、目前的自动式抑爆装置主要是利用压力和温度传感器等装置，价格成本昂贵且复杂。
三、一般矿井的解决方案
为解决这一生产难题，我矿结合现场生产实际，制作了一种简易自动式抑爆装置。
该装置在设计上参考了自动式抑爆装置的工作原理：即在在发生爆炸时能自动喷射出用于灭火和降温的水雾，从而达到阻止爆炸和爆炸范围扩大的作用。但由于目前的自动式抑爆装置价格成本昂贵且复杂，对于我矿目前的情况并不能适用。作者结合目前市面上的自动式抑爆装置，改良设计出了，简易自动式抑爆装置。
该简易自动式抑爆装置，设计思路是利用了爆炸时产生的高温火焰和大地引力的结合来达到自动喷雾的效果。该装置主要有六大部分组成，（1）高压水管 、（2）钢丝牵引绳 、（3）喷雾喷头、（4）纯棉绳、（5）牵引桶、（6）固定滑轮等。该简易自动式抑爆装置的工作情况为：当工作面发生爆炸事故时，所产生的高温火焰会烧断距离迎头比较进的纯棉绳。当纯棉绳一断，就会让原来有它拉提的牵引桶掉落，这时就会通过钢丝牵引绳来启动喷雾喷头的开关。随着喷雾开关的启动，高压水雾就会随之喷出来封闭巷道，阻止其继续扩散。当高温火焰遇到水雾屏障时就会降低温度，随之其破坏力就会减弱。经测试，该装置安装方便，制作工艺及过程简单，成本价格比较低，比较适用于无法购买安装市面上的感应喷雾隔爆装置中小型煤矿。
三、使用安装事项
（一）高压水管可以使用井下的已有管路，也可单独铺设。如单独铺设的化，可以进一步提高水管的压力，也可在高压水管的水体内加入阻燃剂，这样在发生爆炸事故时阻燃效果会更好。
（二）牵引桶上的纯棉绳不可用尼龙绳代替，也不可用不易燃物替代。要保证其在遇火灾时第一时间烧断，并保证平时不会产生安全隐患。
（三）喷雾喷头最好能选用喷射面积大且比较耐用的喷头。
（四）牵引桶要选用铁质材料的，桶内填充物要选用密度大不可燃的物质进行装填。
参考文献：
[1]汝连士. 煤矿瓦斯爆炸原因分析与防治对策
[2]何学秋，王云海，王恩元. 江苏煤炭 ，2003