摘要：煤炭是我国的主要能源，要保证煤炭工业持续、稳定、健康发展，预防、控制瓦斯爆炸事故，实现煤矿安全生产是关键，认真吸取事故教训，深化煤矿瓦斯专项整治，有效防范和坚决遏制煤与瓦斯突出事故势在必行。笔者分析了瓦斯爆炸的原理及造成的因素，并提出了防范措施。
关键词：瓦斯爆炸；原理原因；煤矿；防治措施
中图分类号：X751 文献标识码：A
1 煤矿瓦斯爆炸原理
瓦斯爆炸-就是空气中的O2与CH4在高温火源作用下，进行氧化反应，产生的气体和水蒸气在热量的作用下迅速膨胀，形成高温、高压并以极高的速度向外冲出而产生动力现象。
我们在井下工作，对矿井瓦斯要高度警惕，但是，一谈到矿井瓦斯就马上联想到瓦斯爆炸，联想到人员伤亡、矿井被毁，这是完全没有必要的。因为，瓦斯要爆炸必须同时具备三个条件：
1.1 一定的瓦斯浓度（第一条件）
瓦斯爆炸界限。就是瓦斯爆炸的范围，一般认为5-16%。
当瓦斯在爆炸浓度下限5%以下时，由于参加化学反应的瓦斯较少，不能形成热量聚集，因此不能爆炸、只能燃烧；当瓦斯在爆炸浓度上限16%以上时，氧气不足，满足不了氧化反应的全部需要，所生产的热量被多余的瓦斯和周围的介质吸收而降温，不能爆炸。
当瓦斯在爆炸浓度9.5%时，爆炸最强烈。这是氧化反应十分充分的缘故。
需要注意的是：矿井中瓦斯爆炸浓度不是固定不变的，当井下温度、压力升高、可燃气体、煤尘混入，会扩大瓦斯爆炸浓度界限。
1.2 一定的引火温度
点燃瓦斯所需的最低温度，称为引火温度。当出现明火或温度达到650-750℃时，可引燃瓦斯或导致瓦斯爆炸。井下明火（外因火灾）有放炮、吸烟、架线火花、摩擦火化、撞击火花、电气火花等等。因此，消灭井下火源是防止瓦斯事故的重要措施之一。
1.3 充足的氧含量
氧含量不低于12%，当氧含量低于12%时，混合气体中的瓦斯就失去爆炸性，遇火也不会燃烧。氧气的作用是助燃，这在煤矿井下是最容易获得的条件，因为在正常通风风流中氧气的浓度通常大于20%。
以上所述，矿井要发生瓦斯爆炸必须同时具备以上三个条件，缺少任何一个条件瓦斯都不会发生爆炸，所以，在实际生产过程中只要引起高度重视，并严加防范，是可以避免的。
1.4 矿井瓦斯来源的分析
1.4.1 瓦斯的生成
矿井瓦斯（甲烷CH4）是伴随着煤的生成而生成的。矿井瓦斯是各种有毒有害气体的总称，包括ＣＨ４、N２、ＳＯ２、ＨＳ、ＣＯ、ＣＯ2、NH3等。其主要成分是ＣＨ４。甲烷(CH4）是一种无色、无味、无嗅的气体，比空气轻，容易积聚在巷道的顶部、高顶冒落处、停风的巷道和采煤工作面上隅角。瓦斯有很强的扩散性。
1.4.2 瓦斯的来源
（1）对整个矿井来说。瓦斯来源有：①采煤区；②掘进区；③采空区。
（2）对每一个工作地点来说。瓦斯来源有：①煤壁释放出的瓦斯；②采落的煤炭释放出的瓦斯；③围岩四周释放出的瓦斯；④采空区及邻近煤层释放出的瓦斯。
2 煤矿发生瓦斯爆炸的原因分析
2.1 装备设置不足，管理存在缺陷
瓦斯爆炸事故的发生原因很多，但最为直接的是工作人员的违章失职、监控系统没有启动，安全装备配置不足，没有瓦斯抽放系统或者抽放系统不能正常的运行。
2.2 煤矿职工素质较低、安全意识淡薄
据以往的事故数据分析，瓦斯爆炸的大部分原因是工作人员违规操作造成的，由于受到的教育比较少，只是根据有经验的老员工学习之后就参与采掘工作，根本没有经过严格的安全培训，不懂通风安全管理和操作规程，只是冒险蛮干，这样很容易导致事故的发生。
2.3 瓦斯积聚的存在
瓦斯浓度达到或超过2%在采掘工作面及其他地点体积大于0.5m3的空间内积聚，引起瓦斯积聚的主要原因是无风或风量不足。
具体表现在：①通风机停止运转；②通风机能力不够；③风筒被扯脱、划破漏风不及时修补；④通风不合理，如串连风、循环风、风流短路等等。就会造成瓦斯爆炸，这也是瓦斯爆炸的根本原因。另外就是种种原因包括矿井主通风机不能很好地供风或者是通风系统不合理，巷道变形、调节风门故障等原因也会造成矿井通风不畅，导致瓦斯积聚，发生瓦斯爆炸。
2.4引爆火源的现象存在
如何控制火源，首要的是杜绝（外因火灾）的出现。引爆火源比较多，又不易被注意，比如电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等，必须尽量的避免加以彻底的防范。另外就是专业技术不够的电工无意损坏或拆除了防爆密闭圈，造成失爆。最后就是明灯明火、电气设备存在失爆的现象，造成瓦斯爆炸。
3 防止瓦斯爆炸的措施
预防瓦斯爆炸事故，就要消除瓦斯爆炸的基本条件，在瓦斯爆炸的三个条件中，氧气浓度的条件在矿井中总能得到满足，因此，防止瓦斯的积聚和引火热源的出现，就能防止瓦斯爆炸事故的发生。
3.1 优化通风系统，防止瓦斯积聚
按照《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1029-2007）的要求，健全完善各种规章制度和事故应急预案，加强设备和系统维护，及时升级、拓展系统功能和监控范围；加快监控系统区域联网和技术服务体系建设，确保网络和系统正常运行并发挥其监测、控制和避险预警作用。按规定配足井下瓦斯、CO等监测传感器，定期对其进行调校，实现对煤矿井下瓦斯、CO浓度、温度、风速的动态监控，完善紧急情况下及时断电撤人制度，为煤矿安全管理和避险救援提供决策和调度、指挥依据。防止瓦斯事故和控制灾害扩大的重要措施是超前采掘工作设置合理可靠的通风系统，只有每个掘进工作面有合理的进风和回风路线，才能保证采煤工作面风路畅通。此外，采煤工作面回风隅角也容易积聚瓦斯，要有效地进行驱散，具体方法可采用:挂风障引流法、风筒导风法、移动泵站抽放法、尾巷排放瓦斯法、液压局部通风机吹散法。
3.2 矿井瓦斯浓度及火源监测技术
充分利用信息化、智能化科技成果，建立完善井下人员管理（定位）系统，加强入井人员管理，随时准确掌握井下人员的动态分布情况；健全机构和相关制度，积极稳妥做好系统推广和在用系统的升级改造工作；强化维护维修，依法规范服务，保障系统安全可靠运行；发挥人员定位系统在防治超定员作业、监督领导干部下井带班等工作中的作用，不断增强系统在现场管理和预防事故方面的功能。通过建立健全人员定位系统，实现对煤矿入井人员的动态管理，准确掌握各个区域作业人员的情况，加强对人员的安全管理和及时有效避险。防止瓦斯爆炸，对矿井瓦斯浓度及火源的实时自动监测是非常重要的，实施矿井安全综合监控系统可为煤矿的安全生产提供最基本的保证。只要发现瓦斯异常或有火源产生并立即采取措施，就能很好地预防瓦斯爆炸的发生。
3.3 强化进行全员安全培训工作。首先要培训煤炭企业领导干部懂技术懂管理懂安全，做到安全生产、严格监督，按煤矿生产规律办事，严格执行“安全第一、预防为主”的安全生产方针，做到“责任明确，制度完善，执行有力，监督严格”。另外，职工是生产一线人员，要不断地对其进行生产技术和安全培训，提高其技能和安全意识，从而杜绝违章作业和冒险蛮干，避免瓦斯事故的发生。
3.4 加快新技术的研究力度，实现瓦斯综合治理跨越式发展。加大“先抽后采”力度，实现煤矿瓦斯治理的根本转变。积极实施“可保尽保、应抽尽抽、先抽后采、煤气共采”的瓦斯综合治理战略，依靠科技进步，实现采煤采气一体化、地面与井下抽放一体化，瓦斯抽放和利用一体化。积极开展松软突出煤层水平长钻孔打钻技术、低透气性煤层快速高效增透强化抽放技术、地面钻孔钻进固孔技术等关键技术攻关研究。加快巷道瓦斯涌出特征、声发射监测技术、电磁辐射监测技术等工作面非接触连续预测及预警技术研究进度，并将信号并入矿井安全监测系统实现连续监测技术的创新性研究。通过工艺技术攻关研究，实现瓦斯综合治理的技术突破。
3.5 各煤矿要按规定建立三级紧急避险系统：一要为井下作业人员配备随身携带的自救器，煤与瓦斯突出矿井入井人员必须携带隔离式自救器，为井下作业人员提供半小时到一小时的个体防护，为灾变发生后人员快速脱险到达安全避灾地点提供支持，构成井下第一级紧急避险；二要在采掘工作面附近和局部区域设置移动式救生舱或建设临时避难硐室，配备一定数量的食物、饮水和呼吸支持系统，使逃生人员能够就近快速进入安全环境紧急避险，构成井下第二级区域避险；三要在采区上下山附近或井底车场建设固定式避难所，利用贯穿岩层到达地面的钻孔或井下自生氧装置以及压风、供水、通讯等系统为避难所内持续输送氧气和洁净水，实现通讯、环境监测等功能，具备可靠等待救援的能力，为整个采区或矿井避灾人员提供应急避难空间，构成井下第三级紧急避险。通过建立救生舱、避难硐室等紧急避险系统，实现煤矿井下灾害突发紧急情况下的安全避险，为井下作业人员提供应急的生存空间。
3.6 各煤矿要按保证各采掘作业地点都能够实现在灾变时期为井下被困人员提供应急供水的要求，进一步完善井下供水系统。永久性防尘水池容量必须满足用水量要求，并设有备用水池；供水管路应敷设到所有能产生粉尘和沉积粉尘的地点，并且在需要用水冲洗和喷雾的巷道内按规定间距装设三通及阀门；要加强管路维护，保证阀门开关灵活。通过完善供水施救系统，在灾害发生后为井下作业人员提供清洁水源或必要的营养液。
3.7 各煤矿企业要按照《煤矿安全规程》要求，在主要硐室、采掘作业地点设置联络电话，且重要场所的电话必须采用直通式电话；要依靠科技进步，研究推广使用井下无线通讯系统，使有线和无线通讯系统互为备用，提高井下通讯系统的可靠性和抗灾变能力；要在采区、水平、矿井等高点设置电话，保证发生水灾时能够为被困人员提供通信联络。通过完善通信联络系统，实现井上下和各个作业地点通信通畅，为防灾抗灾和快速抢险救灾提供准确信息。
4 结束语
瓦斯防治工作是煤矿安全工作的一个系统工程，除了完善可靠的安全装备和采取有效的措施外，还应加强安全管理和安全监督，重视员工安全意识的培养。在生产实践中，我们应不断地研究、探索，进行防范和治理，保证煤矿的安全生产。煤矿企业要加大瓦斯管理投入，拿出资金，进行瓦斯治理与监控及其他安全问题的研究，以寻求科学合理的防治措施，保障煤矿安全状况得到改善。另外瓦斯又是一种优良的资源，相信一定可以把目前单纯的瓦斯灾害防治逐步转变为瓦斯治理和开发利用相结合的产业体系。
参考文献
[1]费国云.煤矿瓦斯煤尘爆炸原因和防治对策.矿业安全与环保[J].2002年12月.
[2]张耀丽，王凤英.浅析煤矿瓦斯爆炸事故的原因及预防措施.科技信息[J].2009年第3期.
[3]张法英.我国煤矿瓦斯事故的防治.科技资讯[J].2008年32期.