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北京消防|采空區(qū)瓦斯爆炸（燃燒）點火源的確定|消防檢測|電氣檢測
發(fā)布日期：2019-02-05 04:17:37
在陽城、沁水兩縣發(fā)生的60起瓦斯爆炸（燃燒）事故中，除北莊礦車場發(fā)生的一次瓦斯爆炸初步界定為煤炭自燃外，有26起采空區(qū)瓦斯爆炸（燃燒）的點火源均排除了明火、炮火、雷管火、電火花、高溫表面和熱輻射等因素，事故處理時雖初步認(rèn)為頂板冒落過程中互相撞擊摩擦火花可能是引燃瓦斯的火源，但均沒沒有理論及實驗作為依據(jù)，為了查證引起采空區(qū)瓦斯爆炸（燃燒）的點火源，擬從下面3個方面進行實驗研究：一是采空區(qū)護頂煤自燃引燃引爆采空區(qū)瓦斯的可能性；二是采空區(qū)頂板垮落巖石之間相互撞擊引燃引爆瓦斯的可能性；三是采空區(qū)頂板垮落過程中巖石間相互摩擦引燃引爆采空區(qū)瓦斯的可能性。
1 采空區(qū)護頂煤自燃引燃引爆采空區(qū)瓦斯的可能性。
如果煤本身具有自燃性，煤與空氣接觸，氧化會產(chǎn)生熱量，若散熱條件不良，熱量積蓄到一定程度便會引起煤炭自燃，從而引發(fā)采空區(qū)瓦斯爆炸（燃燒）事故。此類事故多發(fā)生在有大量遺煤的采空區(qū)、出現(xiàn)裂隙的煤柱和巷道冒高處。眾所周知，影響煤自燃的內(nèi)在因素有煤的物理、化學(xué)性質(zhì)、變質(zhì)程度和煤巖成份。其中煤的化學(xué)成分和變質(zhì)程度對煤的自燃起著主導(dǎo)作用。各種牌號的煤化學(xué)成分不同，自燃性質(zhì)也不同：褐煤比煙煤易自燃，而煙煤中又以炭化變質(zhì)程度最低的長焰煤和氣煤的自燃性最強；炭化變質(zhì)程度高的貧煤和無煙煤自燃性較小。由此可見，煤炭的自燃性是隨著煤的變質(zhì)程度的增高而降低。同一牌號的煤含硫化物較高時，因吸氧性較強，則易于自燃。影響煤自燃的外在因素主要是指煤層地質(zhì)條件及礦山開采技術(shù)條件，這兩個因素決定了煤接觸空氣量的多少以及煤和外界的熱交換條件。
本次實驗在陽城、沁水兩縣7個礦井共采集煤樣8組，分別測定煤自燃傾向性及原煤含硫量和含磷量，測定結(jié)果見表1。
表1 煤自燃傾向性鑒定結(jié)果
編號 | 采樣地點 | 水分/％ | 灰分/％ | 揮發(fā)分/％ | 全磷/％ | 全硫/％ | 吸氧量/mL%uB7g-1 | 自燃傾向等級 |
1 2 3 4 5 6 7 8 | 屯城 北莊 加豐 加豐 半峪 永紅 柏山 義城 | 1.25 2.12 2.70 1.25 2.47 3.23 2.11 1.53 | 16.49 10.01 12.07 23.26 29.50 11.54 43.63 17.27 | 10.10 9.59 7.57 10.46 12.23 8.74 15.76 9.84 | 0.009 0.012 0.011 0.011 0.008 0.009 | 0.27 0.31 0.32 0.28 0.15 0.30 0.14 0.37 | 0.52 0.49 0.60 1.06 0.43 0.48 0.27 0.68 | 三類不易自燃 三類不易自燃 三類不易自燃 三類不易自燃 三類不易自燃 三類不易自燃 三類不易自燃 三類不易自燃 |
從表1可以看出，沁河、蘆葦河流域的無煙煤變質(zhì)程度高，吸氧性較弱，而且煤中含硫、磷均較低，所有煤樣均屬三類不易自燃。再結(jié)合調(diào)研結(jié)果，發(fā)生的26起采空區(qū)瓦斯爆炸多在工作面回采初期，由此可見，采空區(qū)護頂煤不存在自燃引燃引爆采空區(qū)瓦斯的可能性。
2 頂板垮落巖石相互撞擊引燃引爆采空區(qū)瓦斯的可能性
巖石相互撞擊實驗裝置是采用壓縮彈簧為動力，用等能量模擬方式槍射成型巖樣并使 其和爆炸槽內(nèi)固定的巖柱（周圍又規(guī)程一些巖塊）相碰撞來模似頂板垮落巖石相互撞擊引燃引爆采空區(qū)瓦斯的可能性。
通過調(diào)節(jié)彈簧的壓縮量，在彈射 能量為705.6～1 960J，溫度20～24℃，CH4濃??5.5％～14％的實驗環(huán)境條件下，總計做了20次巖石撞擊引燃引爆瓦斯實驗，即使 彈性能量（發(fā)射 巖塊所獲得的動能）達(dá)到實驗既定的最大值1 960J，無論CH4濃度在5.5％～14％區(qū)間內(nèi)怎樣變化，巖石撞擊均未引燃引爆瓦斯。但從爆炸槽正面的觀察窗觀察情況看，巖石之間撞擊后，巖石碎屑四濺，有的未見火花，有的雖形成火花，但瞬間即滅。
模擬結(jié)果，相當(dāng)于重量m≤66.66kg的冒落巖塊以棱角撞擊地面的巖石時不能引起瓦斯爆炸。
2 頂板垮落巖石相互撞擊引燃引爆采空區(qū)瓦斯的可能性
巖石相互撞擊實驗裝置是采用壓縮彈簧為動力，用等能量模擬方式槍射成型巖樣并使 其和爆炸槽內(nèi)固定的巖柱（周圍又規(guī)程一些巖塊）相碰撞來模似頂板垮落巖石相互撞擊引燃引爆采空區(qū)瓦斯的可能性。
通過調(diào)節(jié)彈簧的壓縮量，在彈射 能量為705.6～1 960J，溫度20～24℃，CH4濃??5.5％～14％的實驗環(huán)境條件下，總計做了20次巖石撞擊引燃引爆瓦斯實驗，即使 彈性能量（發(fā)射 巖塊所獲得的動能）達(dá)到實驗既定的最大值1 960J，無論CH4濃度在5.5％～14％區(qū)間內(nèi)怎樣變化，巖石撞擊均未引燃引爆瓦斯。但從爆炸槽正面的觀察窗觀察情況看，巖石之間撞擊后，巖石碎屑四濺，有的未見火花，有的雖形成火花，但瞬間即滅。
模擬結(jié)果，相當(dāng)于重量m≤66.66kg的冒落巖塊以棱角撞擊地面的巖石時不能引起瓦斯爆炸。
預(yù)防和減少火災(zāi)危害，充分發(fā)揮建筑消防設(shè)施防災(zāi)滅火的作用。
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