近日，山西平遥峰岩煤焦集团出现了一起瓦斯爆炸事故，受到了社会广泛，这是近年来比较严重的一次瓦斯爆炸事故，那么为什么煤矿这么容易发生爆炸呢，科学观察通过查找文献，分析一了煤矿瓦斯爆炸的原因及避免措施，希望这样的事情再也不再发生。


【资料图】

其实不仅本次爆炸，从以往煤矿事故统计来看，危害最大的就是瓦斯爆炸，根据我国成立以来的煤矿事故统计，绝大部分煤矿的重大事故都是瓦斯爆炸造成的。同时我国现阶段很大比例的煤矿都含有瓦斯，高瓦斯含量的矿井占我国总煤矿的比例为44%，在这种情况下，我们必须采取必要措施，预防煤矿瓦斯事故，以确保安全生产进行。

那么，什么是瓦斯爆炸？

所谓的瓦斯是古代生物在形成煤的过程中生成的，它不是单一的气体，而是矿井中以甲烷为主要成分的有害气体的总称，包括可燃性气体CH4，H2，CO，H2S等，以及有毒性气体，NH4，NO2，NO1，同时包含窒息性气体等。瓦斯爆炸是上面所说这些气体浓度达到一定数值后，受到外界激发从而发生剧烈的化学反应，发生反应时会生产大量的热和气体，迅速膨胀，其爆炸属于自由基链反应过程，具体内容有链引发、链传递、分支和终止一系列过程，由于反应激烈，体积膨胀迅速，从而引起剧烈的爆炸。

瓦斯爆炸有哪些危害？

一旦瓦斯发生爆炸，会带来非常严重的危害和后果，主要危害包括以下一个方面：

1） 爆炸产生高温。瓦斯爆炸时，瞬间释放出大量的热能，这会导致周围的气体温度迅速升高，瞬间温度能够升高至1800℃~2670℃之间。如此高的温度不仅会引发火灾事故、烧毁各种采矿设备、损坏通道，而且会造成人员伤亡，这是瓦斯爆炸的直接危害。

2） 爆炸会伴随高压气体以及强烈的冲击波的产生。如前所述，瓦斯爆炸时气体温度骤然上升，会使得周围气体出现很大膨胀，并造成压力迅速增大，会出现很强的冲击波，这种冲击波接触到井下人员会使人员伤亡，又由于井下空间较小，冲击波会严重毁坏巷道内的各种生产设备及保护设备，甚至会使得巷道顶板脱落，更严重的是，在这种冲击波的推动下，会导致井下未爆炸的瓦斯被挤压，引起井下大量的煤尘，而这种煤尘混合着瓦斯，也容易爆炸，最终导致连续爆炸，会使灾害变得更严重。

3） 爆炸会导致出现较多的有害、有毒气体。因为瓦斯爆炸本质是可燃气体与氧气发生化学反应，会消耗较多氧气，并释放出一系列有害及有毒气体，主要包括二氧化碳、一氧化碳等。如果扬起的粉尘也发生了爆炸，会产生较多的一氧化碳，由于一氧化碳的毒性，对人员危害会非常严重。根据有关数据记录，瓦斯爆炸事故中的伤亡人数，尤其是含有煤尘的瓦斯中，约90%的人员伤亡都是一氧化碳中毒引起，为了应对瓦斯爆炸，研究瓦斯爆炸原因，进行有效应对措施，是非常重要的。

一般来说，矿井若发生瓦斯爆炸，一定会满足以下三个条件：

1） 瓦斯浓度：

我们都知道，可燃气体在空气中爆炸要有一定的浓度要求，通常把瓦斯在空气中与明火接触能够引起爆炸的瓦斯浓度叫做瓦斯爆炸界限，其值并不是一固定值，一般为5%~16%，这个爆炸界限和环境温度、压力、煤尘含量以及可燃性气体成分有很大关系。

如果瓦斯的浓度比5%小，则不会遇到明火产生爆炸，其结果是会在火焰外侧产生一层燃烧层，虽不会有较大危险，但具有潜在危险；如果瓦斯浓度达到9.5%，这时若遇到明火，其发生爆炸产生的能量最大，因为根据化学方程式CH4 2O2==CO2 2H2O，即甲烷和氧气比例为1:2时，能够完全燃烧，考虑到空气中氧含量为21%，则通过换算后，瓦斯浓度为9.5%时，与氧气能完全反应，产生热量最高；如果瓦斯浓度达到16%，则由于氧气含量过低，则不会发生爆炸，但仍然会燃烧如果遇到明火。

2） 引火温度：

所谓引火温度，就是点燃物体使其燃烧的最低的温度。通常来说，瓦斯的值是650℃~750℃。此值并不是固定的，它和瓦斯浓度，火源种类和气体成分有关，研究表明，瓦斯浓度在7%-8%时，最容易被点燃；而气体压力降低时，引火温度则会升高，也就是说压力越小越不容易引燃。另外，引燃瓦斯的明火面积越大越容易引燃。

3） 氧气浓度：

根据研究数据，空气中含有的氧气减少时，瓦斯爆炸界限也会降低，如果氧气浓度小于12%，则瓦斯不会发生爆炸，这就会发生这样的现象：在密闭环境下，有浓度很高的瓦斯，且存有火源，但是由于氧气含量低，并没有发生爆炸。但是若这时新鲜空气不断补充，导致氧气浓度渐渐增高，升高至12%以上，则发生了爆炸，所以说当火灾发生时，并不是越通风越好，在启封火区作业时，一定确保火源熄灭方可启封。

那么如何才能防止瓦斯爆炸呢？简单来说，主要措施是预防爆炸和抑制爆炸。

1） 预防爆炸：所谓预防爆炸其措施包括但不限于：优化井下通风，这样即使井下产生瓦斯也能及时排出，瓦斯浓度很低，则不会发生爆炸；井下安装瓦斯浓度传感器进行浓度检测，一旦瓦斯浓度超过警戒值，及时进行人工干预等措施如进行瓦斯抽放等。同时井下所用电气设备采用本安及隔爆防爆型，即若是电气柜，采用隔爆箱体后，内部电气件产生火花，或者箱体内部发生小范围爆炸，不会引燃箱体外部气体，即箱体能够隔爆。

2） 抑制爆炸：抑制爆炸是采用一些特殊设备，把爆炸限制在小范围内，不使得爆炸范围扩大，这样可以有效减少损失，保护人身安全。这些特殊设备包括防爆柜，隔爆棚等，工作原理是当爆炸发生时，设备及时检测到爆炸，之后自动将水、氮气等不然物质释放到巷道里，阻止爆炸的扩散。

当然防止爆炸最主要还是从制度、管理、技术等方面同时下功夫，时刻注意“安全第一”的思想意识，特别是在管理和安全培训方面，有效的管理才能把预防爆炸的措施落实下去，实实在在的安全培训，是安全生产的重要保障，通过一些列措施尽可能减少爆炸的发生，避免这样的悲剧。

关键词： 瓦斯爆炸