《煤矿安全技术》模块1安全生产方针及瓦斯防治技术

• •任务1 瓦斯基本参数及其测定
• 三、煤层瓦斯含量
• 定义：在矿井大气条件下（环境温度为20℃，环境大气压力为0.1Mpa）单位质量煤体中所含
• 的瓦斯气体体积，一般用m3/t表示。
•煤层 •瓦斯 •含量 •影响 •因素
• 成煤与碳化程度：成煤前含有机质多，瓦斯生成量大 ；炭化程高，
•
瓦斯生成量大，保存条件好，瓦斯含量大。
• 2.划分标准:
• 低瓦斯矿井：qCH4≤10m3/t 且QCH4≤40m3/min • 高瓦斯矿井：qCH4≥10m3/t 或 QCH4≥40m3/min • 煤与瓦斯（二氧化碳）突出矿井：只要发生过一次突出
• 五、矿井瓦斯管理
• 矿井瓦斯管理：就是依据矿井瓦斯等级，按掘进区瓦斯、回采区瓦斯
• 和采空区瓦斯来源和作业特点，采取相应的管理措施。
5
• 三、瓦斯的性质如下： • 1、瓦斯是无色、无味、无臭的气体。要
检查空气中是否含有瓦斯及其浓度，必须使 用专用的瓦斯检测仪才能检测出来。
• 2、瓦斯比空气轻，在风速低的时候它会 积聚在巷道顶部、冒落空洞和上山迎头等处 ，因此，必须加强这些部位的瓦斯检查和处 理。
• 3、瓦斯有很强的扩散性。一处有瓦斯涌 出，就能扩散到巷道附近。
• •任务2 矿井瓦斯检测与管理
• 2.瓦斯检查管理
• （1）矿井总回风巷或一翼回风巷风流中CH4或CO2浓度超过0.75%时，必须必须查明原因， • 采取措施进行处理，并报告矿务流中瓦斯浓度超过1%时，必须停止作业，采取有效 • 措施，进行处理。 • （3）采掘工作面风流中瓦斯浓度达到1%时，必须停止用电钻打眼；达到1.5%时，必须停止 • 工作，切断电源，进行处理；采掘工作面个别地点积聚瓦斯浓度达到2%时，要立即进行处理， • 附近20m内，必须停止机器运转，并切断电源。只有在瓦斯浓度降到1%以下，才许开动机器。 • （4）放炮地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1%时，禁止放炮。 • （5）煤与瓦斯突出矿井，要实行“四位一体”的综合防突措施，即采取以防治突出技术措 • 施为主，同时进行突出危险性预测、防治突出技术措施的效果检验。
• 3.落实安全生产方针的标准
• （1）把安全工作、安全技术、技措工程和安全培训等列入工作计划； • （2）建立健全安全生产责任制和奖惩办法； • （3）安全人员配备齐全、物资保证供应、资金保证到位； • （4）严肃执行安全规程和指令性文件； • （5）把思想工作贯穿于安全生产的全过程； • （6） 坚持“四不生产”原则； • （7）安全教育和安全培训制度化； • （8）矿井安全感强。
• 二、矿井瓦斯涌出量及表示方法
• 矿井瓦斯涌出量 ：单位时间内从煤层以及采落的煤（岩）体涌入矿井中的气体总量，矿井
•
进行瓦斯抽放时包括抽放瓦斯量。
•矿井瓦斯 •涌出量
•表示方法
• 绝对瓦斯涌出量QCH4：单位时间内涌出的瓦斯量，单位
•
m3/min或m3／d
•
QCH4 = Qf×C
• 相对瓦斯涌出量qCH4：正常生产条件下平均日产一吨煤
• •任务1 瓦斯基本参数及其测定
•二、煤层瓦斯生成与赋存
• 1.煤层瓦斯的生成
• 生成过程：植物遗体→高温和高压作用→生成煤和瓦斯 • 2. 煤层瓦斯的赋存状态
• •吸附瓦斯
•游离瓦 斯
•吸着状态
•吸收状态
•煤体
•※ 游离瓦斯呈现的压力——煤层瓦斯压力 •※ 外界压力降低或温度升高时，煤体吸附瓦斯向游离瓦斯状态转化。
•一、煤层瓦斯压力预测
• 预测目的：为研究煤层瓦斯含量、瓦斯涌出、瓦斯流动、煤与瓦斯突出、瓦斯抽放设计等，
•
提供重要参数。
•1.煤层深部瓦斯压力预测
•10
• 根据煤层瓦斯带内的瓦斯压力随深度的增加而增加， •８
• 多数煤层呈线性增加规律，推算深部煤层瓦斯压力。 •６
•
Pi=P0+ｇ（H-H0)
•４
• 据我国各煤矿瓦斯压力随深度变化实测，瓦斯压力 •２
•真空脱气装置
• •任务1 瓦斯基本参数及其测定
• 2.井下测定法
• （1）预测实质：利用煤屑瓦斯初速度与煤层气体含量的直接关系测算瓦斯含量。
• （2）预测方法：间接法、解吸法和解吸系数法。
•
间接预测法：利用煤层瓦斯压力和煤的吸附等温线确定煤的瓦斯含量。该法是在已
• 揭露的煤层测压，测定结果的可信度更低。
•
解吸预测法：是地勘解吸法在井下的应用。
•
解吸系数预测法：利用多参数气体解吸仪通过井下
• 煤层钻屑气体解吸初速度，直接测定瓦斯含量。
• （3）井下煤层瓦斯含量快速测定步骤：
• 调节仪器参数进入工作状态→记录煤样暴露时
• 间→测定煤样分筛装罐与仪器进气口连接 →读
• 取记录测定数值
• •任务1 瓦斯基本参数及其测定
带名 （从上到下）
CO2-N2 N2
N2-CH4 CH4
气带成因
空气~生化成因 空气成因 变质成因 变质成因
CO2 （按体积）%
20 ～ 80 0 ～ 20 0 ～ 20 0 ～ 10
N2 （按体积）%
20 ～ 80 80 ～ 100 20 ～ 80 0 ～ 20
CH4 （按体积）%
0 ～ 10 0 ～ 20 20 ～ 80 80 ～ 100
•
◆ 矿井瓦斯赋存
•
◆ 矿井瓦斯涌出形式
• 技能点：
•
◆ 煤层瓦斯的测定
•
◆ 矿井瓦斯安全管理
• 任务描述：
• 煤层瓦斯的涌出直接影响着矿井正常的生产，预测煤层瓦斯可以从本质把握其规律，采取有效 • 地防治技术措施你。
• 任务分析：
• 煤层瓦斯或涌出是引发矿井瓦斯事故的基础；掌握矿井瓦斯的性质和涌出规律，可以从根本治 • 理瓦斯。
（1）矿井瓦斯爆炸机理 （2）煤与瓦斯突出机理
（1）防止矿井瓦斯 爆炸措施 （2）防突技术措施
任务实施方法
1.理论（应知）：互动讨论（分学习小组）、案例分析研讨； 2.技能（应会）：实验论证、体验操作训练、仿真操作实训 3.考核方式：任务过程综合考评
理论 实践
4
4
6
6
•课题1 矿井瓦斯涌出与管理
• 知识点：
•
采掘工作面空间释放。
• 特点：观察不出、面广普遍，涌出持久。
•涌出形式
• 特殊涌出形式：
• 瓦斯喷出——煤体裂隙、空洞内的高压游离瓦斯，通过煤体破坏裂隙
•
或钻孔喷出。
• 煤与瓦斯突出——煤体高压瓦斯与破坏性碎煤岩突然突出。
• 特点：呈强大动力，涌出瓦斯量大、局部突发性。
• •任务2 矿井瓦斯检测与管理
•梯度ｇ一般在0.007～0.012 MPa/m。
• 瓦斯风化带下部边界瓦斯压力P0一般为０.２MPa。 •０
•200 •400 •600 •800 •1000
• •任务1 瓦斯基本参数及其测定
•2.井下煤层瓦斯压力的直接测定
• 测定原理：通过钻孔揭露煤层，安设测定仪表并密封钻孔，利用煤层中瓦斯的自然渗透原理 •测定在钻孔揭露处达到平衡的瓦斯压力。 • 测定过程：钻孔→ 安设测压装置→封孔→观测瓦斯气体压力→记录
• （1）基本原则：“管理、装备和培训” •三并举。 • （2）方 法：“推行综合治理”
• 第一讲 煤矿安全生产方 •一、煤针矿安全生产方针
• 安全第一、• 预防为主•、综合治理。
•怎样做到预防为主
•工具
•人
• 1 规范人的不安全行为
•物
•对象
•2 消除物的不安全状况
3 消灭环境的不安全因素
4
• •煤矿安全生产知识
•
同期所涌出的瓦斯量，单位m3/t
•
• •任务2 矿井瓦斯检测与管理
• 三、矿井瓦斯涌出来源 •
•※ 矿井建设时期瓦斯主要来源于井巷掘进区； •※ 矿井生产时期瓦斯主要来源于采煤区和采空区。
• •任务2 矿井瓦斯检测与管理
• 四、矿井瓦斯等级划分
• 1.划分依据
•
矿井相对瓦斯涌出量、绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式。
• •任务2 矿井瓦斯检测与管理
•
•
•任务实施
•一、矿井瓦斯浓度检测
• 井下测定瓦斯浓度目的：准确掌握瓦斯情况，有针对性地采取各种预防措施，确保安全生产。
• （一）检查地点 • 1.掘进工作面
《煤矿安全技术》模块1安 全生产方针及瓦斯防治技术
•安全生产方针 • 与法律法规
•
•
•煤矿安全生产知识
• 一、煤矿主要灾害
• ◆ 自然灾害：矿井瓦斯、矿井水灾、矿井火灾、矿井粉尘、矿井冒顶、
•
矿山冲击地压、矿山地热等。
• ◆ 生产事故灾害：爆破事故、电气事故、提升运输事故等。
• •煤矿安全生产知识
课题
任务
相关知识
知识链接
课题1 矿井瓦斯涌出与管理
任务1 瓦斯基本参 数及其测定
任务2 矿井瓦斯检 测与管理
（1）矿井瓦斯性质 （2）煤层瓦斯生成与赋存 （3）矿井瓦斯涌出与等级 划分
（1）煤层瓦斯预测 （2）矿井瓦斯浓度 测定
课题2 煤矿瓦斯灾害防治
任务1 瓦斯爆炸防 治措施
任务2 煤与瓦斯突 出防治
•相关知识 • 任务1 瓦斯基本参数及其测定
• 一、矿井瓦斯性质
•
矿井瓦斯：矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。
• 1.一般性质
• （1）无色、无味、无臭的气体；
• （2）渗透性与扩散性强；比空气轻，相对空气比重0.55易积存在巷道的顶部。
• 2.灾害性
• （1）燃烧性：混合空气CH4浓度＜5%； • （2）爆炸性：混合空气CH4浓度5%～16%； • （3）窒息：混合空气CH4浓度＞40%； • （4）喷出或突出：煤层瓦斯压力 ＞0.74MPa。
•1—三通；2—压力表；3—密封粘液罐；4—阻退楔；5—输液管；6—胶囊； •7—密封粘液；8—胶囊2；9—压力水罐；10—钻孔
•
•任务2 矿井瓦斯检测与管
理
•
•相关知识
• 一、矿井瓦斯涌出
• 瓦斯涌出：矿井建设和生产过程中煤岩体内的部分瓦斯释放到井巷和采掘工作面空间的现象。
• •矿井瓦斯
•普通涌出形式：瓦斯通过煤岩裂隙均匀、缓慢、连续不断地向
• 煤层赋存条件：煤层的瓦斯含量随着深度的增加而逐渐增大 ；
•
煤层的倾角小，瓦斯含量大。
• 煤层瓦斯保存条件：煤层围岩致密致密完整；瓦斯含量大；
•
开放性断层有利于瓦斯排放，瓦斯含量减少；
•
褶曲背斜轴部瓦斯含量大于向斜。
• •任务1 瓦斯基本参数及其测定
•四、煤层瓦斯赋存的垂直分带
•1.垂直分带依据（CO2-N2、N2、N2-CH4为瓦斯风化带）
•
落实安全生产方针的原则：
• 管理、装备、培训三并 重
第二 讲
•安 全 生 产 法
2002年6月29日颁布，
2002年11月1日施行
•一、立法目的
• 加强安全生产监督管理 ，防止和减少生产安全事故， 保障人民群众生命和财产安全 ，促进经济发展。
•模块一 矿井瓦斯防治技术
•课程模块单元策划设计
•一、煤矿安全生产方针 • 1.安全生产方针 • “安全生第一、预防为主、综合治理 ”
•（1）“安全生第一”：即处理安全与生产及 •其他工作的关系，强调突出安全，把安全放 •在一切工作的首要位置。 • （2）“ 预防为主”：即把事故和职业病 •防治于形成之前，消灭在萌芽之中。
• 2.贯彻安全生产方针基本原则与方法
• •任务2 矿井瓦斯检测与管理
• 五、矿井瓦斯管理 • 矿井瓦斯管理：就是依据矿井瓦斯等级，按掘进区瓦斯、回采区瓦斯和 • 采空区瓦斯的来源和工作面作业特点，采取相应的管理措施。
• 1.瓦斯鉴定管理
• （1）每年必须进行一次矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量的鉴定，并报煤炭管
• 理部门审批，报煤矿安全监察机构备案。 • （2）煤与瓦斯（二氧化碳）突出矿井必须按《防治煤与瓦斯突出规定 》进行鉴定，报 • 省级煤炭行业管理部门、煤矿安全监管部门、煤矿安全监察机构备案。 •
• •煤矿安全生产知识
• •二、煤矿安全工作及重要性
•（1）贯彻执行安全生产方针和法律、法规，实施安全监管，杜绝生产事故； •（2）研究事故与灾害发生规律，排除 •一切灾害隐患，预防事故发生； •（3）组织处理事故，抢救遇难人员； •（4）创造矿井安全工作环境，保护作 •业人员生命安全和身体健康； •（5）保障矿井安全生产，促进采矿业 •健康发展。
•深
• •任务1 瓦斯基本参数及其测定
•
•任务实施
•一、煤层瓦斯含量预测
• 预测目的：作为确定矿井瓦斯涌出量基础数据； •为矿井通风及瓦斯抽放设计提供参数。 • 预测方法：地质勘探钻孔法和井下测定法两类。 •1.地质勘探钻孔法 •（1）预测实质：勘探钻孔煤样解吸法测定煤层原 •始瓦斯含量 。 •（2）预测步骤：地勘钻孔见煤层采取煤样→现场 •测定煤样瓦斯解吸量→推算煤样损失瓦斯量→试 •验室测定煤样残存瓦斯含量→数据整理计算煤层瓦 •斯含量。