采空区瓦斯爆炸（燃烧）点火源的确定.docx

采空区瓦斯爆炸（燃烧）点火源的确定采空区瓦斯爆炸（燃烧）点火源的确定在阳城、沁水两县发生的 60 起瓦斯爆炸（燃烧）事故中，除北庄矿车场发生的一次瓦斯爆炸初步界定为煤炭自燃外，有 26 起采空区瓦斯爆炸（燃烧）的点火源均排除了明火、炮火、雷管火、电火花、高温表面和热辐射等因素，事故处理时虽初步认为顶板冒落过程中互相撞击摩擦火花可能是引燃瓦斯的火源，但均没没有理论及实验作为依据，为了查证引起采空区瓦斯爆炸（燃烧）的点火源，拟从下面 3 个方面进行实验研究：一是采空区护顶煤自燃引燃引爆采空区瓦斯的可能性；二是采空区顶板垮落岩石之间相互撞击引燃引爆瓦斯的可能性；三是采空区顶板垮落过程中岩石间相互摩擦引燃引爆采空区瓦斯的可能性。1 1 采空区护顶煤自燃引燃引爆采空区瓦斯的可能性。采空区护顶煤自燃引燃引爆采空区瓦斯的可能性。如果煤本身具有自燃性，煤与空气接触，氧化会产生热量，若散热条件不良，热量积蓄到一定程度便会引起煤炭自燃，从而引发采空区瓦斯爆炸（燃烧）事故。此类事故多发生在有大量遗煤的采空区、出现裂隙的煤柱和巷道冒高处。众所周知，影响煤自燃的内在因素有煤的物理、化学性质、变质程度和煤岩成份。其中煤的化学成分和变质程度对煤的自燃起着主导作用。各种牌号的煤化学成分不同，自燃性质也不同：褐煤比烟煤易自燃，而烟煤中又以炭化变质程度最低的长焰煤和气煤的自燃性最强；炭化变质程度高的贫煤和无烟煤自燃性较小。由此可见，煤炭的自燃性是随着煤的变质程度的增高而降低。同一牌号的煤含硫化物较高时，因吸氧性较强，则易于自燃。影响煤自燃的外在因素主要是指煤层地质条件及矿山开采技术条件，这两个因素决定了煤接触空气量的多少以及煤和外界的热交换条件。本次实验在阳城、沁水两县 7 个矿井共采集煤样 8 组，分别测定煤自燃倾向性及原煤含硫量和含磷量，测定结果见表 1。表 1 煤自燃倾向性鉴定结果编号采样地点水分/灰分/挥发分/全磷/全硫/吸氧量/mLg-1自燃倾向等级12 屯 1.252.122 16.4910.0112 10.109.597. 0.0090.01 0.270.310 0.520.490 三345678城北庄加丰加丰半峪永红柏山义城.701.252.473.232.111.53.0723.2629.5011.5443.6317.275710.4612.238.7415.769.8420.0110.0110.0080.009.320.280.150.300.140.37.601.060.430.480.270.68类不易自燃三类不易自燃三类不易自燃三类不易自燃三类不易自燃三类不易自燃三类不易自燃三类不易自燃从表 1 可以看出，沁河、芦苇河流域的无烟煤变质程度高，吸氧性较弱，而且煤中含硫、磷均较低，所有煤样均属三类不易自燃。再结合调研结果，发生的 26 起采空区瓦斯爆炸多在工作面回采初期，由此可见，采空区护顶煤不存在自燃引燃引爆采空区瓦斯的可能性。2 2 顶板垮落岩石相互撞击引燃引爆采空区瓦斯的可能性顶板垮落岩石相互撞击引燃引爆采空区瓦斯的可能性岩石相互撞击实验装置是采用压缩弹簧为动力，用等能量模拟方式枪射成型岩样并使 其和爆炸槽内固定的岩柱（周围又规程一些岩块）相碰撞来模似顶板垮落岩石相互撞击引燃引爆采空区瓦斯的可能性。通过调节弹簧的压缩量，在弹射 能量为 705.61 960J，温度 2024，CH4浓度 5.514的实验环境条件下，总计做了 20次岩石撞击引燃引爆瓦斯实验，即使 弹性能量（发射 岩块所获得的动能）达到实验既定的最大值 1 960J，无论 CH4浓度在 5.514区间内怎样变化，岩石撞击均未引燃引爆瓦斯。但从爆炸槽正面的观察窗观察情况看，岩石之间撞击后，岩石碎屑四溅，有的未见火花，有的虽形成火花，但瞬间即灭。模拟结果，相当于重量 m66.66kg 的冒落岩块以棱角撞击地面的岩石时不能引起瓦斯爆炸。