二、煤與瓦斯突出災(zāi)害
隨著我國(guó)煤礦開(kāi)采深度的加大，開(kāi)采強(qiáng)度的不斷增強(qiáng) ，煤與瓦斯突出的危險(xiǎn)性也在增加，突出危險(xiǎn)區(qū)域也在擴(kuò)大，部分原無(wú)突出危險(xiǎn)的煤礦也開(kāi)始出現(xiàn)突出現(xiàn)象，部分未劃分為突出礦井的煤礦也不得不按突出煤礦管理。我國(guó)煤與瓦斯突出危險(xiǎn)礦井?dāng)?shù)目和突出強(qiáng)度、頻度將隨著開(kāi)采深度的延深、開(kāi)采強(qiáng)度的增大而逐漸增多,危險(xiǎn)性隨煤層厚度的增大而增大。
研究和統(tǒng)計(jì)表明，突出煤層中真正具有突出危險(xiǎn)的區(qū)域只占煤層總面積的20％～30％。突出危險(xiǎn)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的最大意義在于找出和劃分煤層突出危險(xiǎn)性區(qū)域，節(jié)省防突費(fèi)用，使防治措施更據(jù)針對(duì)性。我國(guó)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始研究煤層突出危險(xiǎn)性區(qū)域預(yù)測(cè)，國(guó)家“七五”期間重點(diǎn)研究了綜合指標(biāo)預(yù)測(cè)技術(shù)。按照我國(guó)目前的開(kāi)采速度和進(jìn)度，煤與瓦斯突出將是煤炭行業(yè)將要面臨的一個(gè)重大課題。如何有效地預(yù)防和控制突出，也將是下一步減少煤礦事故的一項(xiàng)重要內(nèi)容。國(guó)家應(yīng)該在此領(lǐng)域投入充足的力量去研究相關(guān)理論，并開(kāi)發(fā)有效產(chǎn)品，在這種危險(xiǎn)來(lái)臨之前，找出解決問(wèn)題的有效辦法和手段。
粉塵災(zāi)害的研究
目前，煤礦井下勞動(dòng)條件差、塵毒危害嚴(yán)重的局面尚未根本扭轉(zhuǎn)，煤塵爆炸事故不斷發(fā)生，塵肺病人逐年增加，嚴(yán)重危害工人生命健康，直接影響安全生產(chǎn)。
一、煤塵爆炸
我國(guó)多數(shù)煤礦所產(chǎn)生的粉塵具有爆炸性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)國(guó)有煤礦中90%的礦井的煤塵具有爆炸的危險(xiǎn)。
對(duì)單一煤塵來(lái)說(shuō)，其爆炸下限濃度為30mg/m3～50mg/m3，上限濃度為1000g/m3～2000g/m3,爆炸力最強(qiáng)的濃度為300g/m3～500 g/m3。煤塵爆炸的引爆溫度一般為650℃～990℃。粒度越小，單位煤塵質(zhì)量的表面積越大，越容易產(chǎn)生爆炸。發(fā)生爆炸時(shí)，粒度小于1mm的煤塵都能參與爆炸，但爆炸的主體是小于75μm的煤塵。井下空氣中如果有沼氣和煤塵同時(shí)存在，能增加沼氣、煤塵爆炸的危險(xiǎn)性，并能相互降低各自爆炸的下限濃度。當(dāng)存在有沼氣，且濃度達(dá)到3.5%時(shí)，空氣中的煤塵濃度只要達(dá)到6.1 g/m3,就可能發(fā)生爆炸。正?？諝庵械难鹾繛?0.9%，在井下作業(yè)環(huán)境空氣中由于其他氣體的混合，氧含量降低，則影響煤塵的著火溫度，使著火溫度升高，當(dāng)氧含量低于17%時(shí)，煤塵就不會(huì)發(fā)生爆炸。
煤塵爆炸可放出大量熱能，爆炸火焰溫度可高達(dá)2000℃甚至更高，產(chǎn)生破壞性很強(qiáng)的高溫。在發(fā)生爆炸的地點(diǎn)，可能連續(xù)發(fā)生第二次爆炸，造成更大的災(zāi)害。煤塵爆炸時(shí)，爆源10m～30m內(nèi)的破壞程度較輕，即爆源附近的破壞力較弱，離爆源較遠(yuǎn)處爆炸壓力較高，破壞力強(qiáng)。煤塵爆炸傳播時(shí)，沖擊波傳播的速度大于火焰?zhèn)鞑ニ俣取＿@樣，巷道中沉積的煤塵先被沖擊波揚(yáng)起，隨即被到達(dá)的火焰點(diǎn)燃發(fā)生爆炸，且不斷向遠(yuǎn)處蔓延。煤塵爆炸氣體中含有大量CO和CO2，爆炸區(qū)空氣中CO的含量可高達(dá)8%，這是造成人員死亡的主要原因之一。
瓦斯煤塵爆炸的控制技術(shù)分為預(yù)防爆炸發(fā)生技術(shù)和抑制爆炸傳播技術(shù)兩個(gè)方面。預(yù)防爆炸發(fā)生的方法主要是采取措施控制瓦斯積聚、煤塵的產(chǎn)生或飛揚(yáng)以及火源的產(chǎn)生；抑制瓦斯煤塵爆炸傳播的方法主要是采取措施將已發(fā)生的瓦斯煤塵爆炸限制在一定區(qū)域，盡量控制災(zāi)害損失。其措施主要是設(shè)置被動(dòng)式隔爆裝置和自動(dòng)抑爆裝置。被動(dòng)式隔爆裝置是借助于爆炸沖擊波的作用來(lái)噴灑消焰劑，而本身無(wú)噴灑動(dòng)力源；自動(dòng)抑爆裝置是利用傳感器探測(cè)爆炸信號(hào)，觸發(fā)自帶的動(dòng)力源噴灑消焰劑，形成抑制帶。
被動(dòng)式隔爆裝置最早采用撒布巖粉和設(shè)置普通巖粉棚，雖然防止爆炸傳播效果較好，但巖粉暴露在潮濕空氣中，極易受潮而失去消焰劑功效，且頻繁更換巖粉的工作量較大，因此我國(guó)煤礦現(xiàn)在幾乎已不采用這兩種方法。但國(guó)外仍有些國(guó)家還普遍使用。在20世紀(jì)90年代，煤科總院重慶分院開(kāi)發(fā)的隔爆水槽（脆性）和隔爆水袋，以水作為消焰劑，方便了煤礦安裝和使用，在全國(guó)得到了廣泛推廣應(yīng)用，其中隔爆水袋的使用最為普遍。
礦井瓦斯煤塵爆炸災(zāi)害絕大多數(shù)是由于局部瓦斯燃燒或爆炸引起沉積煤塵飛揚(yáng)參與爆炸傳播造成的，因此，在爆炸初期的抑制相當(dāng)重要。
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