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煤矿瓦斯中硫化氢的成因危害与防治

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什么是硫化氢( H2S)?

硫化氢( H2S)是一种剧毒的可燃气体,无色,带有臭鸡蛋气味。其化学活动性极大,能使银、铜等金属表面发黑。H2S极易溶于水形成氢硫酸,H2S在水中的溶解度是CO2的2. 7倍,是CH4的93倍多[1]。H2S比空气重(相对密度为1.17)。人体能够闻到硫化氢气味的浓度下限为(0. 2-0.3 )×10-6。当硫化氢浓度为(20-30)×10-6时就出现强烈气味,当浓度为(100-150)×10-6时,将使人嗅觉麻痹,当浓度在1 000×10-6时,在数秒钟内会致人死亡。

硫化氢( H2S)的成因

根据硫化氢的成因机理可将自然界中的硫化氢分为5种成因类型:生物降解、微生物硫酸盐还原、热化学分解、硫酸盐热化学还原和岩浆成因

 H2S的危害与防治

硫化氢极毒,人吸入浓度为1g/m³的H2S在数秒钟内即可死亡。此外,硫化氢的化学活动性极大,电化学失重腐蚀、“氢脆”和硫化物应力腐蚀、破裂等对金属管线的腐蚀作用强烈。

煤炭资源生产过程中瓦斯内的硫化氢气体异常(瓦斯中H2S气体的浓度>0.01%)也时有显现。在煤巷掘进过程中,因巷道开拓的煤量有限,且热化学分解、硫酸盐热化学还原作用导致煤矿瓦斯中H2S气体异常的浓度一般小于1%,当闻到强烈的臭鸡蛋气味时,掘进面、H2S气体异常工作面封闭,目前暂不开采。因此,煤矿生产中未出现重大伤亡事故。但若存在岩浆成因带来的无机H2S气体,将会对煤矿安全生产构成极大危害。

硫化氢毒性极大,但硫化氢比空气重(相对密度为1.17),且极易溶于水而形成氢硫酸。故地势低处危险性比高处大;下风向硫化氢浓度大,上风向则浓度低等;在突发事故中用湿毛巾等捂嘴鼻、向高处避毒、向上风向撤离等,均可避免或减轻伤亡。

目前在天然气工业中普遍应用的在井口引出H2S用火燃烧,使极毒H2S迅速转化为有慢性污染的SO2,此种方法在矿井下无法实施。

井下H2S危害的防治方法

1、建立独立的通风系统。

对于H2S气体异常浓度不超过1%掘进面或工作面,改变通风方式,增加异常区的供风量,掘进回风石门与总回风下山沟通,使乏风直接进入总回风系统不影响其它工作面。与此同时调节通风系统,采用对旋风机,使H2S异常区供风量增加以稀释H2S,使其浓度达到安全生产的要求。

2、改变采煤方法。

改走向长壁采煤法为倾向短壁采煤法,从而形成全负压通风系统,使乏风直接进入采空区。有条件的矿井改炮采为水力采煤,炮采或机采时增加喷水量,使H2S气体溶于水,降低其浓度。

3、设专职瓦斯检测员,配备便携式H2S检测仪、便携式CO检测仪以及CH4鉴定器,确保经常检查三种气体浓度,严禁在任何时间、任何有害气体情况下超限作业。


4、安装风电沼气闭锁装置,实现沼气自动检测报警。


5、放炮时、必须用湿泥填满炮眼及工作面端头有可能储气的洞穴,严禁局部瓦斯聚积。放炮后,用大量水冲刷煤壁.尽量稀释溶解H2S,降低其浓度。


造成煤矿瓦斯中H2S气体异常的成因主要有煤成岩阶段的生物成因H2S气体,煤变质阶段含硫酸盐岩的煤系或后期岩浆作用的热化学成因H2S气体。煤岩巷掘进时闻到臭鸡蛋味,即组织人员撤离。利用H2S气体比空气重、极溶于水等特点,加强矿井通风和喷水等措施稀释、溶解H2S,降低其浓度,保证安全生产。







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