叙永县大堰煤矿。职。工。
培。训。资。料。
二○一四年。
第一部分矿井瓦斯及其防治。
第一节矿井瓦斯及其防治。
一、概述。1、什么是矿井瓦斯？
矿井瓦斯就是在煤矿生产过程中，从煤岩中涌出的各种有害气体的总称，组成矿井瓦斯的气体有沼气（甲烷）、二氧化碳、二投送化氮，还含有少量的乙烷、乙稀、氢气、一氧化碳、硫化氢和二氧化硫等。
2、矿井沼气有哪些性质？
沼气的化学名称叫甲烷，是一种无色、无味、无臭的气体。标准状况下的密度为0.716kg/m3，比穴气轻，与空气中的沼气浓度如果超过43%（即氧浓度降到12%）时，人就因缺氧而窒息死亡。
沼气的化学特性，主要表现为燃烧和**性。沼气浓度在5-16%的范围内具有**性，在这范围之外遇火即燃烧。同时，当氧气含量少于12%时，遇火不燃烧；沼气引燃温度一般为650—750%。
二、矿井瓦斯的生成及赋存。
1、矿井与瓦斯是怎样生成的/
矿井瓦斯是成煤过程中的一种伴生气体，一般认为它是植物的残骸在高温缺氧的条件下，由其中的有机物质发生化学分解而产生的。碳化程度超高的煤（如无烟煤），沼气含量就越大。
煤层埋藏越深，压力越大，湿度越高，越加大了煤的变质程度，所以随立脚点深度的增加，碳化程度增加，其沼气含量也增加。
2、矿井瓦斯在煤层中存在状态有几种：
瓦斯在煤层中有游离和吸附两种存在状态。吸附状态按其组合形成不同，又分为吸着和吸收两种。
瓦斯的游离状态和吸附状态在一定件件下（如湿度、压力等）处于动态平衡。条件变化时，平衡状态也随之变化。例如，当压力升高或湿度降底时，一部分瓦斯由游离状态转化为吸附状态，这种现象叫做吸附，反之，如果压力降低或湿度升高时，一部份瓦斯上吸附状态转化为游态状态，这种现象称为解吸。
3、煤层的瓦斯含量。
瓦斯含量是指煤、岩中实际含有的瓦斯量，是游离瓦斯和吸附瓦斯的总称。
煤层瓦斯含量的大小，主要取决于保存瓦斯的地质条件。即煤层本身的存储条件（煤的吸附特性、煤层有无露头、煤层埋藏深度）、地质构造圈闭条件和煤层及围岩的透气性。但煤层中最终被保存下来的瓦斯多少，还是取决于煤层的埋藏条件和地质构造。
三、矿井瓦斯的涌出。
1、矿井瓦斯的涌出形式有哪几种？
矿井瓦斯的涌出形式有普通涌出和特殊涌出两种。矿井瓦斯的特殊涌出形式又可分瓦斯喷出或煤岩与瓦斯突出。
2、矿井瓦斯普通涌出形式：是指瓦斯从煤层和岩层的暴露面上经常地、均匀地、缓慢地涌出，这种涌出形成范围广、面积大、时间长，是矿井瓦斯涌出的主要形式。
3、矿井瓦斯涌出量——是指矿井在正常开采过程中，涌进巷道或管道内的瓦斯量，这种涌出量仅仅是普通涌出形成的瓦斯量，不包括喷出或突出的瓦斯量。其表达方法有两种：绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量。
绝对瓦斯涌出量——是指单位时间内涌入巷道的瓦斯量，m3/min或m3/d，粗略计算g绝=qc。
相对瓦斯涌出量——是指每采一吨煤平均涌出的瓦斯量，m3/t。（计算式：g相=g绝/a）
矿井瓦斯涌出量的大小：取决于矿井自然因素（煤层和围岩的瓦斯含量；形采深度；地面大气压）和开采技术因素（开采规模；开采顺序与开采方法；生产工艺过程；通风压力与通风系统）的综合影响，它决定因素是煤岩的瓦斯含量。
矿井沼气涌出量的作用：确定矿井瓦斯等级；计算矿井总风量以及矿井瓦斯管理的主要依据。
4、矿井瓦斯涌出**有哪些？
对于单一煤层来说，一是从采落的煤炭中涌出；二是从顶、底板和岩石中涌出；三是从已采区涌出。
对于多煤层来说，除上述各种**外，还有从邻近层中涌出的瓦斯。
我国现场对沼气**一般分为开采区、掘进区和已采区三个部分。对此要实施分源治理瓦斯的技术措施。
煤矿安全规程》第133条规定：在一个矿井中，只要有一煤（岩）层发现瓦斯，该矿井即定为瓦斯矿井，并依照矿井瓦斯等级的工作制度进行管理。（我国全部矿井都已定为瓦斯矿井）
矿井瓦斯等级：根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为以下几个等级：低瓦斯矿井；高瓦斯矿井；煤与瓦斯突出矿井。
县级煤炭工业主管部门每年必须组织进行矿井瓦斯的co2等级的鉴定工作，并将鉴定结果报地（市0级主管部门审批，报煤炭工业主管部门备案。
四、矿井瓦斯与煤尘**及预防。
1、瓦斯燃烧和**的浓度范围是多少？它**威力最大的浓度是多少？
瓦斯在新鲜空气中燃烧一般低于5%以下，但浓度过低时，也不能燃烧，空气中含沼气的浓度高于16%时，混合气体失去**性，也不会燃烧，但如有新鲜空气供给，可以混合气体与新鲜空气的接触面上进行燃烧。
瓦斯在新鲜空气中的**药围一般为5-16%，遇火即可发生**。**下限一般为5-6%（最低为3.2%，最高为6.7%，**上限一般为14-16%）。
当在地面空气条件下，氧气浓度为21%，按理论计算，沼气浓度为9.5%时发生**，其威力最大。但在矿井空气条件下，氧气浓度为20%，按理论计算沼气在9.
1%时，其**威力最大。然而，在井下实际情况中，由于井下空气含有较大的水蒸气，因此，当瓦斯浓度在8.56%时，其**威力最大。
2、矿井瓦斯**应具备的条件是什么？
矿井瓦斯**必须同时具备三个条件：
1）瓦斯浓度：正常情况下，沼气**的浓度在5-16%。
2）引火温度；瓦斯的点燃温度是650-750℃.(井下的明火、电弧、电火花、电线短路、放炮、自燃发火、架线机车火花、或冲击产生火花、静电火花、炸药爆破火焰、赤热产物、冲击被压缩热等都可以引燃沼气)。
3）氧气浓度：空气混合气体中的氧浓度大于12%。
3、影响瓦斯的**性的因素有哪些？
瓦斯的**性并非固定不变，它会受许多因素的影响，其主要原因有氧气浓度，其它可燃、易爆气体和惰性气体的混入，温度和压力的变化因素的影响。
1）当井下混合气体中氧气浓度降低时，瓦斯的**极限随之缩小，当其含量低于12%时，沼气混合气体失去**性。
2）井下混保气体中，如果混入其它可燃气体时，**下限降低，**上限也如此。
3）井下混合气体中，如果混入隋性气体如co2、n2等，可使沼气的**下限提高，上限降低，且能降低瓦斯**压力，延迟**时间的作用。
4）**的**界限**地点温度增加，下限下降，上限上升。
5）瓦斯的**界限随**地点压力的升高，**范围逐渐扩大（即下限基本不变，上限可扩大，当压力上升到12662.5kpa时，上限可达skdp45.7%）
4、矿井瓦斯**有哪些特性和危害性？
矿井瓦斯**往往表现为两种特性。第一种是正向冲击特性；第二种是反向冲击特性，如果反向冲击的混合物中含有足够的氧气和沼气遇到已爆区的高温热源，还可能发生第二次**。
矿井瓦斯**的危害性，主要表现在以下几个方面：
产生高温、高压。
产生剧毒的co。造成**后大量人员死亡的主要原因。
产生压力波冲击会使井下巷道大量冒顶垮塌，毁坏设备，造成巨大的经济损失。
5、为什么在瓦斯矿井正常的爆破工作不会引爆、引燃沼气？
因为矿井沼气的热容量大，所以它有一个特性，就是遇到高温热源不是立即燃烧或**，而是需经过一段很短的时间，才燃烧或**，这一特性称为沼气的引火延迟性，而间隔的这段时间为感应期，感应期的长短与沼气的引火延迟性，而间隔的这段时间为感应期，感应期的长短与沼气浓度、火源温度和火区性质有关，而且沼气燃烧的感应期与火焰仅能存在千分之几秒，这远远小于感应期，所以不能引爆沼气。但如果炸药不能保证质量或变质，或者不按放炮规定，炮泥充填不合格，也同样会造成沼气**事故，因而只有严格执行放炮的有关规定，才不致引燃、引爆沼气。
6、哪些地点、情况容易产生瓦斯积聚？
1）矿井生产过程积聚瓦斯的地点有：开采工作面上隔角；独头掘进工作面的巷道拐角；顶板冒落后形成的洞内；低风速巷道的顶板附近；停风的盲巷中；开采工作面采区边界处；采掘机械截附近等。
2）在以下情况下，易产生瓦斯积聚：
屈当矿井主扇停止运转时；
靠自然通风的矿井，到春、秋季节，进风井和出风井两侧空气柱，对井底面上的压强基本平平衡，故井下会无风或仅有微风；
局扇位置不当，拉物循环风；
井下放炮时瓦斯大量涌出；
风门敝开引风流短路或风筒脱节；
井下停电时停风；
老空区、盲巷（特别是积水的老空区、上山的盲巷）；
风道、风筒堵塞。
7、预防瓦斯**的技术措施。
防止瓦斯**的三道防线；一是防止瓦斯积聚；二是防腐剂止引燃瓦斯；三是防止瓦斯**事故扩大。
a、防止瓦斯积聚的措施：
1）加强通风。禁止局扇送风采煤。
2）及时安全地处理积聚瓦斯。
3）分源治理瓦斯。
4）严格井下瓦斯浓度的检查与监测。
b、防止瓦斯引燃措施：
防止瓦斯引燃的原则是一切非生产性的火源要坚决禁绝；生产中可能存在或产生的火、热源，必须加强管理和控制，防止它的发生或限定其引燃瓦斯的能力。
1）防止非生产性火源的措施。
2）防止生产中的火、热源的措施；
防止放炮火源。
防止电气设备失爆。井下电气设备必须按《煤矿安全规程》第444条规定操作。检修搬迁电器设备按445条执行。
防止机械摩擦火花和摩发热引烯瓦斯。
防止采空区自燃发火。经常检查采空区自然发火征兆和加强火区管理。
c、防止瓦斯**范围扩大的措施：
一旦井下发生瓦斯**，则应尽量缩小其影响范围，这就要求我们做好以下工作：
编制周密的预防和处理瓦斯**事故计划。
要避免大串联通风，实行分区通风。
通风系统要力求简单。
装有主扇的出风井口，应安装防爆门。
主扇风机应安装反风设备，并保证反风时操作灵活，反风后有足够的风量（60%）。
五、矿井瓦斯喷出及其预防。
一）矿井瓦斯喷出的分类与特点：
1、什么叫矿井瓦斯喷出？
矿井瓦斯喷出是指从煤体或岩体裂隙、孔洞或炮眼中大量瓦斯(c20)异常涌出的现象。
2、矿井瓦斯喷出的分类及特点：
瓦斯沿原始地质构造洞缝喷出。其特点：往往流量大；持续时间长；无明显的地压显现象。
瓦斯沿采掘地压形成的裂缝喷出。其特点：喷出频临发生时伴随着地压显现效应；出现多种明显预兆；喷出持续的时间较短；其流量与卸压面积、瓦斯压力和瓦斯含量大小等因素有关。
二）矿井瓦斯喷出的预防。
1、瓦斯沿原始地质构造洞缝喷出的预防方法：
加绳索质工作。
利用封堵、引排、抽放等综合方法处理瓦斯；
搞好通风和严格瓦斯检查制度、防止瓦斯超限。
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