煤矿安全地质培训ppt

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1、第二章安全地质条件教学目的：通过本章的学习，使大家掌握矿井瓦斯的基本特征，瓦斯含量、煤与瓦斯突出的影响因素；掌握煤层自燃和煤尘爆炸的危害和影响因素；掌握地温的基本知识。教学内容：§2-1瓦斯地质§2-2煤的自燃§2-3煤尘重点和难点§2-1瓦斯地质一、瓦斯概述（一）瓦斯的概念1.瓦斯瓦斯是指在煤矿生产的过程中，从煤层和围岩中释放出的一种多成分的混合气体。2.瓦斯的成分和性质（1）成分CH4N2CO2（2）性质无色、无味、无嗅、无毒，可燃和具爆炸性的气体。在标准状态下，1m3的甲烷重0.716Kg

2、，对空气的相对密度为0.554，比空气轻，聚积在巷道的上部。化学性稳定，微溶于水，易于扩散，渗透岩体的能力为空气的1.6倍。当空气中混有5%～16%的甲烷时，遇高温或明火能引起爆炸。可能引起瓦斯爆炸的甲烷最低浓度称为爆炸下限；最高浓度称为爆炸上限。甲烷虽然无毒，但当空气中含量较大时，使人头痛、呕吐，丧失行动能力，当甲烷的浓度超过40%，氧气的含量低于12%时，使人窒息死亡。（二）瓦斯在煤体内的赋存状态（1）游离瓦斯（2）吸着瓦斯（吸附、吸收）动平衡（三）瓦斯的成因１.1生物成因C6H10O5→C

3、H4↑+CO2↑+5H2O+C9H6O10２.煤变质作用（四）影响瓦斯含量的因素瓦斯含量—m3/t1.煤的变质程度2.煤层和围岩的透气性3.地质构造未受破坏时背斜轴—高向斜轴—低受构造破坏时相反压性断裂—高张性断裂—低4.煤层的埋藏深度（1）瓦斯分带①CO2—N2②N2③N2—CH4④CH4瓦斯风化带（2）瓦斯风化带以下瓦斯含量、瓦斯压力和瓦斯涌出量有规律的增加（3）瓦斯梯度瓦斯含量梯度瓦斯压力梯度确定瓦斯风化带下线的参数：甲烷及重烃的体积分数80%;瓦斯压力0.1~0.15MPa;相对瓦斯涌出

4、量为2~3m3/t；煤层的瓦斯含量（与煤类有关）P46：5.地下水的活动6.煤田的暴露程度二、矿井瓦斯涌出量及矿井瓦斯等级（一）矿井瓦斯涌出在采掘过程中，因采动影响从煤层及采落煤体、矸石中向井下空间放出瓦斯的现象。1.普通瓦斯涌出—长期缓慢逸出的现象2.特殊瓦斯涌出（1）瓦斯喷出—指大量承压瓦斯从煤岩层的裂隙中快速喷出的现象。喷出时伴有咝咝的声响，但不产生煤和岩石抛出的动力现象。（2）煤与瓦斯突出—指在采掘过程中，在很短的时间内，从采掘面内部向采掘空间突然喷出大量煤、岩石和瓦斯的现象。它是一种伴

5、有声响和猛烈力能的效应的动力现象。（二）矿井瓦斯涌出量1.绝对瓦斯涌出量指矿井在单位时间内涌出的瓦斯数量，单位为m3/d或m3/min。2.相对瓦斯涌出量指矿井在正常生产条件下，平均日产1t煤涌出的瓦斯数量。单位为m3/t。（三）矿井瓦斯等级（1）低瓦斯矿井q≤10m3/t或Q≤40m3/min（2）高瓦斯矿井q＞10m3/t或Q＞40m3/min（3）煤与瓦斯突出矿井凡发生过煤与瓦斯突出的矿井三、煤与瓦斯突出（一）煤与瓦斯突出类型及其特征1.按突出的力学特征分类（1）煤与瓦斯突出造成突出的基本

6、能源为高压瓦斯的压缩能①突出的煤或岩石由采掘工作面瞬时猛烈冲出，并产生巨响。抛出物具有一定的分选性。②突出物表面被一层极细的如同水泥一样的煤粉铺盖，称为“微尘”或“狂尘”，厚度由内向外变薄。③突出物由气流搬运，可随巷道拐弯。④抛出物前沿的安息角，小于煤的自然安息角。⑤在抛出物堆满的巷道内，顶部有一瓦斯通道。⑥煤层内的突出孔洞，常呈口小肚大的梨形。⑦突出时有大量瓦斯喷出，瓦斯可以逆风流前进。根据突出的强度不同，逆风流的距离有大有小，可由数十米到千米，能严重破坏矿井的通风系统。（2）煤与瓦斯压出造成

7、压出的基本能源为煤层和围岩中积聚的弹性应变能①在一声或几声巨响下，工作面煤壁整体向外移动，或破碎跨落，或底板隆起。②压碎的煤和岩石呈大小不等的碎块，就地堆积，没有分选现象。③压出点往往形成袋形、楔形或缝形孔洞，外大内小，外宽内窄。④压出时有大量瓦斯涌出，有时瓦斯从裂缝中喷出，但极少见到瓦斯逆风流现象。⑤压出可拆断支架，推走采掘设备。（3）煤与瓦斯倾出造成倾出的基本能源为重力位能①倾出煤堆积在原来位置的下方，煤堆积角度为自然安息角。②倾出煤呈大小不等的碎块。③倾出形成舌形、梨形和袋形孔洞；孔洞沿煤

8、层倾向延伸，深度从几米到几十米，轴线倾角大于45°，位于原地应力集中带内；只发生在倾角大于45°的煤层内。④伴随有大量瓦斯涌出。2.按突出强度分类（1）小型突出＜50t（2）中型突出50~99t（3）次大型突出100~499t（4）大型突出500~999t（5）特大型突出＞1000t3.按突出发生的地点分类（1）石门突出（2）平巷突出（3）上山突出（4）下山突出（5）回采工作面突出（三）煤与瓦斯突出的影响因素突出机理：瓦斯为主导作用的假说（瓦斯包说，突出波说，瓦斯膨胀说）地应力主导作用假说（岩石