矿井灾害防治技术(第一章_瓦斯)

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矿井瓦斯防治与应急措施

事故原因
直接原因左翼+390米运输巷道盲巷内瓦斯涌出异常，造成盲巷内瓦斯积聚，矿灯失爆，引起瓦斯爆炸。
间接原因 1、通风、瓦斯管理制度不落实，采区和工作面没有形成通风系统；局部通风管理混乱，局扇循环；没有专职瓦斯检查员，不按规定检查瓦斯，瓦斯检查疏于形式，瓦斯检查数据虚假，事故区没有安设瓦斯断电仪。
瓦斯危害性的主要表现
1、瓦斯燃烧与爆炸 2、瓦斯窒息 3、瓦斯突出
瓦斯爆炸和瓦斯窒息
瓦斯爆炸是指瓦斯和空气混合后，遇到高温热源发生的一种迅猛氧化反应，它的发生需要三个条件。
发生瓦斯爆炸的三个条件
1、瓦斯浓度在爆炸界限内，一般为 5%～16%；
2、要有一定温度的引火热源，一般为650°C～750°C；
3、混合气体中氧气浓度不低于12% 。
瓦斯爆炸是煤矿井下最严重的灾害之一。爆炸时产生的巨大冲击波会造成人员死
伤、巷道坍塌、设备毁坏，而且还会引起沉积在巷道中的煤尘，引起煤尘参与爆炸。从而加大爆炸威力，有时甚至会摧毁整个矿井。瓦斯爆炸时产生的高温火焰，会造成人体大面积皮肤烧伤和呼吸系统损伤，引起肺水肿造成死亡。危害最严重的，还是爆炸时产生的大量一氧化碳有毒气体会造成井下众多人员中毒死亡。
煤炭是由植物经地壳变化形成的，植物遗体在演变成煤炭的过程中会伴生大量的有害气体，我们称之为瓦斯。据测算，在生成1吨煤的同时，大约会生成1000立方米的瓦斯，不过经过漫长的地质年代，大部分瓦斯已逸散到大气中去了，只有少部分仍留在煤体和其周围的岩层中。我们今天开采所遇到的就是这部分残存的瓦斯。
事故发生后，白山市煤矿救护队于当日10 时30分到达事故现场，入井进入+390米探险，在主井绞车道重新设置了局扇，沿绕道向平巷里部逐段恢复通风，下午1时在+390米平巷独头最里面发现1名遇难人员。12日6时，在恢复冒落巷至二上山时，将在冒货下的第2名遇难人员扒出后运至井口，12日23时50分，在距三上山 1.5米处冒货中扒出第3名遇难者。13日上午在恢复冒落巷道至三上山口附近时，分别扒出4名遇难人员。11月14日，抢救指挥部安排两组恢复巷道，一组恢复三上山，一组恢复+390米平巷，在三上山出货给棚进10米处，露出直径1米左右的通口，里面巷道完好，救护队戴呼吸器进入灾区，发现其余4名遇难者，截止11时30分，遇难人员全部升井，事故抢救工作全部结束。

【精品】矿井瓦斯灾害防治理论与技术

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3.3 瓦斯涌出不均系数在正常生产过程中，矿井绝对瓦斯涌出量
受各种因素的影响，其数值在一段时间内围绕平均值上下波动，我们把其峰值与平均值的比值称为瓦斯涌出不均系数。在确定矿井总风量选取风量备用系数时，要考虑矿井瓦斯涌出不均系数。
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矿井瓦斯涌出不均系数表示为：
k g Qmax / Qa
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2 、煤层瓦斯垂向分带：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，使煤层瓦斯呈现出垂直分带特征:
瓦斯风化带： “CO2－N2”、“N2”、“N2CH4”三带统称瓦斯风化带。瓦斯风化带内的井、区为低瓦斯井、区。
甲烷带：位于瓦斯风化带下边界以下的瓦斯带。
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4) 通风压力与通风系统
抽出式通风负压增加时，瓦斯涌出量增大。 U型通风系统的回采工作面，其上隅角容易聚积瓦斯。采用U型加尾巷的通风系统，瓦斯聚积点移至采空区内的尾巷入风口。Y形与W型通风系统由于采空区内有漏风通道，采空区与邻近层涌出的瓦斯很少会涌入工作面，加之进风多了一条风路，工作面的瓦斯浓度较低，适用于高瓦斯高产要求。
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3.4 矿井瓦斯等级
1、矿井瓦斯等级划分
《规程》规定：一个矿井中，只要有一个煤(岩)层中发现过瓦斯，该矿井即定为瓦斯矿井，并依照矿井瓦斯等级的工作制度进行管理，矿井瓦斯等级按照日产吨煤涌出瓦斯量和瓦斯涌出形式分为：
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（一）低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。
ξ——瓦斯的压缩系数
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煤的吸附瓦斯含量
煤的表面积是很大的，每克煤有数十至二百 m2，其中微孔表面积占绝大多数，吸附瓦斯量主要取决于微孔隙表面积、瓦斯压力与温度。煤的吸附瓦斯服从朗缪尔吸附方程。按朗缪尔方程计算并

瓦斯煤尘矿井火灾防治课件

3)．矿井瓦斯的危害 ①瓦斯爆炸。 ②瓦斯窒息事故。 ③煤与瓦斯突出事故。
瓦斯的赋存状态
游离状态和吸附这两种状态
游离状态也叫自由状态，这种状态的瓦斯以自由气体存在于煤体或围岩的裂隙和较大的孔隙内，对外呈现压力并符合自由气体定律。游离瓦斯量的大小与贮存孔隙的容积和瓦斯压力成正比，与瓦斯温度成反比。
加强通风检查与监测。严格执行《煤矿安全规程》关于井下瓦斯检查制度，是及时发现和处理瓦斯超限和瓦斯积聚、防止瓦斯爆炸的前提。《煤矿安全规程》对井下各个用风地点的瓦斯浓度作出了严格的规定。
及时处理局部积聚的瓦斯。每一生产矿井必须从采掘工作，生产管理上采取措施，防止瓦斯积聚。
引起瓦斯积的主要原因有：局部通风机停止运转风筒断开或严重漏风采掘工作面风量不足局扇出现循环风风流短路通风系统不合理，不完善采空区或盲巷瓦斯涌出异常局部地点瓦斯积聚、
瓦斯煤尘火灾防治
王瑞清
一.矿井瓦斯与防治
1.瓦斯事故防治基本知识瓦斯的定义性质与危害 1)．瓦斯的定义在煤矿，瓦斯有两种含义：其一是指甲烷；其二是指煤矿井下各种有毒有害气体的总称。本节讨论的瓦斯就是甲烷。
2)．瓦斯的性质
瓦斯是一种无色、无味、无臭、无毒的气体，与空气的相对密度是0.554。瓦斯微溶于水，在温度为20℃,压力为101.3Kpa的条件下,溶解度为3.5L/100L。瓦斯有很强的扩散性，扩散速度是空气的1.34倍。瓦斯无毒，但是不能供人呼吸。瓦斯有燃烧和爆炸性。
2.瓦斯涌出量
矿井瓦斯涌出量是指煤层在开采工程中，单位时间内或单位质量煤中涌出的瓦斯数量的总和。瓦斯涌出量有绝对涌出量和相对涌出量两种表示方法。
（1）绝对涌出量

矿井五大灾害的防治

矿尘的防治
在评价作业场所粉尘状况时，游离二氧化硅含量大于或等于10%，空气动力学直径小于 7.07微米的粉尘。在评价作业人员接触粉尘状况时，游离二氧化硅含量大于或等于5%，空气动力学直径小于7.07微米的粉尘。（符合BMRC曲线的采样器）游离二氧化硅含量大于等于10%，空气动力学直径小于7.07微米的水泥粉尘。（符合 BMRC曲线的采样器）
矿井瓦斯的防治
瓦斯的危害：
1、矿井瓦斯遇到火源可以燃烧，当达到一
定浓度可以发生爆炸；
2、矿井瓦斯浓度的升高，空气中氧气的浓
度将会降低，人会缺氧，严重时会窒息死
亡。
矿井瓦斯的防治
瓦斯的检测 1、空气中的瓦斯只能依靠检测仪器测定。 2、瓦斯是伴随着煤的生成而产生的，煤矿生产过程中都会有瓦斯的涌出。 3、现在煤矿常用的光学甲烷检测仪，在有二氧化碳过滤器时，可以测出CO2、CH4的浓度；在任何情况下，都无法分辨CH4与CO、H2、C2H2及其他烯炔类气体，只能测定其混合物的影响，在 CO、H2、C2H2及其他烯炔类气体浓度较高时，光学甲烷检测仪检测的读数无法反映CH4的真实情况。
矿井瓦斯的防治
3、瓦斯检查工的交接班制度。交接班要签字作为证明，有问题要注明，在指定地点交接班，现场做到手拉手，你不来，我不走。 4、瓦斯检查的请示报告制度、审查制度。井下的瓦斯牌版和各种图表手册要及时记录，低瓦斯矿井每班至少检查瓦斯两次，汇报一次；高瓦斯每班至少检查三次、煤与瓦斯突出矿井安排专职瓦检员随时检查，汇报两次，发现异常情况及时汇报有关部门。做到“三对口” 。矿井要建立瓦斯检查图表的逐级审查制度、通风区队要每天审查瓦斯图表，并在审查的图表上签字，注明审查意见，发现问题及时处理。矿长、矿总工程师应坚持每日审阅“瓦斯日报表”、 “通风调度日志”等，对重大问题应签署处理意见反馈给有关部门，并组织处理。当矿长、总工程师外出时，应委托副职代替审阅，不得间断。

矿井瓦斯灾害防治知识

(一).瓦斯爆炸
瓦斯和空气混合后，在一定的条件下，遇高温火源发生的一链式氧化反应，并伴有高温及压力上升的现象。瓦斯爆炸时能出现高达2150~2650℃的焰面、爆炸压力可达1.0~2.0 Mpa；爆速可达340m/s、还会产生每秒数千米速度的冲击波，并产生大量剧毒的CO等有害气体，会造成人员伤亡和摧毁井巷设施与设备。有时还会引起煤尘爆炸或火灾，是煤矿特有的后果最严重的自然灾害之一。例如：重庆中梁山煤矿南井在1960年12月15日12时40分启封5412工作面过程中发生特大瓦斯煤尘爆炸，死亡124人、重伤1人、轻伤49人。
9 1．30 0．65 0．39 0．23 0．14 0．044 0.015
10 1．40 0．68 0．41 0．24 0．15 0．049 0.018
12 1．60 0．74 0．44 0．25 0．16 0．055 0.020
在各种热源中，炸药爆破后的产物和电火花的作用时间很短（10-6~10-2S）电弧及瓦斯爆炸的火焰锋面有较长的作用时间（10-4~1S），明火和灼热体的作用时间最长。对于瓦斯矿井，在炸药与雷管质量合格，炮泥充填符合要求，尽管炸药爆破产物温度可达4500℃，但由于作用时间短，不会引起瓦斯爆炸。
我国是世界上发生煤与瓦斯突出现象最严重、危害性最大的国家之一。建国前在辽源矿务局富国二矿就曾发生过煤与瓦斯突出现象。建国后，随着我国煤炭工业的飞速发展，采掘深度不断加深、地压与瓦斯压力不断加大，煤与瓦斯突出的次数、强度也不断增加，图( 1)
图 1 全国国有重点煤矿历年煤与瓦斯突出次数统计表
表5感应期与瓦斯浓度、热源温度的关系
瓦斯浓度
（%）
热源温度℃
775 825 875 925 975 1075 1175

矿井灾害防治瓦斯防治ppt

VS
新技术应用
随着科技的不断进步，新技术在矿井灾害防治中的应用也将更加广泛。例如，新型的通风技术可以改善矿井内部的空气质量，降低瓦斯等有害气体的浓度，提高矿工的安全性。此外，新型的地质勘探技术也可以帮助管理人员更好地了解矿井的地质情况，为灾害防治提供更加准确的数据支持。
加强国际合作与交流推动矿井灾害防治技术创新
装备配备
根据矿井的实际情况和应急预案的要求，配备相应的应急救援装备，包括通风设备、灭火器材、防护用品等。
物资储备
建立应急物资储备制度，确保在瓦斯事故发生时能够及时提供足够的应急物资。
物资管理
对应急物资进行定期检查和维护，确保物资的完好性和有效性。
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矿井灾害预防与管理
矿井安全管理制度建设
建立完善的安全管理制度
国际合作与交流
加强国际合作与交流，可以帮助我国了解世界各国在矿井灾害防治方面的最新技术和经验，推动我国在该领域的技术创新和发展。同时，也可以通过技术交流和合作，提高我国在矿井灾害防治领域的国际地位和影响力。
技术创新推动
通过加强国际合作与交流，可以促进我国在矿井灾害防治领域的技术创新。例如，通过引进国外先进的技术和设备，经过消化吸收再创新，可以开发出更加适合我国矿井实际情况的灾害防治技术和设备，提高我国在矿井灾害防治领域的核心竞争力。
矿井灾害风险评估与控制
进行全面风险评估
针对矿井内各种灾害风险源进行全面评估，包括瓦斯、水、火、顶板等灾害，明确风险等级和危害程度。
采取有效措施控制风险
根据风险评估结果，采取相应的措施如加强通风管理、优化开采方案、加强现场监控等，有效控制风险。
定期进行风险复评和更新
根据矿井条件的变化及时对风险进行复评和更新，确保风险评估的准确性和有效性。

煤矿瓦斯防治技术

煤矿瓦斯防治技术煤矿发生瓦斯灾害事故有诸多方面的影响因素，但归结起来主要有自然条件、管理和技术三方面因素，要控制瓦斯灾害事故，必须从后两方面同时人手，强化管理和监督，提升防灾技术和装备水平。

近几年，国家执行关井压产、安全生产责任追究制、建立健全安全生产法规、制定相应的经济制约政策、强化安全监察体系的建立等，主要是从改变管理因素方面着手，取得了好的效果，但仍有一个完善过程。

在技术和装备方面，近几年也有长足的进展，形成了一套行之有效的防灾技术体系。

I．煤矿瓦斯防治方针瓦斯作为煤矿的五大灾害之一，历届国家煤炭工业管理部门都非常重视瓦斯防治工作，特别是近十几年来，把防治瓦斯作为煤矿安全生产的头等大事来抓，先后制定了许多有效的规章制度和配套措施。

原煤炭部1993年6月公布的《关于国有煤矿防治重大瓦斯煤尘事故的规定》，就提出高瓦斯掘进工作面必须执行“三专、两闭锁〞措施，煤与瓦斯特别危险的采掘工作面必须执行“四位一体〞综合防突措施，并提出瓦斯抽放矿井执行“多钻孔、严封闭、综合抽〞的九字方针。

1994年9月，以部长令的形式重申了防治国有、地方、乡镇煤矿重大瓦斯事故的“三个十条〞规定。

1996年6月，原煤炭部专门在山西阳泉、矿务局召开防治瓦斯现场经验交流会，全面推广了阳泉局健全通风、抽放、监控三大系统，保持先抽后采、以风定产的经验。

同时结合淮南局当年发生的“〞特大事故，决定在淮南建设瓦斯治理示范工程，保持先抽后采。

1997年4月原煤炭部又专门公布了《矿井瓦斯抽放管理规范》。

1998年1月原煤炭部公布的第1号文件又针对防治瓦斯灾害，提出“六个不准，，的要求。

依据我国煤矿安全生产的实际状况，在认真总结借鉴煤矿瓦斯治理工作经验教训的基础上，国家煤矿安全监察局提出了“先抽后采、监测监控、以风定产〞的十二字方针。

2．改善煤矿安全状况综合配套和关键技术研究“改善煤矿安全状况综合配套和关键技术的研究〞是“九五〞国家重点科技攻关项目，该项目充分发挥了煤炭行业科研院校及示范矿区煤炭企业的整体优势，以平顶山煤业(集团)有限责任公司、阳泉煤业(集团)有限责任公司和煤炭科学研究总院、中国矿业大学等16个产学研单位相结合的方式，通过近5年的集中攻关试验，解决了煤矿安全生产的许多关键技术和共性技术，使我国矿井防灾减灾的总体综合能力在“八五〞的基础上得到了进一步的完善配套，并建成了平顶山矿区瓦斯灾害综合治理示范基地和阳泉矿区瓦斯抽放与利用试验基地。

煤矿五大灾害防治

❖ CH4虽然无毒，但其浓度较高时，空气中氧的浓度相对减少（其浓度如果超过57%，空气中氧浓度就降低为 10%以下）能使人缺氧窒息，甚至死亡。
❖ CH4不助燃，在纯CH4的容器中，使灯火熄灭，但与空气适量混合就具有燃烧性和爆炸性。
❖ 沼气是重要的能源之一，1m3CH4的燃烧热为 37022.26KJ（千焦），约相当于1~1.5kg烟煤。据初步估计，我国煤层沼气总量可达3×1013~3.5×1013m3。
❖ 1、爆炸地点：瓦斯矿井任何地点都有发生瓦斯爆炸的可能性，但大部分发生在掘进工作面，约占三分之一左右，甚至更高。（荥阳某矿风机房CH4爆炸）。
•
❖ 掘进工作面较易发生瓦斯爆炸的原因：一是这些地点采用局扇供风，如局扇停止运转，风筒末端距工作面较远，风筒漏风太大，送达的有效风量不足，不能将掘进工作面附近产生的瓦斯及时冲淡与排出，导致瓦斯积聚而达爆炸浓度。二是掘进中多用电钻打眼，局扇通风，经常放炮，如果电气设备防爆性能不良，局扇、掘进机械、放炮、电钻等的操作管理，如不符合规定，容易产生高温热源（火源） ——电火花和爆破火焰。另外，回采工作面较易发生瓦斯爆炸的地点是工作面的上隅角。
❖ 5、大直径超前钻孔：是煤巷掘进中预防突出的措施。大直径超前钻孔是在煤巷掘进工作面前方，打直径为200-300mm的钻孔，排放瓦斯，并在钻孔周围形成卸压带，使集中应力移向煤体深部，以防止突出的发生。
•
如图所示：
•
§5 瓦斯爆炸及其预防
一、瓦斯的爆炸性：
❖ 瓦斯爆炸是煤矿主要灾害之一，它能破坏生产，摧毁矿井，造成大量矿工伤亡，所以要掌握瓦斯爆炸的发生，发展规律及其预防措施，杜绝此类事故，确保安全生产。
❖ 2、突出与瓦斯的关系：煤层中的瓦斯压力和瓦斯含量是突出的重要因素之一，瓦斯压力和瓦斯含量越大，突出危险性越大。突出一般发生在煤层瓦斯压力大于1.01Mpa(10kg/cm2)的情况，但不是绝对的。

第205篇矿井灾害防治课后习题答案第1章矿井瓦斯爆炸及其防治

第205篇矿井灾害防治课后习题答案第1章矿井瓦斯爆炸及其防治1.1什么是矿井瓦斯？广义指煤矿井下各种有害气体的总称。

狭义指甲烷。

瓦斯对煤矿安全生产有哪些主要危害？瓦斯爆炸，煤与突出，瓦斯喷出，瓦斯窒息。

1.2试述瓦斯的主要性质。

了解这些性质对于预防和处理瓦斯危害有何意义？1.2.1.无色无味无嗅的气体，决定了不能依靠人的感觉来判断瓦斯，瓦斯浓度的检测必须借助于仪器仪表。

1.2.2瓦斯密度较小，具有较强的上浮力。

因此，瓦斯容易在巷道上部、顶板冒落的空洞处积聚。

1.2.3瓦斯微溶于水。

1m3水可以溶解0.042m3的瓦斯。

1.2.4瓦斯的扩散性和渗透性都很强。

从煤岩中涌出的瓦斯会很快扩散到巷道空间。

瓦斯的渗透能力是空气的1.6倍。

1.2.5瓦斯本身无毒，但具有窒息性。

空气中瓦斯浓度增高时，氧气浓度相对降低，会因缺氧而使人窒息。

1.2.6瓦斯具有燃烧性和爆炸性。

当瓦斯和空气混合达到一定浓度时，遇到高温火源会发生燃烧或者爆炸。

1.2.7瓦斯是一种温室气体，同比产生的温室效应是二氧化碳的20倍。

1.3矿井瓦斯的利用方式有哪几种。

家庭燃料、工业发电、汽车动力燃烧。

1.4瓦斯是如何生成的。

.煤体内实际含有的瓦斯量是否等于生成量。

矿井瓦斯是成煤过程中的一种伴生产物。

2种生成方式，一种是植物遗体到形成泥炭的生物化学作用生成。

一种是从褐煤、烟煤到无烟煤的煤化变质阶段生成。

煤体中的瓦斯有游离和吸附两种状态，实际含有的瓦斯量小于生成量。

1.5瓦斯在煤体内赋存状态有哪些?相互之间有何关系。

煤体内的瓦斯主要以哪种状态赋存。

煤体中的瓦斯有游离和吸附两种状态，吸附状态又分为吸着状态和吸收状态。

压力降低、温度升高、煤体结构破坏，部分吸附状态瓦斯转化为游离状态。

这种现象叫解吸。

压力增大或温度降低时，部分游离状态瓦斯转化为吸附状态。

这种现象叫吸附。

煤层中的瓦斯主要以吸附状态存在，占瓦斯总量的80%以上。

1.6什么是煤层瓦斯垂直分布带？确定瓦斯风化带的深度有什么意义。

矿井瓦斯防治技术（三篇）

矿井瓦斯防治技术在采矿生产活动中，最常发生的事故是冒顶片帮事故。

冒顶片帮是由于矿岩不够稳定，当强大的地压传递到顶板或两帮时，使矿岩遭受破坏而引起的。

冒顶片帮事故大多数为局部冒落及浮石引起的，而大片冒落及片帮事故相对较少，因此，对局部冒落及浮石的预防，必须给予足够的重视。

引发冒顶片帮事故的原因主要有：矿床地质条件不好，采矿方法不合理和顶板管理不善，缺乏有效支护，检查不周和疏忽大意，浮石处理不当，地压活动等。

(一)冒顶片帮事故的预防要防止冒顶片帮事故的发生，必须严格遵守安全技术规程，从多方面采取综合预防措施，王要措施如下。

(1)选用合理的采矿方法选择合理、安全的采选矿方法，制定具体的安全技术操作规程，建立正常的生产秩序和作业制度，是防止冒顶片帮事故的重要措施。

(2)搞好地质调查工作对于工作面推进地带的地质构造要调查清楚，通过危险地带时要采取可靠的安全措施。

(3)加强工作面顶板的管理、支护和维护必须尽量缩短永久支架与掘进工作面之间的距离。

在掘进工作面与永久支架之间，必须架设临时支架。

对所有井巷均要定期检查，如发现有弯曲、歪斜、腐朽、折断、破裂的支架，必须及时进行更换或维修。

要选择合理的支护方式，支架要有足够的强度。

支护要及时，不要在空顶下作业。

(4)及时处理采空区矿山开采应处理好采矿与空区处理的关系，采用正确的开采顺序，及时充填、支护或崩落采空区。

(5)坚持正规循环作业，加快工作进度，减少顶板悬露时间。

(6)加强对顶板和浮石的检查与处理浮石是采场和掘进工作面爆破后极为常见而普遍存在的，要严格检查和清理浮石，防止浮石掉落而造成伤亡事故。

可采用简易方法和仪器对顶板进行检查与观测。

常用的简易方法有木楔法、标记法、听音判断法、震动法等。

此外，还可采用顶板警报器、机械测力计、钢弦测压仪、地音仪等仪器观测顶板及地压活动。

(二)巷道冒顶的处理巷道冒顶大多发生在岩层松软区和破碎带内，巷道(一)概述矿井瓦斯是指从煤岩中释放出的气体的总称，主要成分是甲烷(CH4)，其次为氮气和二氧化碳，还有烃类气体等。

煤矿瓦斯灾害防治

矿井瓦斯防治矿井瓦斯是煤矿生产中必然遇到的有害气体。

在煤矿生产过程中，伴随着生产的进行，瓦斯涌出到生产空间，对井下安全生产构成威胁。

瓦斯不论其涌出量多少，一直都是矿井主产量最主要的一个危险源，瓦斯灾害、粉尘灾害、火灾、火灾和顶板灾害构成了煤矿的五大自然灾害，瓦斯爆炸事故是矿井五大自然灾害之首。

瓦斯灾害的治理是矿井最根本的、最重要的任务。

第一章矿井瓦斯基础知识一、矿井瓦斯的概念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。

在组成瓦斯的各种气体中，甲烷往往占总量的90%以上，因此瓦斯的概念通常单独指甲烷。

矿井瓦斯来自煤层和煤系地层，它的形成经历了两个不同的造气时期，从植物遗体到形成泥炭，属于生物化学造气时期；从褐煤、烟煤到无烟煤，属于变质作用造气时期。

由于在生化作用造气时期泥炭的埋藏较浅，覆盖层的胶结固化也不好，因此生成的气体通过渗透和扩散很容易排放到大气中，留存在现今煤层中的瓦斯，只是其中很少的部分。

二、瓦斯的性质瓦斯通常指甲烷，分子式为CH4，它是一种无色、无味、无臭的气体。

在标准状态下（气温为0℃，大气压为 1.0×105pa），1m3甲烷的质量为0.717kg，而13空气的质量为1.293kg，因此，瓦斯比空气轻，（其相对密度为0.554）。

因此，巷道顶板、冒落区顶部往往容易积聚瓦斯。

瓦斯有很强的渗透性的扩散性，扩散速度是空气的1.34倍。

瓦斯具有燃烧和爆炸性。

三、矿井瓦斯的危害1、瓦斯窒息瓦斯本身虽然无毒，但空气中瓦斯浓度较高时，就会相对降低空中气氧气浓度。

在压力不变的情况下，当瓦斯浓度达到43%时，氧气浓度就会被冲淡到12%，人就会感到呼吸困难；当瓦斯浓度达到57%时，氧气浓度就会降到9%，这时人若误入期中，短时间内就会因缺氧气窒息而死亡。

因此《煤矿安全规程》规定，凡井下盲巷或通风不良的地区，都必须及时封闭或设置栅栏，并悬挂“禁止入内”的警标，严禁人员入内。

2、瓦斯的燃烧和爆炸当瓦斯与空气混合达到一定浓度时，遇到高温火源就能燃烧或发生爆炸，一旦发生爆炸事故，会造成大量井下作业人员的伤亡，给国家财产造成巨大损失。

矿山的瓦斯的危害及防治

矿山的瓦斯的危害及防治1、瓦斯危害瓦斯是开采煤炭过程当中释放出来的无色、无味、无臭气体，有四大危害：第一个是可以燃烧，引起矿井火灾；第二个是会爆炸，导致矿毁人亡；三是浓度过高时会导致人员缺氧窒息、甚至死亡；四是会发生煤（岩）与瓦斯突出，摧毁、堵塞巷道，甚至引起人员窒息死亡、瓦斯爆炸。

2、一通三防煤矿矿井通风，以及防瓦斯、防尘、防火3、瓦斯特性瓦斯的主要成分，甲烷是一种无色、无味、无臭的气体，密度为0．714kg/m3，与空气的密度比为0．554，比空气轻，容易积聚在空气上层。

瓦斯无毒，但当浓度很高时，会引起窒息。

矿井瓦斯不助燃，但它与空气混合达一定浓度后，遇火能燃烧、爆炸。

矿井瓦斯爆炸往往引起煤尘爆炸，瓦斯爆炸和瓦斯煤尘爆炸事故是恶性事故。

瓦斯爆炸的条件引起瓦斯燃烧与爆炸必须具备3个条件：一定浓度的瓦斯、一定温度的引火源和足够的氧。

4、预防瓦斯爆炸技术措施(1)防止瓦斯积聚；(2)防止瓦斯被引燃； (3)防止瓦斯爆炸灾害扩大。

(1)防止瓦斯积聚的措施所谓瓦斯积聚是指局部瓦斯浓度超过2%；其体积超过0.5立方米的现象。

为了防止瓦斯积聚，每一矿井必须从生产技术管理上尽量避免发生盲巷，临时停工地点不准停风，并加强通风系统管理，严格执行瓦斯检查制度，及时安全地处理积聚瓦斯。

(2)防止瓦斯点火源的措施防止瓦斯引燃的措施是严禁和杜绝一切火源；严格管理和控制生产中可能发生的火、热源，防止它的产生或限制其引燃瓦斯的能力。

因而严禁携带烟草和点火物品下井，矿灯应完好，否则不的发放，应爱护矿灯，严禁拆开、敲打、撞击；加强电器设备管理和维护，采用防爆型的电器设备，井下供电还应做到无鸡爪子，无羊尾巴，无明接头，坚持使用煤电钻综合保护，坚持局扇风电闭锁。

(3)防止瓦斯爆炸范围扩大措施为了防止万一发生爆炸，应使灾害限制在尽可能小的范围，并尽可能减少损失，为此通风系统力求简单，采用并联通风，禁止大串联通风。

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（1）放炮落煤、石门突然揭开煤层、采掘工作面进入地质构造带、打钻、悬顶冒落等使工作面附近煤（岩）体应力状态突然改变，并导致煤（岩）体局部的突然破坏，这是突出的诱发条件；
（2）突出诱发后，煤（岩）的暴露面处于高地应力和高瓦斯压力区，使煤（岩）体能产生自发地连续破碎，这是突出的发展条件；
（3）煤（岩）体和已破碎的煤（岩）能快速涌出瓦斯（包括游离瓦斯和吸附瓦斯），并形成能抛出已破碎煤（岩）的瓦斯流，这是突出发展的必要条件。
可燃气体
O2
4.3
5.1
5.3
8.4
6.1
12.1
7.3
14.6
13.9
6.0
18.6
8.6
（三）矿井瓦斯爆炸的致因 1．瓦斯积聚瓦斯积聚是指体积超过0.5m3时的空间瓦斯浓度超过2％的
现象。积聚原因主要有以下几个方面：（1）通风系统不合理；（2）正常生产时期，煤矿井下的通风设施被随意改变其状
图1-1-2 煤体中瓦斯的赋存状态示意图
1-自由瓦斯；2-吸着瓦斯； 3-吸收瓦斯；4-煤体；5-空隙
2. 影响煤层瓦斯含量的因素（1）煤田地质史（2）地质构造（3）煤层的赋存条件（4）煤层的围岩性质（5）煤的变质程度（6）岩浆活动（7）水文地质条件
3. 煤层瓦斯压力煤层瓦斯压力是指煤孔隙中所含游离瓦斯的气体压力，即
① 独眼井开采。 ② 未安装主要通风机。 ③ 使用局部通风机代替主要通风机。 ④ 回风井筒兼作提升，矿井漏风严重，通风机不能发挥作用。 ⑤ 矿井停工停风或掘进工作面停工停风。 ⑥ 井下通风系统混乱，串联通风严重。 ⑦ 掘进工作面无局部通风机。 ⑧ 没有瓦斯检查、监测制度。 ⑨ 无专门的安全技术人员从事安全管理工作。
响（表1-2-2 ）（3）温度的影响。（4）气压的影响。
柯瓦德爆炸三角形
表1-2-2 可燃气体H2、CH4、CO失爆所需的惰气量
可燃气体加入的惰气
H2
N2 CO2
CH4
N2 CO2
CO
N2
CO2
惰气/可燃气 (体积比率)
16.55 10.20 3.00 3.20 4.12 2.16
失爆点处的气体(体积)浓度/%
（二）及时处理局部聚积的瓦斯 1．回采工作面上隅角的瓦斯积聚处理技术处理的方法有以下几种： 1）增风吹散法（1）风障引流法（2）液压局部通风机吹散法（3）脉动通风技术吹散法 2）无火花设备抽排法（1）风筒引射导风法（2）移动泵站抽放法（3）尾巷排放法
《煤矿安全规程》对该方法的应用提出如下要求： ① 工作面风流控制必须可靠； ② 专用排瓦斯巷道内不得进行生产作业和设置电器设备进； ③ 专用排瓦斯巷道内风速不低于0.5 m/s； ④ 专用排瓦斯巷道内必须用不燃性材料支护，并应有防止产生静电、摩擦和撞击火花的安全措施； ⑤ 专用排瓦斯巷道必须贯穿整个工作面推进长度且不得留有盲巷； ⑥ 专用排瓦斯巷道内必须安设甲烷传感器，甲烷传感器应悬挂在距专用排瓦斯巷道回风口15m处； ⑦ 煤层的自燃倾向性为不易自燃。
二、矿井瓦斯的成因和分带
1.矿井瓦斯的成因成气过程可分为两个阶段：第一阶段为生物化学成气时期；第二阶段为煤化变质作用时期。 2.煤层瓦斯垂直分带根据井下煤层瓦斯组分和含量，将煤层瓦斯按赋存深度不同自上而下分为4 个带：N2—CO2带、N2带、N2—CH4 带和 CH4带（见图1-1-1）。
2．刮板输送机底槽的瓦斯积聚处理技术处理的方法有以下几种：（1）设专人清理输送机底下遗
留的煤炭，保证底槽畅通，使瓦斯不易积聚；（2）保持输送机经常运转，即使不出煤也让输送机继续运转，以防止瓦斯积聚；（3）如果发现输送机底槽内有瓦斯超限的区段，可把输送机吊起来，使空气流通排除瓦斯；（4）有压风管路的地点可以将压风引至底槽进行通风，排除积聚的瓦斯。
图1-3-9 钻孔抽放裂隙带的瓦斯
2）顶板冒落空洞内积存瓦斯处理（1）隔离法，见图1-3-10 ；（2）引风吹散法，常见的方法有：
图1-3-10 隔离法
图1-3-11 挡风板引风处理冒落空洞中的瓦斯
1-挡风板；2-坑木；3-风筒
ห้องสมุดไป่ตู้
①导风板引风吹散法（如图1-3-11所示）；
式中 Q绝—矿井绝对瓦斯涌出量，m3/d；
n—矿井瓦斯鉴定月的工作天数，d/月；
T—矿井瓦斯鉴定月的产量，t/月。
五、瓦斯涌出的影响因素
（1）煤层和围岩的瓦斯含量（2）开采深度（3）开采规模（4）开采顺序与开采方法（5）地面气压的变化
六、矿井瓦斯等级
《规程》规定：一个矿井中，只要有一个煤（岩）层中发现过瓦斯，该矿井即定为瓦斯矿井，并依照矿井瓦斯等级的工作制度进行管理，矿井瓦斯等级，按照平均日产一吨煤涌出瓦斯量和瓦斯涌出形式划分为：低瓦斯矿井：10 m3 及其以下；高瓦斯矿井：10 m3以上。
过程中产生并涌入到矿井内的各种气体。狭义的讲，矿井瓦斯专指甲烷（CH4）。后面章节中所
谈的瓦斯概念，一般为甲烷。 2.矿井瓦斯的性质瓦斯是无色、无味、无臭、无毒的气体。瓦斯比空气轻，
其比重为0.554 ，因此在煤矿井下常积聚在巷道顶部或上山迎头。瓦斯的扩散能力是空气的1.6 倍，且渗透能力很强。瓦斯微溶于水，瓦斯不助燃，但条件适宜时能发生燃烧和爆炸。
（二）瓦斯爆炸的条件及影响因素
1.瓦斯爆炸的基本条件 ① 瓦斯浓度在爆炸界限内，一般为5％～16％； ② 混合气体中的氧浓度不低于12％； ③ 有足够能量的点火源。瓦斯爆炸的充要条件是以上三条件必须同时具备。
柯瓦德爆炸三角形
瓦斯与高温热源接触后，不是立即燃烧或爆炸，而是要经过一个很短的间隔时间，这种现象叫引火延迟性，间隔的这段时间称感应期。
目录
第一章矿井瓦斯灾害防治第二章矿井火灾防治第三章矿尘防治第四章矿井水灾防治第五章煤矿爆破事故防治第六章煤矿顶板灾害防治第七章煤矿安全管理技术
第一章矿井瓦斯灾害防治目录
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节 • 第五节 • •
基本概念和理论概述瓦斯爆炸及突出的规律瓦斯爆炸的防治与处理技术煤与瓦斯突出防治与处理矿井瓦斯抽放复习题问题思考
第一节基本概念和理论概述主要内容
• 一、矿井瓦斯的定义及性质 • 二、矿井瓦斯的成因和分带 • 三、煤层瓦斯的赋存状态 • 四、矿井瓦斯的涌出 • 五、瓦斯涌出的影响因素 • 六、矿井瓦斯等级
一、矿井瓦斯的定义及性质
1.矿井瓦斯的定义从广义上讲，矿井瓦斯是指从煤层或岩层中放出或生产
（三）煤(岩)与瓦斯突出的一般规律和预兆 1. 煤(岩)与瓦斯突出的一般规律
（1）危险性随开采深度及煤层厚度增大而增大；（2）绝大多数发生在掘进工作面；（3）引起应力状态突然变化的区域：（4）主要诱导因素是采掘作业，其次为爆破、风镐、手镐作业。
2. 突出预兆突出预兆主要有以下几种： ① 声响预兆； ② 煤结构变化预兆； ③ 地压方面的预兆；④ 瓦斯方面的预兆； ⑤ 其他预兆。
2．瓦斯爆炸的点火源（1）井下爆破引起的瓦斯爆炸和燃烧事故呈增加的趋势，存在的问题主要有： ① 使用了不符合安全要求的炸药或炸药已经超过安全有效期限； ② 充填炮泥不合格，造成放炮火焰存在时间过长； ③ 炮眼布置不合理，抵抗限过低，或者放明炮、糊炮等； ④ 爆破电路连线不合格，产生电火花； ⑤ 放炮器不合格或使用明电放炮等。（2）电火花引起的瓦斯爆炸与电器设备的不合格和人员违章操作有关；（3）摩擦撞击火花有时难以避免；（4）井下严禁使用明火；（5）其他情况。
1.3 0.65 0.39 0.23 0.14 0.044 0.015
10 1.4 0.68 0.41 0.24 0.15 0.049 0.018
12 1.64 0.74 0.44 0.25 0.16 0.055 0.02
表1-2-1 瓦斯爆炸感应期火源温度/℃
2.影响瓦斯爆炸发生的因素（1）其它可燃气体的影响（2）氧浓度和过量惰气的影
气体作用于孔隙壁的压力。
四、矿井瓦斯的涌出
1．矿井瓦斯涌出形式
瓦斯从煤层或围岩中涌出的形式有两种：
（1）普通涌出
（2）特殊涌出
2．矿井瓦斯涌出量
（1）Q绝=Q×C×60×24
（1-1-1）
式中 Q—矿井总回风道风量，m3/d；
C—回风流中的平均瓦斯浓度，%。
（2）q相= Q绝×n/T
（1-1-2）
的物理力学性质3 个因素综合作用的结果。地应力、瓦斯和煤 (岩)强度是突出的主要自然因素，突出的发生与否取决于这3 个因素的一定组合。
典型的煤(岩)与瓦斯突出过程可归结为准备、激发、发展和终止4 个阶段。有些突出不是一次完成的，而是有多个循环。
2. 突出的条件突出发生必须同时满足以下3 个条件：
煤与瓦斯突出矿井：矿井在采掘过程中，只要发生过一次煤与瓦斯突出，该矿井即为突出矿井，发生突出的煤层定为突出煤层。
第二节瓦斯爆炸及突出的规律主要内容
一、瓦斯爆炸二、煤(岩)与瓦斯突出
一、瓦斯爆炸
（一）瓦斯爆炸的过程及其危害 1. 瓦斯爆炸的化学反应过程最终的化学反应式为： CH4＋2O2＝CO2+2H2O 如果煤矿井下O2不足，反应的最终式为： CH4+O2＝CO+H2+H2O 2．瓦斯爆炸的产生与传播过程 3．瓦斯爆炸的危害矿内瓦斯爆炸的有害因素是：高温、冲击波和有害气体。
二、煤(岩)与瓦斯突出
（一）煤(岩)与瓦斯突出分类按照突出物质的不同，突出可分为煤与甲烷突出、岩石与甲
烷突出、砂岩和二氧化碳突出，以及煤、岩、二氧化碳和甲烷突出。
按照突出动力源的不同，突出又可分为倾出、压出和突出。（二）煤(岩)与瓦斯突出的机理和条件