煤矿五大自然灾害防治 PPT

3 、突出与煤层构造的关系：煤层构造主要指煤的 破坏类型和煤的强度。一般情况，煤的破坏类型愈 高，强度愈小，突出危险性愈大。故突出多发生在 软煤层或软分层中。同时，煤层倾角愈大，突出的 危险性也愈大。 4 、突出与地压的关系：地压愈大，突出的危险性 愈大。一般垂深大于 100～200m 时才发生突出。这 也是突出与深度的关系。 5、突出与围岩性质的关系：若煤层顶底板为坚硬 而致密的岩层，瓦斯也不易排放，故突出危险性较 大，反之则小。

§2 煤层瓦斯赋存与含量
一、CH4的生成

煤炭在其形成过程中，古代植物经厌氧菌作用，能 分解产生大量的CH4，研究的数字为：由褐煤转化为 长 烟 煤 ， 吨 煤 生 成 量 为 70～80m3 ， 贫 煤 为 120～ 150m3 ，无烟煤为 240m3 。（不同煤种的吨煤生成量 为70～240m3/t）。


1975 年 12月焦作矿务局演马庄煤矿煤巷 —— 二水平 皮带运输大巷发生煤与瓦斯突出，突煤 1500t 、 CH4 、 44 万 m3 ，摧垮塌落巷道 877m ，损坏电气设备 15 台， 电缆1.6km，破坏通风设施31处，两个变电所受到破 坏，毁坏瓦斯检定器等仪器若干台，牺牲43名矿工， 伤55名，造成矿井停产一段时间（因部分矿工带行 李离矿），事故的性质是严重的（部安全司童司长 带领有关领导，以及煤炭高校和科研单位等 90多人 在焦作矿务局召开“预防煤与瓦斯突出科研会 议……”）。现有梁北矿、新四矿、大平矿等。
煤矿五大灾害防治
第一章 矿井瓦斯
§1 概 述

矿井瓦斯是煤矿的主要灾害之一，瓦斯事故不断发 生，造成人员伤亡和矿井的损坏，因此，预防瓦斯 事故对煤矿的生产和发展具有重要意义。
一、什么叫矿井瓦斯
矿井瓦斯的广义的解释是：从煤体和围岩中放出的 以及矿内化学变化所产生的各种有害气体均称为矿 井瓦斯。 其成分主要是CH4、CO2、N2、H2S 、SO2、CO 、H2、NH3 （氨）、NO2等。对煤体抽出的气体试样进行分析的 结果，其中 90% 左右是沼气（ CH4 ），而其它气体通 常很少。所以，狭义地讲，矿井瓦斯就是单指沼气 而言（以后所讲的瓦斯即为沼气）。
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二、突出的一般规律
大量的突出资料统计分析表明，突出具有一般的规 律性。了解这些规律，对于制定预防突出的措施， 是至关重要的。 1、突出与地质构造关系：绝大多数发生在地质构造 带内，如断层、折曲、向斜、背斜、扭转和火成岩 侵入区等（据南桐矿务局统计，95%以上的突出发生 在地质构造带内）。这说明地质构造带内，煤层受 着强大的地质构造力的作用而积蓄大量的能量，同 时破坏了煤体，形成了裂隙，促使瓦斯积聚，给突 出创造了条件。 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。

二、CH4的性质
CH4的化学名称叫甲烷，是无色、无味、无毒的气体。 在标准状态下（760mmHg-0.1013Mpa,0℃），其密度为 0.716kg/m3。CH4比空气轻，与空气相比其相对密度为 0.554 ， 一 般 浮 在 巷 道 的 上 部 ， CH4 难 溶 于 水 ， 在 0.1013Mpa和20℃时，溶解度为3.5%。 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。
二、煤层中CH4的存在状态 存在状态有两种：游离状态和吸附状态。
游离瓦斯
吸着状态
吸收状态
1、游离状态（也叫自由状态）：瓦斯以完全自由的 状态存在于煤体和围岩的孔隙和裂缝中（煤体中孔 隙面积很大，其中微孔占绝大部分，而微孔直径为 100埃，瓦斯分子小于4埃-1埃=10-8cm）。因而在煤 体孔隙内瓦斯分子可以自由运动。其存在量的大小 取决于煤体的孔隙度，外界压力和温度。 2、吸附状态：按其结合形式不同，可分为吸着状态 和吸收状态。 其特点是瓦斯与煤或某些岩石结合为一体。即吸着 是瓦斯分子被吸着在煤体粒子的表面，吸收是瓦斯 分子已进入煤体分子团内部。

二、瓦斯涌出量
矿井生产过程中涌进巷道的瓦斯量叫瓦斯涌出量。 对于整个矿井的叫矿井瓦斯涌出量，对于翼，采区 或工作面的，叫翼的、采区的或工作面的瓦斯涌出 量。 表示方法有两种：绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出 量。

§4 瓦斯喷出与突出及其预防
一、概述
瓦斯喷出，煤与瓦斯突出都是矿井瓦斯特殊涌出现 象。 喷出的规模从几米 3 到几十万米 3 ，喷出的持续时间 从几分钟到几年，甚至十几年。瓦斯喷出与突出能 使工作面或巷道充满瓦斯，造成窒息与爆炸条件， 于 火燃烧或爆炸，能破坏通风系统，造成风流紊乱 或短时逆转；突出的煤和瓦斯能堵塞巷道，破坏支 架，破坏设施与设备，使现场人员窒息，因此瓦斯 喷出和突出是严重威胁工人安全、阻碍煤炭生产的 一大自然灾害，必须引起重视。

§3 矿井瓦斯涌出
一、瓦斯的涌出形式
瓦斯涌出分普通涌出和特殊涌出两种。 1、普通涌出：完整的煤体内，游离瓦斯和吸附瓦斯 处于动平衡状态，在煤层中或煤层附近进行采掘工 作时，地压的分布发生变化，游离瓦斯和部分解吸 的瓦斯就相继不断地、均匀地从煤体中释放出来， 这种涌出叫普通涌出。它是瓦斯涌出的基本形式。 2、特殊涌出：有时在某些特定的条件下，在很短的 时间内从采掘工作面的局部地区，突然涌出大量瓦 斯，这叫特殊涌出，它威胁着矿井的安全生产。