煤矿瓦斯爆炸的风险安全评价

煤炭是我国第一大能源，占一次性能源的70%左右。由于我国煤炭分布范围广泛，埋藏地质条件复杂，煤炭生产一直受到各种灾害，如瓦斯、火灾、水灾、煤尘及冒顶等的威胁，其中尤以瓦斯爆炸事故后果最为严重。据不完全统计，我国采矿企业每年因伤亡事故所造成的直接经济损失高达20亿元人民币。如果能在事前对瓦斯爆炸的风险性进行正确安全评价，将对瓦斯爆炸预防和安全生产具有重要的现实意义。
    目前煤矿风险安全评价方法存在相当大的经验成分，很少对危险源评价进行系统的研究。本文从系统论的观点建立了一个风险评价模型，来分析评价煤矿瓦斯爆炸重大危险源以及瓦斯爆炸的发生概率。
    煤矿瓦斯爆炸的特征及危害
    瓦斯爆炸的形成条件
煤矿瓦斯爆炸的重大危险源主要是甲烷，瓦斯爆炸的必要条件有:①甲烷积聚超限且浓度达到5%一15%;②空气中氧含量大于12%;③引燃引爆热源必须大于甲烷最小点燃温度650-750℃。在一般的矿井条件下，氧浓度是满足的，只要积聚的瓦斯达到爆炸浓度范围，同时具有引燃热源，就有发生瓦斯爆炸事故的可能。
    煤矿井下瓦斯在不同浓度下危险程度是不同的，根据2005年3月国家煤矿安全监察局颁布的《煤矿瓦斯治理经验五十条》，现将瓦斯积聚严重程度分为以下4种状态，并予以处理。
    瓦斯爆炸的危害
    矿井瓦斯爆炸是受限空间的爆炸，它的传播和影响范围特别大，往往造成重大的人员伤亡和巨大的财产损失。分析其危害主要为:高温、冲击波和有害气体。
    高温。瓦斯爆炸会产生高温的焰面。焰面是巷道中运动着的化学反应区和高温气体，其速度大、温度高。正常的燃烧速度为1－2.5 m/s,爆轰时传播速度可达2 500 m /s。焰面温度高达2 150－2 650℃。焰面经过之处，人被烧伤或大面积烧伤，可燃物被点燃而发生火灾。
   冲击波。瓦斯爆炸会产生很强的冲击波，冲击波锋面压力可由几个大气压到20个大气压，前向冲击波叠加和反射时可达100个大气压。其传播速度总是大于声速，所到之处会造成人员伤亡、设备和通风设施损坏、巷道跨塌。
   有害气体。瓦斯爆炸后生成大量的有害气体，某些煤矿分析爆炸后的气体成分为:O2浓度6%-10%; N2浓度82%-88%;CO2浓度4%-8%; CO浓度2%-4%。如果有煤尘参与爆炸，CO的生成量更大，往往成为人员大量伤亡的主要原因。