煤矿瓦斯治理

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1、摘要矿井瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。有时单独指甲烷(沼气)。它是在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气体。在成煤的过程中生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。另外，在高温、高压的环境中，在成煤的同时，由于物理和化学作用，继续生成瓦斯，并且产生的一系列瓦斯突出现象与瓦斯爆炸现象。关键词：有害气体；高温；高压;瓦斯突出；瓦斯爆炸目录1引言42煤矿瓦斯42.1瓦斯的定义42.2瓦斯的赋存状态53煤与瓦斯突出53.1瓦斯突出的概念53.2瓦斯突出的基本特征及其规律63.3瓦斯突出的强度分类63.4瓦斯突出的预

2、兆64瓦斯爆炸74.1瓦斯爆炸的概念74.2瓦斯爆炸的条件86总论9参考文献9致谢101引言我国煤炭资源丰富，煤炭开采历史悠久，矿地质构造比较复杂，自然灾害严重。煤炭工业呈多层次发展，煤炭企业按所有制分为国有重点煤矿、国有地方煤矿和乡镇煤矿。煤矿安全状况发展很不平衡，国有重点煤矿安全状况良好，国有地方煤矿较差，乡镇煤矿最差。21世纪以来，加大了对煤矿的监管力度，关闭了一批不具备基本生产条件的小煤矿，乡镇煤矿经过了停业整顿；国有地方煤矿深化了安全专项整治，加大安全投入，完善安全设施和装备，增强了矿井防灾、抗灾能力；国有重点煤矿通过国家技改资金扶持以及“一通三防

3、”专项监察和重点监控，改善了煤矿安全装备和设施。2煤矿瓦斯2.1瓦斯的定义瓦斯是无色、无味、无臭的气体，但有时可以闻到类似苹果的香味，这是由于芳香族的碳氢气体同瓦斯同时涌出的缘故。瓦斯对空气的相对密度是0.554，在标准状态下瓦斯的密度为0.716kg，所以，它常积聚在巷道的上部及高顶处。瓦斯的渗透能力是空气的1.6倍，难溶于水，不助燃也不能维持呼吸，达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并能发生燃烧或爆炸。瓦斯的燃烧、爆炸性是矿井主要灾害之一。2.2瓦斯的赋存状态瓦斯在煤体或围岩中是以游离状态和吸附状态存在的。瓦斯在煤内的存在形态示意图2游离状态也称为自由状

4、态，这种瓦斯以自由气体状态存在于煤体或围岩的裂缝、孔隙之中，其量的大小主要决定于贮存空间的体积、压力和温度。　吸附状态又称结合状态，其特点是瓦斯与煤或某些岩石结合成一体，不再以自由气态形式存在。按其结合形式不同又可分为吸附及吸收两种。吸附状态是由于固体粒子与气体分子之间分子吸引力的作用，使气体分子在固体粒子表面上紧密附着一个薄层；吸收状态是气体分子已进入煤分子团的内部。3煤与瓦斯突出3.1瓦斯突出的概念煤与瓦斯突出：在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤岩和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常的动力现象。3.2基本特征及其规律3.2.1瓦斯突出的特征(1

5、)抛出的固体物具有明显的气体搬运特征。在突出现场可以看到突出的煤和岩块从突出口搬至较远的地方，甚至拐了几个弯；煤、岩块的堆积角度小于自然安息角；堆积物中大的颗粒落在近处和下部，小的颗粒飘到远处并覆盖在突出物的上方，这种现象也称为分选性堆积。(2)突出物中呈现出明显的高压气体爆炸的特征。软煤被抛出后，由于其中的高压气体迅速膨胀，破碎煤体，因而突出物中含有大量的极细的粉尘。有时候突出过程还对抛出的软煤进行了重新固结和捣实，需要镐刨才能运走。(3)突出的孔洞具有一些特殊的形状。有的呈梨形、倒瓶形，口小腔大，孔洞的轴线往往沿煤层倾斜方向延伸或与倾斜方向成一不大的角度

6、，突出孔洞的长度约为几米到几十米。有时候则看不到突出孔洞，抛出煤体的地方充满了松散的碎煤。(4)突出过程中伴随有大量的瓦斯涌出。在突出过程中，抛出的煤量越大，涌出的瓦斯越多。当涌出的瓦斯量十分大时，瓦斯会逆着矿井的风流而行达到几十米，甚至几百米、上千米，严重地破坏矿井的通风系统和设施。3.2.2瓦斯突出的规律2（1）突出发生在一定深度上。随着深度增加，突出的危险性增加，这表现为突出次数增多、突出强度增大、突出煤层数增加，突出危险区域扩大。（2）突出次数和强度，随着煤层厚度特别是软分层的厚度的增加而增多。（3）突出的气体主要是甲烷，个别矿区突出气体是CO2突出

7、危险煤层开采时的相对瓦斯涌出量都在10m3/t以上，突出发生在高瓦斯矿。同一煤层，瓦斯压力越高，突出危险性越大。不同煤层，瓦斯压力与突出危险性之间无直接关系。（突出与瓦斯、应力、煤结构强度等因素有关），突出的瓦斯压力一般要在600kPa以上。（4）突出煤层的特点是煤的力学强度低、变化大，透气系数小于10m2/MPa2.d，瓦斯放散速度高，湿度小，层理紊乱，遭地质构造力严重破坏的“构造煤”。(5)煤自重的影响。突出的次数有随着煤层倾角的增大而增加的趋势。(6)突出危险区呈带状分布。突出与地质构造有密切关系。3.3瓦斯突出的强度分类强度是每次动力现象抛出的煤（岩

8、）的数量（以t或m³为单位）和瓦斯量(以m³为单位)