瓦斯探头误报警原因及防范措施.docx

1、瓦斯探头误报警原因及防范措施糯东煤矿防治瓦斯超限措施培训教案一、矿井瓦斯的概念矿井瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。有时单独指甲烷（沼气）。它是在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气体。在成煤的过程中生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。另外，在高温、高压的环境中，在成煤的同时，由于物理和化学作用，继续生成瓦斯。二、矿井瓦斯的赋存状态瓦斯在煤体或围岩中是以游离状态和吸着状态存在的。游离状态也称为自由状态，这种瓦斯以自由气体状态存在于煤体或围岩的裂缝、孔隙之中，其量的大小主要决定于贮存空间的体积、压力和温度。吸着状态又称结合状态，其特点是瓦斯与

2、煤或某些岩石结合成一体，不再以自由气态形式存在。按其结合形式不同又可分为吸附及吸收两种。吸附状态是由于固体粒子与气体分子之间分子吸引力的作用，使气体分子在固体粒子表面上紧密附着一个薄层；吸收状态是气体分子已进入煤分子团的内部。几种状态的瓦斯处于不断变化的动平衡之中，在一定条件下会互相转化。当压力、温度变化时，游离瓦斯转化为吸着瓦斯称为吸附，吸附瓦斯转化为游离瓦斯称解吸。三、矿井瓦斯的性质及其危害1、气体、无色无味（感官无法判断其存在，需要通过检测才能知道其存在情况，矿井通过配专职瓦斯检查员、安装瓦斯监控系统来掌握瓦斯的存在状态）。2、瓦斯对空气的相对密度是0.554，在标准状态下瓦斯的密度为0

3、.716kg（它常积聚在采掘空间的上部及高顶处，检查可监测要求距顶不大于300mm）。3、窒息性：瓦斯的渗透能力是空气的1.6倍，难溶于水，不助燃也不能维持呼吸，达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息（渗透能力决定了瓦斯只要有就无处不在，易与空气混合而迅速降低空气中的氧气浓度，当瓦斯浓度达到43%时，氧的浓度将降低至12%，人将感到呼吸困难；当瓦斯浓度达到57%时，氧气含量会下降到9%，人若误入其中，短时间就会窒息死亡）。4、燃烧和爆炸性：瓦斯不助燃，但与空气混合达到一定浓度后，遇到高温火源能够燃烧和爆炸。瓦斯爆炸的三要素：1）瓦斯浓度在5%-16%之间。当瓦斯浓度低于5时，遇火不爆炸，但能在火焰

4、外围形成燃烧层；当瓦斯浓度为95时，其爆炸威力最大（氧和瓦斯完全反应）；瓦斯浓度在16以上时，失去其爆炸性，但在空气中遇火仍会燃烧。瓦斯爆炸界限并不是固定不变的，它还受温度、压力以及煤尘、其它可燃性气体、惰性气体的混入等因素的影响。2）一定的引火温度。点燃瓦斯的最低温度在650-750之间，且存在时间必须大于瓦斯爆炸的感应期。瓦斯的引火温度，即点燃瓦斯的最低温度。一般认为，瓦斯的引火温度为650750。但因受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素影响而变化。当瓦斯含量在7一8时，最易引燃；当混合气体的压力增高时，引燃温度即降低；在引火温度相同时，火源面积越大、点火时间越长，越易引燃瓦斯。

5、井下抽烟、电气火花、违章放炮、煤炭自燃、明火作业等都易引起瓦斯爆炸。3）充足的氧气含量。氧气浓度不得低于12%。实践证明，空气中的氧气浓度降低时，瓦斯爆炸界限随之缩小，当氧气浓度减少到12以下时，瓦斯混合气体即失去爆炸性。5、突出危险性瓦斯的涌出形式：瓦斯的涌出形式分为普通涌出和特殊涌出。普通涌出：指瓦斯从煤层或岩层表面非常细微的缝隙中缓慢、均匀而持久地涌出。其涌出的面积广、时间长，是瓦斯涌出的主要形式。特殊涌出：可以分为瓦斯喷出和煤（岩）与瓦斯突出两种。瓦斯喷出是指大量瓦斯突然喷出的现象，喷出的时间可长、可短（数天或数年）。每昼夜的喷出量可达数百立方米。煤（xx）与瓦斯突出（简称突出）：在地

6、应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤岩和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常的动力现象。瓦斯突出是指随着煤矿开采深度的增加、瓦斯含量的增加，在煤层中形成了在地应力作用下，瓦斯释放的引力作用下，使软弱煤层突破抵抗线，瞬间释放大量瓦斯和煤而造成的一种地质灾害。煤矿开采深度越深，瓦斯瞬间释放的能量也会越大。煤和瓦斯突出主要发生在煤层平巷掘进、上山掘进和石门揭煤时，有的矿井在回采工作面也发生煤和瓦斯突出。瓦斯突出的危害：瓦斯突出时大量的有害气体瞬间涌入后，会形成窒息；在氧气、浓度、火源等条件存在时会发生爆炸事故；突出时产生强大的冲击气流会摧毁巷道、设备设施、人员，造成强烈破坏和人员伤亡。突出预兆：煤

7、和瓦斯突出前大多数都有预兆，归纳起来分有声预兆和无声预兆。1）有声预兆响煤炮：在煤层内发出像机关枪、炮击声。由于条件不同，声音大小、间隔时间也不相同。突然压力增大：支柱来劲，发出咔咔的响声，或发出劈裂折断的响声，手摸煤壁能感到冲击和震动；有煤岩层的破裂声；有时会听到气体穿过含水裂缝时的“吱吱”声等。2）无声预兆压力增大：预板来压，片帮、掉碴、煤壁向外鼓，煤岩自行剥落。煤层发生变化：层理紊乱、变软，暗淡无光，煤层粉碎，煤质干燥。瓦斯及温度变化：瓦斯涌出异常，忽大忽小，煤尘增大，气味异常，发闷，打钻时喷煤、喷瓦斯，煤壁发冷，气温下降等。应当指出的是，上述预兆，并不是在每次突出之前都同时出现，而是仅

8、仅出现一种或几种。四、煤矿瓦斯防治的主要任务由于矿井瓦斯具有窒息性、爆炸性、燃烧性极其导致煤与瓦斯突出的特性，矿井生产过程中必须对矿井瓦斯进行防治，防止事故的发生。结合矿井瓦斯的特性，瓦斯防治的主要目的分为防瓦斯爆炸和防治煤与瓦斯突出。五、瓦斯爆炸极其防治措施1、瓦斯爆炸的危害（1）高温：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。从焰面温度可高达21502650，焰面经过之处，人被烧死或大面积烧伤，可燃物被点燃而发生火灾。（2）冲击波：锋面压力由几个大气压到20大气压，前向冲击波叠加和反射时可达100大气压。其传播速度总是大于声速，所到之处造成人员伤亡、设备和通风设施损坏、巷

9、道垮塌。冲击包括：进程冲击和回程冲击。（3）有害气体：井下发生瓦斯爆炸以后，将会产生大量的一氧化碳，如果有煤尘参与爆炸，CO的生成量更大。空气中的一氧化碳浓度，按体积计算达到0.4时，人在短时间内就会中毒死亡。一氧化碳中毒是瓦斯爆炸造成人员伤亡的主要原因。2、瓦斯爆炸的条件（1）瓦斯的爆炸浓度在正常的大气环境中，瓦斯只在一定的浓度范围内爆炸，这个浓度范围称瓦斯的爆炸界限，其最低浓度界限叫爆炸下限，其最高浓度界限叫爆炸上限，瓦斯在空气中的爆炸下限为56，上限为1416。瓦斯浓度低于爆炸下限时，遇高温火源并不爆炸，只能在火焰外围形成稳定的燃烧层，浓度高于爆炸上限时，在该混合气体内不会爆炸，也不燃烧

10、，如有新鲜空气供给时，可以在混合气体与空气的接触面上进行燃烧。在正常空气中瓦斯浓度为9.5时，化学反应量完全，产生的温度与压力也最大。瓦斯浓度78时最容易爆炸，这个浓度称最优爆炸浓度。瓦斯爆炸的浓度界限不是一成不变的。如果混入的其它可燃性气体下限比瓦斯的下限低，那么混合气体的爆炸下限也就比瓦斯单独存在时低，爆炸上限也是如此。由表可以看出：这些可燃性气体的混入都能使爆炸界限扩大。所以，井下发生火灾，产生其它可燃性气体时，即使平时瓦斯涌出量不大的矿井也有发生爆炸的可能性，同样提高警惕。煤尘-烟煤煤尘具有爆炸性，300400度时就能从煤尘内挥发出可燃性气体，从而使瓦斯的爆炸下限降低，爆炸的危险性增加

11、。空气压力-爆炸前的初始压力对瓦斯爆炸上限有很大影响。可爆性气体压力增高，使其分子间距更为接近，碰撞几率增高。因此使燃烧反应易进行，爆炸极限范围扩大。惰性气体-使氧气浓度降低，并阻碍活化中心的形成，可以降低瓦斯爆炸的危险性。（2）氧气浓度瓦斯爆炸界限随着氧气浓度的降低而缩小。氧浓度低于12时，混合气体就失去爆炸性。（3）瓦斯的最低点燃温度和最小点燃能量点燃瓦斯所需的最低温度称为最小点燃温度，所需的最小点燃能量称为最小点燃能量。在正常大气条件下，瓦斯在空气中的点燃温度为650750摄氐度，绝热压缩时565，最低点燃能量0.28mJ。瓦斯的最低点燃温度和量小点燃能量决定于空气中的瓦斯浓度、初压、火

12、源的能量及其放出强度和作用时间。压力越大，点燃温度越低。最低点燃温度是重要的安全技木参数之一，它不仅决定了在什么样的爆炸混合气体内，使用什么型号的防爆电气设备；而且还决定了爆炸危险环境中设备的允许温升。3、预防瓦斯爆炸的措施瓦斯爆炸必须同时具备三个条件：一是瓦斯浓度在爆炸范围内；二是高于最低点燃能量的热源存在的时间大于瓦斯的引火感应期；三是瓦斯空气混合气体中的氧气浓度大于12%。三者必须同时存在，若能消除、控制其中一个条件，即可防止发生瓦斯爆炸。后一条件在生产井巷中是始终具备的，所以预防瓦斯爆炸的措施，就是防止瓦斯的积聚和杜绝或限制高温热源的出现。1）防止瓦斯积聚所谓瓦斯积聚是指瓦斯浓度超过2

13、，其体积超过0.5m3的现象。（1）搞好通风效地通风是防止瓦斯积聚的最基本最有效方法。瓦斯矿井必须做到风流稳定，有足够的风量和风速，避免循环风，局部通风机风筒末端要靠近工作面放炮时间内也不能中断通风，向瓦斯积聚地点加大风量和提高风速等等。（2）及时处理局部积存的瓦斯生产中容易积存瓦斯的地点有；采煤工作面上隅角，独头掘进工作面的巷道隅角，顶板冒落的空洞内，低风速巷道的顶板附近，停风的盲巷中，综放工作面放煤口及采空区边界处，以及采掘机械切割部分周围，等等。及时处理局部积存的瓦斯，是矿井日常瓦斯管理的重要内容，也是预防瓦斯爆炸事故，搞好安全生产的关键工作。采面上隅角瓦斯积聚处理方法：1迫使一部分风流

14、流经工作面上隅角，将该处积存的瓦斯冲淡排出。此法多用于工作面瓦斯涌出量不大(小于23m3min)，上隅角瓦斯浓度超限不多时。具体做法是在工作面上隅角附近设置木板隔墙或帆布风障。2全负压引排法。（实际上是改变采空区漏风方向）。在瓦斯涌出量大、回风流瓦斯超限、煤炭无自然发火危险而且上区段采空区之间无煤柱的情况下，可控制上阶段的已采区密闭墙漏风改变采空区的漏风方向，将采空区的瓦斯直接排入回风道内。3利用局部通风机或水力通风机上隅角排放瓦斯。4改变采区通风系统排除xx瓦斯。将后退式回采的U型通风系统该成Y型或W型。5在工作面绝对瓦斯涌出量超过56 m3min的情况下，单独采用上述方法，可能难以收到预期

15、效果。必须进行邻近层或开采煤层的瓦斯抽放，以降低整个工作面的瓦斯涌出量。综采面处理：综采工作面由于产量高，进度快，不但瓦斯涌出量大，而且容易发生回风流中瓦斯超限和机组附近瓦斯积聚。目前采用的措施有；1加大工作面风量。2防止采煤机附近的瓦斯积聚。可采取下列措施：增加工作面风速或采煤机附近风速；工作面风速不能防止采煤机附近瓦斯积聚时，应采用小型局部通风机或风、水引射器加大机器附近的风速；采用下行风防止采煤机附近瓦斯积聚更容易。顶板附近层状积聚处理：如果瓦斯涌出量较大、风速较低(小于0.5m/s)，在巷道顶板附近就容易形成瓦斯层状积聚。层厚由几厘米到几十厘米，层长由几米到几十米。层内的瓦斯浓度由下向

16、上述渐增大。预防和处理瓦斯层状积聚的方法有：1加大巷道的平均风速，使瓦斯与空气充分地紊流混合。一般认为，防止瓦斯层状积聚的平均风速不得低于0.51m/s2加大顶板附近的风速。如在顶梁下面加导风板将风流引向顶板附近；或沿顶板铺设风筒，每隔一段距离接一短管：或铺设接有短管的压气管，将积聚的瓦斯吹散，在集中瓦斯源附近装设引射器。3将瓦斯源封闭隔绝。如果集中瓦斯源的涌出量不大时隔绝，或注入砂浆等凝固材料堵塞较大的裂隙。顶板冒落xx内积聚处理：常用的方法有：用砂土将冒落空间填实；用导风板或风筒接岔(俗称风袖)引入风流吹散瓦斯。恢复有大量瓦斯积存盲巷或打开封闭：对此要特别慎重，必须制定专门的排放瓦斯安全措

17、施。（3）抽放瓦斯瓦斯抽采是瓦斯涌出量大的矿井或采区防止瓦斯积聚的有效措施。（4）经常检查瓦斯浓度和通风状况加强瓦斯和通风检查是及时发现和处理瓦斯积聚的前提，瓦斯燃烧和爆炸事故统计资料表明。大多数这类事故都是由于瓦斯检查员不负责，玩忽职守，没有认真执行有关瓦斯检查制度造成的。2）防止瓦斯引燃防止瓦斯引燃的原则，是对一切非生产必需的热源，要坚决禁绝。生产中可能发生的热源，必须严加管理和控制，防止它的发生或限定其引燃瓦斯的能力。3）防止瓦斯爆炸灾害事故扩大的措施万一发生爆炸，应使灾害波及范围局限在尽可能小的区域内，以减少损失。六、矿井防瓦斯超限的意义及主要措施1、瓦斯超限的定义矿井瓦斯超限是指采掘

18、活动空间内空气中瓦斯浓度超过煤矿安全规程规定值得现象。煤矿安全规程第一百三十六条规定：采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1%（5倍安全系数，公司内部执行0.8%）或二氧化碳浓度超过1.5%时，必须停止作业，撤出人员，采取措施，进行处理。同时第一百三十五条规定：采区集中回风巷或总回风巷瓦斯浓度不超过0.75%。2、防瓦斯超限的意义矿井瓦斯超限临界值的规定，是在充分预留安全系数的前提下提出的，其意义在于防止矿井采掘活动空间内瓦斯浓度达到或超过瓦斯爆炸浓度界限，造成瓦斯爆炸或窒息事故。3、可能照成矿井瓦斯超限的因素及防范措施1）采掘工作面风量不足，不能满足稀释瓦斯的需要，导致瓦斯超限。防

19、范措施：摸索清楚采掘工作面生产过程中的最大瓦斯涌出量，严格按照风量计算要求计算采掘工作面的需风量（Q=125qk），配风量不得小于需风量。2）通风系统不合理，不独立，造成循环风、串联风。循环风导致瓦斯不能正常排放，逐步循环造成超限；串联风因上一地点风流经过下一工作地点，串联工作面供入风流非新鲜风流，导致串联工作面瓦斯较高。防范措施：规范设计通风系统，实现采掘工作面独立回风，杜绝出现循环风和串联通风。3）局部通风机极其附属设施管理不到位，造成供风中断或风量减少造成超限。例如局部通风机无计划停止运转、风筒意外中断、人为破坏等因素，造成供风中断或供风风量减少。防范措施：加强日常局部通风机检修，严禁无

20、计划停风；专职瓦斯检查员经常检查风筒完好情况，发现问题立即处理，防止风筒中断；强化通风设施防护意识，防止风筒人为损坏。4）通风设施日常使用维护不到位，造成风流短路，导致用风地点风量减小：例如同时将防突风门打开或贯通时未提前建立调风设施，导致风流短路，其他用风地点风量减小造成供风不足，引起瓦斯超限。防范措施：加强对风门等通风设施的日常检查，保证完好可靠，风门连锁可靠；贯通施工必须制定专项安全技术措施，提前做好施工准备，防止风流短路。5）未严格按照作业规程或安全技术措施施工，采掘活动过程中人为因素造成瓦斯涌出量异常增大。例如未严格按照作业规程规定爆破参数进行放炮作业，装药过大或循环进尺过大造成炮后

21、瓦斯涌出量过大，造成炮后瓦斯超限。或者采掘活动过程中顶板管理不到位，照成片帮冒顶等情况导致瓦斯涌出量增大造成超限。煤机割煤过快也会造成生产期间瓦斯涌出量增大。防范措施：一是严格规程措施把关，爆破参数要充分考虑瓦斯涌出情况；二是要严格按照措施施工，严格控制装药量和循环进尺，严格控制采煤工作面煤机割煤速度；三是要加强顶板管理，防止因措施执行不到位导致瓦斯涌出量异常增大。6）采掘活动空间管理维护不到位，造成通风断面减小，通风阻力增大，风量减小。例如采煤工作面顶板管理不到位，片帮、冒顶等原因造成工作面断面缩小或堵塞断面；上下端头维护不到位，断面缩小造成采空区漏风增加等。防范措施：加强管理机维护，保证通

22、风断面。7）采煤工作面采空区瓦斯管理不到位，采空区漏风造成采空区瓦斯大量涌出到采煤工作面。防范措施：加强采煤工作面上下隅角隔离墙及风障管理，防止采空区漏风加大；加强踩空区顶板管理，特别是初采初放期间，防止顶板大面积悬顶，顶板大面积垮落时将采空区瓦斯瞬间压出造成超限。加强采空区抽放管理，使采空区瓦斯竟可能多的通过抽放系统抽出。8）抽放系统管理不到位，无计划停负压、抽放管路破坏等因素造成抽放中断，瓦斯涌出造成瓦斯超限。9）大面积停电造成矿井主通风机及局部通风机停转，矿井停风。10）采空区或盲巷密闭管理不到位，密闭内瓦斯涌出造成瓦斯超限。11）瓦斯抽采不到位，抽采范围内存在空白带导致煤体局部瓦斯含量

23、高，采掘过程中瓦斯涌出量大。12）通风系统调整措施考虑不全，风压变化导致密闭区域瓦斯因风压变化溢出到采掘空间造成瓦斯超限。13）地质勘探不清，地质资料失真，岩巷掘进工作面掘进过程中误揭煤层。14）监控系统误报警。15）煤仓放空导致风流短路。16）打钻喷孔，未采取防喷孔措施。17）日常瓦斯检查不到位，存在盲点，瓦斯积聚隐患未及时消除。18）排放瓦斯未执行限量排放。七、可能造成瓦斯传感器误报警的原因1、瓦斯传感器损坏引起误报警瓦斯传感器显示值突然升高，然后瞬间降到原来接近值，一般在十几秒到20秒左右。此种现象的发生一般由传感器损坏故障引起，必须及时更换传感器，消除隐患故障。2、瓦斯传感器信号电缆接

24、头或插头松动引起误报警瓦斯数值突然升高，报警时间往往只有几秒钟，多为无意碰撞传感器接头和接线盒、电缆，造成电缆接头连接不实或插头接触不良导致误报警。3、通信线路故障引起误报警传输线路接触不良或分站时而正常时而不正常，显示的数据曲线无数据保存，显示的是虚假信息。多为监控分站传输线路故障或监控分站通信部分故障引起的。4、瓦斯传感器刚复电时瞬间冲高引起误报警瓦斯传感器刚安装或停电后刚通电采集数据时，受通电瞬间电流影响，显示数据瞬间冲高，然后迅速下降，一般时间为20秒。5、分站电源故障造成传感器供电处于时好时坏状态引起报警由于供电时好时坏造成某一时段传输频率信号与瓦斯传感器报警频率接近或一致时造成误报

25、警。6、瓦斯传感器电阻转换电桥无故断开引起报警一般情况为瓦斯传感器使用期限超过一年，采集瓦斯气体的元器件老化，稳定性差，数据飘移大，转换电桥故障引起接触不良或断开造成误报警。7、检修线路时接近震动频率与瓦斯传感器报警值频率相同引起报警此种现象的发生与通信线路虚接、假接、短接或线缆接头没有接实压紧有关。8、瓦斯传感器线路板或元件受潮引起误报警由于使用地点巷道环境潮湿挂汗、淋水等，造成传感器线路板、接线盒潮湿引起阻值变化频率与传感器报警值得频率接近或相同时引起误报警。9、传感器受到摔、碰、撞等强烈震动引起误报警传感器受到摔、碰、撞等强烈震动或被放炮崩坏、被刮板运输机或耙矸机等拉断线路或致使线路接触不良引起误报警，表现为数据闪烁，数码管松动，现场无报警而地面监控系统显示报警。10、传输线路受电场、磁场影响引起误报警瓦斯传感器传输线路与电气设备、其他电缆间距较小时，容易受其他线路干扰，当干扰频率或次生频率与报警频率相同或接近是也会引起误报警。11、其它气体物质超标引起误报警当瓦斯传感器使用地点氢等物质超标，容易造成传感器灵敏元件频率变化造成误报警。