矿井瓦斯防治技术

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1、矿井瓦斯防治技术Gas&dust第一部分矿井瓦斯防治技术第1章煤层瓦斯赋存与含量§1.1矿井瓦斯的概念与性质§1.2煤层瓦斯的成因§1.3煤层瓦斯赋存的垂直分带性§1.4煤的孔隙特征§1.5煤的吸附特性§1.6煤层瓦斯压力§1.7煤层瓦斯含量§1.8影响煤层瓦斯含量的主要因素目录第2章矿井瓦斯涌出§2.1煤层瓦斯流动的基本规律§2.2煤层瓦斯涌出量及主要影响因素§2.3矿井瓦斯等级及其鉴定§2.4矿井瓦斯涌出量预测§2.5矿井瓦斯涌出防治第3章瓦斯喷出及其预防§3.1瓦斯喷出的分类及其特点§3.2瓦斯喷出的防治第4章煤与瓦斯突出及其防治§4.1煤与瓦斯突出概况§4.

2、2矿井瓦斯动力现象及分类§4.3采掘工作面瓦斯动力现象的特点§4.4煤与瓦斯突出机理§4.5煤与瓦斯突出的一般规律§4.6区域性防突措施§4.7采掘工作面防突措施§4.8煤与瓦斯突出的预测§4.9岩石与二氧化碳的预防第5章矿井瓦斯爆炸及其预防§5.1矿井瓦斯爆炸及作用机理§5.2瓦斯爆炸的传播及其后果§5.3煤矿爆炸性气体的安全技术参数§5.4煤矿瓦斯爆炸原因分析§5.5预防瓦斯爆炸的技术措施第6章煤矿瓦斯抽放技术§6.1煤矿瓦斯抽放可行性分析§6.2瓦斯抽放设计基础§6.3抽放瓦斯方法及工艺参数§6.4抽放瓦斯设备及参数设计§6.5瓦斯利用第一部分矿井瓦斯防治技术

3、第1章煤层瓦斯赋存与含量§1.1矿井瓦斯的概念与性质一、矿井瓦斯的含义广义：井下除正常空气的大气成份以外，涌向采矿空间的各种有毒、有害气体总称。狭义：煤矿生产过程中从煤、岩内涌出的，以甲烷为主要成份的混合气体总称。矿井瓦斯成分很复杂，其主要成分是甲烷(CH4)，其次是二氧化碳(CO2)和氮气(N2)，还含有少量或微量的重烃类气体（乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等）、氢（H2）、一氧化碳（CO）、二氧化硫(SO2)、硫化氢(H2S)等。由于甲烷（俗称沼气）是矿井瓦斯的主要成分，因而人们习惯上所说的瓦斯，通常指甲烷而言。来源：（1）煤、岩层涌出（烷烃、环烷烃、芳香烃）；（2）生

4、产过程中产生（CO2、NO2、H2等）（3）井下化学、生物化学反应生成（CO2、H2S、SO2）；（4）放射性元素蜕变过程生成（Rn、He等）二、CH4的性质无色、无味、无嗅的气体，可燃烧、爆炸；分子量：16.049，分子直径：0.41nm，密度：0.716Kg/m3（气态）、424.5Kg/m3（液态）相对空气密度：0.554,难溶入水:在101.3KPa,20℃条件下,3.31l/100lH2O三、CH4的危害及其经济价值1、危害性（1）燃烧、爆炸（2）窒息（3）喷出、突出2、重要能源CH4+2O2CO2+2H2O+Q1m3CH437022.2kJ相当于1~1.

5、5Kg烟煤。重要的化工原料。§1.2煤层瓦斯的成因有机源气体-----腐植有机物（高等植物）成煤过程。煤层瓦斯是腐植型有机物（植物）在成煤过程中生成的两个阶段：（1）生物化学阶段（从植物遗体到泥炭）4C6H10O57CH4+8CO2+C9H6O+3H2O特点：埋藏浅，覆盖层胶结不好，煤层保存气体少。隔绝空气微生物（纤维素）（2）变质阶段（从泥炭到烟煤）泥炭　褐煤　烟煤　无烟煤如：4C16H18O5C57H56O10+4CO2+3CH4+2H2OC57H56O10C54H42O5+CO2+2CH4+3H2OC54H42O5C13H4+2CH4+H2OP↑、t↑P↑、t

6、↑P↑、t↑（泥炭）（褐煤）（褐煤）（烟煤）（烟煤）（无烟煤）特点：（1）碳化过程生成的大量气体。初期：主要为CO2，CH4不多。随着碳化程度的提高，CO2减少，CH4增多，同时生成重烃。（2）碳化的同时，煤的物质分子式、结构发生变化；（3）因覆盖层增厚，生成的气体大多得以保存。但煤层瓦斯含量远小于生成量。减少的原因：（1）地质构造运动；（2）运移到适于贮存地点，形成气藏；（3）溶解于水中（长久地质年代过程中）；（4）逸散于大气中（从煤层露头）。（3）其它主要气体CO2成因：①变质生成。易逸散于大气中，溶解于水，生成碳酸盐，所以，深部煤层中很少含有CO2；②生物化学

7、作用，浅部生物圈内（微生物生化作用）；③火山活动，岩浆接触变质，生成大量CO2。如：窑街、营城局；④煤氧化。特别是煤的低温氧化。N2来自大气。与氩的比例与空气一致。He放射性元素蜕变的产物。§1.3煤层瓦斯赋存的垂直分带性煤层瓦斯主要成分：CH4、CO2、N2。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，由于煤层中瓦斯向上运移和地面空气向煤层中渗透，使煤层内的瓦斯呈现出垂直分带特征。瓦斯空气-1000m-800m-600m-400m-200mCO2-N2N2N2-CH4CH4四带：CO2-N2带、N2带、N2—CH4带、CH4带。现场实际过程