瓦斯的爆炸及其預防

　一、瓦斯爆炸過程及其危害

　　１.瓦斯爆炸的化學反應過程
　　瓦斯爆炸是一定濃度的甲烷和空氣中的氧氣在高溫熱源的作用下發生激烈氧化反應的過程。
　　

　　礦井瓦斯爆炸是一種熱－鏈反應過程(也稱連鎖反應)。

　　２.瓦斯爆炸的產生與傳播過程
　　爆炸性的混合氣體與高溫火源同時存在，
　　初燃(初爆)→焰面→沖擊波→新的爆炸混合物

　　３、瓦斯爆炸的危害
　　礦內瓦斯爆炸的有害因素是，高溫、沖擊波和有害氣體。
　　
　　焰面是巷道中運動著的化學反應區和高溫氣體，其速度大、溫度高。從正常的燃燒速度（1～2.5m/s）到爆轟式傳播速度（2500m/s）。焰面溫度可高達2150～2650°C。焰面經過之處，人被燒死或大面積燒傷，可燃物被點燃而發生火災。
　　
　　沖擊波鋒面壓力由幾個大氣壓到20大氣壓，前向沖擊波疊加和反射時可達100大氣壓。其傳播速度總是大于聲速，所到之處造成人員傷亡，設備和通風設施損壞，巷道垮塌。
　　
　　瓦斯爆炸后生成大量有害氣體，某些煤礦分析爆炸后的氣體成份為O26％～10％，N282％～88％，CO₂4％～8％，CO₂％～4％。如果有煤塵參與爆炸，CO的生成量更大，往往成為人員大量傷亡的主要原因。
　　
　　二、瓦斯爆炸的主要參數

　　1、瓦斯的爆炸濃度
　　在正常的大氣環境中，瓦斯只在一定的濃度范圍內爆炸，這個濃度范圍稱瓦斯的爆炸界限，其最低濃度界限叫爆炸下限，其最高濃度界限叫爆炸上限，瓦斯在空氣中的爆炸下限為5～6％，上限為14～16％。
　　瓦斯爆炸界限不是固定不變的，它受到許多因素的影響，
　　其中重要的有：
　　（1）氧的濃度
　　
　　正常大氣壓和常溫時，瓦斯爆炸濃度與氧濃度關系，如柯瓦德爆炸三角形所示(圖9-6-1)。氧濃度降低時，爆炸下限變化不大(BE線)爆炸上限則明顯降低(CE線)。氧濃度低于12％時，混合氣體就失去爆炸性。
　　（2）其它可燃氣體
　　混合氣體中有兩種以上可燃氣體同時存在時，其爆炸界限決定于各可燃氣體的爆炸界限和它們的濃度。可由公式求出：
　　
　　N₁、N₂、N₃...Nn——分別為各可燃氣體的爆炸上限或下限，％；
　　（3）煤塵
　　
　　煤塵具有爆炸危險，300～400℃時就能從煤塵內揮發出多種可燃氣體，形成混合的爆炸氣體，使瓦斯的爆炸危險性增加.
　　（4）空氣壓力
　　
　　爆炸前的初始壓力對瓦斯爆炸上限有很大影響。可爆性氣體壓力增高，使其分子間距更為接近，碰撞幾率增高。
　　（5）惰性氣體
　　
　　可以降低瓦斯爆炸的危險性。