矿井瓦斯治理知识手册(屯宝)

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1、屯宝矿井瓦斯治理知识手册一、瓦斯性质1、矿井瓦斯的概念及组成矿井瓦斯是指在煤炭开采过程中，从煤岩层中涌出的以甲烷为主的各种有毒有害气体的统称。矿井瓦斯含有甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氮气和数量不等的重烃以及微量的稀有气体等，但主要成分是甲烷。2、瓦斯的性质（1）瓦斯是一种无色、无味、无嗅的气体。在温度为0℃、大气压力为101325Pa的标准状态下，瓦斯的密度为0.7168kg/m3，相对密度为0.554。瓦斯的扩散性很强，扩散速度是空气的1.34倍，由于瓦斯较空气轻而上浮，故聚集在巷道的顶部、顶板冒落的空洞及无

2、风的巷道内。（2）瓦斯的化学性质不活泼，微溶于水，在20℃、101325Pa的条件下，溶解度为3.5L/100L水。（3）瓦斯本身无毒，但不能供人呼吸。当空气中的瓦斯浓度增高而使氧气含量降低到9%以下时，人会由于缺氧而昏迷甚至窒息死亡。（4）瓦斯不助燃，但与空气混合达到一定的浓度后，遇到高温火源时可爆炸或燃烧。二、瓦斯的存在形式1、矿井瓦斯是成煤过程中的一种伴生产物。在成煤过程中，瓦斯的生成大致经历了两个阶段：从植物遗体到形成泥炭的生物化学作用阶段；从褐煤、烟煤到无烟煤的炭化变质作用阶段。2、煤层瓦斯的赋存状

3、态：游离状态和吸附状态3、煤层瓦斯参数包括：瓦斯风化带、煤的孔隙度、煤层瓦斯压力、瓦斯含量、瓦斯储量等基础参数和开采过程中的瓦斯涌出量、瓦斯涌出不均衡系数、表示瓦斯涌出量随开采深度变化的卫生递增梯度。（1）瓦斯风化带：浅部煤层内的瓦斯在其自身压力和浓度差的驱动下，逐渐运移到地表；同时，地面大气也向煤层渗透和扩散，从而沿煤层垂向出现4个分带，即二氧化碳——氮气带、氮气带、氮气——瓦斯带、瓦斯带，其瓦斯带以上的三个带统称为瓦斯风化带。（2）瓦斯压力是指瓦斯在煤层中所呈现的气体压力，它是通过煤层孔隙和裂隙中的游离瓦

4、斯的自由热运动对孔隙和裂隙的空间壁面所产生的作用力而体现出来的。瓦斯压力越大，则煤层瓦斯含量越大；4、瓦斯变化的一般规律（1）不同煤层，由于赋存条件和地质构造不同，在同一垂深的瓦斯压力有很大差异，而同一煤层的瓦斯压力也随煤层埋藏深度的增加而增大，反映了煤层瓦斯由深部向浅部乃至地表运移和流动的规律。（2）在煤层赋存条件和地质构造变化不大时，同一煤层在同一深度的不同地点的瓦斯压力，基本上近似。（3）瓦斯压力的大小与成煤条件和成煤后的盖层厚度、透气性能等条件有关。盖层较厚、密实，透气性差或含水性较高，不利于瓦斯是释

5、放，则瓦斯压力就大。（4）瓦斯压力与地质构造有一定的关系，地质构造复杂的地点其局部地应力增大，将导致瓦斯压力的增高。（5）在地质条件不变的情况下，煤层瓦斯压力随煤层埋藏深度的增加而增大，而呈线性关系。5、瓦斯含量——指煤层或岩层在自然条件下单位质量或体积所含有的瓦斯量。瓦斯含量包括游离瓦斯和吸附瓦斯两部分。6、影响瓦斯含量的主要因素：（1）煤的变质程度：煤的变质程度越高，生成的瓦斯量就越大。（2）煤层赋存条件：瓦斯含量随煤层的埋藏深度的增加而增大。（3）围岩的透气性：顶板岩层较厚、致密、完整，裂隙不发育，透气

6、性较差，瓦斯含量就较高。（4）地质构造：不同的地质构造会不同程度的影响瓦斯的含量。7、瓦斯积聚——在巷道的顶部空间，盲巷、独头巷道以及风流达不到的其它地点，出现瓦斯浓度在2%或以上，体积在0.5立方米以上的现象，叫局部瓦斯积聚。8、井下瓦斯容易积聚的地点（1）采煤工作面上下隅角；（2）掘进工作面高冒点。（3）盲巷、废巷。（4）采空区。（5）停风巷道。（6）风量不足的巷道顶部。（7）瓦斯涌出异常的地点或是断层带。9、瓦斯积聚的原因（1）通风系统不合理、不完善导致瓦斯积聚。（2）采掘工作面风量不足导致瓦斯积聚。（

7、3）风流短路造成瓦斯积聚。（4）局部通风机出现循环风导致瓦斯积聚。（5）局部通风机停止运转导致瓦斯积聚。（6）风筒断开或严重漏风导致瓦斯积聚。（7）矿井区域性停电用风地点无风造成瓦斯积聚。（8）瓦斯涌出异常导致瓦斯积聚。三、瓦斯的危害1、瓦斯的四大危害:（1）瓦斯燃烧，引起矿井火灾。（2）瓦斯爆炸，导致矿毁人亡。（3）浓度过高会导致人员缺氧窒息、甚至死亡。（4）发生煤（岩）于瓦斯突出，摧毁、堵塞巷道，甚至引起人员窒息死亡、瓦斯爆炸。（5)产生爆炸冲击波。2、瓦斯爆炸的基本条件（1）瓦斯爆炸浓度范围5%-16%

8、；（2）氧气浓度大于12%；（3）引火源温度不低于650℃、能力大于0.28Mj和持续时间大于瓦斯的感应期。三者同时存在的时间段就有可能发生瓦斯爆炸。瓦斯爆炸上限浓度16%；瓦斯爆炸下限浓度5%；瓦斯最强爆炸浓度9.5%。3、瓦斯爆炸的影响因素：（1）可燃气体的混入。当瓦斯和空气的混合气体中混入可燃气体时，由于这些气体（如氢气、硫化氢、乙烯、乙烷、一氧化碳等）本身具有爆炸性，不仅增加了爆炸气体的总浓