矿井瓦斯防治课件2(1)
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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。
第五章 矿井瓦斯防治
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第五章 矿井瓦斯防治
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第五章 矿井瓦斯防治
2.矿井瓦斯性质
瓦 斯 性 质
可燃性 甲烷 重烃 氢气
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窒息性
甲烷 二氧化碳 氮气
有害性
一氧化碳 硫化氢 二氧化硫 二氧化氮
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第五章 矿井瓦斯防治
3.瓦斯在煤体内存在状态
瓦斯在煤体内存在状态
游离瓦斯
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第五章 矿井瓦斯防治
(3)瓦斯爆炸发生条件
瓦斯爆炸必须具备的三个条件
瓦斯浓度
5%～16%，5% ～6%为下限， 14%～16%为上限 。
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引爆火源
氧含量
650℃～750℃,瓦 斯的最小点然能量 为0.28mJ。
空气中氧含量 不低于12%。
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第五章 矿井瓦斯防治
（4）瓦斯爆炸的界限 ①瓦斯浓度
CH 4 2O2 CO2 2 H 2O 882.6 KJ / mol
井下空气O2不足，反应的最终式为：
CH4 O2 CO H2 H2O
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第五章 矿井瓦斯防治
上述反应是放热反应，当反应生成热的速度大于
散热速度时，则热量积聚，反应物的温度上升，反应
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第五章 矿井瓦斯防治
• 中又以掘进工作面占多数。据统计，瓦斯然烧或 爆炸事故发生在掘进工作面的约占三分之一。 • ⑤影响瓦斯爆炸界限的主要因素
•
•
a.可燃性气体的混入
当瓦斯和空气的混合气体中混入可燃性气体 （见下表）时，由于这些气体(如氢、硫化氢、乙 烷、一氧化碳等)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。
第二章 矿井瓦斯灾害防治 - 瓦斯涌出+瓦斯喷出
且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。
（二）高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝
对瓦斯涌出量大于40m3/min。
（三）煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。
每年必须对矿井进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量的鉴定工作
2022/11/30
2、矿井瓦斯等级鉴定方法
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（1）鉴定时间和基本条件 矿井瓦斯等级的鉴定工作应在 正常生产的条件下进行；选择矿井瓦斯绝对涌出量较大的月 份，一般在七、八月份；仪表应在计量检定证有效期内。
由于绝对瓦斯涌出量不能反映出矿井瓦斯涌出的严重程度。 煤炭生产中通常采用相对瓦斯涌出量。
煤矿井巷和工作面的瓦斯主要有四个来源： （1）落煤瓦斯涌出：掘进和回采落煤； （2）煤壁瓦斯涌出：巷帮、迎头； （3）采空区瓦斯涌出：已采采空区和生产采空区； （4）邻近层瓦斯涌出：邻近的煤层和岩层。
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正常生产过程中，矿井绝对瓦斯涌出量受各种因素的影响 其数值是经常变化的，但在一段时间内只在一个平均值上下 波动，峰值与平均值的比值称为瓦斯涌出不均系数。
矿井瓦斯涌出不均系数表示为：
kg=Qmax/Qa
方法：确定区域和时间，连续测定进回风量、瓦斯浓度
kg矿< kg翼< kg采区< kg工作面 瓦斯不均系数尽要可能小，使瓦斯涌出比较均匀，例如错开 相邻工作面的落煤、放顶时间。
q0—瓦斯涌出初始(t=0)时，煤岩新暴露 面的比流量，m3/（m2d）；
α、β—瓦斯涌出衰减系数，取决于煤 岩体的瓦斯流动特征。
q=23(1+t)0.79
q=280(1+t)-0.08
煤壁暴露面和采落碎煤比瓦斯涌出量与涌出时间关系曲线
《矿井瓦斯防治》PPT课件
〔6〕风量变化 风量增加时,由于负压增大,采空区漏风加大, 一部分高浓度瓦斯被漏风从采空区带出,绝对 瓦斯涌出量迅速增加,风流中瓦斯浓度可能急 剧上升,然后开始下降,经过一段时间,恢复到或 接近原值.风量减少时,情况相反. 〔7〕采空区密闭质量 密闭质量差,瓦斯涌出量大.
4.矿井瓦斯涌出量的一般规律
④ 煤的变质程度
变质程度越高,生成瓦斯量越大,其他条件相同时, 瓦斯含量就越大.
⑤ 煤层围岩的性质
围岩致密、完整不透气,易保存瓦斯. ⑥ 水文地质条件
地下水活跃的地区,裂隙比较发育,且处于开放状 态,为瓦斯排放提供了通道,地下水在漫长的地质历 史时期,也可以带走大量瓦斯,降低煤
层瓦斯含量.地下水对矿物质的溶解和侵蚀,会造成 底层的天然卸压,使得煤层及围岩的透气性增大,增 大瓦斯的散失量.
① 煤田地质史
煤田地层上升,增加瓦斯向地表扩散,煤层瓦 斯含量小.
煤田地层下沉,缓解瓦斯向地表扩散,煤层瓦 斯含量大.
② 地质构造
封闭型的,有利于瓦斯存储. 开放型的,有利于瓦斯排放. ③ 煤层的赋存条件
埋藏深度、倾角、有无露头对瓦斯含量有
重要影响.
同一煤层内瓦斯含量随深度增加而增大,倾角越 小,瓦斯运移路程越长,煤层瓦斯含量越大,有露头, 易排放,含量低.
3.煤层瓦斯含量 〔1〕定义：煤层瓦斯含量是指单位体积或 重量的煤在自然状态下所有的瓦斯的数量,其 单位为m3/m3或m3/T. 〔2〕煤层瓦斯含量的大小取决于两方面： 一是成煤和变质过程中瓦斯生成量的多少；
二是瓦斯能被保存下来的条件.〔起主要作 用,决定煤层中 瓦斯含量的大小〕
〔3〕影响煤层瓦斯含量的因素
①封闭性断层两侧、岩溶陷落柱周围<封闭 的>、背斜地区瓦斯涌出量大.
煤矿防治煤与瓦斯突出知识专项培训PPT课件
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区域。
数值模拟法
基于计算机数值模拟技术，建立 煤层地质模型，模拟煤与瓦斯突 出过程，实现突出危险性的定量
评估。
预测预报系统建设
数据采集与传输系统
建立完善的数据采集网络，实时收集井下环境参数、煤层地质数 据等，确保数据的准确性和时效性。
数据处理与分析系统
运用大数据、人工智能等技术手段，对收集的数据进行深度处理和 分析，提取有用的信息，为预测预报提供科学依据。
发生条件
煤与瓦斯突出必须同时具备四个基本条件，即地应力、高压瓦斯、煤的结构性 能破坏和诱发突出的因素。只有当四个条件同时具备时，才有可能发生突出。
国内外典型案例
国内案例
我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家之一。近年来，随着开采深度的增加和开采强度的加大，我国煤矿煤与 瓦斯突出事故呈上升趋势。例如，2009年11月21日，黑龙江省龙煤集团鹤岗分公司新兴煤矿发生特别重大煤与 瓦斯突出和瓦斯爆炸事故，造成108人死亡。
实例二
另一煤矿在邻近层抽采中，针对抽采 效果不佳的问题，通过改进抽采系统 和提高抽采负压等措施，显著提高了 瓦斯抽采量。
04 预测预报技术及应用
预测预报方法及原理
地质勘探法
通过地质勘探手段，获取煤层地 质构造、瓦斯含量等关键信息，
为预测预报提供基础数据。
地球物理探测法
利用地球物理探测技术，如地震、 电磁等方法，对煤层及围岩进行 无损检测，识别潜在的突出危险
实例三
某煤矿在防治煤与瓦斯突出过程中，积极采用先进的预测预报技术和装 备，显著提高了防治效果和矿井安全水平。
05 应急救援与处置措施
应急预案制定及演练
矿井瓦斯防治(1)
矿井瓦斯防治(1)
划分依据：大多国家多采用相对瓦斯涌 出量作为划分依据。我国2001年以前也用的 是相对瓦斯涌出量。但相对涌出量受产量影 响大，仅用这一指标作为划分依据，不能直 观的反映出矿井瓦斯涌出量的真实大小和灾 害程度。
矿井瓦斯防治(1)
绝对涌出量很小、相对涌出量较大的矿 井可能被定为高瓦斯矿井；
矿井瓦斯防治(1)
同一煤层内瓦斯含量随深度增加而增大，倾 角越小，瓦斯运移路程越长，煤层瓦斯含量越大， 有露头，易排放，含量低。
④ 煤的变质程度 变质程度越高，生成瓦斯量越大，其他条件 相同时，瓦斯含量就越大。 ⑤ 煤层围岩的性质 围岩致密、完整不透气，易保存瓦斯。 ⑥ 水文地质条件 地下水活跃的地区，裂隙比较发育，且处于 开放状态，为瓦斯排放提供了通道，地下水在漫 长的地质历史时期，也可以带走大量瓦斯，降低 煤
qCH4=1440QCH4·n/T 式中qCH4——矿井相对瓦斯涌出量，m3/t;
矿井瓦斯防治(1)
QCH4——矿井绝对瓦斯涌出量，m3/min; n——矿井瓦斯鉴定月的工作天数，d/m; T——矿井瓦斯鉴定月的煤炭产量，t/m。 两者之间关系如下：
qCH4= QCH4 /A A —— 矿井日产量 t/d 3.影响瓦斯涌出因素 （1）煤层的瓦斯含量及特性 含量大、涌出量大，煤层的透气好涌出大。
4.矿井瓦斯涌出量的一般规律
①封闭性断层两侧、岩溶陷落柱周围(封 闭的)、背斜地区瓦斯涌出量大。
②煤层由湿变干、由薄变厚、倾角小、 煤质由硬变软时，瓦斯涌出量大。
③煤层顶板为致密完整的岩层，其煤层 瓦斯涌出量大。
④地面大气压力下降或温度升高时，井 下瓦斯涌出量普遍增大。
矿井瓦斯防治(1)
⑤开采深度越深、开拓与开采范围越大，矿 井产量越大，瓦斯涌出量越大。
划分依据：大多国家多采用相对瓦斯涌 出量作为划分依据。我国2001年以前也用的 是相对瓦斯涌出量。但相对涌出量受产量影 响大，仅用这一指标作为划分依据，不能直 观的反映出矿井瓦斯涌出量的真实大小和灾 害程度。
矿井瓦斯防治(1)
绝对涌出量很小、相对涌出量较大的矿 井可能被定为高瓦斯矿井；
矿井瓦斯防治(1)
同一煤层内瓦斯含量随深度增加而增大，倾 角越小，瓦斯运移路程越长，煤层瓦斯含量越大， 有露头，易排放，含量低。
④ 煤的变质程度 变质程度越高，生成瓦斯量越大，其他条件 相同时，瓦斯含量就越大。 ⑤ 煤层围岩的性质 围岩致密、完整不透气，易保存瓦斯。 ⑥ 水文地质条件 地下水活跃的地区，裂隙比较发育，且处于 开放状态，为瓦斯排放提供了通道，地下水在漫 长的地质历史时期，也可以带走大量瓦斯，降低 煤
qCH4=1440QCH4·n/T 式中qCH4——矿井相对瓦斯涌出量，m3/t;
矿井瓦斯防治(1)
QCH4——矿井绝对瓦斯涌出量，m3/min; n——矿井瓦斯鉴定月的工作天数，d/m; T——矿井瓦斯鉴定月的煤炭产量，t/m。 两者之间关系如下：
qCH4= QCH4 /A A —— 矿井日产量 t/d 3.影响瓦斯涌出因素 （1）煤层的瓦斯含量及特性 含量大、涌出量大，煤层的透气好涌出大。
4.矿井瓦斯涌出量的一般规律
①封闭性断层两侧、岩溶陷落柱周围(封 闭的)、背斜地区瓦斯涌出量大。
②煤层由湿变干、由薄变厚、倾角小、 煤质由硬变软时，瓦斯涌出量大。
③煤层顶板为致密完整的岩层，其煤层 瓦斯涌出量大。
④地面大气压力下降或温度升高时，井 下瓦斯涌出量普遍增大。
矿井瓦斯防治(1)
⑤开采深度越深、开拓与开采范围越大，矿 井产量越大，瓦斯涌出量越大。
矿井瓦斯防治 课件(1)矿井瓦斯性质及危害
1） 瓦斯性质
(5)矿井瓦斯具有燃烧性和爆炸性。当瓦斯 与空气混合到一定浓度时(5%~16%)，遇到引爆 热源，就能引起燃烧或爆炸，严重影响和威胁 矿井安全生产，一旦形成灾害事故，常会给国 家财产和职工生命健康造成巨大损失。因此， 瓦斯是矿井灾害之首。 (6)当井下空气中瓦斯浓度较高时，会相对 地降低空气中的氧气而使人窒息死亡。
3）瓦斯爆炸的危害
当前现状 随着开采深度增加，瓦斯涌出量增大，发生爆 炸的可能性增大； 机械化程度的提高，火源点增多，摩擦火花增 多； 导致伤亡的爆炸事故仍然不少，未杜绝； 多数事故是人为的、组织管理上的缺陷； 爆炸次数与矿井瓦斯涌出量之间无必然联系， 1/3的爆炸发生在低瓦斯矿井。
瓦斯爆炸
2007-5-5，山西蒲邓煤矿井下发生瓦斯爆炸事 故。遇难21人，矿山全部摧毁。
特点：时间上：连续不断
空间上：普遍存在 涌出强度：缓慢、均匀。 特殊涌出： 突然集中大量涌出，如瓦斯喷出、煤与 瓦斯突出。
5. 瓦斯涌出
4.实际采掘工作面现场瓦斯涌出的“不均匀”性 1、煤巷掘进工作面瓦斯涌出的构成及变化 1）瓦斯涌出构成：巷道壁、迎头煤壁、采落煤炭。
掘进巷道
工作面 巷道壁面 掘进落煤
1） 瓦斯性质
(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。这样，既增加了检查瓦 斯涌出源的难度，也使瓦斯的危害范围扩大。 (4)瓦斯的渗透性很强。在一定瓦斯压力和 地压共同作用下，瓦斯能从煤岩中向采掘空间 涌出，甚至喷出或突出。利用这个特性向煤层 中打钻抽放瓦斯，可降低煤层瓦斯赋存量并变 害为利、开发利用。
氧气浓度 对人的影响
19.5%~23.5%
15%~19% 12%~14% 10%~12% 8%~10% 6%~8% 4%~6%
《矿井瓦斯防治》课件
《矿井瓦斯防治》PPT课件
制作人： 时间：20概述 第2章 矿井瓦斯的检测与监测 第3章 矿井瓦斯处理技术 第4章 矿井瓦斯事故预防 第5章 矿井瓦斯防治管理 第6章 矿井瓦斯防治案例分析 第7章 总结与展望
● 01
第一章 矿井瓦斯防治概述
什么是矿井瓦斯
矿井瓦斯主要是由甲烷和二氧化碳等气体组成，具有易燃、 爆炸和窒息的危险。矿井瓦斯会在矿井深部积聚，一旦达 到一定浓度，就会对矿工造成严重危害。
● 07
第7章 总结与展望
矿井瓦斯防治工 作总结
矿井瓦斯防治工作已取得了显著成绩，通过各项措施，瓦 斯爆炸事故得到有效遏制，确保了矿工们的安全。然而， 仍存在一些不足之处，如某些矿井瓦斯浓度仍然较高，需 要进一步加强防治措施。
矿井瓦斯防治工作展望
未来发展方向
绿色环保
挑战
技术更新
结语
在此，感谢各位专家学者和听众的聆听，矿井瓦斯防治是一 项持久而艰巨的工作，祝愿大家工作顺利，生活幸福。
矿井瓦斯的危害
易引发爆炸
瓦斯浓度超标时极 易引发爆炸事故
中毒
长时间接触矿井瓦 斯会导致矿工中毒
窒息
高浓度瓦斯会削弱 矿工的呼吸功能，
导致窒息
矿井瓦斯防治的重要性
矿工健康
矿井瓦斯防治直接 关系到矿工的健康
和安全
矿井安全
有效的瓦斯防治措 施是矿井安全的重
要保障
矿井瓦斯防治的 发展历程
矿井瓦斯防治最早可以追溯到19世纪，随着技术的不断发 展，矿井瓦斯防治技术得到了不断完善，为矿工安全作出 了重要贡献。
谢谢观看！
保障矿工安全，预 防事故发生
矿井瓦斯的监测数据分析
矿井瓦斯监测数据 的分析方法
制作人： 时间：20概述 第2章 矿井瓦斯的检测与监测 第3章 矿井瓦斯处理技术 第4章 矿井瓦斯事故预防 第5章 矿井瓦斯防治管理 第6章 矿井瓦斯防治案例分析 第7章 总结与展望
● 01
第一章 矿井瓦斯防治概述
什么是矿井瓦斯
矿井瓦斯主要是由甲烷和二氧化碳等气体组成，具有易燃、 爆炸和窒息的危险。矿井瓦斯会在矿井深部积聚，一旦达 到一定浓度，就会对矿工造成严重危害。
● 07
第7章 总结与展望
矿井瓦斯防治工 作总结
矿井瓦斯防治工作已取得了显著成绩，通过各项措施，瓦 斯爆炸事故得到有效遏制，确保了矿工们的安全。然而， 仍存在一些不足之处，如某些矿井瓦斯浓度仍然较高，需 要进一步加强防治措施。
矿井瓦斯防治工作展望
未来发展方向
绿色环保
挑战
技术更新
结语
在此，感谢各位专家学者和听众的聆听，矿井瓦斯防治是一 项持久而艰巨的工作，祝愿大家工作顺利，生活幸福。
矿井瓦斯的危害
易引发爆炸
瓦斯浓度超标时极 易引发爆炸事故
中毒
长时间接触矿井瓦 斯会导致矿工中毒
窒息
高浓度瓦斯会削弱 矿工的呼吸功能，
导致窒息
矿井瓦斯防治的重要性
矿工健康
矿井瓦斯防治直接 关系到矿工的健康
和安全
矿井安全
有效的瓦斯防治措 施是矿井安全的重
要保障
矿井瓦斯防治的 发展历程
矿井瓦斯防治最早可以追溯到19世纪，随着技术的不断发 展，矿井瓦斯防治技术得到了不断完善，为矿工安全作出 了重要贡献。
谢谢观看！
保障矿工安全，预 防事故发生
矿井瓦斯的监测数据分析
矿井瓦斯监测数据 的分析方法
矿井瓦斯防治技术课件：瓦斯涌出量基本概念
2） （2）相对瓦斯涌出量
矿井在正常生产条件下，平均日产一吨煤 同期所涌出的瓦斯量，单位为 m3/t 。
qCH4= QCH4/T
式中 qCH4----相对瓦斯涌出量，m3/min； QCH4---绝对瓦斯涌出量，m3/min； T ---产煤量，t/d。
标题 之四
（1）自然因素
①煤层的瓦斯含量 是影响瓦斯涌出量 的决定因素。
6
7
①开采强度和产量
③风量的变化
⑤通风压力
⑦采区通风系统
03 瓦斯涌出不均系数
瓦斯涌出不均系数
不均系数
定义：
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，其数值是经常变化的，但 在一段时间内只在一个平均值上下波动，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。
矿井瓦斯涌出量 的基本概念
第一章 矿井瓦斯的认识 任务四 矿井瓦斯涌出量
知识点一 矿井瓦斯涌出量 的基本概念
01
矿井瓦斯涌出
矿井瓦斯涌出
（1）矿井瓦 斯涌出形式
定义：
矿井建设和生产过程中煤岩体遭受 到破坏，储存在煤岩体内的部分瓦斯将 会离开煤岩体释放到井巷和采掘工作空 间，这种释放现象称为矿井瓦斯涌出。
瓦斯涌出量及其影响因素
1．瓦斯 涌出量
1） （1）绝对瓦斯涌出量： 矿井在单位时间内涌出的瓦斯量，单位为
m3/d或m3/min。它与风量、瓦斯年度的关系为：
QCH4= Q风.C
式中 QCH4----绝对瓦斯涌出量，m3/min； Q风---瓦斯涌出地区的风量，m3/min； C ---风流中的瓦斯体积浓度，即风流中瓦斯
体积与风流总体积的百分比。
矿井瓦斯事故防治ppt课件
– 矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的： • 大于或等于40m3/min； • 年产量1.0～1.5Mt的矿井，大于30 m3/min； • 年产量0.6～1.0Mt的矿井，大于25 m3/min； • 年产量0.4～0.6Mt的矿井，大于20 m3/min； • 年产量0.4Mt以下的矿井，大于15 m3/min。
– 开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。
• 美国最早开发地面煤层气抽放，最先进的煤层气生产国，产量占全国天然气总量的6%。 • 前苏联（俄罗斯）、德国、波兰、英国、乌克兰、日本等国主要采用井下抽放瓦斯。 • 美国、波兰、英国等国实现自动化抽放。 • 中国的煤层气资源和年排放量居世界第一。
• 3、煤与瓦斯突出防治 • 突出事故多发生在石门揭煤或煤巷掘进面； • 研究100多年，突出的根本原因不明； • 各国主要致力于突出预测的研究； • 突出预测：钻粉法、瓦斯泻出速度法、结构物性变化、微震监测法等； • 有效防突技术：开采保护层、瓦斯抽放、煤体注水、卸压钻孔、水力冲孔、松动爆破
相对瓦斯涌出量：矿井在正常生产条件下，平均日产一吨煤在一天时间内所涌出的瓦斯体 积。M3/T
• 2、瓦斯涌出的影响因素P129 瓦斯含量
开采深度
开采规模…… 开采顺序和方法 …… 地面气压变化
• 八、矿井瓦斯来源及等级鉴定 • 1、矿井瓦斯来源：采面、掘进面、采空区 • 2、矿井瓦斯等级的划分
低瓦斯矿井：矿井相对涌出量小于或等于10M3/T 且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40M3/Min.
• 四、煤层瓦斯的压力 • 1、煤层瓦斯的压力概念：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. • 当煤吸附能力相同，瓦斯压力越高，瓦斯含量越大. • 同一深度(距地表的垂直深度)上不同煤层的压力值不同.
– 开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。
• 美国最早开发地面煤层气抽放，最先进的煤层气生产国，产量占全国天然气总量的6%。 • 前苏联（俄罗斯）、德国、波兰、英国、乌克兰、日本等国主要采用井下抽放瓦斯。 • 美国、波兰、英国等国实现自动化抽放。 • 中国的煤层气资源和年排放量居世界第一。
• 3、煤与瓦斯突出防治 • 突出事故多发生在石门揭煤或煤巷掘进面； • 研究100多年，突出的根本原因不明； • 各国主要致力于突出预测的研究； • 突出预测：钻粉法、瓦斯泻出速度法、结构物性变化、微震监测法等； • 有效防突技术：开采保护层、瓦斯抽放、煤体注水、卸压钻孔、水力冲孔、松动爆破
相对瓦斯涌出量：矿井在正常生产条件下，平均日产一吨煤在一天时间内所涌出的瓦斯体 积。M3/T
• 2、瓦斯涌出的影响因素P129 瓦斯含量
开采深度
开采规模…… 开采顺序和方法 …… 地面气压变化
• 八、矿井瓦斯来源及等级鉴定 • 1、矿井瓦斯来源：采面、掘进面、采空区 • 2、矿井瓦斯等级的划分
低瓦斯矿井：矿井相对涌出量小于或等于10M3/T 且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40M3/Min.
• 四、煤层瓦斯的压力 • 1、煤层瓦斯的压力概念：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. • 当煤吸附能力相同，瓦斯压力越高，瓦斯含量越大. • 同一深度(距地表的垂直深度)上不同煤层的压力值不同.
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（6）已无法逃离灾区时，应立即选择避难硐室，充分利 用现场的一切器材和设备来保护人员和自身安全。进入避 难硐室后要注意安全，最好找到离水源近的地方，设法堵 好硐口，防止有害气体进入。注意节约矿灯用电和食品， 室外要做好标记，有规律地敲打连接外部的管子、轨道等， 发出求救信号。
13:25:08
煤与瓦斯突出及其防治
13:25:08
发现突出预兆时的应急措施----掘进工作面。
迅速向外撤离至反向风门之外，并关好反 向风门，之后继续外撤，撤离中快速佩戴好自 救器。如果自救器发生故障或佩戴自救器仍不 能安全到达新鲜风流时，应立即撤到避难所或 利用急救袋进行自救，等待救援。
13:25:08
四、瓦斯抽采
瓦斯抽采:为了减少和解除矿井瓦斯对 煤矿安全生产的威胁，利用机械设备和专 用管道造成负压，将煤层中存在或释放出 的瓦斯抽出来，输送到地面或其他安全地 点的做法。
（2）立即屏住呼吸，用湿毛巾捂住口鼻，防止吸入有毒 的高温气体，避免中毒和灼伤气管和内脏。
（3）用衣服将自己身上的裸露部分尽量盖严，以防火焰 和高温气体灼伤皮肉。
13:25:08
发生瓦斯爆炸事故时的应急避险
（4）迅速取下自救器，按照使用方法戴好，以防止吸入 有毒气体。
（5）高温气浪和冲击波过后应立即辨别方向，以最短的 距离进入新鲜风流中，并按照避灾路线尽快逃离灾区。
13:25:08
煤与瓦斯突出前的预兆 1、无声预兆
工作面顶板压力增大，使支架变形、煤壁外鼓、 片帮、掉渣、顶板下沉或底板鼓起，煤层层理紊 乱，煤暗淡无光泽，煤质变软，瓦斯涌出量异常 或忽大忽小，煤壁发凉，打钻时有顶钻、卡钻、 喷瓦斯等现象。
13:25:08
煤与瓦斯突出前的预兆 2、有声征兆
四、瓦斯抽采
瓦斯抽采的作用 （1）瓦斯抽采是煤矿治理瓦斯的治本之策； 是治理瓦斯最根本、最有效的措施。 （2）瓦斯抽采不但能减少通风负担、降低 通风费用，还能够解决通风难以解决的难题。 （3）瓦斯抽采的矿井如果建立了瓦斯利用 系统，就可以利用宝贵的瓦斯资源，做到既经 济又环保。
13:25:08
国外瓦斯爆炸的最早记载为1675年发生于英国茅斯丁煤 矿的瓦斯爆炸事故。
世界采矿史上最大的伤亡事故是1942年发生于辽宁本溪 煤矿的瓦斯煤尘爆炸事故，死亡1549人，伤146人。
13:25:07
矿井瓦斯爆炸及其防治
瓦斯爆炸的实质是瓦斯氧气进行剧烈的化学反应，可用 下面的化学方程式表示：
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四、瓦斯抽采
（二）矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的： 1. 大于或等于40m³/min； 2. 年产量1.0－1.5Mt的矿井，大于30m³/min； 3. 年产量0.6－1.0Mt的矿井，大于25m³/min； 4. 年产量0.4－0.6Mt的矿井，大于20m³/min； 5. 年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于15m³/min； 6. 开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。
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矿井瓦斯的涌出
⑵矿井相对瓦斯涌出量
矿井在正常生产条件下，平均日产一吨煤同期所涌 出的瓦斯量，单位m³/t。其与绝对瓦斯涌出量、煤量的 关系为：
qg= Qg/T
式中 q：相对瓦斯涌出量，m³/t；
Qg/d。
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13:25:08
发生瓦斯爆炸事故时的应急避险
（1）当灾害发生时一定要镇静清醒，不要惊慌失措、乱 喊乱跑。当听见爆炸响声或感觉到空气冲击波时，应立即 背朝响声和气浪传来方向，脸朝下，双手置于身体下面， 闭上眼睛迅速卧倒，头尽量低，有水沟的地方最好趴在水 沟边上或坚固的障碍物后面，要防止反向冲击波作用。
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煤与瓦斯突出的规律
煤与瓦斯突出的一般特征
国内外煤与瓦斯突出的统计资料表明，煤与瓦斯突出 的发生有以下特征： （1）地压是发动突出的主要动力。 （2）瓦斯是抛出煤体完成突出过程的主要动力。 （3）煤的物理力学性质决定突出发生发展的难易。
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（四）发现突出预兆时的应急措施----采煤工作面。 发现有突出预兆或发生突出 时，迅速向进风侧撤离
矿井瓦斯的涌出
3、影响瓦斯涌出量的因素
矿井瓦斯涌出量大小，主要由自然因素和开采技术 因素两方面的综合影响。
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矿井瓦斯的涌出
A、自然因素包括煤层的煤层瓦斯含量、开采深
度和地面气压变化因素三个方面。
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矿井瓦斯的涌出
B、开采技术因素
开采强度和产量
1
采空区密闭
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矿井瓦斯的涌出
2、瓦斯涌出量
矿井瓦斯涌出的多少用矿井瓦斯涌出量来表示，瓦 斯涌出量是指在矿井建设和生产过程中从煤与岩石内涌 出的瓦斯量，对应于整个矿井的称为矿井瓦斯涌出量， 对应于翼、采区或工作面，称为翼、采区或工作面的瓦 斯涌出量。 表示矿井瓦斯涌出量的方法通常用矿井绝对瓦斯涌 出量和矿井相对瓦斯涌出量两个参数。
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矿井瓦斯的涌出
⑴矿井绝对瓦斯涌出量
矿井在单位时间内涌出的瓦斯体积，单位为m³/min 或m³／d。其与风量、瓦斯浓度的关系为：
Qg = Qf×C
式中 Qg：绝对瓦斯涌出量， m³/min；
Qf：瓦斯涌出区域的风量， m³/min；
C ：风流中的平均瓦斯浓度，％。
瓦斯爆炸必须具备下面三个基本条件：（标况下） （1）一定的瓦斯浓度。（5%-16%） （2）充足的氧气含量。（大于12%） （3）足够能量的点火源。（650℃-750℃） 瓦斯爆炸的三个条件必须同时具备三个条件,缺一不可。
13:25:07
影响瓦斯爆炸的因素（火源）
在正常大气压条件下，瓦斯的点燃温度与 瓦斯浓度、气体压力、温度与火源性质等 因素有关。
质量
6
通风压力 5
开采顺序和 2
回采方法
采区通风系 3
统
4
13:25:07
生产工艺
矿井瓦斯爆炸及其防治
我国最早关于瓦斯爆炸的文献就出自于山西省《高平县 志》，万历三十一年（1603年），山西省高平县唐按镇 一煤井发生瓦斯爆炸事故，文中描述瓦斯爆炸的情形为： “火光满井，极为熏蒸，人急上之，身已焦烂而死，须 臾雷震井中，火光上腾，高两丈余”。
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2019/8/22
瓦斯的性质及赋存情况
影响煤层中瓦斯含量的因素
（1）煤的变质程度 （2）煤层露头
（3）煤层倾角
（4）围岩性质
（5）地质构造
（6）煤层的埋藏深度
（7）水文条件
（8）煤的吸附特性
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瓦斯的赋存情况及性质
瓦斯的性质
可燃烧 可爆炸
比空气轻，与空气 的相对密度为 0.554
四、瓦斯抽采
瓦斯抽采的条件
瓦斯抽采的原则：如果利用通风方法不能够将涌出 的瓦斯稀释到《煤矿安全规程》允许的安全浓度，就必 须考虑进行瓦斯抽采，反之，可以不考虑瓦斯抽采。 《煤矿安全规程》有下列情况之一的矿井，必须建 立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统： （一）1个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m³/min或1 个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m³/min，用通风方法解 决瓦斯不合理的。
在煤矿井下由于地应力和瓦斯（二氧化碳） 的共同作用，在极短的时间内，破碎的煤和瓦斯 由煤体内或岩体内突然向采掘空间抛出的异常的 动力现象，称为煤与瓦斯突出。
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煤与瓦斯突出的分类
1、按动力现象的力学特征，可分为突出、压出和倾出； 2、按突出强度可分为：
（1）小型突出：强度小于100 t。 （2）中型（突1出）：小强型度突等出于：或强大度于小1于0010t0、t小。于500 t。 （3）大型（突2出）：中强型度突等出于：或强大度于等5于00或t大、于小1于001t0、00小t于。500 t。 （4）特大（型3突）出大：型强突度出等：于强或度大等于于1或0大00于t5。00 t、小于1 000 t。
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我国煤矿瓦斯抽放的 历史可追溯到1637年，明代 宋应星所著《天工开物》一 书记载了利用竹管引排煤中 瓦斯的技术。 1938年，我国首次在 抚顺龙凤矿利用瓦斯抽放泵 进行采空区抽放。20世纪50 年代，新中国建国初期，就 先后在抚顺、阳泉、天府、 北票矿务局开展瓦斯抽放。
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预防瓦斯爆炸的措施
A防止瓦斯积聚。
1、加强矿井通风管理； 2、完善瓦斯检查的各项制度； 3、加强瓦斯检查检测管理，掌握瓦斯涌出变化规律； 4、加强盲巷、采空区和易瓦斯积聚的地点的日常管理工
作，及时处理局部积聚的瓦斯； 5、加大瓦斯抽放力度； 6、建立健全的瓦斯监测监控系统并保证正常运行； 7、在矿井设计、施工质量上要合理。
1、瓦斯浓度
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影响瓦斯爆炸的因素（火源）
2、混合气体压力 实验证明：混合气体压力越大,点燃温度越低。 当混合气体压力为9.8kpa时，点燃温度700℃；当 混合气体压力增到274.4kpa时，点燃温度460℃。 当混合气体瞬间被压缩到原来气体体积的1/20时， 混合气体由于被压缩产生热量，使其爆炸。
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煤与瓦斯突出的规律
（1）开采深度增加，突出的危险性增大。其 主要表现为突出次数增多，突出强度增大，突出 煤层数增加，突出危险区域扩大。 （2）突出多发生于地质构造区。 （3）煤层瓦斯含量高、瓦斯压力大，突出危 险性就大。 （4）煤体破坏程度越严重，煤的强度越小， 煤层透气性越差，越有利于突出的发生。
煤矿“一通三防”安全管理 ——矿井瓦斯防治
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矿井瓦斯基础知识
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煤与瓦斯突出及其防治
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发现突出预兆时的应急措施----掘进工作面。
迅速向外撤离至反向风门之外，并关好反 向风门，之后继续外撤，撤离中快速佩戴好自 救器。如果自救器发生故障或佩戴自救器仍不 能安全到达新鲜风流时，应立即撤到避难所或 利用急救袋进行自救，等待救援。
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四、瓦斯抽采
瓦斯抽采:为了减少和解除矿井瓦斯对 煤矿安全生产的威胁，利用机械设备和专 用管道造成负压，将煤层中存在或释放出 的瓦斯抽出来，输送到地面或其他安全地 点的做法。
（2）立即屏住呼吸，用湿毛巾捂住口鼻，防止吸入有毒 的高温气体，避免中毒和灼伤气管和内脏。
（3）用衣服将自己身上的裸露部分尽量盖严，以防火焰 和高温气体灼伤皮肉。
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发生瓦斯爆炸事故时的应急避险
（4）迅速取下自救器，按照使用方法戴好，以防止吸入 有毒气体。
（5）高温气浪和冲击波过后应立即辨别方向，以最短的 距离进入新鲜风流中，并按照避灾路线尽快逃离灾区。
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煤与瓦斯突出前的预兆 1、无声预兆
工作面顶板压力增大，使支架变形、煤壁外鼓、 片帮、掉渣、顶板下沉或底板鼓起，煤层层理紊 乱，煤暗淡无光泽，煤质变软，瓦斯涌出量异常 或忽大忽小，煤壁发凉，打钻时有顶钻、卡钻、 喷瓦斯等现象。
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煤与瓦斯突出前的预兆 2、有声征兆
四、瓦斯抽采
瓦斯抽采的作用 （1）瓦斯抽采是煤矿治理瓦斯的治本之策； 是治理瓦斯最根本、最有效的措施。 （2）瓦斯抽采不但能减少通风负担、降低 通风费用，还能够解决通风难以解决的难题。 （3）瓦斯抽采的矿井如果建立了瓦斯利用 系统，就可以利用宝贵的瓦斯资源，做到既经 济又环保。
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国外瓦斯爆炸的最早记载为1675年发生于英国茅斯丁煤 矿的瓦斯爆炸事故。
世界采矿史上最大的伤亡事故是1942年发生于辽宁本溪 煤矿的瓦斯煤尘爆炸事故，死亡1549人，伤146人。
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矿井瓦斯爆炸及其防治
瓦斯爆炸的实质是瓦斯氧气进行剧烈的化学反应，可用 下面的化学方程式表示：
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四、瓦斯抽采
（二）矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的： 1. 大于或等于40m³/min； 2. 年产量1.0－1.5Mt的矿井，大于30m³/min； 3. 年产量0.6－1.0Mt的矿井，大于25m³/min； 4. 年产量0.4－0.6Mt的矿井，大于20m³/min； 5. 年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于15m³/min； 6. 开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。
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矿井瓦斯的涌出
⑵矿井相对瓦斯涌出量
矿井在正常生产条件下，平均日产一吨煤同期所涌 出的瓦斯量，单位m³/t。其与绝对瓦斯涌出量、煤量的 关系为：
qg= Qg/T
式中 q：相对瓦斯涌出量，m³/t；
Qg/d。
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发生瓦斯爆炸事故时的应急避险
（1）当灾害发生时一定要镇静清醒，不要惊慌失措、乱 喊乱跑。当听见爆炸响声或感觉到空气冲击波时，应立即 背朝响声和气浪传来方向，脸朝下，双手置于身体下面， 闭上眼睛迅速卧倒，头尽量低，有水沟的地方最好趴在水 沟边上或坚固的障碍物后面，要防止反向冲击波作用。
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煤与瓦斯突出的规律
煤与瓦斯突出的一般特征
国内外煤与瓦斯突出的统计资料表明，煤与瓦斯突出 的发生有以下特征： （1）地压是发动突出的主要动力。 （2）瓦斯是抛出煤体完成突出过程的主要动力。 （3）煤的物理力学性质决定突出发生发展的难易。
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（四）发现突出预兆时的应急措施----采煤工作面。 发现有突出预兆或发生突出 时，迅速向进风侧撤离
矿井瓦斯的涌出
3、影响瓦斯涌出量的因素
矿井瓦斯涌出量大小，主要由自然因素和开采技术 因素两方面的综合影响。
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矿井瓦斯的涌出
A、自然因素包括煤层的煤层瓦斯含量、开采深
度和地面气压变化因素三个方面。
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矿井瓦斯的涌出
B、开采技术因素
开采强度和产量
1
采空区密闭
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矿井瓦斯的涌出
2、瓦斯涌出量
矿井瓦斯涌出的多少用矿井瓦斯涌出量来表示，瓦 斯涌出量是指在矿井建设和生产过程中从煤与岩石内涌 出的瓦斯量，对应于整个矿井的称为矿井瓦斯涌出量， 对应于翼、采区或工作面，称为翼、采区或工作面的瓦 斯涌出量。 表示矿井瓦斯涌出量的方法通常用矿井绝对瓦斯涌 出量和矿井相对瓦斯涌出量两个参数。
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矿井瓦斯的涌出
⑴矿井绝对瓦斯涌出量
矿井在单位时间内涌出的瓦斯体积，单位为m³/min 或m³／d。其与风量、瓦斯浓度的关系为：
Qg = Qf×C
式中 Qg：绝对瓦斯涌出量， m³/min；
Qf：瓦斯涌出区域的风量， m³/min；
C ：风流中的平均瓦斯浓度，％。
瓦斯爆炸必须具备下面三个基本条件：（标况下） （1）一定的瓦斯浓度。（5%-16%） （2）充足的氧气含量。（大于12%） （3）足够能量的点火源。（650℃-750℃） 瓦斯爆炸的三个条件必须同时具备三个条件,缺一不可。
13:25:07
影响瓦斯爆炸的因素（火源）
在正常大气压条件下，瓦斯的点燃温度与 瓦斯浓度、气体压力、温度与火源性质等 因素有关。
质量
6
通风压力 5
开采顺序和 2
回采方法
采区通风系 3
统
4
13:25:07
生产工艺
矿井瓦斯爆炸及其防治
我国最早关于瓦斯爆炸的文献就出自于山西省《高平县 志》，万历三十一年（1603年），山西省高平县唐按镇 一煤井发生瓦斯爆炸事故，文中描述瓦斯爆炸的情形为： “火光满井，极为熏蒸，人急上之，身已焦烂而死，须 臾雷震井中，火光上腾，高两丈余”。
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2019/8/22
瓦斯的性质及赋存情况
影响煤层中瓦斯含量的因素
（1）煤的变质程度 （2）煤层露头
（3）煤层倾角
（4）围岩性质
（5）地质构造
（6）煤层的埋藏深度
（7）水文条件
（8）煤的吸附特性
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瓦斯的赋存情况及性质
瓦斯的性质
可燃烧 可爆炸
比空气轻，与空气 的相对密度为 0.554
四、瓦斯抽采
瓦斯抽采的条件
瓦斯抽采的原则：如果利用通风方法不能够将涌出 的瓦斯稀释到《煤矿安全规程》允许的安全浓度，就必 须考虑进行瓦斯抽采，反之，可以不考虑瓦斯抽采。 《煤矿安全规程》有下列情况之一的矿井，必须建 立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统： （一）1个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m³/min或1 个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m³/min，用通风方法解 决瓦斯不合理的。
在煤矿井下由于地应力和瓦斯（二氧化碳） 的共同作用，在极短的时间内，破碎的煤和瓦斯 由煤体内或岩体内突然向采掘空间抛出的异常的 动力现象，称为煤与瓦斯突出。
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煤与瓦斯突出的分类
1、按动力现象的力学特征，可分为突出、压出和倾出； 2、按突出强度可分为：
（1）小型突出：强度小于100 t。 （2）中型（突1出）：小强型度突等出于：或强大度于小1于0010t0、t小。于500 t。 （3）大型（突2出）：中强型度突等出于：或强大度于等5于00或t大、于小1于001t0、00小t于。500 t。 （4）特大（型3突）出大：型强突度出等：于强或度大等于于1或0大00于t5。00 t、小于1 000 t。
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我国煤矿瓦斯抽放的 历史可追溯到1637年，明代 宋应星所著《天工开物》一 书记载了利用竹管引排煤中 瓦斯的技术。 1938年，我国首次在 抚顺龙凤矿利用瓦斯抽放泵 进行采空区抽放。20世纪50 年代，新中国建国初期，就 先后在抚顺、阳泉、天府、 北票矿务局开展瓦斯抽放。
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预防瓦斯爆炸的措施
A防止瓦斯积聚。
1、加强矿井通风管理； 2、完善瓦斯检查的各项制度； 3、加强瓦斯检查检测管理，掌握瓦斯涌出变化规律； 4、加强盲巷、采空区和易瓦斯积聚的地点的日常管理工
作，及时处理局部积聚的瓦斯； 5、加大瓦斯抽放力度； 6、建立健全的瓦斯监测监控系统并保证正常运行； 7、在矿井设计、施工质量上要合理。
1、瓦斯浓度
13:25:07
影响瓦斯爆炸的因素（火源）
2、混合气体压力 实验证明：混合气体压力越大,点燃温度越低。 当混合气体压力为9.8kpa时，点燃温度700℃；当 混合气体压力增到274.4kpa时，点燃温度460℃。 当混合气体瞬间被压缩到原来气体体积的1/20时， 混合气体由于被压缩产生热量，使其爆炸。
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煤与瓦斯突出的规律
（1）开采深度增加，突出的危险性增大。其 主要表现为突出次数增多，突出强度增大，突出 煤层数增加，突出危险区域扩大。 （2）突出多发生于地质构造区。 （3）煤层瓦斯含量高、瓦斯压力大，突出危 险性就大。 （4）煤体破坏程度越严重，煤的强度越小， 煤层透气性越差，越有利于突出的发生。
煤矿“一通三防”安全管理 ——矿井瓦斯防治
13:25:07
矿井瓦斯基础知识