3.13　瓦斯和爆炸

在18世纪早期，大多数开采的煤矿都比较浅，矿工们必须与之斗争的唯一的神秘气体或蒸汽是“窒息空气”（stythe），即现为采煤工程师所知的“乌烟”（black-damp）。它实质上是缺氧的空气，是由二氧化碳、氮气和一些氧气组成的可变的混合物。这种气体的另一个名字是“窒息性空气”（choke-damp），因为它的大量存在可能会使所有与它接触的人窒息或呼吸困难。但是，在大多数煤矿中，“窒息性空气”一词是指更普遍地称为“爆后气体”（after-damp）的不完全燃烧的产物，它含有采煤中所能遇到的最毒的气体——一氧化碳，但含量各不相同。文中提到的几种气体的英文名称都有damp一词，来源于德语单词Dampf，意思是雾或蒸汽。

如果空气中氧的百分比降到一定限度以下，火焰就不会燃烧。因此，矿工得到有乌烟出现警告信息的时间非常充裕，因为他们的矿灯在最后熄灭之前会变得越来越暗淡，这就给了他们时间退到有新鲜空气的安全地带。

窒息性空气或爆后气体令人恐惧是可以理解的，这是因为一氧化碳既无气味又无味道，而且是一种累积性毒物，其在血液中的浓度会毫无预警地逐渐上升，直至受害者变得不省人事。但当时人们对它一无所知。

后来，随着煤矿开采深度变得更深、范围更广，矿工们就开始遇到瓦斯（fire-damp）——甲烷和空气的混合物，于是遭遇严重的煤矿爆炸的时代就开始了。虽然人们曾经怀疑这是细煤粉尘的爆炸性所致，但这并未得到证实，而一切的爆炸都起因于瓦斯。

瓦斯是在植物质腐烂期间产生的。在植物转变成煤的过程中，释放出的气体被吸留于煤的劈裂面中，而且也被吸留于矿内顶板和地面的岩石中。当采煤时，这些气体即被排入空气中，并按一定比例与空气形成一种爆炸性混合物。在正常大气压条件下，该混合物的爆炸极限是在5.4%—13.5%的甲烷含量之间。(https://www.daowen.com)

当时煤矿只有很少或者根本没有人工通风设施，于是这种轻的气体就在废弃煤矿内（尤其是老的工作区内）和气体难以流动的巷道尽头集聚起来。如果大气压力开始下降，这些老工作区内的气体就会扩散并流入活动区，在那里瓦斯就可能被敞开的矿灯上的火焰点燃。

实际上有时纯甲烷是以喷射流的形式喷出岩石，因此矿工可能会突然几乎毫无警示地被爆炸性混合物所包围，接着可能会发生爆炸。在18世纪末和19世纪初的若干年里，爆炸——有些情况下是猛烈的爆炸——变得很普遍，尤其多发生在英格兰北部（边码94），从而引起举国关注。

安全灯的普遍使用（边码95）——虽然这种灯在那时并不是真正安全的——减少了爆炸的发生率，但是每隔几年全世界都会被一次造成上百名矿工死亡的大灾难所震惊。到19世纪中叶，爆炸已变得不很频繁，但其量级和强度却增加了。1860年有145人死于纽波特的里斯加矿，1867年有178人丧命于朗达山谷的弗恩代尔煤矿。后来证明这些爆炸是由细煤粉尘着火引起的，如今人们已经采取了一些措施来与这种危险作斗争。

在那些日子里，一种煤矿工人日常生活中使用的有趣的壁灯是以煤矿“瓦斯检查员”（fireman）一词的原意来称呼的。如今，煤矿内的瓦斯检查员是负责煤矿某一部分的初级管理人员，他在那里主要是对其管理下的工人的安全负责。在小煤矿时代和早期安全灯发明之前，习惯上由一名比较果敢的矿工把自己从头到脚裹在湿麻袋布中，并配备一根约10英尺长的杆子，在杆子的一端粘着一根点燃的蜡烛（图51）。他手持这样的装备在井下工作区四处走动。当来到采矿工作面时，他把蜡烛放得靠近地面，用双手和双膝爬入工作面。当他到达工作面内时，就将脸埋在湿麻袋中，举起杆子的一端，将任何可能存在的可燃性气体点燃。然后，这个地方对于到这里工作的普通矿工来说，就被认为是安全的。