一、瓦斯及煤塵燃燒、爆炸條件
瓦斯或煤塵與空氣的混合物，必須滿足以下幾個(gè)條件才有可能發(fā)生燃燒或爆炸：
(1)瓦斯或煤塵在空氣混合物中的濃度處于燃燒界限和爆炸界限內(nèi)。燃燒界限決定了混合物傳播火焰的能力，爆炸界限決定了混合物在加熱時(shí)可能發(fā)生自燃的能力。這兩種界限非常相近，只在動(dòng)力特性上有所區(qū)別。通常將這兩種界限統(tǒng)一為發(fā)火界限，即能夠自燃和傳播火焰的界限。發(fā)火界限包括一個(gè)濃度范圍，瓦斯的發(fā)火界限約為5%～16%，濃度在9.5%時(shí)火焰的傳播速度和爆炸可能性最大，一旦爆炸，產(chǎn)生的爆炸力和破壞作用也最大。煤塵發(fā)火界限的變動(dòng)范圍較大，一般在10g/m3～2 500g/m3之間，爆炸產(chǎn)生破壞力最大的煤塵濃度為300g/m3
(2)有足夠高的加熱溫度。在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下瓦斯的發(fā)火溫度為650℃～750℃。煤塵的發(fā)火溫度約為610℃～1 050℃。
(3)加熱時(shí)間不低于感應(yīng)時(shí)間。從反應(yīng)開始至發(fā)火的時(shí)間稱為感應(yīng)時(shí)間或發(fā)火延遲時(shí)間。瓦斯的感應(yīng)時(shí)間決定于壓力、加熱溫度和瓦斯?jié)舛龋瑝毫Σ蛔儠r(shí)，感應(yīng)時(shí)間隨溫度升高而減少；若溫度保持不變，感應(yīng)時(shí)間隨壓力增大而減少，隨瓦斯?jié)舛仍龃蠖黾印?/P>
煤塵與空氣在發(fā)生反應(yīng)前，煤塵須先氣化，所以煤塵與空氣混合物的感應(yīng)時(shí)間比瓦斯長(zhǎng)。
(4)具備燃燒自動(dòng)加速的條件。具備了以上三個(gè)條件，瓦斯就可以被點(diǎn)燃和燃燒，但要使之發(fā)生爆炸，還需具備燃燒自動(dòng)加速的條件。燃燒速度與燃燒溫度、活化能、反應(yīng)熱、反應(yīng)速度有關(guān)。在一定條件下，燃燒可自動(dòng)加速，使燃燒速度和沖擊波強(qiáng)度不斷增大。若沖擊壓縮溫度達(dá)到瓦斯爆發(fā)點(diǎn)，而且壓縮時(shí)間超過(guò)感應(yīng)時(shí)間，就會(huì)引起爆炸反應(yīng)，以爆轟速度傳播。若初始燃燒速度不高，產(chǎn)生的沖擊波強(qiáng)度不足以引起爆炸反應(yīng)，燃燒就不可能轉(zhuǎn)變?yōu)楸ā?/P>
在井下巷道內(nèi)，因燃燒產(chǎn)物與壁面產(chǎn)生摩擦，巷道斷面中心處的瓦斯燃燒速度較周邊大，將使焰面向前突出增加燃燒面積，增大反應(yīng)速度和燃燒速度，因而燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)楸ǖ臅r(shí)間極
短。井下煤塵爆炸系數(shù)是由瓦斯爆炸引起的。
二、炸藥爆炸引燃引爆瓦斯的機(jī)理
炸藥爆炸引起瓦斯燃燒、爆炸的原因主要有以下三個(gè)：
(一)爆炸氣體產(chǎn)物的直接作用
炸藥爆炸生成的高溫、高壓氣體產(chǎn)物，在膨脹過(guò)程中，由于擴(kuò)散和滲透作用，逐漸與瓦斯一空氣介質(zhì)相結(jié)合，經(jīng)一定時(shí)間，在膨脹產(chǎn)物的頭部形成爆炸產(chǎn)物、瓦斯和空氣的可燃性混合物。如果混合物的溫度達(dá)到瓦斯爆炸的點(diǎn)火溫度，而且存在時(shí)間超過(guò)感應(yīng)時(shí)間，就會(huì)發(fā)火產(chǎn)生火焰，甚至引起爆炸。
由該機(jī)理可知，炸藥爆炸引起瓦斯燃燒或爆炸熱的性能，主要與爆炸產(chǎn)物的組成、爆溫和爆熱有關(guān)。若爆炸產(chǎn)物內(nèi)含有剩余氧量、氮氧化物、過(guò)氧化物、一氧化碳或游離基等成分，就會(huì)降低瓦斯發(fā)火下限，并促進(jìn)瓦斯的氧化反應(yīng)，使發(fā)火可能性增大。因此，安全炸藥應(yīng)按零氧平衡配制，減少上述爆炸產(chǎn)物。爆溫和爆熱越大、引燃引爆瓦斯的可能性也越大。因此，
必須根據(jù)所要求炸藥的安全系數(shù)對(duì)爆溫和爆熱加以控制。
(二)熾熱固體顆粒的作用
當(dāng)爆炸產(chǎn)物中的熾熱固體產(chǎn)物，或當(dāng)炸藥爆炸不完全，使爆破工一部分尚未分解或正處于燃燒的炸藥顆粒，從炮眼中飛出落入瓦斯一空氣混合物時(shí)，若接觸時(shí)間超過(guò)感應(yīng)時(shí)間，就能引起瓦斯燃燒和爆炸。
根據(jù)這一機(jī)理，要求安全炸藥必須具有良好的反應(yīng)性能和爆轟性能，以保證炸藥能夠完全爆炸，而且生成產(chǎn)物應(yīng)全部都是氣體。
(三)爆炸形成空氣沖擊波的作用
空氣沖擊波的壓力、溫度和作用時(shí)間是隨著炸藥總量增加而增大的，因此，當(dāng)爆熱一定時(shí)，必須對(duì)藥量加以限制。井下試驗(yàn)表明，采用安全炸藥時(shí)，因炸藥能量主要用于破碎和拋擲，形成空氣沖擊波的能量較小，引燃瓦斯的可能性不大。但若工作面附近存在有反射障礙物時(shí)，因反射波壓力、溫度和作用時(shí)間較之入射波要大得多，裝藥量過(guò)大時(shí)，就有可能引燃引爆瓦斯。
三、煤礦許用炸藥特點(diǎn)
根據(jù)瓦斯氧化反應(yīng)和炸藥爆炸引燃引爆瓦斯的機(jī)理，煤礦許用炸藥應(yīng)具有以下特點(diǎn)：
(1)根據(jù)炸藥的安全等級(jí)限制炸藥的爆熱、爆溫和爆壓。
(2)炸藥配比應(yīng)接近于零氧平衡。
(3)爆炸后無(wú)灼熱固體產(chǎn)物。
(4)爆炸反應(yīng)要完全。
(5)炸藥或爆炸產(chǎn)物中不能含有促進(jìn)瓦斯鏈鎖反應(yīng)的成分。要加入消焰劑，從根本上抑制瓦斯引火。
(6)排放的有毒氣體量要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
(7)有較好的起爆感度和傳爆能力，保證穩(wěn)定爆轟。