文档介绍：《煤矿安全规程》第155条规定的探讨
杨卫林顾春颖王世民
摘要:《煤矿安全规程》155条的规定有些局限性,给安全执法者带来了一定的执法难度。根据爆炸的机理和隔爆设施的隔爆原理,隔爆设施在瓦斯矿井和有煤尘爆炸危险性的矿井均能够实现隔绝爆炸,起到防止事故的扩大,最大限度地减少人员伤亡的目的。
关键词:瓦斯、煤尘爆炸;隔爆水棚;消减;火焰波;冲击波;
《煤矿安全规程》(以下简称《规程》)第155条规定:“开采有煤尘爆炸危险煤层的矿井,必须有预防和隔绝煤尘爆炸的措施。矿井的两翼、相邻的采区、相邻的煤层、相邻的采煤工作面间,煤层掘进巷道同与其相连的巷道间,煤仓同与其相连通的巷道间,采用独立通风并有煤尘爆炸危险的其他地点同与其相连通的巷道间,必须用水棚或岩粉棚隔开”。生产实践中,此条文规定显得有些局限。
1问题的提出
防治瓦斯、煤尘爆炸是煤矿安全管理的重要工作。防治工作包括两个方面:一是采取积极的综合预防措施,防止瓦斯、煤尘爆炸事故的发生;二是在预防措施失效而发生瓦斯煤尘爆炸时,采取措施控制瓦斯、煤尘的发展和传播,把爆炸事故的影响范围控制在尽可能小的范围,以减少爆炸事故造成的人员伤亡及对井巷、安全设施的破坏。在煤矿井下不同区域设置隔爆设施就是其中的一项重要措施,它对控制瓦斯、煤尘爆炸灾害起到了一定的作用。但在生产实践中,部分不具有煤尘爆炸性煤层的矿井,依据《规程》第155条规定,矿井的主要进风和回风大巷可以不安装隔爆设施。这样,给安全执法者带来一定难度,也有悖于《规程》的安全宗旨。
2安设隔爆设施的必要性
在煤矿开采过程中产生煤尘的同时,被解放的煤体同时会释放瓦斯,我们知道,瓦斯和煤尘在一定条件下,能发生爆炸。爆炸是大量能量在有限体积和极短时间内快速释放或急骤转化的现象。爆炸传播的物理机制是:点火阶段形成的高温、高压气体迅速向远离火源方向冲击,高温高压气体与前方气体之间在压力、温度、速度等物理参数上存在突变,表现出明显的波动效应,两种气体的接触面为前驱冲击波的波阵面。紧随前驱冲击波后面的是火焰波面,火焰波阵面实际上是在已受扰动的气体中传播,而火焰波后面的气体则与火焰区有显著差异。
瓦斯煤尘爆炸产生的致命危险因素有:火焰锋面的高温灼烧、爆炸冲击波破坏,井巷内有毒有害气体成分的变化。
爆炸过程中产生的强大冲击波,也往往危及到爆炸源附近一定范围内地下工程的稳定与安全。根据文献资料,火焰速度<100m/S时所产生冲击波可近似处理成声波,引起的结构破坏较小;一旦火焰加速达到200m/S时则会引起严重的湍流效应,这种高速火焰的压力波引起的爆炸波的破坏效应与爆轰波产生的破坏效应相当,产生结构破坏程度很大。究其原因,则是由于在爆炸过程中,燃烧产物膨胀,火焰阵面前形成冲击波,并压缩未反应的混合物,这种冲击波阵面到火焰阵面之间面积收敛,形成了较大的附加压缩,其最终的流场性质从冲击波到火焰是逐渐增加的。火焰传播速度越大,冲击波阵面到火焰阵面
之间面积收敛越急剧,超压值就越大,引起的破坏效应越大;同时,爆炸的破坏效应体现在传播阶段。
在爆炸过程中,瓦斯、煤尘被点燃后,燃烧产物膨胀,火焰阵面前形成冲击波,并压缩未反应的混合物,由于火焰波不断补充能量,前驱冲击波的压力、波速