煤矿瓦斯气体危险性分析及安全措施

煤矿瓦斯气体危险性分析及安全措施

摘要

???矿井瓦斯事故是煤矿安全生产中最严重的危害之一，在煤矿生产过程中，如果对

少。

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???近几年来，煤矿事故已经明显下降，但是重大煤矿安全事故仍然时有发生，对国家和企业造成巨大经济损失的同时也对矿工的生命安全构成了巨大的威胁。瓦斯爆炸事故是当前煤矿安全生产中威胁最大、最突出的一个问题。从每年的事故统计中来看，煤矿发生一次死亡10人以上的特大事故中，绝大多数都是由于瓦斯爆炸，约占特大事故总数的70%左右，尤其是高瓦斯矿井或由于煤层瓦斯压力较高、地质构造

较复杂、地应力较大、煤层破坏严重时，在此区域作业的采掘工作面极易发生煤与瓦斯突出导致瓦斯事故的发生。

???一瓦斯性质及瓦斯参数测定

???(一

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???(二

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态，称为游离瓦斯或自由瓦斯，这种状态的瓦斯服从理想气体状态方程；另一种称为吸附瓦斯，它主要吸附在煤的微孔表面上和在煤的微粒内部，占据着煤分子结构的空位或煤分子之间的空间。实测表明，在目前开采深度下(1000～2000m以内)煤层吸附瓦斯量占70％～95％，而游离瓦斯量占5％～30％。

????(三).煤层瓦斯含量及测定

???煤层瓦斯含量是指单位质量煤体中所含瓦斯的体积，单位为m3/t。煤层瓦斯含量是确定矿井瓦斯涌出量的基础数据，是矿井通风及瓦斯抽放设计的重要参数。煤层在天然条件下，未受采动影响时的瓦斯含量称原始含量；受采动影响，已有部分瓦

???

???

???(四

???煤层瓦斯压力是存在于煤层孔隙中的游离瓦斯分子热运动对煤壁所表现的作用力。煤层瓦斯压力是用间接法计算瓦斯含量的基础参数，也是衡量煤层瓦斯突出危险性的重要指标。测定方法主要有直接测定法和间接测压法。

???(五).瓦斯的爆炸极限

???瓦斯和空气混合后，在一定条件下,遇高温热源发生的热-链式氧化反应，并伴有高温及压力(压强)上升的现象。瓦斯爆炸有一定的浓度范围，我们把在空气中瓦斯遇火后能引起爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限为5％～16％。当瓦

9．5％时，

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到12％以下时，瓦斯混合气体即失去爆炸性。

???二矿井瓦斯涌出及瓦斯等级

????(一).矿井瓦斯涌出的形式

??? 开采煤层时，煤体受到破坏或采动影响，贮存在煤体内的部分瓦斯就会离开煤体而涌入采掘空间，这种现象称为瓦斯涌出。矿井瓦斯涌出形式可分普通涌出和特殊涌出两种。

????(二

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m3／min；相m3／t。

???

等。

???(三).矿井瓦斯等级及其鉴定

??? 《煤矿安全规程》规定，一个矿井中只要有一个煤(岩)层发现瓦斯，该矿井即

为瓦斯矿井。瓦斯矿井必须依照矿井瓦斯等级进行管理。

???根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：低瓦斯矿井、高瓦斯矿井和煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井。

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40m3／

??? 煤(岩)与瓦斯(

???《煤矿安全规程》规定：每年必须对矿井进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定。???三瓦斯喷出及预防

???(一)．瓦斯喷出

??? 矿井瓦斯喷出是指从煤体或岩体裂隙、孔洞或炮眼中大量瓦斯异常涌出的现象。在20m巷道范围内，涌出瓦斯量大于或等于1．0m3／min，且持续时间在8h以上时，该采掘区域即定为瓦斯喷出危险区域。

???

???(二

???1.

???2.

???3.加大喷出危险区域的风量；

???4.将喷出的瓦斯直接引入回风巷或抽放瓦斯管路；

???5.掌握喷出的预兆，及时撤离工作人员，并配备自救器，安设压气自救系统；

???6.掌握矿压规律，避免矿压集中，及时处理顶板，以防大面积突然卸压造成瓦斯喷出。

???四煤

???煤((岩)和瓦斯((岩)与瓦斯()和煤(岩)

???煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出的机理有许多种假设，但基本公认的是综合假说，即：煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出是由地应力、瓦斯和煤的物理力学性质三者综合作用的结果。

???(一).煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出的一般规律

????1.突出危险性随采掘深度的增加而增加；

???2.突出危险性随煤层厚度的增加而增加，尤其是软分层厚度；

????3.

???

????4.

???

???5.突出发生前通常有地层微破坏、瓦斯涌出变化、煤层层理紊乱、钻孔卡???钻夹钻、煤壁温度降低、散发煤油气味、煤层产状发生变化等预兆；

????6.突出按动力源作用特征可分为3种类型：突出、压出和倾出；按突出物

???分类可分为4种类型：煤与瓦斯突出、煤与二氧化碳突出、岩石与瓦斯突出、岩石与二氧化碳突出。

???(二

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????1.

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??????按照煤的变质程度。煤层的突出危险程度与其挥发分之间是密切相关的：在烟煤的挥发分大于35%和无烟煤的比电阻的对数值小于3.3时，没有突出危险；而挥发分在18%~22%时突出危险最高。

??????地质统计法。根据已开采区域突出点分布与地质构造的关系，然后结合未采区域的地质构造条件来大致预测突出可能发生的范围。

????2.日常预测。日常预测也称工作面预测，其任务是确定工作面附近媒体的突出危险性，即该工作面继续向前推进时有无突出危险。

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???1~3mm ???钻孔瓦斯涌出初速度结合瓦斯涌出衰减系数。当石门距煤层3m以外时，

???至少打2个穿透煤层全厚的预测钻孔，打钻结束后马上用充气式胶囊封孔器封孔，充气压力0.5MPa。打钻结束到开始测量的时间不应超过5min。封孔后先测第1min