在煤矿生产过程中, 矿井瓦斯的来源有四方面:
(1) 从采落下来的煤炭中放出瓦斯;
(2) 从采掘工作面煤壁中放出瓦斯;
(3) 从煤巷、岩巷两帮及顶板放出瓦斯;
(4) 从采空区内放出瓦斯。
一些矿井的测定表明，从采落下来的煤炭中放出的瓦斯约占瓦斯总量的20%~25%, 还有75%~80%的瓦斯是从其他三个来源向井下放出的。这说明，矿井即使临时停产不出煤, 瓦斯仍能大量、不断地放出。
二 、矿井瓦斯的性质及其爆炸条件
（一） 矿井瓦斯的性质
1. 矿井瓦斯是一种无色、无臭、无味的气体, 对空气的比重为0. 554, 比空气轻, 常聚集在巷道的顶部。瓦斯和空气混合在一起后, 既看不到、摸不着,也闻不出来, 这是非常危险的。要检查空气中是否含有瓦斯, 必须使用专用的瓦斯检测仪器才能测定出来。
2. 矿井瓦斯对人有窒息作用。矿井瓦斯虽然无毒, 但在空气中的浓度增大时, 能使空气中的氧气含量相对降低, 而使人窒息。当空气中的瓦斯含量达到40%以上时, 能使人立即死亡。
3. 矿井瓦斯具有燃烧性和爆炸性。矿井瓦斯在空气中的含量达到适当浓度时, 遇到引爆热源能引起燃烧和爆炸。
（二） 瓦斯浓度
瓦斯与空气(氧气) 均匀混合形成爆炸性气体, 瓦斯浓度达到一定的范围时,遇到明火或一定的引爆能量立即发生爆炸,这个浓度范围称为瓦斯爆炸极限。其中,形成爆炸性混合气体的瓦斯最低浓度称为瓦斯爆炸下限, 形成爆炸性混合气体的瓦斯最高浓度称为瓦斯爆炸上限。能最易( 即在最小着火能量下) 激发着火( 爆炸), 并且爆炸中能释放出最大能量的瓦斯浓度称为瓦斯最佳爆炸浓度。瓦斯的爆炸极限为 5%-16%, 当瓦斯浓度低于 5%时,遇火不能发生爆炸,但能在火焰外围形成燃烧层；当瓦斯浓度为 9.5%时,其爆炸威力最大(氧气和瓦斯完全反应）；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, 它还受到①其它可燃性气体的混入；②惰性气体的混入；③初始压力；④初始温度的影响。
（三） 爆炸条件的分析
煤矿瓦斯爆炸必须同时( 同地) 具备3 个条件:①空气中瓦斯浓度在爆炸范围内(5%-16%)；②高温热源存在时间长度大于瓦斯引火感应期；③瓦斯—空气混合气体中的氧浓度大于 12% 。具体分析如下：
(1) 瓦斯的浓度：在新鲜空气中, 瓦斯浓度达到5%～16%时, 就达到爆炸浓度, 也称爆炸界限。因矿井内涌出的可燃性气体, 不单纯是沼气, 还有一部分重碳氢化合物。重碳氢化合物分子量越重, 其爆炸下限越低。
(2) 具有引燃引爆瓦斯的高温热源：在新鲜空气中, 瓦斯的引燃温度为650℃～750℃。比如, 引燃的香烟头的温度都在千度以上, 所以明火、吸烟、电火 花、放炮产生的火焰以及摩擦火花, 都可以引起瓦斯爆炸。
煤矿井下引起瓦斯爆炸的点燃源主要有如下几类:
机械类: 包括机械运行中的摩擦、坚硬岩石及钢铁支架、设备之间的撞击。 电气类: 与输电线路、电气设备有关的电火花、电弧、电器失爆等。
火焰类: 有燃烧反应的点燃, 如吸烟、火灾、气体切割和焊接等。
炸药类: 与炸药爆破有关的, 如使用非许可炸药、钻孔充填不当引起爆破火焰等。
其它类: 上述不包含的点燃, 如闪电、压缩管路破裂气体喷出等。
(3) 氧气的浓度：氧气的作用是助燃, 空气中氧气的浓度在12%以上时, 就可使瓦斯爆炸。这是最容易获得的条件, 因为在正常通风风流中氧气的浓度通常大于20%, 而引起其浓度下降的原因有两个: 自身的消耗和其它气体涌入后的稀释。瓦斯爆炸和火灾都会消耗空气中的氧, 但由于风流的流动,对于开放的区域空气中的氧气可以迅速得到补充。
三、矿井瓦斯燃烧和爆炸规律
矿井瓦斯的燃烧和爆炸是有规律的。其规律主要决定于瓦斯在空气中的浓度。当瓦斯浓度在5%以下时,遇到火源能燃烧,不能爆炸,其火焰呈蓝色；当瓦斯浓度大于16%时, 在混合气体内遇到火源不能燃烧, 也不能爆炸, 如有新鲜空气供给, 在混合气体与新鲜空气的接触面上, 遇火就会燃烧；其浓度在5%～16%时, 遇火源就会爆炸,瓦斯浓度在7%～8%时,最容易爆炸,在9.5%时,爆炸威力最强。煤矿井下的瓦斯爆炸属于可燃气体爆燃现象,该过程通常是处于爆炸限内的瓦斯空气混合气体首先在点火源处被引燃,形成厚度仅有0.01～0.1mm的火焰峰面。该火焰峰面向未燃的混合气体中传播,传播的速度称为燃烧速度。瓦斯燃烧产生的热使燃烧峰面前方的气体受到压缩,产生一个超前于燃烧峰面的压力波,该压力波以当地音速向前传播,行进在燃烧峰面前,称为前驱冲击波。压力波作用于未燃气体使其温度升高,从而使火焰的燃烧速度进一步增大,这样就产生压力更高的压力波,从而获得更高的火焰传播速度。层层产生的压力波相互追赶并叠加, 形成具有强烈破坏作用的冲击波,这就是爆炸。
第二编 事故树分析
一、事故树分析法简介
（一）事故树分析法简介
事故树分析(Fault Tree Analysis，缩写为FTA)是一种表示与导致灾害事故有
关的各种因素之间因果关系和逻辑关系的分析法。FTA就是对某一种失效状态在一定条件下进行逻辑推理和图形演绎，通过层层深入对可能造成系统事故或导致灾害后果的各种因素（包括硬件、软件、环境、人等）的分析，根据工艺流程、先后次序和因果关系，把所有的失效原因、失效模式用逻辑和或逻辑积的关系绘制成的一个树形结构。再通过事故树的定性和定量分析，判明灾害或功能故障的发生途经和导致灾害、功能故障的各种因素之间的关系，以及系统故障发生概率及其他定量指标(如结构重要度、概率重要度、临界重要度)，并据此采取相应的措施，以提高系统的安全性和可靠性。因此，对事故树的分析可以找出系统的薄弱环节，从而可采取相应措施加以改善，提高系统本质安全。
（二）事故树分析法的特点
a.采用演绎方法分析事故的因果关系，能详细找出系统各种固有的潜在的危险因素，为安全设计、制定安全技术措施和安全管理要点提供依据。
b.能简洁、形象地表示出事故和各种原因之间的因果关系及逻辑关系。
c.在事故树分析中，顶上事件可以是已经发生的事故，也可以是预想的事故，通过分析找出原因，从而起到预测、预防事故的作用。
d.可用于定性分析，求出危险因素对事故影响的大小；也可用于定量分析，由各危险因素的概率计算出事故发生的概率，从数量上说明是否能满足预定目标值的要求，从而采取对策措施的重点和轻重缓急顺序。