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。

矿井瓦斯防治及粉尘防治课件

第一章矿井瓦斯防治矿井瓦斯从广义上说是井下有毒有害气体的总称。

它的主要成分通常是以甲烷（沼气）为主的烃类气体。

它的来源一般分为四个方面：一是在煤层与围岩内赋存并能涌入到矿井的气体；二是生产过程中生成的气体，如放炮时产生的炮烟、充电过程产生的氢气；三是井下空气与煤岩、支架和其它材料之间的化学或生物化学的反应生成的气体；四是放射性物质蜕变过程生成的或地下水放出的放射性惰性气体氡（Rn）及惰性气体氦。

第一节矿井瓦斯的生成与赋存一、矿井瓦斯的生成煤层瓦斯的来源主要是煤层和煤系地层，它主要是腐植型有机物在成煤过程中生成的。

一般分为两个成气时期：一是从植物遗体到形成泥炭属于生物化学成气时期；二是地层在高温高压作用下从褐煤到无烟煤属于煤的化学作用成气时期。

瓦斯生成的多少主要取决于原始母质的组成和煤的化学作用所处的阶段。

二、煤层瓦斯的赋存煤层进过漫长的地质年代煤化过程生成的瓦斯，在其压力和浓度差的驱动下进行运移，其中大部分脱离产气煤层排放到古大气中；当在运移中遇到良好的圈闭和储存条件下时，会聚集起来形成天然的气藏。

留存在现今煤层中的瓦斯，仅是其中的一小部分（占3%—24%）。

煤层瓦斯含量的多少，主要取决于封闭条件。

如煤层埋藏深度、煤层与围岩的透气性、地质构造与存储条件。

如煤的吸附能力、孔隙率、含水程度、温度与压力等。

三、瓦斯的存在状态瓦斯在煤层或岩层中存在的状态有两种：一种叫游离状态；另一种叫吸附状态。

游离瓦斯存在于煤层、岩层的裂隙或空洞中，它可以自由地从煤层或岩层的裂隙中散放出来。

吸附瓦斯是指被吸附在煤体或掩体孔隙壁上，形成一个极薄的薄膜或进入煤体内部，瓦斯分子与煤的分子之间由于引力作用，紧密的吸附着。

以吸附状态存在的瓦斯含量大小，决定于煤的孔隙结构特点、瓦斯压力、煤的温度和湿度等。

据估算，在天然条件下，煤体中以吸附状态储存的瓦斯约占90％，而以游离状态存在的瓦斯的约仅占10％。

这说明瓦斯绝大多数是以吸附状态存在。

【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

《防治煤与瓦斯突出细则》(2019编辑版)

防治煤与瓦斯突出细则第一章总则第一条为加强防治煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出（以下简称突出）工作（以下简称防突工作），预防煤矿事故，保障从业人员生命安全，根据《中华人民共和国安全生产法》《中华人民共和国矿山安全法》《煤矿安全规程》等，制定本细则。

第二条煤矿企业、煤矿和有关单位的防突工作，适用本细则。

第三条突出煤层是指在矿井井田范围内发生过突出或者经鉴定、认定有突出危险的煤层。

突出矿井是指在矿井开拓、生产范围内有突出煤层的矿井。

第四条煤矿企业主要负责人、矿长是本单位防突工作的第一责任人。

有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当设置防突机构，建立健全防突管理制度和各级岗位责任制。

突出矿井应当建立突出预警机制，逐步实现突出预兆、瓦斯和地质异常、采掘影响等多元信息的综合预警、快速响应和有效处理。

第五条有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当依据本细则，结合矿井开采条件，制定、实施区域和局部综合防突措施。

区域综合防突措施包括下列内容：㈠区域突出危险性预测；㈡区域防突措施；㈢区域防突措施效果检验；㈣区域验证。

局部综合防突措施包括下列内容：㈠工作面突出危险性预测；㈡工作面防突措施；㈢工作面防突措施效果检验；㈣安全防护措施。

突出矿井应当加强区域和局部（以下简称两个“四位一体”）综合防突措施实施过程的安全管理和质量管控，确保质量可靠、过程可溯。

第六条防突工作必须坚持“区域综合防突措施先行、局部综合防突措施补充”的原则，按照“一矿一策、一面一策”的要求，实现“先抽后建、先抽后掘、先抽后采、预抽达标”。

突出煤层必须采取两个“四位一体”综合防突措施，做到多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标，否则严禁采掘活动。

在采掘生产和综合防突措施实施过程中，发现有喷孔、顶钻等明显突出预兆或者发生突出的区域，必须采取或者继续执行区域防突措施。

第七条突出矿井发生突出的必须立即停产，并分析查找原因；在强化实施综合防突措施、消除突出隐患后，方可恢复生产。

地下矿山灾害及防治技术（三篇）

地下矿山灾害及防治技术地下矿山灾害是指在地下矿井开采过程中可能发生的各种事故和灾害，如瓦斯爆炸、煤尘爆炸、顶板坍塌、矿井水灾等。

这些灾害会导致人员伤亡、矿井设备损坏、采矿生产受阻，甚至导致整个矿井的关闭。

为了防止和减少地下矿山灾害的发生，矿山防治技术必不可少。

本文将介绍一些地下矿山灾害及其防治技术。

1. 瓦斯爆炸瓦斯爆炸是地下矿山中常见的灾害之一。

煤矿瓦斯主要由甲烷组成，是一种易燃气体。

当煤矿中的瓦斯浓度超过特定范围时，一旦遇到火源，就会发生爆炸。

为了防止瓦斯爆炸，可以采取以下技术措施：- 排瓦斯技术：通过排放瓦斯，减少煤矿中瓦斯浓度，降低爆炸风险。

- 通风技术：合理设计和管理矿井通风系统，保证矿井中空气流通，有效控制瓦斯浓度。

- 火源控制技术：采取防火措施，减少火源的发生和存在，如使用防爆设备、加强火源管理等。

2. 煤尘爆炸煤尘爆炸是地下矿山中的另一种常见灾害。

煤尘是煤矿生产过程中产生的颗粒状固体物质，具有易燃性和爆炸性。

当煤尘浓度达到一定程度，遇到火源时，就会发生爆炸。

为了防止煤尘爆炸，可以采取以下技术措施：- 煤尘控制技术：通过湿式喷雾等方法控制煤尘的扬尘和积尘，减少煤尘的堆积和浓度。

- 防火技术：加强火源管理，使用防爆设备，如防爆电器、防爆灯具等。

- 标记技术：在矿井中设置标记，提示工人注意防火和防尘。

3. 顶板坍塌顶板坍塌是地下矿山中常见的顶板事故之一，出现顶板坍塌会对矿山施工和人员安全造成重大威胁。

为了防治顶板坍塌，可以采取以下技术措施：- 采用支护技术：采用支护技术对矿井顶板进行支撑和加固，如锚杆支护、拱形支护等。

- 顶板预紧技术：通过预紧顶板，提前消除顶板变形和裂缝，减少顶板坍塌风险。

- 顶板监测技术：采用顶板监测设备对顶板进行实时监测，及时发现顶板变形和裂缝的迹象，做出相应的处理。

4. 矿井水灾矿井水灾是地下矿山中最常见的灾害之一，当矿井中的地下水突然涌入，会造成矿井的淹水和倒塌。

防治瓦斯灾害的四道防线(三篇)

防治瓦斯灾害的四道防线防治瓦斯灾害是保障矿山安全生产的重要措施之一。

瓦斯灾害发生时，不仅会造成人员伤亡，还会对矿井设备造成严重损坏，甚至导致矿山停产。

为了防止瓦斯灾害的发生，保障矿山安全生产，需要建立一系列的防线措施。

下面将介绍四道防线，以确保矿山瓦斯灾害的防治。

一、瓦斯检测防线瓦斯检测是防治瓦斯灾害的第一道防线。

矿井地下瓦斯是矿井中常见的危险因素之一，瓦斯含量一旦超过安全范围，就有可能引发爆炸事故。

因此，需要在矿井中设置瓦斯检测仪器，实时监测矿井中的瓦斯浓度。

一旦检测到瓦斯超标，就要立即停止生产，采取相应的措施，确保矿井的安全。

瓦斯检测行业有关部门通常会制定严格的瓦斯检测标准，规定矿井中瓦斯浓度的合理范围，并确定相应的预警值和警戒值。

矿井中的瓦斯检测仪器需要定期检修和校准，以确保其稳定可靠。

此外，矿工在工作期间也需要佩戴个人瓦斯检测仪，随时监测个人周围的瓦斯浓度，确保自身安全。

二、通风防线通风是防治瓦斯灾害的第二道防线。

合理的通风系统可以有效地降低矿井中的瓦斯浓度，减少瓦斯积聚的可能性，从而降低爆炸事故的发生概率。

通风系统通常包括主风机、支风机、安全阀等设备，通过调节气流方向和速度，使矿井中的瓦斯排出到安全区域。

通风系统的设计需要根据矿井的实际情况进行调整和优化。

一方面，需要根据矿井的地质条件、矿层厚度、瓦斯生成量等因素确定通风的主要风向和风量；另一方面，需要根据具体的矿井工作面情况，灵活调整通风系统的运行状态。

通风系统的管理和维护也非常重要，定期检查和清理通风通道，确保通风设备的正常运行。

三、防爆防线防爆是防治瓦斯灾害的重要手段，也是矿井安全生产的重要防线。

在矿井中，由于爆炸的可能性较高，矿井中的设备和工具都需要经过防爆设计和防爆检测，确保其不会引发瓦斯爆炸。

防爆措施主要包括使用防爆电气设备、防爆灯具、防爆工具等，以及合理设置和使用防爆隔离带。

防爆设备需要符合相关的标准和规定。

防爆电气设备需要具备防爆和防尘的能力，具备自动断电保护和防止火花飞溅的功能。

瓦斯检查工培训教案(矿井瓦斯防治)

瓦斯防治意识提升培训教案教学内容矿井瓦斯防治意识提升授课人路桥教学目的通过教学讲解煤层瓦斯的性质、生成、赋存和涌出的规律与主要影响影响因素；近期瓦斯事故案例讲解，进一步加强职工对矿井瓦斯防治的理解和认识，并提升瓦斯防治的意识教学重点、难点 1.矿井瓦斯基础知识2.矿井瓦斯爆炸及其预防3.事故案例讲解教学方法讲述、讨论、提问、案例教具幻灯、投影小结通过以上学习，同学们对煤矿瓦斯性质、生成、赋存和涌出的规律及其防治已经有所了解，大家要认真学习掌握，并在以后的实际工作中细心体会，不断总结经验，用理论指导工作导入新课:矿井瓦斯是严重威胁煤矿安全生产的因素之一；矿井瓦斯造成的灾害有：突出，爆炸，窒息；预防瓦斯灾害对矿井的安全生产具有重要的意义；预防瓦斯灾害的关键是掌握相应的原理及技术；今天我们就讲讲矿井瓦斯防治。

讲授顺序:第一章矿井瓦斯基础知识1、矿井瓦斯的概念与性质广义的矿井瓦斯是指由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体的总称。

2、煤层瓦斯的生成一般经历两个成气时期：从植物遗体到泥炭属于生物化学成气时期；在地层的高压高温作用下从褐煤到烟煤直到无烟煤属于煤化变质作用成气时期。

3、煤层瓦斯赋存的垂向分带瓦斯风化带是I：“CO2—N2”、II：“N2”与III：“N2—CH4”带的统称；甲烷带4、煤的孔隙特征渗透容积：小孔至可见孔的孔隙体积之和煤的孔隙率：吸附容积与渗透容积之和称为总孔隙体积，总孔隙体积占煤的体积的百分比成为煤的孔隙率。

5、瓦斯在煤层内存在的状态游离状态；吸附状态6、煤的吸附性能吸附与解吸是可逆的7、煤层瓦斯压力煤层瓦斯压力是煤层孔隙内气体分子自由热运动撞击所产生的作用力，它在某一点上各向大小相等，方向与孔隙壁垂直。

8、影响煤层瓦斯含量的主要因素煤层理藏探度；煤层和围岩的透气性；煤层倾角；煤层露头；地质构造；煤化程度；地层的地质史；水.文地质条件知识重点讲授顺序第二章矿井瓦斯涌出2-1 矿井瓦斯涌出概念:在煤矿采掘生产过程中，由受采动影响的煤层、岩层，以及由采落的煤、矸石向井下空间均匀地放出瓦斯的现象。

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。

矿井灾害事故防治

煤矿总数的36.77％，安全科研投入总计5878万元，平均每矿10万元左右。美国2002年职业安全健康监察局经费预算总额为4.26亿美元，矿山安全健康监察局为 2.46亿美元。合计6.72亿美元，我国在这方面的经费预算无法相比，2002年我国煤矿安全监察局的经费预算仅是美国的1/60，而煤矿数量约是美国的300倍。中国煤矿长期以来的安全投入不足、煤矿专业技术人才青
校共培养学生37931人，到煤炭行业就业的仅3583人，只占总数的9.3％。有些矿业集团甚至近10年来未能引进1名矿业类的本科毕业生。技术人才的匮乏已经严重制约着煤炭安全技术和安全管理水平的提高。目前在
煤矿井下一线作业很多是农民工，小煤矿基本都是农民工，有的未经认真培训就下井，违章现象大量存在。近年来，煤矿发生事故的直接原因，90％以上是由于违章操作造成的。煤矿技术人员“断代”、流失也很严重。由于煤矿工作苦脏累险而又收入不高，矿业院校和采矿专业招生不足，分配到煤矿的学生也留不住。
75％，而我国煤矿开采松软低透气性高瓦斯煤层约占 60％，属极难抽放瓦斯煤层，瓦斯灾害危及我国大部分矿区。近五年来，煤矿瓦斯灾害事故频发，造成严
重的人员伤亡和社会影响。近五年煤矿灾害事故统计如下： 2000年死亡10人以上瓦斯爆炸事故69起，死亡1319人。 2001年死亡10人以上瓦斯爆炸事故49 起，死亡1015人。 2002年1月～11月死亡10人以上瓦斯爆炸事故51起，死亡1067人。 2003年死亡10人以上瓦斯爆炸事故44起，死亡701人。 2004年中国有6009名煤矿工人因发生矿难而死亡。 2000年，我国百万吨煤死亡率为5.77人，2004年降低到3.08人，下降幅度确实较大。但是，还应看到，这一数字是美国的100倍，是俄罗斯和东欧国家的10倍以上。一方面，煤矿自然条件差、灾害源增多，使生产条件恶化，瓦斯煤

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。

(一)瓦斯灾害及事故预防知识

第一节瓦斯灾害及事故预防知识一、瓦斯爆炸条件及其危害1．瓦斯爆炸的必要条件瓦斯爆炸必须具备三个条件，即一定浓度的瓦斯、引爆火源和足够的氧气，如图1—1所示。

(1)瓦斯浓度。

瓦斯与空气混合，其体积分数在5％～16％时具有爆炸性。

但是瓦斯爆炸界限并不是绝对的，他受不同因素影响，在—定范围内会发生变化。

如果其他的可燃性气体或煤尘混入，或温度、压力增加，瓦斯爆炸界限就会扩大。

(2)引爆火源。

一定浓度的瓦斯只有遇到高温火源才会引发爆炸，引爆瓦斯火源的温度范围一般为650～750摄氏度。

井下煤炭自燃、明火、电气火花、架线机车火花、电焊、吸烟以及摩擦、撞击和爆破产生的火花都可以引燃、引爆瓦斯。

图1—1 瓦斯爆炸三条件(3)氧气含量。

在空气与瓦斯混合的气体中，如果氧气含量低于12％，混合气体就失去爆炸性。

在正常生产的矿井中氧气含量都高于12％，不可能采用降低空气中氧气含量的办法来防止瓦斯爆炸。

对于已封闭的火区或正在处理中的火区，尤其是对高瓦斯矿井的火区，可以采取注入惰性气体，降低氧气含量的方法来防止瓦斯爆炸。

2．影响瓦斯爆炸的因素(1)可燃性气体的混入。

在瓦斯和空气的混合气体中，如果有一些可燃性气体混入，像硫化氢、乙烷等，这些气体本身具有爆炸性，不仅增加了爆炸气体的总浓度，而且会使瓦斯爆炸下限降低，从而扩大了瓦斯爆炸的界限。

(2)爆炸性煤尘的混入。

当瓦斯和空气的混合气体中混入了爆炸性煤尘，由于煤尘本身遇到火源会放出可燃性气体，因而会使瓦斯爆炸下限降低。

(3)惰性气体的混入。

瓦斯和空气的混合体中，惰性气体的混入会使氧气的含量降低，因而可以缩小瓦斯的爆炸界限，降低瓦斯爆炸的危险性。

(4)混合气体的压力。

井下爆破时，混合气体的压力越大，所需的点火温度就越低，也就越容易发生瓦斯爆炸事故。

(5)混合气体的初始温度。

井下发生火灾时，混合气体的初始温度越高，瓦斯爆炸的界限就越大。

(6)瓦斯浓度与点火温度。

不同的瓦斯浓度，所需的点火温度不同。

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。

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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。
（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。
4．顶板瓦斯聚积的处理 1）顶板附近瓦斯层状积聚的处理预防和处理瓦斯层状积聚的方法有两种：（1）加大巷道内风流速度；（2）加大顶板附近的风速；（3）黄泥抹缝法；（4）瓦斯抽放法，如图1-3-9 所示。
图1-3-9 钻孔抽放裂隙带的瓦斯
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）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。
2. 突出的条件突出发生必须同时满足以下3 个条件：（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。
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 N2 CO2 N2 CO2 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/% 可燃气体 4.3 5.3 6.1 7.3 13.9 18.6 O2 5.1 8.4 12.1 14.6 6.0 8.6
（7）当采掘工作面推进到地质构造异常区域时，有可能发生瓦斯异常涌出，造成瓦斯积聚。（8）巷道冒落空洞由于通风不良容易形成瓦斯积聚。（9）小煤矿的瓦斯积聚除上述几个方面外，还有以下几点： 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。
图1-1-1 顿巴斯煤田煤层瓦斯组分在各瓦斯带中的变化 I—N2-CO2；II—N2；III—N2-CH4；IV—CH4
三、煤层瓦斯的赋存状态 1.瓦斯的赋存状态矿井瓦斯在煤、岩层中以两种状态存在，即自由状态和吸附状态。自由状态又称游离状态。吸附状态分为两种表现形式，即吸着状态和吸收状态。自由瓦斯和吸附瓦斯关系：二者是处于一种动平衡状态，即在一定条件下自由瓦斯和吸附瓦斯可以互相转化。
H2 CH4 CO
（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态；（3）采掘工作面的串联通风；（4）局部通风机停止运转可能使掘进工作面很快达到瓦斯爆炸的界限；（5）对封闭的区域或停工一段时间的工作面恢复通风，未制定专门的排放瓦斯措施；（6）采空区和盲巷中往往积存大量高浓度的瓦斯。
775 1.08 1.15 1.25 1.3 1.4 1.64
825 0.58 0.6 0.62 0.65 0.68 0.74
1075
1175
0.039 0.041 0.01 0.042 0.012 0.044 0.015 0.049 0.018 0.055 0.02
表1-2-1 瓦斯爆炸感应期ห้องสมุดไป่ตู้源温度/℃
（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。
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，即气体作用于孔隙壁的压力。
目
第二章第三章第四章第五章第六章第七章
录
第一章矿井瓦斯灾害防治矿井火灾防治矿尘防治矿井水灾防治井水灾防治煤矿爆破事故防治煤矿顶板灾害防治煤矿安全管理技术
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、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）。
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 2. 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、煤(岩)与瓦斯突出岩与瓦斯突出
（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 1. 突出机理煤(岩)与瓦斯突出是一种力学现象，是地应力、瓦斯和煤(岩) 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。
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。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。
（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。