矿井瓦斯爆炸及其预防(word)
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20
Jul
2010
2.6.1矿井瓦斯的爆炸现象
（1）瓦斯爆炸的化学反应
瓦斯爆炸是瓦斯和空气组成混合爆炸性气体在火源作用下发生的一种迅猛的氧化反应。其化学反应式为：
CH4+2O2=CO2+2H2O
或CH4+2(O2+79/21N2)=CO2+2H2O+7.52N2
从上式可知,混合气体中的氧与瓦斯都全部燃尽时,一个体积的瓦斯要同两个体积的氧气化合,即一个体积瓦斯要同9.52个(2+7.52)体积的空气(当空气中氮气浓度为79%，氧气为21％时)化合，这时瓦斯在混合气体中的浓度为1/（1＋9.25）×100％＝9.5％。这一浓度是理论上瓦斯爆炸最猛烈的浓度。
链锁反应：瓦斯氧化、燃烧、爆炸的连续过程。
瓦斯的燃爆类型：根据瓦斯－空气混合气体燃烧、爆炸时的火焰传播速度及冲击波压力的大小，可以把瓦斯的燃爆类型分为三种：
①速燃
火焰传播速度在10m/s以内；冲击波压力在0.15大气压以内。它可以使人烧伤，引起火灾。
②爆燃
火焰的传播速度在音速以内；冲击波压力高于0.15大气压。它对人和设施有较强的杀伤能力和摧毁作用。
③爆炸
火焰传播速度超过音速，达到每秒数千米；冲击波压力达到数个至数十个大气压。它对人和设施具有强烈的杀伤能力和摧毁作用。
（2）瓦斯爆炸的效应
①瓦斯氧化反应，其过程要放出大量的热，其热量使爆源周围的气体温度骤然升高；高温气体引起体积的骤然膨胀；气体压力升高；高温高压气体快速传播。
②爆炸气体以极高的速度从爆源往外冲击，称为正向冲击波；由于往外冲击及爆炸时产生的部分水蒸气凝结，使爆源附近形成气体稀薄的低气压区，由于爆源以外的气体以很高的速度反向冲回爆源，称为反向冲击波。
③瓦斯爆炸后，产生大量的有害气体。
综上所述，瓦斯爆炸将产生高温、高压、冲击波和大量的有害气体，给煤矿安全生产造成极大的危害。
（3）瓦斯爆炸的条件及影响因素
瓦斯爆炸的必要条件：
一是瓦斯浓度达到一定范围：5％～6%至14％～16％时，混合气体有爆炸性；
二是存在高温火源，一般认为是650°～750°；
三是有足够的氧气，混合气体中氧气的浓度不低于12％。
三者缺一不可
1）瓦斯爆炸的浓度界限
试验证实：当瓦斯浓度低于5％～6％时，混合气体无爆炸性，遇火后只能燃烧而不能爆炸；当瓦斯浓度为5％～6%至14％～16％时，混合气体有爆炸性；当瓦斯浓度大于14％～16％时，混合气体无爆炸性，也不燃烧，但当有新鲜空气供给时，可以在混合气体与新鲜空气的接触面上燃烧。
当瓦斯浓度为9.5％发生爆炸时，其爆炸威力最大，这是因为此时混合气体中的氧气和瓦斯都全部参加了燃烧、爆炸。
2）引火温度
引火温度是指点燃瓦斯所需的最低温度，一般认为是650°～750°。它的高低与瓦斯的浓度有关。
瓦斯的浓度与点燃温度的关系
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