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為什麼礦震會引發煤塵燃燒爆炸?這類事故怎樣才能避免?

2019年01月02日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 7 ℃ 次

【煜汝於成的回答(10票)】:

回答晚了。

這一次恆大煤業的事故在於礦震引發的重大瓦斯爆炸燃燒,從而造成人員傷亡和財產經濟損失。

煤層的礦震、衝擊地壓、采場頂板大面積(垮落)來壓和煤與瓦斯突出構成煤層中的四大動力現象,其對礦井生產和安全構成很大的威脅。

礦震是指採礦活動引起的岩層震動。礦震一般不出現大量煤體拋出,但有明顯震動。礦震多發於開採深度大、岩層堅硬和地質條件複雜的條件下。多數的礦震是由於開採活動引起的岩層沉降或斷層錯動造成的。礦震對井巷工程的破壞多集中於煤層底板和巷道穿過的斷層處。

由新聞報道中亦可以看出,礦震所誘發的工作面回風順槽發生事故,由此可以推斷該工作面的回風順槽內一定有一些電路管線或電氣設備。工作面順槽一般有兩條,即運輸順槽和輔運順槽,輔運順槽進風,運輸順槽回風,有些工作面佈置三條順槽即運輸順槽、輔運順槽、回風順槽。運輸順槽和輔運順槽為進風,回風順槽回風。因此在回風順槽內是一定有大量的煤塵存在的。

在《煤礦安全規程》規定,回風巷內是不可以安裝電氣設備的,在不得已的情況下,必需要安裝的話,得安裝瓦斯監控探頭,設置報警應符合《煤礦安全規程》,瓦斯報警濃度不得超過0.5%,斷電濃度1%,但瓦斯爆炸界限為5%~16% ,即當瓦斯濃度低於5%時,遇火不爆炸,但能在火焰外圍形成燃燒層,當瓦斯濃度為9.5%時,其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反應);瓦斯濃度在16%以上時,失去其爆炸性,但在空氣中遇火仍會燃燒。也就是說,安全規程規定的允許值遠遠小於爆炸界限。但是一但是一般為了方便佈置工作面的電氣設備(滾筒采煤機,刮板輸送機等),或多或少的會佈置一些例如移動變電站,高壓開關等電器設備。在回風順槽內的風與進風順槽內的風不同,進風順槽進的是新鮮風流。工作面在回采時,煤壁會釋放瓦斯氣體,采空區也一樣會向工作面釋放瓦斯氣體。因此,當新鮮風流沖刷過工作面後,將會混合這些氣體成為乏風,風量變大的同時回風的危險性也在提高。

根據以上的背景知識和分析可以得出:

1、該礦該工作面的回風順槽內安裝有電氣設備;

2、該回風順槽內的瓦斯報警設備未安裝到位;

3、回風順槽內的噴霧降塵設備安裝不到位,沒有有效的降低煤塵量;

4、電器管線連接與緊固不到位,造成導線接線處電火花的形成。

5、礦山安全工作培訓不到位,未樹立安全防範意識;

6、礦山分管安全的領導失職,未能將安全工作做到位。

話說回來,作為採礦工程在讀的學生,去過幾個煤礦的井下工作面調研,接觸過一些煤礦的一線工人,他們都很善良很淳樸,雖然文化水平不高,但是工作敬業認真,相處幾天,真的感覺就像自己的兄弟一樣,他們說,一起扛鍬下過井的,就是弟兄。但事故已經發生,願逝者安息,生者堅強。

阜新的礦難從2005年到2014年,僅在2010年沒有發生過事故。2005年的「2·14事故」中,共死亡214人,老師講起來時,仍然記憶猶新。

阜新礦難錄_網易新聞中心

【淼淼的回答(9票)】:

礦震為採礦誘發地震的簡稱,亦稱之為礦山地震,屬礦山動力學災害,採礦業稱之為「衝擊地壓」。引起礦山開採誘發地震的主要原因為:一、開採直接引起崩塌、冒落、瓦斯突出;二、開採卸載間接誘發地震,即在一定構造環境下,由於應力集中引起岩石破裂和應變能釋放。

1.6級的礦震和同級地震是一回事嗎?

理論上代表震級相同,誘發原因不一樣。

引發煤塵燃燒的原理是什麼?

個人初步懷疑由於礦震引起煤塵、粉塵濃度加大(回采工作面回風巷由於工作面割煤會產生大量的煤塵),然後電氣設備失爆或者有引爆源,導致煤塵燃燒進而爆炸。

這類事故應該怎麼避免?

加強噴霧降塵,從源頭上避免粉塵產生,例如煤機噴霧,轉載點噴霧、全斷面噴霧,然後杜絕電氣設備失爆,嚴禁出現火源,避免事故發生。

【登邑的回答(4票)】:

我說下煤塵爆炸,把我想到的先寫出來、寫完吃飯去,隨後查資料再補充:

1、煤塵爆炸需要哪些條件?

煤塵爆炸同瓦斯爆炸一樣,也有三要素:(1)煤塵本身具有爆炸性;(2)煤塵必須懸浮於空氣中,並達到一定濃度;(3)存在能引起煤塵爆炸的高溫熱源。

只有這三個條件同時具備才會發生煤塵爆炸。恆大煤礦所採煤層顯然是有煤塵爆炸性的,礦震又導致懸浮煤塵濃度升高到爆炸濃度範圍內,同時礦震很可能又引起供電線路或電氣設備失爆產生電火花或者鐵器撞擊產生火花,三要素齊全了,就發生了煤塵爆炸。

2、煤塵為什麼會爆炸?

如上所述,有的煤塵有爆炸性,還有的煤塵沒有爆炸性,為什麼會有這種區別?其實是這樣的,大家知道,爆炸一般是由於氣體體積急劇膨脹造成的,煤塵爆炸也是這個原理。煤塵雖然是固體,但是它含有「揮發份」,這個「揮發份」的多少就決定了煤塵是否具有爆炸性。「揮發份」可以簡單理解為煤塵中能夠自然揮發產生可燃性氣體的那種成分。

ps:題主說煤塵燃燒的原理,我猜你想問的就是爆炸的原理吧,燃燒嘛,煤塵就是煤粉,煤時可燃物當然會燃燒了。

3、煤塵爆炸有多可怕?

題主問「這類事故為什麼總是難以避免?」,其實說實話,煤塵爆炸事故發生的並不多,新聞裡說恆大煤礦發生「煤塵燃燒」,可見主要是燃燒、可能沒有發生煤塵爆炸或者只是輕微爆炸未引起連鎖反應。但是一旦發生煤塵爆炸,必定是大事故啊,因為煤塵在井下太普遍啊,只要發生一次爆炸,那地上、煤壁上的煤肯定都被震起來了,就導致懸浮煤塵濃度更大了,越爆煤塵越多!越爆越猛啊!結果只能是四個字:礦毀人亡

4、煤塵爆炸如何預防?

煤礦有「一通三防」,就是「通風」、「防塵」、「防火」、「防瓦斯」,就是預防這些事故的,這些事情一般都歸「通風部」或者叫「通風科」管。具體隨後再展開。(餓死我了,吃飯去了,食堂要沒飯了!)

【李華程的回答(2票)】:

煤塵需要怎麼爆炸,煤塵爆炸的三個條件是:1)煤塵本身必須具有爆炸性,而且浮游粉塵要達到一定濃度:下限為45g/m3,上限為1500—2000g/m3。2)要有點燃煤塵的熱源。3)空氣中氧的含量大於18%。首先從發生事故的地點看是回風巷,回風巷是礦井采煤工作面用作回風用的,采煤工作面的煤塵和瓦斯都會經過回風巷,這是回風巷的基本作用;而且如果能發生煤塵爆炸這肯定是在生產的時候(煤礦採用三八或者四六制的工作制度,如果三八制就是兩個生產班一個檢修班,檢修班是不採煤的),而在回風巷中是有風機(這個風機是來用做回風)存在的,也可以簡單認為在回風巷中是鋪設著供電系統,還有另外一個因素,就是工作面的端尾(也就是回風巷和工作面交接的地方),這個地方是有大量機器存在的,而且這裡的機器散熱量很大,同時機器的功率和電壓都是很高的,礦上的電壓需要變電站轉換成高電壓從能供這些機器工作,這也是一個隱患,這些隱患在就看那個礦是否平常注意,再加上有地震,雖然只有1.6級地震,並不算是特別強的地震,但是如果面對一些老化的機械設備,這就成了壓倒駱駝的最後一根稻草。

一般在礦上採用比較多的防塵技術就是噴霧降塵,但是效果不是特別理想,你要是下一次井就知道了,在回風巷那種伸手不見五指的感覺。

燃燒的原理我不太瞭解,不過我感覺是出現了電火花的情況,直接點燃了整個煤塵,另外ps一句,其實每個礦都是或多或少有瓦斯的。

【Smallay的回答(1票)】:

礦震就是採礦引發的地震,其震級與地震的描述方式一致。(參考:礦震 _百度百科)

煤塵燃燒爆炸是粉塵爆炸的一種。(參考:粉塵爆炸)粉塵爆炸是生產活動中常見且破壞力巨大的安全威脅,今年昆山造成75人死亡的事故也是由於粉塵爆炸。(參考:昆山中榮工廠爆炸事故)簡而言之,粉塵爆炸是由於空氣中可燃顆粒的濃度超過了一定數量後,在封閉空間中快速劇烈燃燒引發的爆炸。

這次礦震與爆炸的關係,個人推測有如下可能性:1.礦震將大量煤塵震到空氣中,使得濃度迅速增加;2.礦震引發瓦斯突出,給煤塵爆炸提供了氧化物;3.礦震直接點燃了爆炸,如引發了明火等。目前不知道新聞中的「此後不久」是多長的時間,無法進一步判斷。

防止煤塵爆炸,在採礦業中一般強調通風,即通過不斷的空氣循環使得粉塵的濃度低於危險值。其它行業也有灑水等降低粉塵濃度的手段。

【王嗣衡的回答(1票)】:

蟹妖~我必須表達心中的竊喜,第一次被咬,理所當然是煤礦安全領域。雖然我已投身電力事業,也決不會留戀曾經下過的那些井,但是,我,偶爾,會懷舊~

少比比,說正事。前面幾位的回答挺專業的,我僅根據自己的了解說下。

1.礦震這個概念很模糊的,可能是單純的衝擊地壓也可能誘發了煤與瓦斯突出。礦震的級數也是模糊的,國內很多礦都有礦震或微震監測系統,「高仿」或直接引進,一般國外的系統性能較好,但我還是要說目前很多礦井安全監測設備的「用戶體驗」真的很差,比如這個微震監測,不同系統對同次震動的監測結果(包括震級和發生位置)都是不同的,尤其是級別。我之前解除過ARAMIS和ESG(倆國外微震監測系統),同次事件一個震級是3點幾,另一個還不到2。So…不知道阜新上的什麼系統,也不知道這個報道引用的哪裡的監測結果,地震局?不要鬧…

2.煤塵燃燒原理和條件已有回答。此外,個人聽到的「煤塵爆炸」的說法比較多,煤塵…一般不燒,燒了就是炸!非專家觀點:此次可能是由明火引起,也可能是煤自燃。現在國內礦井開採深度越來越深,井下的溫度也會越來越高,礦震破壞了正常的送風,事故點無法及時降溫,周圍溫度和其他條件滿足時會引起煤體自燃,繼而引發爆炸。這是一環環複雜的反應過程,事故之後誰也不能一口咬定是怎樣的,都埋進去了,只能猜測了,所以我就可以說胡扯了~

3.如何避免煤塵燃燒?從理論入手,控制引起燃燒的那幾個條件,缺一即可。現場都說一通三防,通風很重要,帶走瓦斯,降溫等等。

4.如何避免礦震?嚴格地說,礦震是一直都有的,有大有小,每天都能監測到好多事件,在井下巷道裡你會聽到圍巖時不時地「啪~啪」清脆的斷裂聲,而動力顯現明顯的就叫做「事故」了。事故的原理是:采動打破了原始的應力平衡,應力重新分佈且不均勻,造成應力集中,到一定程度,突破了煤巖體能承受的應力極限,破碎,衝擊,突出,都有可能隨之而來。人能做的就是科學規劃,加強支護,留煤柱,保護層,填充采空區等等,力求維持應力平衡,技術的進步的確作用很大。

5.但是礦井如此大尺度的應力平衡體破壞後,人是無法完全掌控的,科技做不到萬無一失,加之很多礦井上的安全措施不到位,所以…我悄悄地說,礦難和命運一樣,有一種無法被預測的趕腳~地震局的專家深有同感^_^

6.所以,現在對礦震或衝擊或突出都只能說預警,不能說預防,因為防止不了…為何難以避免?俗話說:上天容易入地難~

ps:知乎真的是高富帥的地盤,能源技術類的吊絲同胞真少。手機碼字真累!回答稍亂,見諒!

【閆文發的回答(1票)】:

一、題主問題回答:

1、1.6級的礦震和同級地震是一回事嗎?

答:嚴格意義上不是一回事的可能比較大,主要和礦震監測系統與天然監測地震系統的差異有關。

(1)國內外常見的礦震監測系統和天然地震監測系統有不少差別。

比如傳感器、採集儀等硬件;震級概念和計算公式等。

(2)新聞沒有提到是哪個震級概念,增加了是一回事的不確定性。

(3)如果這個礦震是天然監測地震系統記錄到的,並用了與天然地震相同的震級概念和計算公式才有可能是一回事。

2、引發煤塵燃燒的原理是什麼?

答:假設題主是問礦震引發煤塵燃燒的原理是什麼。

(1)應該先問的是邏輯的存在,再問原理?

新聞提到了兩個與時間和空間相關的表述:附近和此後不久,算不上量化嚴格的表達。應該不能認為新聞表達了礦震引發煤塵燃燒的這個邏輯,最多算可能的相關性的描述。但應該可以認為新聞有誘導大家往這個方向分析的嫌疑。

(2)假定礦震在煤塵燃燒事故中有影響,它在這個事故的事故鏈中也應該處於次要地位,最多算誘因。高溫源、巷道內煤塵多,煤塵有燃燒性才是最重要的。

(3)假定礦震確實是誘因,礦震在巷道周圍的表現是圍巖震動,造成的是煤塵飛揚,礦用電器電纜破壞可能增加等。

3、這類事故為什麼總是難以避免?

答:這類事故如果是指礦震引發煤塵燃燒,應該算不常見。

中國發生礦震的礦井數量應該是數百,但是這類事故的數量印象中應該是個位數。

待補充完善。

【鹿溪山人的回答(0票)】:

1.6級的礦震和同級地震應該不是一回事吧,1.6級地震人是感覺不到的,礦震會引發煤塵燃燒爆炸,個人感覺是因為煤礦中存在大量的煤塵,發生礦震後可能使得煤塵被揚起與空氣充分接觸,而礦震同時可能引起礦內材料,尤其是金屬或一些特殊礦物之間摩擦產生火花,火花將煤塵點燃發生爆炸。這個和麵粉廠發生爆炸的情況類似。

【阿祥的回答(0票)】:

瀉藥。。知乎第一貼獻給煤礦事業。

雖然現在是煤礦安全研究僧,但研究方向是在煤層火災了,對粉塵爆炸研究不多,還好以前在煤礦做過一年多技術員,憑記憶和經驗盡力回答。

前面幾位朋友回答的很詳細了。簡單說就是,礦震造成煤礦井下煤塵(粉塵)濃度增高,加之井下存在高溫或一定點火能的熱源,這樣空氣中氧氣與煤塵發生急劇氧化的反應,造成煤塵燃燒進而爆炸! 礦震也可能造成瓦斯爆炸,瓦斯爆炸後一般會在短期內會引起多次粉塵爆炸。

PS:1.不是所以煤塵都能爆炸。

2.生活中常見的粉塵有的也能爆炸。比如麵粉。有些朋友見過打面機,就是把小麥磨成麵粉的機器,在那房間裡麵粉濃度很高,危險。

3.我國歷史上最嚴重的一次煤塵爆炸發生在1942年的本溪煤礦,死亡1549人,殘246人。

在煤礦安全管理中,除塵防爆是一項特別嚴格的技術措施(能不能認真貫徹執行是另一回事)。 減少煤塵發生量和浮塵量是防塵措施中最積極的辦法,具體方法很多,不同的作業工種有不同的方法。另外還有使用隔爆水袋,水棚等來隔絕瓦斯爆炸後氧氣與粉塵,或者阻止燃燒的進一步蔓延。

【孫微的回答(0票)】:

應該屬於粉塵爆炸,易燃性粉塵在一定的溫度和濃度條件下,會自燃,從而引起大範圍爆炸。

【王會安的回答(0票)】:

由於礦山地質條件具有複雜性,局部地區具有不穩定性,而礦震就是採礦引發的地質結構的變動從而導致微小的地震,其震級與地震的描述方式一致。

煤塵燃燒爆炸是粉塵爆炸的一種,就是可燃微細顆粒的的濃度超過了一定數量後,在於氧氣(氧化劑)的比例達到一定臨界值後,在高能量的引發下(一般為光照和火花)劇烈燃燒引發的爆炸,常見於麵粉廠。

這次礦震與爆炸的關係,有如下可能性:礦震產生大量揚塵,將大量煤塵擴散到空氣中,達到或者超過臨界濃度,在以下三種引發方式下爆炸:

1.在光照條件下(一般為高能量光源、強烈紫外線、電氣焊)引發爆炸;

2.礦震引發電纜斷裂、或破裂,電燈破碎,引發電氣火花,能引發爆炸。

3.礦震引發巷道中鐵器的摩擦,引發摩擦火法。

粉塵爆炸預防方法就是加強通風;採用除塵、收塵設備,降低粉塵濃度,因為你基本上很難降低氧氣濃度,人要呼吸。

【楊雲的回答(0票)】:

粉塵爆炸一個原理,礦渣灰塵震落(慣性原理,用力拍拍衣服,可以吧髒的灰塵排落),空氣內微小顆粒物含量超標,導致爆炸。

加強通風,夏秋乾燥季節定時噴灑水霧。加強工作人員疏散預防演練。

謝謝大家。

標籤:-煤礦 -化學反應 -礦業


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