中国矿业大学矿井通风与安全考研资料总结-第9章总结

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1、第九章矿井瓦斯第一节概述奎章主要内容1、瓦斯概念2、煤层瓦斯赋存与含量3、矿井瓦斯涌出4、瓦斯喷出与突出2瓦斯爆炸与预防6、_瓦斯抽放矿井瓦斯是煤矿生产过程屮，从煤、岩内涌出的各种气体的总称。煤矿术语屮的瓦斯指的就是甲烷。物理化学性质。危害：爆炸，突出，人员窒息、环境污染。作用：能源、化工原料。第二节煤层瓦斯赋存与含量一、瓦斯的成因与赋存，二）_矿井瓦斯的生成煤层瓦斯是腐植型有机物（植物）在成煤过程中生成的。成气过程两个阶段一是生物化学成气时期；二是煤化变质作用时期。（二）瓦斯在煤体内存在的状态煤体是一种复杂的多孔性固体，包括原生孔隙和运动形成的大量

2、孔隙和裂隙，形成了很大的自由空间和孔隙表面。煤层中瓦斯赋存两种状态：•游离状态•吸附状态-吸着状态•吸收状态二、煤层中瓦斯垂直分带形成原因：当煤层直达地表或直接为透气性较好的第四系冲积层覆盖时，由于煤层屮瓦斯向上运移和地面空气向煤层屮渗透，使煤层内的瓦斯呈现出垂直分带特征。垂直分为四带:CQ2・N2带、N带、N2=CH4带、(旦4带。名称气带成因瓦斯成分%N2co2ch4co2—n2带生物化学空气20〜8020〜80<102带空气>80<10〜20<20n2—ch4带空气一变质20〜80<10〜2020〜80CH4带变质<20<10>80瓦斯风化带下

3、界深度确定依据:可以根据下列指标中的任何一项确定。(1)煤层的相对瓦斯涌出量等于2〜3n?/t处;煤层内的瓦斯组分虫用烷及重坯浓度总和达到贬(体积比2丄(3)煤层内的瓦斯压力为0.1〜0.15MPa；(4)煤的瓦斯含量达到上列数值处.长焰煤1.0-15m3/t(CM)亠气煤1.5=2.()n?/t(C・MQ—肥＜^＞煤2.0二2.5n?/t(C.M),瘦煤2.5u3.0m3/t(C.M.),贫煤3.0二4.0ni3/t(C.M・)，无烟煤5.0〜7,0m3/t(C・M・)(此处的C.M•是指煤卜可燃质既固定碳和挥发分)三影响煤层瓦斯含量的因素煤的瓦斯

4、含量是指单位体积或重量的煤在口然状态下所含有的瓦斯量(标准状态卜•的瓦斯体积)，单位为m3/m3(cm3/cm3)或m3/t(cm3/g)o煤的瓦斯含量包括游离瓦斯和吸附瓦斯含量之和。主要影响因素:1、煤的吸附特性煤的吸附性能决定于煤化程度，一般情况下煤的煤化程度越高,存储瓦斯的能力越强。2、•煤层露头煤层如果冇或曾经冇过霜头长时间与大气相通，瓦斯含量就不会很大。反之，如果煤层没有通达地表的露头，瓦斯难以逸散，它的含量就较大。3、煤层的埋藏深度一煤层的埋藏深度越深，煤层屮的瓦斯向地表运移的距离就越长，散失就越困难4、围岩透气性煤系岩性组合和煤层围岩性

5、质对煤层瓦斯含量影响很大。如果围岩为致密完整的低透气性岩层，围岩的透气性差，所以煤层瓦斯含量高，瓦斯压力大。反Z,围岩由厚层中粗砂岩、砾岩或裂隙溶洞发育的石灰岩组成，则煤层瓦斯含量小。5、煤层倾角6、地质构造7、水文地质条件四、煤层内的瓦斯压力瓦斯流动动力高低以及瓦斯动力现象的基本参数。瓦斯压力测定：打钻、封孔、测压瓦斯带内瓦斯压力变化规律：末受采动影响的煤层内的瓦斯压力，随深度的增加而有规律地增加，可以大于、等于或小于静水压。瓦斯压力梯度：gp=(p2-Pj)/(H2-Hi)(9-2-1)贝UP=gp(HH)+Pi(9-2-2a)或P=gp(H・H

6、())+Po(9-2-2b)式屮P—预测的甲烷带内深H(m)处的瓦斯压力，MPagP一瓦斯压力梯度，MPa/mP],几一甲烷带内深度为丹八/(m)处的瓦斯压力，MPa。甲烷带上部边界处瓦斯压力，取0.2MPao弘…甲烷带上部边界深度，m。第三节矿井瓦斯涌出普通涌出特殊涌出一、瓦斯涌出量1、含义瓦斯涌出量是指在矿井建设和生产过程中从煤与岩石内涌出的瓦斯量，对应于整个矿井的叫矿井瓦斯涌岀量，对应于翼、采区或工作而，叫翼、采区或工作面的瓦斯涌出量2、瓦斯涌出量表示方法绝对瓦斯涌出量—单位时间涌岀的瓦斯休积，单位为m'/d或n?/mim式屮2—绝对瓦斯涌出量

7、，m'/min；Q一风量，rr?/min；C—风流中的平均瓦斯浓度，％。相对瓦斯涌出量平均日产一吨煤同期所涌出的瓦斯量，单位是oa式屮：q&一相对瓦斯涌出量，m*t；2—绝对瓦斯涌出量，m3/d；&/—FI产量，t/d二、影响瓦斯涌出的因素决定于自然因素和开采技术因素的综合影响。（-）自然因素1、煤层和围岩的瓦斯含量，它是决定瓦斯涌出量多少的最重要因索。单一的薄煤层和屮厚煤层开采时，瓦斯主要来自煤层暴露面和采落的煤炭，因此煤层的瓦斯含量越高，开采时的瓦斯涌出量也越大。2、地面大气压变化。地面大气压变化引起井下犬气压的相应变化，它对采空区（包括冋采工作

8、面后部采空区和封闭不严的老空区）或坍冒处瓦斯涌出的影响比较显著（二）开采技术因素1、开采规模（1）矿井达产之