Výbuchy banského plynu predstavujú tepelnú reťazovú reakciu (tiež nazývanú reťazová reakcia). Po absorpcii určitej energetickej hranice (typicky tepelnej energie zo zdroja zapálenia) výbušnou zmesou dochádza k rozštiepeniu molekulárneho reťazca, ktorý sa rozpadá na dva alebo viac voľných radikálov. Tieto vysoko reaktívne voľné radikály slúžia ako aktivačné centrá, ktoré udržujú priebeh reakcie.Za vhodných podmienok sa každý voľný radikál môže ďalej rozkladať a vytvárať dva alebo viac ďalších voľných radikálov. Tento cyklus pokračuje donekonečna, pričom sa voľné radikály množia a chemická reakcia sa zrýchľuje, až vyvrcholí spaľovaním alebo explozívnou oxidačnou reakciou. Výbuchy plynu sú teda v podstate násilné oxidačné reakcie, ktoré nastávajú, keď metán v určitej koncentrácii reaguje so vzduchom.Predpokladmi pre výbuchy plynu sú: určitá koncentrácia plynu, prítomnosť zdroja vznietenia s vysokou teplotou a dostatočné množstvo kyslíka. Teraz si tieto podmienky podrobne rozoberieme.
Výbuchy banských plynov predstavujú termicky reťazovú reakciu (tiež nazývanú reťazová reakcia). Po absorpcii určitého množstva energie (typicky tepelnej energie zo zdroja zapálenia) výbušnou zmesou dochádza k rozštiepeniu molekulárneho reťazca, ktorý sa rozpadá na dva alebo viac voľných radikálov (tiež známych ako radikály). Tieto voľné radikály majú významnú chemickú reaktivitu a stávajú sa aktivovanými centrami, ktoré udržujú priebeh reakcie.Za vhodných podmienok sa každý voľný radikál môže ďalej rozkladať a vytvárať dva alebo viac ďalších voľných radikálov. Tento cyklus pokračuje donekonečna, pričom voľné radikály sa množia a chemická reakcia sa zrýchľuje, až vyvrcholí spaľovaním alebo explozívnou oxidačnou reakciou. Výbuchy plynu sú teda v podstate násilné oxidačné reakcie, ktoré nastávajú, keď metán v určitej koncentrácii reaguje so vzduchom.Predpokladmi pre výbuchy plynu sú: určitá koncentrácia plynu, prítomnosť zdroja vznietenia s vysokou teplotou a dostatočné množstvo kyslíka. Nižšie podrobne preskúmame podmienky pre výbuchy plynu. (1) Koncentrácia plynu Výbuchy plynu sa vyskytujú v určitom rozsahu koncentrácií. Rozsah koncentrácií vo vzduchu, pri ktorých sa plyn vznieti pri kontakte s ohňom, sa nazýva hranica výbušnosti plynu.Hranice výbuchu metánu sa pohybujú od 5 % do 16 %. Keď koncentrácia metánu klesne pod 5 %, pri zapálení nevybuchne, ale vytvorí okolo plameňa vrstvu spaľovania. Pri koncentrácii 9,5 % dosahuje výbušná sila maximum (čo znamená úplnú reakciu kyslíka a metánu). Pri koncentrácii nad 16 % metán stráca svoje výbušné vlastnosti, ale pri zapálení stále horí na vzduchu.Hranice výbušnosti plynu nie sú pevne stanovené; ovplyvňujú ich faktory ako teplota, tlak a prítomnosť uhoľného prachu, iných horľavých plynov alebo inertných plynov.Tá sa však mení v závislosti od faktorov, ako sú koncentrácia plynu, vlastnosti zdroja zapálenia a tlak zmesi. Metán sa najľahšie zapáli, keď je jeho koncentrácia medzi 7 % a 8 %. Zvýšenie tlaku zmesi znižuje teplotu vznietenia. Pri rovnakej teplote vznietenia väčšia plocha zdroja zapálenia a dlhšia doba horenia zvyšujú pravdepodobnosť vznietenia metánu.Prítomnosť zdroja vznietenia s vysokou teplotou je jednou zo základných podmienok výbuchu plynu. Činnosti ako fajčenie v podzemí, elektrické iskry, neoprávnené odstrelovanie, samovznietenie uhlia a práca s otvoreným ohňom môžu ľahko spôsobiť výbuch plynu. Preto je pri práci v baniach obsahujúcich plyn nevyhnutné prísne dodržiavať príslušné ustanovenia predpisov o bezpečnosti v uhoľných baniach.
(3) Koncentrácia kyslíka
Praktické dôkazy ukazujú, že s klesajúcou koncentráciou kyslíka vo vzduchu sa zodpovedajúcim spôsobom zmenšuje hranica výbuchu metánu. Keď koncentrácia kyslíka klesne pod 12 %, zmes metánu a vzduchu stráca svoje výbušné vlastnosti.Táto vlastnosť má významný vplyv na uzavreté požiarne zóny pod zemou. V takýchto zónach sa zvyčajne hromadí značné množstvo metánu a nachádzajú sa v nich zdroje vznietenia, ale kvôli nízkej koncentrácii kyslíka nedochádza k výbuchom. Ak by prívod čerstvého vzduchu zvýšil koncentráciu kyslíka nad 12 %, došlo by k detonácii.Preto je nevyhnutné prísne riadenie požiarnych zón, pričom pri ich otváraní je potrebná osobitná opatrnosť. Uzavretie sa smie zrušiť až po úplnom uhasení požiaru.
Vysoké teploty a tlaky vznikajúce pri výbuchu plynu vytláčajú plyny v blízkosti zdroja výbuchu von s obrovskou rýchlosťou, čo spôsobuje obete na životoch, poškodzuje cesty a zariadenia a víri značné množstvo uhoľného prachu, ktorý sa podieľa na výbuchu a zosilňuje ničivú silu.Okrem toho výbuch vytvára značné množstvo toxických plynov, ktoré vedú k úmrtiam v dôsledku otravy. Porozumenie týmto podmienkam výbuchov plynu je nevyhnutné na účinnú prevenciu ich výskytu a analýzu faktorov, ktoré k nim prispievajú.