矿井瓦斯基础知识
煤矿瓦斯基础知识
对空气的比重：0.5545；
沸点：-161.7℃（0.1MPa） 扩散系数：0.196cm2/s；
水中的溶解度： 33.1 ～55.6 l/m3
空气中的爆炸下限：5%；
发热量：8568大卡/m3
空气中的爆炸上限：1斯的主要危害
爆炸：5%~16% 井下允许的瓦斯浓度：1%。为何要留这么大的
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一、认识瓦斯
• 3. 瓦斯的主要危害
突出：煤与瓦斯突出（简称突出）是煤矿井下
发生的一种复杂的、有煤（岩）和瓦斯参与的
动力现象。发生瓦斯突出时，在几秒至几十秒
的时间内将几吨到上万吨的煤和几百立方米到 几百万立方米的瓦斯抛射到采掘空间，极易诱 发瓦斯窒息和瓦斯爆炸事故，对井下作业人员、 通风构筑物和设施具有极大的危害性。
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一、认识瓦斯
• 3. 瓦斯的主要危害
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二、煤层瓦斯的成因
• 1. 瓦斯的形成 煤层瓦斯是腐植型有机物在成煤过程中的伴生 产物。 煤层瓦斯的生成过程，一般经历两个成气时期：
生物化学成气时期 变质作用成气时期
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二、煤层瓦斯的成因
• 2. 瓦斯的逸散和保存 煤层瓦斯含量的大小 与成煤时期的瓦斯生成有关；
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五、煤层瓦斯基本参数
• 1. 煤层瓦斯含量 1.1 影响煤层瓦斯含量的主要因素
煤层的埋藏深度
煤层与围岩的透气性 煤层倾角和露头
地质构造
煤的吸附特性
地层的地质史
水文地质条件
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五、煤层瓦斯基本参数
• 1. 煤层瓦斯含量 1.2测定方法
间接测定法
abP 100 Ad M ad 1 10P X 1 bP 100 1 0.31M ad
煤矿瓦斯基本技术知识（二篇）
煤矿瓦斯基本技术知识1．瓦斯性质及瓦斯参数测定瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体，有时单独指甲烷。
瓦斯是一种无色、无味、无臭、可以燃烧或爆炸的气体，难溶于水，扩散性较空气高。
瓦斯无毒，但浓度很高时，会引起窒息。
瓦斯在煤层中的赋存形式主要有两种状态：在渗透空间内的瓦斯主要呈自由气态，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～xxm以内)煤层吸附瓦斯量占70％～95％，而游离瓦斯量占5％～30％。
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，已有部分瓦斯排出后而剩余在煤层中的瓦斯量，称残存瓦斯含量。
影响煤层原始瓦斯含量的因素很多，主要有：煤化程度、煤层赋存条件、围岩性质、地质构造、水文地质条件等。
2．矿井瓦斯涌出及瓦斯等级开采煤层时，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。
矿井瓦斯涌出量是指开采过程中正常涌入采掘空间的瓦斯数量，瓦斯涌出量的表示方法有两种：绝对瓦斯涌出量——单位时间涌入采掘空间的瓦斯量，单位为m3／min；相对瓦斯涌出量——单位质量的煤所放出的瓦斯数量，单位为m3／t。
影响矿井瓦斯涌出量的因素主要有煤层瓦斯含量、开采规模、开采程序、采煤方法与顶板管理方法、生产工序、地面大气压力的变化、通风方式和采空区管理方法等。
《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。
煤矿瓦斯防治基本知识
山西省晋中灵石煤矿有限公司职工安全手册---瓦斯防治基本知识前言瓦斯灾害是煤矿安全生产的最大危害，是威胁矿工生命安全的“第一杀手”，纵观国内外煤矿事故，绝大多数集中在以瓦斯爆炸为主的“一通三防”事故上。
为深入贯彻落实“人人都是通风员”理念，加强井下员工对瓦斯治理重要性的认识，了解掌握瓦斯防治基础知识和管理技能，做到人人都懂通风知识，把住生产全过程通风工作的各个环节，及时排查消除事故隐患，实现安全生产。
特制作发放此安全手册，望广大职工认真学习，从而实现“人人懂、人人抓、为大家”的全员安全管理目标。
总经理：一、瓦斯的性质煤矿瓦斯是伴随煤层形成而形成的，是随煤而伴生的。
主要成分甲烷（CH4）是一种无色、无味、无臭的气体，它的重量较轻，一般浮在巷道的上半部，独头巷道和顶板冒落空间处，渗透性强，不溶解于水，具有燃烧性和爆炸性，能使人窒息。
主要危害是爆炸。
二、瓦斯爆炸的条件瓦斯爆炸应当具备三个条件：①瓦斯浓度在爆炸界限内，一般为5%-16%。
②混合气体中氧的浓度不低于12%。
③有足够能量的点火火源，既引大温度，一般是450度-650度。
三、瓦斯的来源及积聚特点开采过程中，煤矿井下瓦斯主要有四个来源：一是从采落下来的煤炭中释放出来的瓦斯。
二是从采掘工作面煤壁内释放出来的瓦斯。
三是从煤巷两帮及顶板释放出来的瓦斯。
四是从采空区及围岩中释放出来的瓦斯。
煤矿生产过程中，井下瓦斯按它的四个来源不间断地向外释放，又被流过的风流稀释、带走，当井下风量不足或停风时，井下瓦斯浓度将升高，形成瓦斯积聚，瓦斯积聚只有快慢之分，没有积聚不积聚之别，简单的说，井下无风瓦斯就积聚，有风瓦斯就乘风而去，这就是瓦斯积聚的基本特点。
四、为什么采煤工作面上隅角容易集聚瓦斯：（1）采煤工作面后方采空区内积存着高浓度瓦斯，上隅角是采空区漏风的出口，漏风将采空区内的瓦斯携带到上隅角，又瓦斯相对密度小，采空区瓦斯沿倾斜方向向上移动，部分瓦斯将从上隅角附近逸散出来。
矿井通风、瓦斯防治基础知识
矿井通风基础知识矿井通风的基本任务：1、供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要。
2、排出或冲淡有害气体，使之达到无害浓度，以保证安全生产。
3、调节井下气候。
4、在处理事故时，创造一个比较合适的救灾条件。
矿井通风系统是矿井通风方法、通风方式和通风网络的总称。
矿井通风方法：是指矿井主要通风机对矿井的供风方式。
分为抽出式、压入式和混合式。
矿井通风方式：是指矿井进风井筒与回风井筒的布置方式。
分为中央式、对角式和混合式。
矿井通风网络：是指风流流经路线的连接形式。
分为串联、并联和复杂连接形式。
一、矿井的通风方法：1、抽出式通风抽出式通风又称负压通风。
通风机从井下或局部地点抽出污浊空气的通风方式，目前，我国大部分矿井采取抽出式通风。
抽出式通风在矿井主要通风机的作用下，矿井内空气的压力低于同标高大气压力，处于负压状态。
抽出式通风的主要优点是矿井主要进风巷道无需安设风门，便于运输、行人；矿井通风管理工作容易，另外在瓦斯矿井采用抽出式通风，由于矿井风流处于负压状态，当主要通风机因故停风时，井下风流压力提高，在短时间内可抑制采空区内瓦斯等有害气体的涌出，相对压入式通风，抽出式通风较安全。
2、压入式通风压入式通风又称正压通风，通风机向井下或风筒输送空气的通风方法。
压入式通风在矿井主要通风机的作用下，矿井内空气的压力高于同标高大气压力处于正压状态。
压入式通风机的缺点是矿井通风线路上需要设置控制风流的设施（如：风门、风窗等），从而漏风较大，通风管理工作较困难，且压入式通风使井下风流处于正压状态，当主要通风机因故停时风，井下风流压力降低，在短时间内采空区内瓦斯等有害气体的涌出量增加，造成瓦斯积聚，对安全不利。
当开采煤田上部第一水平，瓦斯涌出量小，且地面塌陷区分布较广时，宜采用压入式通风，此时可用一部分回风把塌陷区的有害气体压到地面，形成短路风流，避免了塌陷区有害气体的危害，因此，当矿区火区比较严重，若采用抽出式通风易将火区中的有害气体抽到井巷中，威胁安全，在这种情况下，可采用压入式通风。
矿井瓦斯防治基础知识基础知识
图 5 我国瓦斯压力与深度的关系
从5图中可以看出：
Ⅰ、我国大多数的煤层的瓦斯压力随深度增加呈线性增加，与煤的变质程度无关；
Ⅱ、地质条件正常，瓦斯风化带深度相同，处于同一深度下的煤层，瓦斯压力基本上是一致的；
Ⅲ、我国矿井实测资料表明，瓦斯压力（P）与深度（H）的关系可用下列直线关系表示；
表6 瓦斯分布带划分标准表
带 CO2 N2 CH4 Ar+Kr+Xe H2+N2 Ar/Xe
(%) M3/t (%) M3/t (%) M3/t (%) M3/t (%) M3/t
N2-CO2 20`~80 0.19~2.24 20~80 0.15~1.42 0~10 0~0.16 0.22~1.44 0.021~0.0178 <0.001 0.012
t------测试时煤样累计解吸时间， min 。
C------比例常数
T= t0+t
通过测定大数据组，用最小二乘方方法处理，可得出煤样的损失瓦斯量。也可直接由图表中算出损失量，见图 （7）
图 7 损失瓦斯量计算图
Ⅲ、间
W游----------游离瓦斯，M3/t；
由于各个煤田的成煤条件不一致，因此，各煤田的瓦斯组分也不相同。例如：辽宁红阳三井，由于受火山活动的影响，在Ⅰ、Ⅳ带之间形成了少见的二氧化碳沼气带。通常将沼气带以上的三个带统称为瓦斯风化带。起划分标准见表（6 ）
图 3 煤层瓦斯分布图
成煤过程及伴随的瓦斯涌出过程见图
图 4 煤层瓦斯生成流程
①、煤地层排放瓦斯时期的长短，时间越长，瓦斯风化带的深度越深；
②、层错动程度，错动程度越高。煤层排放瓦斯的不均匀性和排放程度就越大；
培训资料(瓦斯部分)
（矿井瓦斯基础知识部分）矿井瓦斯1、矿井瓦斯的成分1）基本成分：CH4、CO2、N2；2）其他成分：CO、H2S、H2、SO2（其他碳氢化合物“甲、乙、丙、丁烷”）。
以上气体（瓦斯的组分）除CO2、N2为窒息性气体以外，其它均为可燃气体，多数还具有爆炸的危险性。
2、沼气的基本性质1）物理性质①沼气是一种无色、无味、无臭的气体；②比空气轻，比重为0.554，在标准状态下，重0.716Kg/m3；巷道在微风或无风的状态下，瓦斯都浮在巷道的顶部，形成瓦斯层流。
所以《煤矿安全规程》对风速进行了必要的规定（回采工作面与煤及半煤巷掘进工作面的最低风速0.25 m/s，岩巷掘进工作面和其他行人巷道不允许低于0.15m/s；架空线机车运行的巷道最低风速 1.0 m/s），主要是防止巷道中的瓦斯在顶部形成瓦斯层流。
③沼气有较强的扩散性和渗透性。
沼气的扩散性比空气略大1.34倍。
在现场我们经常发现盲巷密闭或采空区的结束密闭前有瓦斯泄出。
所以，要求经常对密闭进行巡回检查，防止密闭前瓦斯超限。
2）化学性质①沼气微溶于水（在标准大气压下，20℃时，100升水可溶3.31升瓦斯；底板有水鼓气泡，检查瓦斯浓度很高；）。
②沼气无毒。
但浓度很高时，氧含量相对减少，能使人窒息死亡； {（当O2含量小于等于12%，死亡界线）；),%1(2142CH O -⨯=}； ③沼气不助燃。
但它与空气混合后具有可燃性和可爆性（民用瓦斯输送浓度不低于30%，可燃烧却为低浓度瓦斯）。
3、瓦斯可燃、可爆性及影响因素 1）瓦斯的可燃性、可爆性当它在空气混合达到一定浓度时，遇火源则能燃烧。
瓦斯浓度很低时，在火焰周围形成浅兰色的火焰，当火源熄灭，则燃烧停止，这说明低浓度瓦斯燃烧时，产生的热能不足以向邻近的未燃烧层传播（50年代以前很多小煤窑用燃油灯检查瓦斯！）。
但空气中的瓦斯浓度很高时，燃烧分解速度加剧，加速了传播速度，当传播速度超过了声速，则转变为爆轰反应，形成瓦斯爆炸。
矿井瓦斯基础知识
第一节矿井瓦斯基础知识
一、概述
1、矿井瓦斯：在煤矿生产中，从煤岩层中涌出的以
甲烷为主的有毒有害气体。
（矿井瓦斯是指井下以甲烷CH4为主的有毒、有害气
体的总程，是成煤过程中的一种伴生物。
古代植物遗
体在形成泥炭过程中，由于厌氧菌的作用，植物纤维
被分解、发酵、生成了瓦斯）
2、瓦斯的性质
瓦斯是一种无色、无味的气体。
（由于瓦斯常积聚在巷
道的顶部、上山掘进面及顶板冒落空洞中，瓦斯的扩
散性很强，扩散性是空气的1.34倍，会很快的在空气
中扩散。
瓦斯本身五毒，但不能供人呼吸，瓦斯不助
燃，但与空气混合达到一定浓度后，遇到高温火焰时
能够燃烧或爆炸。
3、瓦斯的危害
①窒息（矿井瓦斯是一种有毒有害气体，当井下空
气中瓦斯浓度较高时，会相对地降低空气中的氧
气浓度，人也会感到呼吸困难，使人窒息。
②瓦斯的燃烧和爆炸。
（当瓦斯与空气混合达到一
定浓度时，遇火就能燃烧或爆炸）
4、瓦斯的赋存
为什么煤体之所以能够保存一定数量的瓦斯，主要与煤的结构状态有密切关系，煤是一种复杂的。
矿井瓦斯基础知识
矿井瓦斯的特点
易燃性
01 矿井瓦斯具有易燃的特性，一旦积聚到一定浓度，极易发生爆 炸。
爆炸性
02 矿井瓦斯的爆炸性极强，发生爆炸会造成严重的事故和损失。
密度小
03 矿井瓦斯密度小于空气，容易积聚在井下低洼处，增加了安全 风险。
矿井瓦斯的危害
人员伤亡
矿井瓦斯爆炸会造成严 重的人员伤亡，是煤矿 安全的重大威胁。
电化学法 利用瓦斯与电极之间的 化学反应产生电流进行 检测
红外线法
利用瓦斯吸收红外线的 特性进行检测
瓦斯检测设备
瓦斯检测仪有可携带式、固定式等多种类型， 瓦斯监测系统能实时监测矿井中瓦斯浓度变化。
瓦斯监测技术
数据采集
采集井下各点瓦斯浓度 数据
数据传输
将采集到的数据传输至 监测中心
数据分析
对数据进行分析 判断瓦斯浓度变化趋势
破碎爆破
井下破碎爆破和煤壁破 裂是矿井瓦斯释放的重 要原因之一，需谨慎操 作。
矿井瓦斯普遍存 在于煤矿工作环
境
在煤矿作业中，矿井瓦斯是一种潜在的危险气 体，必须加强监测和控制，确保工人安全作业。 矿井瓦斯的释放不仅影响矿工的健康，还可能 引发严重的矿井事故。
● 02
第2章 矿井瓦斯的检测和监测
瓦斯检测方法
总结
矿井瓦斯治理技术涉及瓦斯抽采、灭火、通风系统优化以及瓦斯综合治理 等方面。通过采用这些技术，可以有效降低矿井瓦斯引发的安全隐患，保 障矿井生产的安全和稳定。
● 04
第四章 矿井瓦斯事故应急处理
瓦斯事故预防
定期检测和监测
01 确保瓦斯浓度安全
维护管理设备
02 加强瓦斯防治技术
03
瓦斯事故处理流程
矿井瓦斯基础知识1-1
第一章矿井瓦斯基础知识在煤矿生产过程中，伴随着生产的进行,瓦斯涌出到生产空间,岁井下生产构成威胁。
瓦斯，不论其涌出量的多少，一直是矿井生产最主要的一个危险源，瓦斯灭害的治理就成为矿井最根本的、最重要的任务。
本章介绍煤矿井下瓦斯灭害治理的一些基本知识，包括瓦斯的基本特性以及瓦斯在煤矿井下的赋存、运动规律。
第一节瓦斯的性质一、瓦斯的概念瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主要有害气体，有时单独指甲烷。
由此可见，瓦斯指的是一种混合气体，其组分主要包括井下煤层中含有的所有的有毒有害气体.在外啊的各组分中，由煤体及巷道围岩涌出的甲烷往往占总量的90%以上，因此瓦斯的概念通常单独指甲烷（本书中如不特别指明，则瓦斯单独指甲烷)。
从广义上,瓦斯由于其组成成分的不同，性质具有很大的差别,从安全的角度可以将这些组分划分为四类：①可燃性气体，如甲烷等同系烷烃（CnH2n+2）、环烷烃（CnH2n）、H2、CO、H2S等等，这些气体具有可燃烧的特性，在一定浓度范围内与空气的混合气体往往具有爆炸性，对煤矿安全构成严重威胁；②有毒性气体，如H2S、CO、SO2、NH3、NO、NO2等等，这些气体达到一定的浓度时,会直接威胁人体的健康甚至生命；③窒息性气体如N2、CH4、CO2、H2等等，这些气体往往赋存在煤体或其围岩内，开采过程中大量涌出到生产空间，从而使空气中氧气的浓度降低,造成人员窒息；④放射性气体，如氡气。
矿井中的瓦斯主要来源于煤层及围岩内涌出到矿井中的气体。
此外，矿井生产中生产的气体如放炮生产的炮烟,井下空气于煤、岩、矿用材料等反应生成的气体以及井下人员呼吸生成的气体等也都混入井下风流中，从而增加回风流中的瓦斯浓度.二、瓦斯的基本性质瓦斯是无色、无味的气体，标准状态下的密度为0.716kg/m3，为空气密度的0.554倍。
瓦斯在空气中具有较强的扩散性，局部地点较高浓度的瓦斯会自动向低浓度的区域扩散，从而使瓦斯浓度趋于均匀。
矿井瓦斯检查
第五页, 共二十三页, 2022年, 8月28日
三、瓦斯的存在状态
1.3——吸收瓦斯
作业:
1、瓦斯爆炸的基本条件是什么？ 2.瓦斯爆炸的危害有哪些？
第二十二页, 共二十三页, 2022年, 8月28日
第二十三页, 共二十三页, 2022年, 8月28日
第十四页, 共二十三页, 2022年, 8月28日
(3)充足的氧气含量（氧气浓度大于 12﹪）
第十五页, 共二十三页, 2022年, 8月28日
三、瓦斯爆炸的危害
产生高温 产生高压 产生大量的有毒有害气体
第十六页, 共二十三页, 2022年, 8月28日
四、瓦斯爆炸的预防措施
1. 防止瓦斯积聚的措施 加强通风。 加强检查工作。 对瓦斯含量大的煤层，进行瓦斯抽采，降低煤层 及采空区的瓦斯涌出量。
第十七页, 共二十三页, 2022年, 8月28日
2. 防止瓦斯引燃的措 施
(1)井口房、瓦斯抽放站及主要通风机房周围20m内禁止使用明火。 (2)瓦斯矿井要使用安全照明灯, 井下禁止打开矿灯, 禁止携带烟草 及点火工 具下井。 严格管理井下火区。 严格执行放炮制度。 严格掘进工作面的局部通风机管理工作, 局部通风机要设有风电闭 锁装置。 瓦斯矿井的电气设备要符合《煤矿安全规程》关于防爆性能的规定 。 随采矿机械化程度的提高, 防止机械摩擦火花引燃瓦斯显得日益重 要。
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二、瓦斯爆炸的条件
(1) 一定的瓦斯浓度（瓦斯浓度在5﹪～16﹪） 可燃性气体的混入 爆炸性煤尘的混入 惰性气体的混入
矿井瓦斯基础知识
1×10-6，地球表
面温度增加1℃。
对煤矿瓦斯进行抽 放并加以利用，可 以给煤矿带来较好 的经济效益。按我 国现有能耗标准， 煤层气相当于我国 约使用27 年的能 源。
二 煤层瓦斯赋存与含量
1 瓦斯的成因
煤层瓦斯是腐植型有机物（植物）在成煤过程中生成的。 成气过程分为两个阶段：
生物化学成气时期（泥炭化过程） 缺氧、低温（不超过650C）厌氧微生物分解为CH4、CO2和H2O。 生成的瓦斯排放到古大气中。
巷道
压力表 测压钻孔
图 煤层瓦斯压力测定测
煤层
二 煤层瓦斯赋存与含量
主动测压法 钻孔封完孔后，通过钻孔向被测煤层充入补偿气体达到
瓦斯压力平衡而测定煤层瓦斯压力的测压方法。 补偿气体可选用高压N2、高压CO2或其他惰性气体。补偿
气体的充气压力略高于预计煤层瓦斯压力。 被动测压法
钻孔封孔后，通过被测煤层瓦斯的自然渗透，达到瓦斯 压力平衡而测定其瓦斯压力的测压方法。
煤化变质作用成气时期 沉降→压力与温度升高。高温、高压，
大量瓦斯散失，少量瓦斯存留，即为今天煤炭开采时涌出的瓦斯。
二 煤层瓦斯赋存与含量
2 煤层瓦斯赋存
瓦斯存在位置----煤中孔隙和裂隙。
丰城煤张扭裂隙，ห้องสมุดไป่ตู้大5400倍
鸡西煤的孔隙，放大720倍
二 煤层瓦斯赋存与含量
瓦斯存在状态：游离态和吸附态。 游离状态（气体，孔隙空间）（10~20%）。 吸附状态（非气体，孔隙的煤表面）（80~90%）
c)在距孔口0.5处用速凝水泥封孔，孔口用木楔固定； d)封孔24h后，安装压力表。
煤的瓦斯含量包括游离瓦斯和吸附瓦斯含量之和。
二 煤层瓦斯赋存与含量
矿井瓦斯基础知识
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瓦斯保护技术：加强瓦斯监测和预 警，确保安全生产
市场需求：随着能源需求的增长， 瓦斯利用前景广阔
感谢您的耐心观看
汇报人：
瓦斯爆炸会产生火灾，对矿井内的 设备和人员造成烧伤和窒息危险。
瓦斯突出的危害
瓦斯爆炸：瓦斯浓度达到一定值时，遇到火源会发生爆炸，造成人员伤亡和财产 损失
瓦斯窒息：瓦斯浓度过高时，会降低空气中的氧气含量，导致人员窒息
瓦斯燃烧：瓦斯燃烧会产生高温，对矿井设备和人员造成伤害
瓦斯涌出：瓦斯涌出会导致矿井压力增大，影响矿井安全
瓦斯具有毒性，当浓度过高 时，会对人体造成伤害
瓦斯是煤层中释放出的可燃 气体，主要成分为甲烷
瓦斯具有流动性，会在煤层 中流动，影响矿井安全
瓦斯爆炸的条件及过程
瓦斯浓度：达到爆炸极限，一般 为5%-16%
氧气浓度：不低于12%
火源：明火、电火花、机械摩擦 等
密闭空间：瓦斯在密闭空间内聚 集，无法及时扩散
矿井瓦斯检测与监控
瓦斯检测的目的和意义
保障矿井安全：及时发现瓦斯浓度异常，避免瓦斯爆炸等事故发生 提高生产效率：通过实时监测瓦斯浓度，合理安排生产计划，提高生产效率 降低环境污染：减少瓦斯排放，降低对环境的污染 提高员工健康：减少瓦斯对人体健康的影响，提高员工健康水平
瓦斯检测的方法和仪器
瓦斯保护的措施和政策
加强通风管理，确 保瓦斯浓度在安全 范围内
采用先进的瓦斯检 测和监控技术，及 时发现和处理瓦斯 问题
加强矿井瓦斯治理 ，提高瓦斯利用率
制定严格的瓦斯保 护政策和法规，确 保矿井安全
瓦斯保护与利用的前景展望
瓦斯利用技术：提高瓦斯利用率， 降低环境污染
矿井瓦斯基础知识
目录
01. 矿井瓦斯的来源 02. 矿井瓦斯的危害 03. 矿井瓦斯的防治
1
煤层瓦斯
煤层瓦斯是煤层中 储存的天然气
煤层瓦斯主要成分 是甲烷，还有少量
其他气体
煤层瓦斯是煤矿安 全生产的主要威胁
之一
煤层瓦斯可以通过 抽采、排放等方式
进行控制和管理
岩层瓦斯
01
岩层瓦斯是矿井瓦斯的主要来源之一 02
02
温室效应：瓦 斯排放加剧温 室效应，导致 全球气候变化
04
地下水污染：瓦 斯排放导致地下 水污染，影响饮
用水安全
3
通风措施
01
加强通风管理， 保持矿井通风 系统稳定可靠
02
采用局部通风 措施，降低瓦
斯浓度
03
加强瓦斯监测， 及时发现和处
理瓦斯隐患ຫໍສະໝຸດ 04采用瓦斯抽放 技术，降低瓦
斯含量
瓦斯监测
瓦斯抽放技术的应 用可以有效降低矿 井瓦斯浓度，保障 矿井安全生产。
瓦斯抽放技术
瓦斯抽放技术是矿 井瓦斯防治的关键 技术之一。
井下抽放技术通过 在井下钻孔，将瓦 斯抽出，降低矿井 瓦斯浓度。
瓦斯抽放技术包括 地面抽放、井下抽 放和混合抽放等多 种方式。
混合抽放技术结合 地面抽放和井下抽 放技术，提高瓦斯 抽放效率。
地面抽放技术通过 在地面钻孔，将瓦 斯抽出，降低矿井 瓦斯浓度。
窒息危险
瓦斯浓度过高会导致氧气不足，
01
使人窒息 瓦斯燃烧产生的一氧化碳也会导
02
致窒息 瓦斯爆炸产生的冲击波可能导致
03
肺部损伤，引发窒息 瓦斯泄漏可能导致通风不良，加
04
剧窒息危险
环境污染
矿井瓦斯基础知识
• 第三个条件：足够的氧气 第三个条件： • 瓦斯爆炸是瓦斯的急剧氧化，没有足够的 氧气，瓦斯就不能爆炸。大量实验也证明， 瓦斯爆炸的浓度界限随氧浓度的下降而缩 小。当氧浓度降低时，瓦斯爆炸的浓度下 限缓慢地升高，而上限迅速下降。当氧浓 度低于12％时，瓦斯与空气的混合气体 就失去了爆炸性。
• （2）预防瓦斯爆炸的措施 • 瓦斯爆炸事故的危害是极其严重的，但是，瓦斯爆炸 事故也是可以预防的。预防瓦斯爆炸的技术措施也是 从瓦斯爆炸的条件出发提出来的。主要包括两个方面： 防止瓦斯积聚与超限、防止引燃火源。 • ㈠、控制瓦斯浓度，防止瓦斯积聚与超限 ㈠、控制瓦斯浓度 控制瓦斯浓度， • 防止瓦斯积聚与超限的措施很多，主要是加强通风工 作、加强检查、及时处理局部积聚的瓦斯和抽放瓦斯 等四个方面。 • a、加强通风工作 • 加强矿井通风是防止瓦斯积聚的基本方法之一。矿井 都应有合理的通风系统，做到供风稳定、连续不断和 安全可靠，有效风量率高，满足井下各个用风地点的 需要，保证及时有效地将涌出的瓦斯冲淡或排出。如 果出现通风不良，就不能有效地将瓦斯冲淡排出。
• 爆炸时的初温越高，爆炸的浓度界限越扩大。实验 证明：当初温在20℃时，瓦斯爆炸的浓度界限为 6.0-13.4％；100℃时为5.45-13.5％；700℃时 为3.25-18.75％。当矿井发生火灾时，现场的高 温会使原来不具备爆炸条件的瓦斯也能发生爆炸。 • 煤尘和其它可燃性气体的混入，能使瓦斯爆炸的浓 度界限扩大。当空气中有爆炸性煤尘飞扬时，瓦斯 浓度在3％以上就能爆炸。若有可燃性气体同时存 在时，爆炸的界限也扩大。 • 惰性气体混入，将起着阻碍爆炸的作用，爆炸界限 缩小。 • 从上面可以看出，只要是产生了瓦斯积聚这一条件， 就有发生瓦斯爆炸的可能。
• 达到爆炸浓度的瓦斯遇到高温火源时并不立即发 生爆炸。这种需要迟延一个很短时间才爆炸的现 象称为引火延迟现象，其引火延迟时间称为感应 期。瓦斯爆炸的感应期最长的是14s(温度在 700度，瓦斯含量为8%)最短的是0.07s(温度 在1025度，瓦斯含量为6%)。 • 任何一个火源，只有当其作用延续时间超过感应 期时才是危险的。例如在使用安全炸药进行爆破 时，虽然炸药爆炸的初温可达2000℃左右，但 是在绝大多数情况下，这一高温持续的时间极短 （通常仅为千分之几秒），小于瓦斯爆炸的感应 期，所以不会引起瓦斯爆炸。但若炸药质量不合 格、炮泥充填不符合规定或违章放炮等，爆炸后 的高温存在的时间就会延长，就有可能引起瓦斯 爆炸。因此，井下爆破作业，必须使用煤矿许用 炸药和煤矿许用电雷管。
矿井地质及瓦斯地质基础知识讲义
• 15、地质构造的基本形态 • 沉积岩层和煤层在最初形成时，一般是水平的或近似水平的。同时，在一定范围内分 布也是连续完整的。由于后来受到地壳运动的影响，岩层产生了褶皱和断裂，从而改 变了岩层和煤层的原始形态和产状，形成了单斜构造、褶曲构造、断裂构造等基本形 态。
• 16、单斜构造 • 在一定范围内大致向同一个方向倾斜、倾角也相似的一组岩层所形成的构造。 • 在较大的范围内，单斜构造往往是其它构造的一部分，如褶曲的一翼或断层的一盘。
两翼是新岩层。 • 向斜：岩层在剖面上表现为层面下凹的弯曲。在水平切面图表现为核部是新岩层，
两翼是老岩层。
• 18、褶曲构造对矿井生产有哪些影响？
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褶曲构造示意图（附图4）
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• ①井田内大中型褶曲影响采区划分和大巷位置的选择； • ②影响工作面布置； • ③顶板压力增大，易发生冒顶事故； • ④瓦斯压力增大，突出危险性增大； • ⑤煤厚变化影响生产； • ⑥巷道弯曲，影响运输； • ⑦影响机械化采煤。
冒落。 • 11、煤层按厚度如何分类？
• 根据厚度对开采技术的影响可划分为三类，即：
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•
薄煤层
•
中厚煤层
•
厚煤层
＜1.3米 1.3～3.5米 ﹥3.5米
• 12、煤层按倾角如何分类
• 按倾角可划分为：近水平煤层 ﹤5°
•
缓倾斜煤层 5°～25°。
•
倾斜煤层
25°～45°
•
急倾斜煤层 ﹥45°
• 13、煤（岩）层的产状要素
• 煤层产状要素指的是煤层的空间形态及展布方向，可用走向、倾向和倾角来表示。
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• 走向：煤（岩）层倾斜层面与假想水平面的交线称为走向线，它是一条水平线。走 向线向两边延伸的方向称为走向，它代表了岩层层面在水平方向上的展布（见附图 1）
瓦斯基础知识
瓦斯基础知识一、矿井瓦斯基本概念1、定义：矿井瓦斯--煤在生成过程中的一种伴生气体。
广义：凡从围岩或矿人本（煤层）中涌入矿井内的气体，统称瓦斯。
狭义：单指甲烷（分子式：CH4）。
2、瓦斯主要成分：甲烷（CH4）、二氧化碳（CO2）、氮（N2）、硫化氢（H2S）、一氧化碳（CO）、氢（H2）、二氧化硫（SO2）及其它化合物及稀有气体。
3、瓦斯的性质：无色、无味、无臭。
标准状态（P=atm，t=20C0）下：容重0.716Kg/m3；比重：0.554。
分子直径：0.41nm(纳米)。
扩散性很强（扩散速度是空气的 1.34倍）、微溶于水（标态下：100L 水可溶3.3L；0℃时可溶5.56L甲烷）。
4、瓦斯的危害：1）造成大气污染：形成温室效应，酸雨（甲烷是一种重要的温室气体，其温室效应为二氧化碳的21倍，二氧化氮的7倍）；2）人员窒息：在空气中CH4≥43～57%时，O2≤12～9％，人员昏迷、窒息死亡；3）发生爆炸：在CH4、O2、t三个条件同时具备时，发生爆炸，爆炸压力在密闭空间内可达9.5atm；4）发生突出：煤岩层中瓦斯压力超过煤岩物理机械强度时发生瓦斯突出。
5、瓦斯赋存形态（1）吸附瓦斯：以单分子薄膜形式凝聚在煤的微孔和超微孔的表面上；吸附瓦斯占80%~90%。
（2）游离瓦斯：自由充填在煤的小孔、中孔、大孔或裂隙中的瓦斯，存在于渗透容积之中附：沼气水化物：类似可燃冰的新物质。
这种化合物一旦改变生存环境，条件，即刻发生还原反应(吸附解吸)，产生大量沼气。
二、瓦斯在开采煤层中的运移规律矿井瓦斯涌出构成关系（一）煤层瓦斯流动的基本参数影响瓦斯流动的参数很多，对煤层而言，瓦斯压力、透气性、煤的吸附能力和孔隙率是影响瓦斯涌出的基本参数。
1、煤层瓦斯压力P瓦斯在煤层中是以具有压力的气体存在着的。
瓦斯压力是瓦斯流动的动力。
2、煤层的渗透率K和透气系数λ煤层的透气系数是指煤层对于瓦斯流动的难易程度而言，用K表示；煤层的透气率是表示煤结构渗透性能，用λ表示。
矿井瓦斯
N 100/(C1 / N2 Cn / N n )
N——多种可燃气体同时存在时的混合气体爆炸上限或下限， ％； C1、C2、——分别为各可燃气体占可燃气体总的体积百分比，％； C1+ C2+ C3+ =100％ N1、N2、N3...Nn——分别为各可燃气体的爆炸上限或下限， ％；
三、煤矿井下瓦斯爆炸事故原因分析
（1）、火源 井下的一切高温热源——电气、放炮、摩擦、静电 （2）、瓦斯积聚
（3）、管理不善
四、预防瓦斯爆炸的措施 (一)防止瓦斯积聚 瓦斯积聚：是指瓦斯浓度超过 1 ％，其体积超过 0.5m3
的现象。
1、加强通风。
2、加强瓦斯检查与监控
3、及时处理局部积存的瓦斯。
2、开采顺序与回采方法 ---先开采，大；回采率低，大；顶板管理
3、生产工艺---初期大，呈指数下降 4、风量变化---单一煤层，随风量减而增，煤层群 5、通风压力 ---正压通风时涌出量与通风压力成反比，反之成正比 6、采空区管理---采空区管理越好，瓦斯涌出量越少
四、矿井瓦斯涌出来源
按照瓦斯涌出地点和分布状况，瓦斯来
危害：爆炸，突出，人员窒息，环境污染。
作用：能源、化工原料。
瓦斯在煤体内存在的状态
煤体是一种复杂的多孔性固体，包括原生孔隙和运动
形成的大量孔隙和裂隙，形成了很大的自由空间和孔
隙表面。
煤层中瓦斯赋存的两种状态： 1.游离状态 2.吸附状态｛吸收状态 吸着状态｝
二、煤层瓦斯含量
煤层瓦斯含量是指单位体积或质量的煤在自然状态下所含的 瓦斯量（标准状态下的瓦斯体积），
单位为 m3/m3(cm3/cm3)或 m3/t(cm3/g)。
煤层瓦斯含量包括游离瓦斯和吸附瓦斯含量之和。三、影响瓦斯 Nhomakorabea出的因素
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矿井瓦斯基础知识
一、矿井瓦斯的概念
矿井瓦斯是成煤过程中的一种伴生气体，是指煤矿井下以甲烷（CH4）为主的有毒有害气体的总称。
二、瓦斯的性质
矿井瓦斯通常指甲烷，是一种无色无味的气体，在标准状态下其密度为0.554。
甲烷扩散性强，扩散速度是空气的1.34倍，具有燃烧和爆炸性。
三、瓦斯的危害
1、窒息：当瓦斯浓度达到43％时，氧气冲淡到12％，人会感到呼吸困难；当瓦斯浓度达到57％时，氧气冲淡到9％，人就会窒息、死亡。
2、燃烧、爆炸：当瓦斯与空气混合达到一定浓度时，遇高温火源能燃烧、爆炸。
3、煤与瓦斯突出：摧毁、堵塞巷道，甚至引起人员窒息死亡、瓦斯爆炸。
四、瓦斯爆炸
1、瓦斯爆炸的概念：
瓦斯是一种能燃烧和爆炸的气体，瓦斯爆炸就是空气中氧气（O2）与瓦斯（CH4）进行剧烈氧化反应的结果，会产生二氧化碳和水蒸汽，并释放出大量的热量，这些热量能使反应过程中生成的二氧化碳和水蒸气迅速膨胀并形成高温、高压，并以极高的速度向外冲出，而产生动力现象。
2、瓦斯爆炸的必备条件：
一是，一定的瓦斯浓度：当瓦斯浓度在5％～16％之间才能爆炸。
浓度不同，燃烧和爆炸的特性也不同，当瓦斯浓度小于5％时参加反应的瓦斯少，不能形成热量积聚，瓦斯不爆炸只燃烧；当瓦斯浓度达5％～9.5％时爆炸威力迅速增强，通过实验测定当瓦斯浓度在8.5％时，瓦斯全部参加反应，威力最强；当瓦斯浓度达9.5％～16％时爆炸威力逐渐减弱；当瓦斯浓
度高于16%时，由于氧气含量不足，热量被多余的瓦斯和周围其他介质吸收而降温，不能爆炸。
二是，一定的引火温度：瓦斯最低点燃温度为引火温度，在650～750℃。
三是，充足的氧气：瓦斯爆炸界限随混合气体中氧气浓度降低而缩小，当氧气浓度下降瓦斯爆炸下限缓慢上升，而上限迅速下降；当氧气浓度小于12％时，瓦斯则失去爆炸性，遇火不爆炸。
五、瓦斯爆炸产生的危害
1、爆炸温度高，瓦斯爆炸瞬时温度可达1850～2650℃之间，能烧伤人员、烧坏设备，并能引起火灾，扩大灾情。
2、爆炸压力大，高温时气体突然膨胀，形成冲击波，能够破坏井巷及设备，并扬起煤尘使之参与爆炸。
3、产生大量的有毒有害气体，爆炸后氧气供给不足，产生大量的一氧化碳，统计资料表明在爆炸中死于一氧化碳人数占总死亡人数的70％以上。