今年以來,因為發生了多起煤礦瓦斯爆炸事故,造成了很多礦工離開人世,讓人們對瓦斯爆炸有了更深的了解。最近發生的七臺河煤礦事故初步認定為煤塵爆炸事故,什么是煤塵爆炸事故,它的危害是什么,如何防范?讓我們從下面的文字中找到這些問題的答案。
11月27日21時40分,龍煤集團七臺河分公司東風煤礦發生重大井下爆炸事故。事故發生時,共有井下作業人員242人。截至目前,已發現井下遇難者162人,生還者73人,7人下落不明。事故還造成地面機房2人遇難。根據國家安全生產監督管理總局28日在事故現場的初步判斷,七臺河東風煤礦“11·27”特大事故不是瓦斯爆炸,而是煤塵爆炸。是井下煤倉附近煤塵發生爆炸,具體爆點和火源待查。
什么是煤塵爆炸?如何才能預防煤塵爆炸?煤塵爆炸后怎么做?
認識煤塵爆炸
煤塵爆炸是煤礦主要自然災害之一,死亡人數多,破壞性嚴重。煤塵爆炸可放出大量熱能,爆炸火焰溫度高達1600~1900度,使人員和設備受到嚴重損失。尤其是煤塵爆炸氣體中有大量的二氧化碳和一氧化碳,這是造成人員死亡的主要原因。1942年,本溪煤礦曾發生一起煤塵爆炸事故,死亡1549人,致殘246人。
煤塵爆炸必須同時具備三個條件: 一是煤塵本身具有爆炸性。煤塵本身有無爆炸性,要通過由井下采取煤樣、經煤塵爆炸性鑒定后確定;二是煤塵在空氣中呈懸浮狀態,并達到一定的濃度(在爆炸下限至上限濃度范圍內)遇明火才有爆炸的可能性;三是引爆的高溫熱源,煤塵爆炸的引爆溫度一般為700~800度,溫度越高越容易引起爆炸。煤塵爆炸的最小點火能為4.5~40mJ。這樣的溫度條件,幾乎一切火源均可達到,如爆破火焰、電氣火花、機械摩擦火花、瓦斯燃燒或爆炸、井下火災等。
影響煤塵爆炸的因素
1.煤的揮發分
煤塵爆炸主要是在塵粒分解的可燃氣體(揮發分)中進行的,因此煤的揮發分數量和質量是影響塵爆炸的最重要因素。一般說來,煤塵的可燃揮發分含量越高,爆炸性越強,即煤化作用程度低的煤,其煤塵爆炸性強,隨煤化作用程度的增高而爆炸性減弱。
2.煤的灰分和水分
煤內有灰分是不燃性物質,能吸收能量,阻擋熱輻射,破壞鏈反應,降低煤塵的爆炸性。水分能降低煤塵的爆炸性,因為水的吸熱能力大,能促使細微塵粒聚結為較大的顆粒,減少塵粒的總表面積,同時還能降低落塵的飛揚能力。煤的天然灰分和水分都很低,降低煤塵爆炸性的作用不顯著,只有人為地摻入灰分(撒巖粉)或水分(灑水)才能防止煤塵的爆炸。
3.煤塵粒度
粒度對爆炸性的影響極大。粒徑1mm以下的煤塵粒子都可能參與爆炸,而且爆炸的危險性隨粒度的減小而迅速增加,75μm以下的煤塵特別是30~75μm的煤塵爆炸性最強,粒徑小于10μm后,煤塵爆炸性增強的趨勢變得平緩。
4.空氣中的瓦斯濃度
瓦斯參與使煤塵爆炸下限降低。隨著瓦斯濃度的增高,煤塵爆炸濃度下限急劇下降。一方面,煤塵爆炸往往是由瓦斯爆炸引起的;另一方面,有煤塵參與時,小規模的瓦斯爆炸可能演變為大規模的煤塵瓦斯爆炸事故,造成嚴重的后果。
5.空氣中氧的含量
空氣中氧的含量高時,點燃煤塵的溫度可以降低;氧的含量低時,點燃煤塵困難,當氧含量低于17%時,煤塵就不再爆炸。煤塵的爆炸壓力也隨空氣中含氧的多少而不同。含氧高,爆炸壓力高;含氧低,爆炸壓力低。
6.引爆熱源
點燃煤塵云造成煤塵爆炸,就必須有一個達到或超過最低點燃溫度和能量的引爆熱源。引爆熱源的溫度越高,能量越大,越容易點燃塵云。而且爆塵初爆的強度也越大;反之溫度越低,能量越小,越難以點燃煤塵云,且即使引起爆炸,初始爆炸的強度也小。
煤塵爆炸的主要特征
煤塵爆炸是一種復雜的、異常迅速的物理和化學的轉化過程,其主要特征如下:
(1)高溫。由于煤塵被急劇氧化并燃燒,在很短時間內產生大量的熱,使空氣溫度迅速升高,瞬間溫度可達2300~2500℃。
(2)高壓。煤塵爆炸時,氣溫驟升,壓力增大。一般爆炸壓力可達0.7~0.8兆帕。
(3)強烈的沖擊波和火焰。煤塵爆炸時由于高溫、高壓,可產生強烈的沖擊波和火焰。
(4)產生大量的有害氣體。煤塵爆炸時,可生成大量的一氧化碳和二氧化碳,這是造成人員大量傷亡的重要原因。因此,入井人員必須隨身攜帶自救器。
(5)爆炸產生“皮渣”和“粘塊”。煤塵爆炸時,一部分煤塵被局部焦化,粘結在一起,沉積在支架和巷道壁上,形成煤塵爆炸的特有產物——“皮渣”和“粘塊”。這是煤塵爆炸區別于瓦斯爆炸的特有標志。
煤礦井下發生的煤塵爆炸,不但對礦井破壞嚴重,對人體也有很強的殺傷力。其爆炸瞬間,可使爆炸現場升溫高達2000℃以上,并且沖擊波強烈,散發出大量有毒氣體。 據調查統計,礦井下發生煤塵爆炸時,多數遇難人員直接死因并不是爆炸和燃燒,而是有害氣體和缺氧引起的中毒和窒息。所以,發生煤塵爆炸時,自救措施要果斷及時,方法得當,盡可能減少傷殘和死亡的發生。
如何防止煤塵爆炸
防止煤塵爆炸的措施主要有:
1、減少生產中煤塵發生量和浮塵量。① 噴霧灑水,在采掘工作面、井下煤倉、溜煤眼、翻籠處、輸送機頭、裝車站等井下凡能產生煤塵的地點,均應設置噴霧灑水裝置。機采工作面的采煤機配有專門灑水裝置。同時,對井下巷道,還要定期清掃,沖洗巷幫、井壁的煤塵。因為這些地方沉積的煤塵如果重新飛揚在空氣中,可以迅速達到爆炸下限的濃度,也是許多局部性事故迅速擴大的主要原因。②煤層注水。煤層注水是在尚未采動的煤體中,利用鉆孔注入壓力水,使水滲入煤體的層里、節理等微小空隙中,將煤體預先濕潤,從而減少或消除在開采、運輸過程中煤塵的生成和飛揚。③水炮泥。在炮眼內(炸藥和炮泥之間)空隙充入盛水的塑料袋,爆破時水被汽化結成霧滴,可使塵粒濕潤,結團而起到降塵作用。④加強通風管理,嚴格控制采、掘工作面的風速,防止煤塵的飛揚。
2、防止煤塵引燃。①為防止電火花和其它明火引燃煤塵,井下電氣設備一定要選用防爆型,電纜接頭不許有雞爪子、羊尾巴和明接頭,防止產生電火花。井下禁止使用電爐子、職工禁止攜帶煙草、點火工具等,嚴格井下火險管理。②為防止放炮時引燃煤塵,井下要使用安全炸藥,打眼,裝藥、封泥必須按規程要求進行,禁止放糊炮。
3、采取隔爆措施,限制煤塵爆炸范圍擴大。主要采用巖粉棚或水槽隔爆,阻止煤塵爆炸時火焰傳播。
煤塵爆炸后怎么做
井下煤塵爆炸時,礦工如何自救呢?
當煤塵爆炸時,在現場和附近巷道的工作人員,千萬不可驚慌失措。當聽到爆炸聲和感到沖擊波造成的空氣震動氣浪時,應迅速背朝爆炸沖擊波傳來方向臥倒,臉部朝下,把頭放低些,在有水溝地方最好側臥在水溝里邊,臉朝水溝側面溝壁,然后迅速用濕毛巾將嘴、鼻捂住,同時用最快速度戴上自救器,拉嚴身上衣物蓋住露出的部分,以防爆炸的高溫灼傷。在聽到爆炸瞬間,最好盡力屏住呼吸,防止吸入有毒高溫氣體灼傷內臟。
聽到爆炸時,應趕快張大口。并用濕毛巾捂住口鼻,避免爆炸所產生強大沖擊波擊穿耳膜,引起永久性耳聾。
事故發生后,不要太緊張,不要亂跑。要迅速冷靜下來,想到自己所在的位置和巷道名稱,要迅速辨清方向,按照避災路線以最快速度趕到新鮮風流方向。外撤時,要隨時注意巷道風流方向,要迎著新鮮風流走。
在可能的情況下,撤離險區后及時向井下調度、礦調度和局調度報告。
用好自救器是自救的主要環節,當戴上自救器后,絕不可輕易取下而呼吸外界氣體,以免遭受有害氣體的毒害,要堅持到安全地點方可取下。
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