瓦斯是什么(瓦斯爆炸的三个条件是什么)

近日,山西平遥严丰煤焦集团发生瓦斯爆炸事故,社会影响广泛 。这是近年来比较严重的瓦斯爆炸事故,那么为什么煤矿这么容易爆炸呢?通过科学的观察,分析了煤矿瓦斯爆炸的原因和避免措施,希望这种事情不再发生 。
其实不仅是这次爆炸,从以往煤矿事故的统计来看,危害最大的还是瓦斯爆炸 。根据建国以来的煤矿事故统计,大多数重大煤矿事故都是由瓦斯爆炸引起的 。同时,目前我国有很大比例的煤矿含有瓦斯,瓦斯含量高的煤矿占全国煤矿总数的44% 。在这种情况下,我们必须采取必要的措施,防止煤矿瓦斯事故,确保安全生产 。
那么,什么是气体爆炸呢?
所谓气体,是远古生物在成煤过程中产生的 。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,包括可燃气体CH4、H2、CO、H2S等 。、有毒气体NH4、NO2、NO1,包括窒息性气体等 。气体爆炸是这些气体的浓度达到一定值后,在外界激发下引起的剧烈化学反应 。反应发生时会产生大量的热量和气体,迅速膨胀 。爆炸属于自由基链式反应的过程,具体内容包括链引发、链传递、分支和终止 。由于反应激烈,体积迅速膨胀,导致剧烈爆炸 。
瓦斯爆炸的危害有哪些?
气体一旦爆炸,会带来非常严重的危害和后果 。主要危害包括以下几个方面:
1)爆炸产生高温 。气体爆炸时,瞬间释放出大量热能,会导致周围气体温度迅速升高,瞬间温度可升至1800℃~ 2670℃之间 。这样的高温不仅会造成火灾事故,烧毁各种采掘设备,损坏通道,还会造成人员伤亡,这就是瓦斯爆炸的直接危害 。
2)爆炸会伴随高压气体和强烈冲击波 。如前所述,当气体爆炸时,气体温度突然升高,会使周围气体大幅度膨胀,压力迅速增加,出现强烈的冲击波 。这种冲击波接触到井下人员会造成人员伤亡,而且由于井下空空间较小,冲击波会严重损坏巷道内的各种生产设备和防护设备,甚至使巷道顶板脱落 。更严重的是,在这种冲击波的驱动下,井下未勘探的瓦斯会被挤压,导致井下产生大量的煤尘 。这种煤尘,混有气体,也容易爆炸,最终导致连续爆炸,会使灾难更加严重 。
3)爆炸会导致更多的有害有毒气体 。因为瓦斯爆炸的本质是可燃气体与氧气发生反应,会消耗更多的氧气,释放出一系列有害有毒气体,主要包括二氧化碳和一氧化碳 。如果扬起的灰尘也爆炸,会产生更多的一氧化碳 。因为一氧化碳的毒性,对人的危害会很严重 。据有关资料记载,在瓦斯爆炸事故中,特别是在含有煤尘的瓦斯中,约90%的人员伤亡是由一氧化碳中毒引起的 。为了应对瓦斯爆炸,研究瓦斯爆炸的原因并采取有效的对策是非常重要的 。
一般来说,矿井发生瓦斯爆炸,会满足以下三个条件:
1)气体浓度:
众所周知空气体中可燃气体的爆炸需要一定的浓度 。通常将空气体中与明火接触能引起爆炸的气体浓度称为气体爆炸极限,其值不是一个固定值,通常为5%~16% 。这个爆炸极限与环境温度、压力、煤尘含量和可燃气体成分密切相关 。
如果气体浓度小于5%,就不会有明火引起的爆炸,结果在火焰外产生燃烧层,不危险但有潜在危险 。如果气体浓度达到9.5%,在有明火的情况下爆炸产生的能量最大,因为根据化学方程式CH4 O2 = = CO2 2h2o,即当甲烷与氧气的比例为1:2时,可以完全燃烧 。考虑到空气体中的氧气含量为21%,经过换算,当气体浓度为9.5%时,完全可以与氧气发生反应,导致如果气体浓度达到16%,由于氧气含量过低,不会发生爆炸,但如果有明火仍然会燃烧 。
2)点火温度:
所谓燃点,就是点燃一个物体使其燃烧的最低温度 。一般来说,气体的数值为650℃~750℃ 。这个值不是固定的,与气体浓度、火源类型、气体成分有关 。研究表明,瓦斯浓度在7%-8%时最容易着火 。当气体压力降低时,着火温度会升高,也就是说压力越低,越不容易着火 。另外,气体的明火面积越大,越容易点燃 。
3)氧气浓度:
根据研究资料,当空气体中氧含量降低时,气体爆炸极限也会降低 。如果氧气浓度低于12%,气体不会爆炸 。会出现这种情况:在封闭的环境中,有高浓度的带有火源的气体,但由于含氧量低,没有发生爆炸 。但如果此时不断补充新鲜空气体,导致氧气浓度逐渐增加到12%以上,那么就会发生爆炸 。所以发生火灾时,通风不是越好越好 。在未启封的火区作业时,必须确保火源在启封前熄灭 。
那么如何才能防止瓦斯爆炸呢?简单来说,主要措施是防爆和抑爆 。


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