煤矿硫化氢的预防

——炉峪口煤矿硫化氢防治经验介绍

炉峪口煤矿通风区提供

二零零八年一月

煤矿硫化氢（H2S）的预防

——炉峪口煤矿硫化氢防治经验介绍

一、硫化氢概述

硫化氢( H2S)是一种极毒的可燃气体，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。H2S比空气重(相对密度为1.19)。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，臭味“减弱”或“消失”，反而嗅不到。当浓度在1000×10-6时，在数秒钟内会致人死亡。当浓度达4.3%～46%时具有爆炸性。

二、硫化氢（H2S）的危害

硫化氢不但能使人中毒，同时对眼睛及呼吸道黏膜具有强烈的刺激作用，能引起鼻炎、气管炎和肺水肿。

人体受硫化氢中毒时的征兆如下：

1、H2S浓度达到0.01～0.015%时，流唾液和清水鼻涕、瞳孔放大、呼吸困难。

2、H2S浓度达到0.02%时，经5～8分钟后，引起眼、鼻、喉、黏膜的强烈刺激，昏睡、呕吐、头痛、四肢无力。

3、H2S浓度达到0.05%时，经30分钟就失去知觉，痉挛，脸色变白，不进行急救就会死亡。

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。

三、硫化氢（H2S）的来源

矿井中硫化氢的主要来源有：坑木等有机物腐烂;含硫矿物（如：黄铁矿、石膏等）遇水分解；从老空区和旧巷积水中放出；爆破工作产生。

如：炉峪口煤矿2812皮带巷中所产生的H2S气体就是从采空区积水中放出的。

四、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。  

五、煤矿瓦斯中硫化氢（H2S）异常的原因

    煤对CO2,CH4,N2的吸附实验表明，被吸附物质的吸附能力随气体沸点的增高而增大。H2S气体的最低沸点为-60. 33ºC，高于CO2,CH4,N2等气体，因此，煤对其具有很强的吸附能力。

    生物降解、微生物硫酸盐还原作用形成的原生H2S气体只可能存在泥炭一褐煤阶段，因泥炭一褐煤水分含量较高，H2S气体多溶于水，一般不会造成异常。但个别干旱地区，褐煤中水分含量较低时，可能会出现H2S气体异常。微生物硫酸盐还原作用形成的次生H2S气体可能存在泥炭一焦煤阶段，但硫酸盐还原菌的繁殖靠地表水下渗灌入煤层，即使生成的H2S，也多溶于水，并被地下水带走。

    煤及围岩中热化学分解成因、硫酸盐热化学还原成因形成的H2S气体不多，部分溶于煤层水中，部分被煤层吸附或充填于煤内孔、裂隙之中。若煤层已被CO2、CH4、N2等饱和，一般不会造成H2S气体异常;当煤层在抬升过程或地下水作用下瓦斯逸散后，后期在岩浆热力作用下新形成的H2S气体赋存到煤层中，容易造成H2S气体异常;若煤系中存在大量硫酸盐岩，在热化学作用下往往造成H2S气体异常。

若矿井煤系中存在岩浆活动，而岩浆活动伴有无机成因H2S气体，也容易造成矿井瓦斯中H2S气体异常。

综上所述，造成煤矿瓦斯中H2S气体异常的主要原因在于H2S气体的保存条件。

六、硫化氢（H2S）的预防（防治）

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。

（一） 井下硫化氢（H2S）危害的防治方法有:

(1)建立的通风系统。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。

（二）由于炉峪口矿2812皮带巷中出现硫化氢气体是由于相临和上覆采空区的积水涌出而带出来的，为了安全，针对硫化氢气体涌出特点制定以下防治措施：

1、加强通风，2812皮带巷采用对旋式双风机送风，保证风量，用通风稀释的方法将硫化氢气体浓度冲淡到《煤矿安全规程》规定的安全标准以下。

2、加强对有害气体的检查。通风区管理人员应经常观测气体变化情况，对出现的情况进行分析、预测预报，及时采取有效措施进行处理。

瓦检员应每隔两小时测一次并汇报调度室，瓦检员或其它测定人员应站在上风侧、头部不应低于巷道底板500mm以下的地方测定，以防测定人员中毒。

测定结果同时告知现场工作人员和带班长，当整个巷道回风流中硫化氢浓度达到6.6ppm（0.00066%）时，应立即撤离现场至进风大巷（皮带下山）。撤离时，用湿毛巾捂住嘴鼻。

每班由带班长或安全员携带一台便携式硫化氢检测仪进行测定，仪器吊挂在硫化氢积存区距巷道底板400mm处，采取防水措施防止仪器进水。

（有条件的矿井，在巷道中安装硫化氢传感器，实行24小时连续监测。）

3、要经常性的排水。不应长期积水，要及时的把水排干，以防气体溶于水而产生隐患。此外，要注意观察测定有硫化氢的水排到其他地点（水仓）硫化氢的含量。

4、降低气体浓度。工作面应备足量的生石灰，每班在硫化氢积存处抛洒一遍，覆盖整个积水范围，使其产生水雾溶解硫化氢气体，降低其浓度。

5、加强日常通风管理工作。生产工作人员、安全管理人员要重视局部通风的管理，发现2812皮带巷停风后，要及时撤出工作面的人员，在工作面送风10分钟后，经监测硫化氢及其它有毒有害气体不超标的情况下，方可进人。在未送风前严禁所有人员进入盲巷，严格执行风电、瓦斯电闭锁。

6、保证职工的健康。工作人员应注意不要长时间停留在硫化氢积存范围内进行作业。

7、当整个巷道回风流中硫化氢浓度达到0.01%时，应立即撤人，永久关闭巷道，不准生产。

8、在硫化氢积存区域设置警示牌。

炉峪口煤矿通风区张志兰提供

2008-1-18