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征服井下的恶魔（上）
央视国际 2004年09月07日 16:19
2003年5月13号，一声尖厉的警报，在安徽淮北芦岭煤矿响起。煤矿进入紧急状态，救护队员紧急出动。
煤矿的救护人员抢救出一部分幸存的井下工人。从他们那里得到的消息证实，煤矿井下发生了爆炸，矿井坍塌，许多矿工遇难。
煤矿陷入悲痛当中。现场一片忙乱。
这场突如其来的大爆炸，造成井下当班作业的86位矿工全部遇难。为了查清爆炸事故的原因，有关部门迅速组成了专家组，奔赴事发现场，展开调查。
中国矿业大学的俞启香教授作为瓦斯研究方面的专家参加了事故调查组，他们第二天就来到井下。现场的痕迹表明，爆炸是瞬间发生的。
下井的工人虽然都带着自救设备，也按照规程把自救器设定在打开状态，但爆炸后产生的冲击波，让许多工人都没有来得及戴上就被击倒在地，窒息而死。
那么到底是什么原因导致了淮南芦岭5.13这场惨痛的矿难？这是社会关注的焦点。专家们的现场勘察初步认定：这是井下的瓦斯爆炸导致的灾难。
那么什么是瓦斯？瓦斯怎么会有这么大的威力，让煤矿工人谈虎色变？
其实瓦斯并不神秘，说起它的另外一个名称沼气，可能大多数人就会明白许多。可它为啥就有了瓦斯这样一个让人联想到恐怖的名称呢?
其实它是来自英文和俄文gas的不规范发音。Gas的原意就是气体，包括各种可燃和不可染气体。瓦斯的主要成分是甲烷，它的化学元素符号是CH4，一 种无毒、无味、无颜色，可以燃烧的气体。生活中广泛用来烧水，做饭，也可以用作照明。
由于瓦斯燃烧稳定，是工业发电和烧制陶瓷的好燃料。而人们谈起瓦斯就联想到恐怖的爆炸，是因为瓦斯是煤炭开采过程中不可避免的伴生物，瓦斯的容易燃烧特性常常导致煤矿井下的爆炸。
煤矿中的瓦斯是从哪里来的呢？为啥不同的煤矿矿井瓦斯的含量还有很大的差别？这可能要从煤的形成机理来讲起。
地球不断地运动带来地壳的变化。来自宇宙其他星球的撞击，更造成了地球局部地区地壳的突变。数百万年前的森林被意外的灾难所毁灭。在木材还没有来得及腐烂之前被埋入了沼泽。随着岁月的更替，地壳的运动仍然在继续，沼泽内的泥沙逐渐变成了石块，木材的结构也在变，氢和氧元素逐渐溢出，剩下了浓缩成泥状的碳的沉积物，这就是我们今天看到的煤。
可是，在煤的形成过程中，氢和氧的分解溢出并不完全，一部分没有散失到大气中的碳氢化合物，也就是以甲烷为主的各种可燃气体，就构成了煤矿工人俗称的瓦斯气体。这些瓦斯留存在透气性不那么好的煤层中或岩石中，藏在了地下，浓度大的甚至逐渐聚集形成了煤层气田。
当然，瓦斯气体是无色、无味的，所以我们是看不到这个东西的，但实际它是不断弥漫在采矿空气里面，当它的浓度达到5%以上到15%之间，它跟空气混合以后，遇到火源就可以爆炸。
爆炸可以带来建筑的毁坏和人员的伤亡，可淮北芦岭煤矿的爆炸怎么会死亡86人呢？采煤现场的工人并不是很集中的，而且现场勘查发现，也仅有几个人被烧伤致死，绝大多数矿工的死亡并没有受伤的痕迹。那么导致他们死亡的原因到底是什么？看来爆炸的背后还藏着更凶恶的杀手，这个杀手又是什么呢?
瓦斯没有毒，但井下空气中的瓦斯浓度增加以后，会造成空气中的氧含量降低。人们常说的瓦斯熏死人，其实并不是瓦斯熏死的，而是由于缺氧使人窒息而死。当空气中的瓦斯浓度达到43%以上时，氧含量降到12%以下，可以导致人员的窒息。瓦斯浓度增加到57%以上时，空气中氧含量降到9%以下，能使人立即死亡。当井下瓦斯爆炸后，氧气会由于瓦斯的燃烧和爆炸，被全部消耗干净。这时井下的空气，就变成了夺取矿工生命的凶残恶魔。
爆炸过程中把氧气全部燃尽了，生成物就是一氧化碳、二氧化碳和水蒸气。就是爆炸以后的空气的环境没有氧气。一氧化碳剧毒，二氧化碳窒息，还有剩下的氮气，没有氧气的环境。在这种情况下，如果没有自救器产生氧来供给人，人是生活不下来的。
我国地域辽阔，地质复杂，许多煤矿属于高瓦斯矿井。这是我国煤矿瓦斯爆炸事故率高的重要原因。
目前，由于瓦斯造成的煤矿灾害事故可以占到70%—80%。瓦斯造成的煤矿灾害事故包括两个方面，一个是瓦斯煤层爆炸事故，也就是我们经常说的瓦斯爆炸事故，瓦斯爆炸事故可以造成破坏有三个方面。
一个方面可以产生冲击波，冲击波以超压为主的冲击波，煤矿井下瓦斯爆炸产生的冲击波可以达到9—10个大气压，超压对建筑的破坏只要达到1个大气压就可以对混凝土结构建筑进行破坏。它可以产生9—10个大气压，
第二个方面容易产生高温高压气体，产生的温度可以达1000多度，对井下人员容易造成烧伤，对一些井下建筑容易产生火灾等案件事故。
一般情况下，瓦斯藏在煤层中是不会自然燃烧的，那么究竟是什么原因引发了芦岭煤矿瓦斯的爆炸？按照通常的情况，井下的放炮最容易突遇瓦斯喷出，引起爆炸造成悲剧。但在芦岭这样的大型煤矿，井下放炮前都要首先测试瓦斯浓度，以确保安全；放炮前所有的人员都要撤离到安全地带。因此，在芦岭煤矿，不可能是放炮点燃的瓦斯，第一个可能性被否定了。那么是不是井下违规带电作业所引发的呢？
根据井下电气工程技术人员的介绍，芦岭煤矿井下所有电气设备都装有防爆装置，即使偶然出现电火花，也不可能点燃瓦斯，所以说并不存在电火花引起瓦斯爆炸的可能。第二种可能又被否定了，最后人们又怀疑是否在采空区巷道出现了明火，导致引发瓦斯正常情况下的瓦斯是稳定的，只有在满足了合适的条件下，瓦斯才有可能爆炸。
瓦斯爆炸的时候有四个条件，一是要有瓦斯。没有瓦斯没法爆炸，二是有氧气有空气，第三是有火源有火把它点着了，第四它要有一定的时间，当时间太短也不可能的，所以这四个条件构成瓦斯爆炸的四个因素。
为了科学认识瓦斯爆炸的机理过程，地处徐州的中国矿业大学成立了瓦斯爆炸实验室。他们通过反复的模拟试验，揭开了瓦斯爆炸的机理。从而为防范和治理瓦斯提供了科学的依据。
瓦斯是否爆炸取决于瓦斯在空气中的浓度。当瓦斯在空气中浓度低于5%时，瓦斯遇火可以燃烧，但没有足够的燃烧热量向外传播，所以不会发展为爆炸。当瓦斯浓度超过16%时，由于混合空气中氧气的含量不足，混合气体也没有爆炸性。但遇有新鲜空气时，瓦斯可在混合体与新鲜空气的接触面上燃烧。所以，最容易导致瓦斯爆炸的浓度是5%到15%之间。
爆炸？现场勘察的结果同样否定了这样的假设。
调查表明，在5月13日淮北芦岭煤矿井下的作业现场，生产一切正常，并不同时具备瓦斯爆炸的几个条件。当时井下的8个瓦斯监测探头指标也都正常，两名井下瓦斯检测员带着先进的瓦斯监测仪器进行了检测，同样没有发现瓦斯浓度超标的现象。
可以说，井下的生产是正常的，各班的工人按规定轮换着下井和上井，一切显得那么有序。那么，到底是什么原因导致了安徽淮北芦岭煤矿的瓦斯大爆炸，造成了86名矿工遇难的惨剧？请继续关注我们的下期节目《煤矿井下的恶魔》下集。
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