e 矿井瓦斯防治技术 模块五：矿并瓦斯爆炸及防治 品 资源开发系 通风安全教研室 D☒
课题一 瓦斯爆炸及其影响因素 课题要点 瓦斯爆炸形成条件 知识点 影响瓦斯爆炸发生的因素 技能点 瓦斯爆炸性分析
工作任务 任务描述 了解瓦斯爆炸机理，叙述瓦斯爆炸条件，分析影响瓦斯爆炸发生因素 是采取防治矿井瓦斯事故的基础。 任务分析 矿井瓦斯爆炸包括矿井瓦斯爆炸的条件、效应及影响矿井瓦斯 爆炸的因素。为了更好地理解这些内容，首先必须通过瓦斯爆 炸演示来更好地理解这些内容。 >
1.瓦斯爆炸机理 形成的机理 0 化学反应过程 产生与传播过程 爆炸性的混合气体与高温火源同时存在 化学反应式为 就将发生瓦斯的初燃 (初爆 初燃产生 “定速度移动的焰面，焰面后的爆炸产 CH3+0=CO+H2+H 物具有很高的温度，由于热量集中而使爆 井下空气O2不足，反应的最终式为 源气体产生高温和高压并急剧膨胀而形成 冲击波。如果卷道顶板附近或冒落孔内积 CH+20,=C0,+2H,0 存着瓦斯，或者巷道中有沉落的煤尘，在 冲击波的作用卡，它们就能均匀分布 形 或新的爆炸混合物，使爆炸过程得以继线
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O CH4 +O2 = CO + H2 + H2O O2
1.瓦斯爆炸机理 开形 爆燃 回燃可爆气体 成 爆燃与爆轰间 的 的定性判新 机 爆轰 数值范围 项目 备注 爆轰 爆燃 Up/Co 5-10 0.0001-0.03 Up/Uo 0.4~0.7 C。是未燃混合气体中的音速，U 4~6 是燃烧速度，P是压力，T是绝对 Pr/Po 13-55 0.976-0.98 温度，p是密度。下标b表示燃烧后 To/To 8-21 4~16 状态，0表示初始状态 Po/po 1.4-2.6 0.06-0.25 D
1.瓦斯爆炸机理 表2-25 决定于甲烷浓度和引火源温度的感应期[23] 引 火 源 温 度 () 沼气按度 775 825 875 925 975 1075 1175 % 感 期 () 1.08 0.58 .35 0.20 0.12 0.039 一 1.15 0.60 0.36 0.21 3 c.041 0.010 8 125 0.62 0.37 022 14 0.042 0.012 1.30 0.65 0.39 0,23 4 0.044 0.015 10 1.40 0/ 0.41 0.24 0.049 0.018 2 1.64 0.44 0.25 0.055 0.020 从接触引火源起到烃 随着引火源温度的升 类一一空气混合物转 高和甲烷浓度的下降 为快速燃烧爆炸的时 间间隔称为感应期 烃类的感应期将缩短。 >
2.瓦斯爆炸危害 产生高温 当瓦斯浓度为95%时，爆炸时产生的瞬间温度可达 瓦 1850-2650℃。 斯 爆 炸 产生高压 瓦斯爆炸后的气体压力是爆炸前压力的 危 7-10倍 害 产生大量 瓦斯爆炸后，不仅氧气减少，且产生大量有害气体， 有害气体 爆炸后氧气6-10%、一氧化碳2-4%
3.瓦斯爆炸的基本条件 压力为101.3kPa, 温度为20℃ 爆炸上限15%， 下限5%。 G+c_B)=a-KL In L+b ①
B a KL L b G c − = − + + ln( )
3.瓦斯爆炸的基本条件 瓦斯浓度 5-15% 瓦斯爆炸 基本条件 引爆火源 氧含量 650-750℃ 不低于12% 动画演示 动画演示 D
4影响瓦斯爆炸的主要因素 可燃气体的混入 增大爆炸气体总浓度，降低爆炸下限，扩大爆炸界限 粉尘放出可燃气体，爆炸下限降低。 爆炸性粉尘的混入 5g/m3,3%爆炸，8g/m3,2.5%爆炸 N2每增加1%，下限上升0.017%，上限下降0.54%； 惰性气体的混入 C02每增加1%，下限上升0.0033%，上限下降0.26% 初始温度越高，爆炸界限越大 混合气体的初始温度 20℃时为6.0-13.4%；700℃时为3.25-18.75% 瓦斯浓度与引火火源 浓度为7-8%时，瓦斯最容易引爆 压力越大，所需引火温度越低。 混合气体的压力 当瓦斯压缩到原来体积/120时，自身热量就能使其自动爆炸 ①