煤矿瓦斯爆炸主要原因的试验研究

利用长径比为7,横截面积为1m~2,一端开口的7m~3的爆炸试验装置,停放成下斜、水平和上倾状态,模拟一段煤巷道的走向。用和瓦斯气具有相同比重的天然气作为试验的可燃气体,在上述试验装置内进行了一系列爆炸试验。试验结果证明了:煤矿向下倾斜的巷道对瓦斯气的自洁作用可保证不集存大量瓦斯气,是安全的;水平走向的巷道在有合适的通风情况下也是安全的;向上倾斜的巷道有集存瓦斯气的自恶化作用,会造成较强的爆炸。     

加大加强通风量对防止煤矿瓦斯爆炸的副作用

分析产生瓦斯爆炸的基本条件,指出在绝对瓦斯涌出量为5～75m3/min或更大的轻度瓦斯突出的异常情况下,风筒送入的风与突出的瓦斯混合,会在较长巷道内形成大量的瓦斯浓度处于爆炸上限与下限之间的可爆混气.风量越大,形成的可爆混气体积越大,如400m3/min的风量在2 min内就可形成≥842 m3的可爆混气.遇火源可发生强烈的爆炸甚至爆轰,造成较大的伤亡甚至整个矿井内大部分人员死亡.这表明,加大加强的风量对防止煤矿瓦斯爆炸起副(反)作用.这种副作用已在试验巷道用天然气爆炸试验中得到证明.目前煤炭界采取的各种措施不能有效地消除加大加强风量引起的副(反)作用.提出了2种消除副作用的措施,即瓦斯传感器断电与复电方法和抽吸方法,并经试验证明是有效的.     

2008年1-12月全国发生死亡10人以上重大、特大事故点评回放

10月29日20时0分，陕西省渭南市澄城县尧头斜井煤矿上下山处发生特大瓦斯爆炸事故，当班下井36人，7人安全升井，此事故共造成死亡29人。该矿为国有地方煤矿，属低瓦斯矿井。该矿安全许可证已过期，瓦斯监控系统运行不正常，被陕西煤监局渭南监察分局责令停产整顿。经调查，事故发生原因是：29日，井下出水堵塞巷道，被水封堵的巷道排通，导致工作面瓦斯积聚，在进行抽水作业时造成巷道内瓦斯在矿井负压作用下大量涌出外泄，正好遇到途径此处的工人吸烟，     

技术攻关 消除“突出”

淮北矿业集团公司朱仙庄矿位于安徽省淮北平原中部，属宿东煤田，是国有重点煤矿，年产能180万t。蕴藏的煤炭为良好的炼焦配煤，主要供应国内钢铁工业及其它工业用户。朱仙庄煤矿为煤与瓦斯突出矿井，矿井绝对瓦斯涌出量为40．32m^3／min，相对瓦斯涌出量10．47m^3／t，矿井可采煤层有7、8、10号煤层，主采煤层为8号煤层。8号煤层一水平各工作面瓦斯压力在0．3～1．7MPa，瓦斯含量在4～8m^3／t。二水平瓦斯压力达2．7～6．1MPa，瓦斯含量为10．54～15．07m^3／t。既有高瓦斯危害，又有煤与瓦斯突出危险。     

煤矿瓦斯爆炸事故特征与耦合规律研究

分析瓦斯爆炸事故的瓦斯积聚原因、引爆火源和引爆地点等事故特征及其分类,统计并分析1988—2008年发生的563次瓦斯爆炸事故的基本特征和耦合规律,结果表明:通风混乱等通风系统问题导致瓦斯缓慢积聚的瓦斯爆炸事故占90.6%;电火花和放炮火焰引爆瓦斯占事故的78.6%;发生在采掘工作面的瓦斯爆炸事故占69.4%;通风系统问题导致瓦斯积聚的瓦斯爆炸事故主要发生在采掘工作面和巷道,占81.3%;通风系统问题导致瓦斯积聚的事故其引爆火源主要是电火花,占72.8%;电火花和放炮火焰引爆瓦斯主要发生在采掘工作面和巷道,占73.2%。有效预防和控制煤矿瓦斯爆炸事故需切实加强通风管理、电气管理和严格放炮操作与程序。     

浅析低瓦斯煤矿瓦斯防治安全评价

笔者结合煤矿安全评价工作的经验，通过运用预先危险分析对低瓦斯煤矿瓦斯防治进行分析，得出瓦斯爆炸是最严重的瓦斯事故。进而通过对瓦斯爆炸的事故树分析，得出了导致瓦斯爆炸的27个基本事件。应用事故树分析中的最小割集、最小径集和结构重要度，对瓦斯爆炸进行了研究。结果表明，瓦斯爆炸不发生所必须的最低限度的基本事件集合即最小径集有6个，其中严格控制瓦斯浓度，杜绝一切火源，是预防煤矿瓦斯爆炸的最重要途径。从源头上防止瓦斯爆炸的发生，提高我国煤矿安全生产水平。     

水平管道内障碍物数量对瓦斯爆炸过程的影响研究

为了研究水平管道内障碍物数量对瓦斯爆炸的影响,利用自制的水平管道式气体爆炸试验装置,选用阻塞率为60%的圆环型障碍物,在常温常压下对管道内障碍物数量分别为1片、3片、5片和7片时瓦斯(试验气体为甲烷与空气的混合物,下同)爆炸过程进行试验研究。结果表明:瓦斯的爆炸压力及其上升速率均随障碍物数量的增加呈先增后减的变化规律,而火焰传播速度则随着障碍物数量的增加单调递增,但递增幅度逐渐减小。在密闭置障管道内瓦斯的爆炸压力及其上升速率随测试位置长径比的增大先减小后增大,而火焰传播速度则随测试位置长径比的增大单调递减。     

瓦斯“二次爆炸”是如何形成的

<正>主持人:我是从事煤矿生产的一线人员,因我矿具有瓦斯危害,请问:一般发生瓦斯爆炸后,"二次爆炸"是如何形成的?矿井瓦斯连续爆炸的原因是什么?贵州立守义立守义先生:当发生瓦斯爆炸后,在爆炸地点,由于空气稀薄,温度急剧下降,水蒸气凝结成冰,在爆源附近迅速形成低压区,因而爆炸波又反向冲击。这对巷道的破坏性更大。在低压区迅速积聚瓦斯,如反向冲击的空气中含有足够的瓦斯和氧气,又有引爆火源,就形成二次爆炸。反向冲击又称回程冲击,遇难人员倒     

煤岩体巷道壁面钻孔减震吸能性能研究北大核心CSCD

为了掌握瓦斯爆炸冲击载荷在煤岩巷道壁面钻孔下的传播衰减规律,揭示煤岩巷道壁面钻孔减震吸能机理,提高巷道系统的安全稳定性能,基于一维平面应力波理论和节理刚度模型分析了煤矿井下巷道围岩钻孔的减震吸能机理,解释了煤岩壁面钻孔的存在对应力波传递的减弱和阻隔作用。为了深入研究巷道壁面钻孔的减震吸能性能,利用ANSYS/LS-DYNA建立方形巷道模型,模型壁面设置有钻孔,针对巷道右壁面和顶板布置相应监测点,对瓦斯爆炸冲击载荷作用下巷道壁面钻孔的减震吸能性能进行了数值模拟。结果表明:由于介质的非连续性和不同介质之间特性存在差异,煤岩体巷道壁面钻孔有效消减了钻孔后煤岩体质点中波的强度及速度,具有一定的减震吸能作用。研究煤岩巷道壁面钻孔在冲击载荷作用下的减震吸能性能,为研究瓦斯爆炸冲击载荷对巷道系统安全性和稳定性提供依据。     

煤岩体巷道壁面钻孔减震吸能性能研究

为了掌握瓦斯爆炸冲击载荷在煤岩巷道壁面钻孔下的传播衰减规律,揭示煤岩巷道壁面钻孔减震吸能机理,提高巷道系统的安全稳定性能,基于一维平面应力波理论和节理刚度模型分析了煤矿井下巷道围岩钻孔的减震吸能机理,解释了煤岩壁面钻孔的存在对应力波传递的减弱和阻隔作用。为了深入研究巷道壁面钻孔的减震吸能性能,利用ANSYS/LS- DYNA建立方形巷道模型,模型壁面设置有钻孔,针对巷道右壁面和顶板布置相应监测点,对瓦斯爆炸冲击载荷作用下巷道壁面钻孔的减震吸能性能进行了数值模拟。结果表明:由于介质的非连续性和不同介质之间特性存在差异,煤岩体巷道壁面钻孔有效消减了钻孔后煤岩体质点中波的强度及速度,具有一定的减震吸能作用。研究煤岩巷道壁面钻孔在冲击载荷作用下的减震吸能性能,为研究瓦斯爆炸冲击载荷对巷道系统安全性和稳定性提供依据。     

巷道截面积突变情况下瓦斯爆炸冲击波传播规律的研究

瓦斯爆炸冲击波传播规律是研究冲击波的破坏和伤害机理的前提及依据,笔者利用流体动力学、爆炸动力学理论对巷道截面积突变情况下瓦斯爆炸冲击波传播规律进行理论分析,建立巷道截面积突变情况下冲击波传播的数学模型,得到了冲击波波阵面压力和其他空气动力学参数的表达式,从而得到冲击波波阵面压力过巷道截面积突变面时的变化规律。研究成果丰富了瓦斯爆炸冲击波传播规律理论,对井下瓦斯爆炸安全评价以及制定防灾减灾措施提供了理论基础。     

煤与瓦斯共采在错层位巷道布置中的机理研究及应用构想

为了完善现有煤与瓦斯共采技术，创新煤与瓦斯共采方法，对错层位巷道布置下的煤与瓦斯共采系统展开研究，利用相似模拟试验，分析错层位巷道布置覆岩运动情况，预测其开采围岩裂隙发育和瓦斯运移形式，提出了创新煤与瓦斯共采技术构想。研究结果表明:采空区覆岩三带高度随接续工作面的增加而增大，相邻采空区垮落矸石压实区呈现“O-L-O”形变化，多个相邻采空区覆岩出现大“O”形圈裂隙带；相邻采空区内瓦斯可实现相互运移，大“O”形圈裂隙带内赋存大量瓦斯气体；研究提出了地面钻井抽采瓦斯、走向高位瓦斯抽采巷和外错尾巷穿层钻孔3种煤与瓦斯共采技术，比传统巷道布置情况下的煤与瓦斯共采技术在安全、经济等方面更具优势。     

条形障碍物对瓦斯爆炸特性影响研究

我国煤矿瓦斯爆炸事故不断出现,造成了巨大的人员伤亡和经济损失,在置障条件下研究瓦斯爆炸特性,对预防和减少瓦斯爆炸事故具有重要意义。利用水平管道式爆炸试验装置,研究密闭管道内条形障碍物的数量和阻塞率对管道内瓦斯最大爆炸压力、火焰速度、最大爆炸压力上升速率和爆炸指数的影响以及敞口状态的影响。研究表明:障碍物对瓦斯爆炸具有显著激励作用,管道内瓦斯最大爆炸压力、火焰速度、最大爆炸压力上升速率和爆炸指数均显著增大,随着障碍物数量和阻塞率的增加,激励作用越明显;敞口状态下管道内最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率和爆炸指数均显著减小,火焰持续传播。研究结果对防治煤矿瓦斯爆炸事故提供一定的理论支持。     

国务院安委会提出煤矿瓦斯治理意见

8月11日，国务院安委会办公室发出《关于进一步加强煤矿瓦斯治理工作的指导意见》（以下简称《意见》），提出了瓦斯治理工作的目标及从7个方面强化煤矿瓦斯治理工作。瓦斯治理工作目标是：到2010年，全国煤矿瓦斯事故死亡人数比2007年下降20％以上，重特大瓦斯事故得到有效遏制；煤层气（煤矿瓦斯）抽采总量突破100亿m^3；     

166名井下矿工全部遇难

11月28日上午7时20分左右。陕西省铜川矿务局陈家山煤矿发生一起瓦斯爆炸事故．当时井下有293名矿工．经抢救．有127名矿工安全出井，166名矿工被困井下。     

基于AUTODYN、LS-DYNA的救生舱抗爆仿真试验

为了减少矿用可移动式救生舱抗瓦斯爆炸能力物理实验室的建设费用、试验成本,缩短试验周期,用AUTODYN模拟矿井瓦斯在巷道内的冲击压力波传播,用LS-DYNA模拟救生舱在冲击波超压作用下的动态响应,获得了作用时间为300 ms、救生舱迎爆面最大超压为0.6 MPa时,冲击压力波传播到救生舱各舱段相应基本单元面上的超压;将模拟所得超压作用到救生舱上,获得了在巷道内受瓦斯爆炸影响的救生舱的应力历程和变形历程。仿真结果表明,救生舱的强度、刚度和密封等满足标准要求。     

低瓦斯矿井瓦斯爆炸事故的主要原因及防治对策

从理论和实际两方面分析了近期发生在一些低瓦斯矿井的瓦斯爆炸事故,结合对福建煤矿曾经发生的瓦斯爆炸事故的分析和研讨,认为发生瓦斯爆炸事故的主要原因有:对瓦斯防治重视不够、未能准确地确定瓦斯的爆炸下限浓度及瓦斯混合气体在强点火能下会降低瓦斯爆炸浓度下限等主观上的原因,还有因采深加大致使瓦斯涌出量增加、瓦斯监测系统不到位等客观上的原因。着重从大量的试验证明了在强点火能下瓦斯混合气体爆炸浓度下限大幅降低的事实,并提出了相关的防治对策。研究成果对瓦斯防治具有重要的实际意义。     

矿井瓦斯爆炸传播的尺寸效应研究

基于瓦斯爆炸传播过程的理论分析 ,确定了表征瓦斯爆炸传播过程的主要物理参数 ;通过在两条巷道中进行了瓦斯爆炸传播的对比实验 ,指出了瓦斯爆炸传播过程的尺寸效应存在的原因。笔者认为 :因为巷道支护设备使巷道有效面积的减少和壁面粗糙度的变化 ,尺寸效应使大断面巷道在可比条件下 ,发生瓦斯爆炸时 ,爆炸波的火焰、压力、冲量等在更大范围内形成破坏和伤害     

安全知识

什么是瓦斯爆炸？瓦斯爆炸的条件是什么？；什么是矿井瓦斯？；矿井瓦斯等级的划分；道路交通安全常识。     

点火位置对独头巷道中瓦斯爆炸超压的影响

运用AutoReaGas爆炸仿真模拟器研究了独头巷道中点火位置对瓦斯爆炸后果的影响。结果表明,在本计算条件下,爆炸静态超压随着距离的增加而减小,爆炸动压随着距离的增大而增大,点火位置对爆炸后果有重要影响,点火位置离封闭端越近,各个测点上所得到的超压越大。