瓦斯的性質(zhì)
瓦斯是各種氣體的混合物,其成分是很復(fù)雜的,它含有甲烷(CH4)、二氧化碳、氮,以及微量的惰性氣體,如氦和氬等,但主要成分是甲烷(CH4)。
在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(溫度為0攝氏度、大氣壓為101.3kPa)下,瓦斯密度為0.716kg/m3 (空氣密度為1.29kg/m3 ) 。由于瓦斯較輕,故常積聚在隧道的頂部、斷面變化處。瓦斯由于含有其他氣體而具有特殊的氣味。
瓦斯的危害
容易造成窒息。甲烷(CH4)本身雖然無(wú)毒,但空氣中的甲烷(CH4)濃度較高時(shí),就會(huì)相對(duì)降低空氣中的氧氣濃度。氧氣濃度降到17%,會(huì)使人感到呼吸困難;氧氣濃度降到12%以下,會(huì)使人窒息死亡。因此,凡隧道內(nèi)通風(fēng)不暢的地區(qū),都必須及時(shí)封閉或設(shè)置柵欄,并懸掛“禁止入內(nèi)”的警示牌,嚴(yán)防人員入內(nèi)。
燃燒和爆炸。當(dāng)瓦斯與空氣混合達(dá)到一定濃度時(shí),遇到高溫火源就能燃燒或發(fā)生爆炸,一旦形成災(zāi)害事故,就會(huì)造成大量作業(yè)人員傷亡,嚴(yán)重影響隧道的安全生產(chǎn)。
發(fā)生爆炸的條件
瓦斯爆炸的條件是:一定濃度的瓦斯、高溫火源的存在和充足的氧氣,三者缺一不可。
瓦斯?jié)舛取M咚贡ㄓ幸欢ǖ臐舛确秶?,在空氣中瓦斯遇火后能引起爆炸的濃度范圍稱為瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸的界限為5%至16%,5%為爆炸下限,16%為爆炸上限。
當(dāng)瓦斯?jié)舛鹊陀?%時(shí),遇火不爆炸,但能在火焰外圍形成燃燒層;當(dāng)瓦斯?jié)舛葹?.5%時(shí),其爆炸威力最大(氧氣和瓦斯完全反應(yīng));瓦斯?jié)舛仍?6%以上時(shí),失去爆炸性,但在空氣中仍會(huì)燃燒。
高溫火源。瓦斯的引火溫度,即點(diǎn)燃瓦斯的最低溫度。一般認(rèn)為是650攝氏度至750攝氏度,但受瓦斯?jié)舛?、火源性質(zhì)及混合氣體壓力等因素的影響,會(huì)發(fā)生變化。
瓦斯與高溫火源接觸時(shí),并不會(huì)立即燃燒、爆炸,而是要經(jīng)過(guò)一個(gè)很短的時(shí)間間隔,這種現(xiàn)象為火延遲性,間隔的這段時(shí)間稱感應(yīng)期。
瓦斯爆炸的感應(yīng)期對(duì)安全生產(chǎn)意義很大。例如,使用合格炸藥爆破時(shí),其初溫在2000攝氏度左右,但高溫存在的時(shí)間只有千分之幾秒,小于瓦斯爆炸的感應(yīng)期,所以不會(huì)引起瓦斯爆炸。如果炸藥質(zhì)量不合格,炮泥充填不緊或放炮不正規(guī)(如放明炮、糊炮等),就會(huì)延長(zhǎng)高溫存在時(shí)間,造成瓦斯爆炸事故。
充足的氧氣。實(shí)踐證明,空氣中的氧氣濃度降低時(shí),瓦斯爆炸界限隨之縮小,當(dāng)氧氣濃度降低到12%以下時(shí),瓦斯混合氣體即失去爆炸性。因此,當(dāng)隧道中積存大量瓦斯,且有火源存在時(shí),如果氧氣的濃度過(guò)低,并不會(huì)發(fā)生爆炸。如果有新鮮空氣進(jìn)入,氧氣濃度達(dá)到12%以上,就可能發(fā)生爆炸。
相關(guān)案例
●2015年2月24日
由中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司(中水十五局)承建的四川省成都市龍泉驛區(qū)洛帶鎮(zhèn)五洛路1號(hào)隧道,發(fā)生一起瓦斯爆炸事故,造成7人死亡、19人受傷。
●2009年2月16日
湖北省恩施州建始縣一在建隧道突然發(fā)生瓦斯爆炸,導(dǎo)致6人受傷、1人死亡。
●2005年12月22日
四川省都江堰至汶川高速公路董家山隧道發(fā)生瓦斯爆炸事故,造成44人死亡、11人受傷。
瓦斯爆炸應(yīng)急處理
處理爆炸事故的一般方法:
1.首先對(duì)遇險(xiǎn)人員進(jìn)行搶救,并將其送往醫(yī)院。
2.爆炸引起火災(zāi),而災(zāi)區(qū)有遇險(xiǎn)人員時(shí),必須采取直接滅火法滅火。
3.在保證進(jìn)風(fēng)方向人員已全部撤離的情況下,可以考慮采取反風(fēng)措施。
4.確認(rèn)沒(méi)有二次爆炸危險(xiǎn)時(shí),可對(duì)災(zāi)區(qū)進(jìn)行通風(fēng),排出有毒有害氣體。
安全注意事項(xiàng):
1.救護(hù)隊(duì)在執(zhí)行任務(wù)前,必須了解事故性質(zhì),并制定安全措施。
2.進(jìn)入災(zāi)區(qū)后必須隨時(shí)檢查瓦斯和其他氣體濃度,掌握各種氣體濃度的變化,采取措施防止瓦斯連續(xù)爆炸。
3.救護(hù)隊(duì)進(jìn)入災(zāi)區(qū)前,應(yīng)切斷電源。
4.不要輕易改變通風(fēng)系統(tǒng),以防引起風(fēng)流變化,發(fā)生意外事故。
隧道施工安全防范措施
★做好隧道瓦斯超前預(yù)報(bào)工作
為確保隧道施工安全,應(yīng)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造與瓦斯溢出特點(diǎn),進(jìn)行隧道綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。為確保地質(zhì)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性,需要通過(guò)多種超前探測(cè)方法相互驗(yàn)證,以確保準(zhǔn)確無(wú)誤。然后根據(jù)地質(zhì)預(yù)報(bào)的結(jié)果,制定出相應(yīng)的瓦斯治理方案,確保隧道施工安全。
★加強(qiáng)瓦斯的檢測(cè)工作
從以往的隧道瓦斯爆炸事故案例中可以看出,隧道瓦斯爆炸事故的主要原因是在施工過(guò)程中存在瓦斯信息的漏檢、漏報(bào)、漏處理。因此,為確保隧道施工安全,在施工過(guò)程中,必須及時(shí)、準(zhǔn)確地進(jìn)行瓦斯檢測(cè)。必須實(shí)時(shí)檢測(cè)隧道內(nèi)的瓦斯?jié)舛龋瑱z查風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況,以確保隧道內(nèi)人員的安全。
★確??煽康耐L(fēng)系統(tǒng)
加強(qiáng)隧道內(nèi)的通風(fēng)管理,保證隧道施工期間不間斷通風(fēng),是保證隧道內(nèi)瓦斯?jié)舛炔怀瑯?biāo)的根本措施,也是稀釋瓦斯和排煙除塵的主要手段。通風(fēng)必須按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求執(zhí)行,按照瓦斯防治要求,隧道通風(fēng)必須配置備用風(fēng)機(jī)、備用電源,同時(shí),必須要保證備用風(fēng)機(jī)與備用電源之間自動(dòng)切換,保持24小時(shí)連續(xù)通風(fēng)。另外,通風(fēng)機(jī)也應(yīng)配備專用變壓器、專用線路和專用開(kāi)關(guān)。
★施工設(shè)備具有防爆性
為防止隧道內(nèi)發(fā)生瓦斯爆炸等災(zāi)害,高瓦斯工區(qū)和瓦斯突出工區(qū)的電氣設(shè)備與作業(yè)機(jī)械必須具有防爆性。隧道施工過(guò)程中,應(yīng)對(duì)作業(yè)機(jī)械進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆辣幚怼R虼?,在隧道施工前,?yīng)將通用型機(jī)電設(shè)備改造為防爆型機(jī)電設(shè)備。
★建立完善的安全管理制度
完善的安全管理制度是安全生產(chǎn)的基本保障,因此在隧道施工前,必須要建立完善的安全管理制度,如隧道電焊制度、隧道通風(fēng)制度、瓦斯檢查制度等。施工作業(yè)人員進(jìn)入隧道前,必須經(jīng)值班人員檢查,嚴(yán)禁攜帶煙草、點(diǎn)火物品或穿化纖衣服進(jìn)入。隧道內(nèi)嚴(yán)禁使用白熾燈和電爐等易產(chǎn)生火花的物品。出砟車輛選用柴油車或安裝尾氣排放凈化器,防止排放的尾氣成為危險(xiǎn)源。