矿井瓦斯防治 (1)

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1、煤矿安全培训课程之一矿井瓦斯防治讲课：杨支华瓦斯防治•瓦斯的概念：瓦斯是指矿井中主要有煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。有时单独之甲烷。•瓦斯的性质：无色、无味、无臭的气体，相对密度0．554，能燃烧和爆炸，难溶于水，不助燃也不供给呼吸。•瓦斯的危害:（1）瓦斯燃烧。（2）瓦斯爆炸。（3）瓦斯窒息。影响瓦斯涌出量的因素•1、煤岩的瓦斯含量。•2、大气压变化对瓦斯涌出量的影响与瓦斯涌出来源关系。•3、开采规模。（深度、开拓和开采范围及产量）规模与涌出量成正比。•4、开采方法。（开采顺序、回采方法及生产工艺）先开采，回采率低的涌出量大•5、通风方法及采空区的管理。矿井瓦斯涌出、喷出和突出（形式）•

2、瓦斯涌出：是指无色从受采动影响的煤层、岩层以及由采出的煤、矸石向井下空间均匀的方出瓦斯的现象。其范围广，持续时间长，使瓦斯进入矿井的主要方式。•瓦斯（二氧化碳）喷出：是指煤体或岩体裂隙、孔洞火炮严重打乱瓦斯（二氧化碳）异常涌出的现象。•煤（岩）与瓦斯突出：是指在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、岩和瓦斯由煤体和掩体内突然向采掘空间抛出的异常的动力现象。•矿井瓦斯涌出量：矿井瓦斯涌出量大小可用绝对瓦斯涌出量和向对瓦斯涌出量来表示。绝对瓦斯涌出量是指单位时间内涌出的瓦斯量；相对瓦斯涌出量是指平均日产一吨煤所涌出的瓦斯量瓦斯喷出的原因及规律•原因•1、煤层、岩层构造中储存大量的高压瓦斯引起喷出（内

3、在原因）。•2、由于放炮或机械摩擦震动使岩层破裂引起瓦斯喷出。（外在因素）•规律•1、一般发生在地质条件复杂，构造破碎带内。•2、有征兆:矿压获得显著、堤坝突然骨气、支架破坏、煤层变软湿润、煤壁塌落、片帮掉渣、打钻夹钻、瓦斯涌出异常，浓度突大突小、有相声。矿井瓦斯等级划分•一个矿井中只要有一个煤（岩）层发现瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井。瓦斯矿井必须依照瓦斯矿井等级进行管理。•根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和涌出形式，可把瓦斯等级分为（1）低瓦斯矿井。矿井相对瓦斯涌出量≤10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量≤40m3/min。•(2)高瓦斯矿井。矿井相对瓦斯涌出量＞10m3/t或矿井瓦斯绝对

4、涌出量＞40m3/min。•（3）煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。生产中容易积存瓦斯的区域•回采工作面的上隅角、渡头掘进工作面巷道的上隅角、顶板冒落空间、停风的盲巷。瓦斯爆炸及防治措施◆瓦斯爆炸的概念瓦斯在高温火源作用下，与氧气发生化学反应，生成二氧化碳和水，放出大量的热，这些热量能使反应过程中生成的二氧化碳和水蒸气迅速膨胀，形成高温、高压并以极高的速度向外冲击而产生动力现象瓦斯爆炸的条件•1、瓦斯浓度5%~16%（瓦斯和空气混合后能发生爆炸的浓度范围是5%~16%）。•2、引爆火源650~750℃。（温度高于650℃、能量大于0．28mJ和持续时间大于瓦斯爆炸感应期称为引起瓦斯爆炸的点火

5、源。•3、氧气浓度大于12%。◆瓦斯爆炸的危害——爆炸温度。瓦斯爆炸的温度在1850-2650℃之间。这样的高温，不仅烧伤人员、烧坏设备，还可能引起井下火灾，扩大灾情。——爆炸压力。瓦斯爆炸后的压力约为爆炸前的10倍。在高温高压作用下，爆源处的气体以每秒2500米的速度向外冲击。伴随有正向和反向冲击（火风压），都具有极大的破坏性。——有毒有害气体。爆炸后产生大量有害气体。主要成分为：氧气降低到6-10%、氮气82-88%，二氧化碳4-8%、一氧化碳2-4%。爆炸后生成大量一氧化碳是造成人员大量死亡的主要原因。——引起煤尘爆炸。爆炸产生的高温、高压作用下，冲击波以极快速度向四周扩散，扬起大量煤尘

6、并使之参与爆炸，产生更大的破坏、力和更多的有害气体。据统计分析，很多爆炸事故不是单纯的瓦斯爆炸事故，而是煤尘参与了爆炸。◆瓦斯爆炸的影响因素——影响爆炸界限的因素①可燃气体的混入。如果有可燃气体混入，不仅会增加爆炸气体的总浓度，而且会使爆炸下限降低，扩大了爆炸的界限。②爆炸性煤尘的混入。多数矿井煤尘具有爆炸性。当混入煤尘时，会使瓦斯爆炸下限降低。如空气中煤尘含量为3g/m3时，爆炸下限降到3%。因此，做好防尘工作十分重要。③惰性气体的混入。混入氮气、二氧化碳等惰性气体，可以缩小瓦斯爆炸界限，降低爆炸的危险性。——影响引火温度的因素。①瓦斯浓度。一般来说，瓦斯浓度在7-8%时其引火温度最低。②混

7、合气体压力。压力越大，引火温度就越低。③火源性质。在一定温度条件下，火源的表面积越大，存在时间越长，越容易引爆瓦斯。反之，即使火源温度很高，而存在的时间较短，也不能引爆瓦斯。这就是瓦斯爆炸的感应期。对煤矿安全生产有着重要意义。如煤矿现在使用的毫秒雷管和安全炸药，就是应用这一原理。④混合气体的初始温度。◆瓦斯爆炸发生的规律据资料统计，矿井内任何地点都有发生瓦斯爆炸的可能性，但90%以上发生在采掘工作