矿井瓦斯防治课件

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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（二）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，％。
可燃烧 可爆炸
强渗透性
瓦斯性质
强扩散性 无色、无味、 无臭的气体
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浓度高可使 人窒息死亡
（一）瓦斯的性质及赋存情况
52采区3斜上掘进工作面临时停工，因 水力引射器循环风造成巷道内瓦斯积 温室效应 聚，通风人员随即钉上栅栏并挂上 “禁止入内”的警标。11月22日，采区 3名技术员为准备复工，闯进栅栏检查， 当走进44m(盲巷全长69m)处时，全部 是 CO 的 25~30 倍 2 煤 窒息死亡，直到第二天才被发现。现 瓦烧 产生温室效应的时效长 与 场取样分析表明：瓦斯浓度 斯 和 43.9%，二 矿井瓦斯的危害 瓦 达 100~150年之久 氧化碳浓度4.3%，氧气浓度 的爆 0.9%，氮 斯 燃炸 突 气浓度50.9%。
（1）正向冲击。
（2）反向冲击。
3、有毒有害气体：（氧气6-10%，氮气82-
88%，一氧化碳2%-4% ，二氧化碳4%-8% ）。
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高温 大量气体
火源
爆炸
氧气
瓦斯
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（三）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；
2、环境温度的影响
环境温度/℃
20
100 300
爆炸下限/%
6.0
5.5 5.4
爆炸上限/%
13.4
13.5 14.3
600
700 900
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3.4
3.2 2.0
16.4
18.7 29.0
（一）影响瓦斯爆炸的因素 （界限）
3、混合气体压力的影响
初始压力/MPa
0.1 1.0 5.0 12.5
q相≦ 10m ³ /t 或 且Q Q 绝≦ 40m ³/min q 相> 10m ³ 绝 >40m ³ /min
煤与瓦斯突出矿井
3
高瓦斯矿井
2
瓦斯矿井
1
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二、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
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（一）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 （3）煤层倾角 （5）地质构造 （7）水文条件 （2）煤层露头 （4）围岩性质 （6）煤层的埋藏深度 （8）煤的吸附特性




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（一）瓦斯的赋存情况及性质
瓦斯的性质
比空气轻，与空气 的相对密度为 0.554
出
1961年10月28日，抚顺某矿-330m水平 矿井瓦斯的危害
瓦斯窒息
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（二）矿井瓦斯的涌出

1、矿井瓦斯涌出形式
当煤层被开采时，煤体受到破坏，贮存在煤体内的 部分瓦斯就会离开煤体而涌入采掘空间，这种现象叫做 瓦斯涌出。 矿井瓦斯涌出分为：普通涌出，是瓦斯涌出主要形 式；特殊涌出，又有瓦斯喷出和煤与瓦斯突出。
（三）预防瓦斯爆炸的措施


防止瓦斯爆炸灾害扩大的措施
1．编制灾害预防与处理计划 2．安设安全装置
（1）安设防爆门。
（2）安设反风装置。


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（3）安设隔爆设施。
3．佩戴自救器。
（四）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


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。
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（三）预防瓦斯爆炸的措施


B消灭一切引爆火源 ①严明明火管制。 ②严格违章爆破。

③消除电气火花。
④严防产生摩擦火花。


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⑤防止静电火源出现。
⑥防止高温热源。
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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（一） 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）中型突出：强度等于或大于 100 t、小于 （1）小型突出：强度小于 100 t。 500 t。 （3）大型突出：强度等于或大于 500 t、小于 t。 （2）中型突出：强度等于或大于 1001 t000 、小于 500 t。 （4）特大型突出：强度等于或大于 1 000 t 。 t、小于1 000 t。 （3）大型突出：强度等于或大于 500
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（一）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。
及煤尘、其它可燃性气体、惰性气体的混入等因素的影响。

1、点火能量的影响
爆炸下限/% 爆炸上限/% 4.9 4.6 4.3 3.6 13.8 14.2 15.1 17.5 爆炸界限/% 8.9 9.6 10.8 13.9
点火源能量/J 1 10 100 10000
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（一）影响瓦斯爆炸的因素 （界限）
爆炸下限/%
5.6 5.9 5.4 5.7
爆炸上限/%
14.3 17.2 29.4 45.7
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（一）影响瓦斯爆炸的因素 （界限）
4、可燃气体的混入
气体名称
甲烷
爆炸下限/%
5.0
爆炸上限/%
16.0
乙烷 硫化氢
氢气 一氧化碳
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3.22 4.3
4.0 12.5
12.5 45.5
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（四）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。 （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

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。
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（一）影响瓦斯爆炸的因素（界限）

瓦斯爆炸界限并不是固定不变的，它还受温度、压力以
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（二）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：

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qg= Qg/T 式中 q：相对瓦斯涌出量，m³ /t； Qg：绝对瓦斯涌出量，m³ /d； T：矿井日产煤量，t/d。

好硐口，防止有害气体进入。注意节约矿灯用电和食品，
室外要做好标来自百度文库，有规律地敲打连接外部的管子、轨道等， 发出求救信号。
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（四）发生瓦斯爆炸事故时的应急避险
瓦斯与煤尘爆炸时 自救与互救[流畅].qsv
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三、煤与瓦斯突出及其防治

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

矿井瓦斯涌出的来源，按照瓦斯涌出地点和分布状 况可分为：煤岩壁瓦斯涌出、采落煤炭瓦斯涌出、采空 区瓦斯涌出、邻近煤层瓦斯涌出。

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（二）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。
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。

（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。
采空区密闭 2 6 3 通风压力 5 4 生产工艺
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开采顺序和
回采方法 采区通风系 统
质量
（三）矿井瓦斯等级及鉴定

《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。

划分矿井瓦斯等级的主要作用是用于风量计算、 确定矿井的瓦斯管理制度、选用电气设备。
（二）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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（二）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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（二）矿井瓦斯的涌出

B、开采技术因素
开采强度和产量
1
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（二）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、
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（三）矿井瓦斯等级及鉴定
矿井瓦斯等级分类

（一）发生过煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出的； （二）经鉴定具有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出煤（岩） 层的； 矿井各掘进工作面绝对瓦斯涌出量均小于或等于 3m3/min 矿井任一掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3/min ； ； （三）依照有关规定有按照突出管理的煤层，但在规定期限 矿井各采煤工作面绝对瓦斯涌出量均小于或等于 5m3/min。 3 矿井任一采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m /min。 内未完成突出危险性鉴定的。
煤矿“一通三防”安全管理 ——矿井瓦斯防治
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一、矿井瓦斯基础知识
（一）瓦斯的性质及赋存情况
瓦斯:是一种混合气体，是在煤矿生产过程中涌出到采 掘空间的各种有害气体的总称，其主要成分为甲烷（CH４占
90%以上），所以瓦斯通常就专指甲烷。
来源：矿井瓦斯是古代植物成煤过程中的一种伴生气体。 瓦斯在煤体或围岩中是以游离状态（自由状态）和吸附状 态（吸着状态）存在的。
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（一）影响瓦斯爆炸的因素（火源）
3、火源性质 火源性质不同，火源的温度、存在时间、面积也不同， 对瓦斯爆炸有着很大影响。
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（二）瓦斯爆炸的危害

1、爆炸产生高温（1850℃-2650℃）
2、爆炸产生高压气体和强大冲击波（7.4个
大气压）

上升0.0033%
爆炸上限
下降0.54%
下降0.26%
1.0
1.0
二氧化碳还能降低瓦斯爆炸压力和和延迟爆炸时间，当二 氧化碳含量增加至25.5%时瓦斯失去爆炸性。
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（一）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。
1、瓦斯浓度
75.5 74.5
（一）影响瓦斯爆炸的因素 （界限）
5、爆炸性煤尘的混入影响
煤尘浓度/（g/m³）
5
爆炸下限/%
3.0
8 26.4
34.5
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2.5 1.4
0.5
（一）影响瓦斯爆炸的因素 （界限）
6、惰性气体混入的影响
气体名称 加入气体浓度/%
氮气
二氧化碳
爆炸下限
上升0.017%
臾雷震井中，火光上腾，高两丈余”。

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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二、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：