1、矿 井 瓦 斯 防 治,第一讲：矿井瓦斯基础知识第二讲：瓦斯爆炸及预防第三讲：矿井瓦斯监测第四讲：煤与瓦斯突出防治第五讲：瓦斯爆炸事故的处理,第一讲：矿井瓦斯基础知识,一、矿井瓦斯概念 一个矿井中只要有一个煤（岩）层发现瓦斯，该矿井就是瓦斯矿井。矿井瓦斯就是有毒有害气体的总称，包括N、2其中主要成分是，占70-左右。,h,4,1、瓦斯的生成矿井瓦斯（甲烷CH4）是伴随着煤的生成而生成的,而煤的形成是植物残骸在潮湿的高温、高压的环境中，进行缓慢的氧化作用形成了煤炭，在生成煤炭中，形成甲烷、二氧化碳、水蒸气的气体，但大量的已排放到空气中，只有其中很少部分埋藏在地下与空气隔绝保存下来。煤层中的灰分、
2、水分、其他杂质不仅占据煤层中 的孔隙，也占据煤层的孔隙表面，降低了煤的含瓦斯能力。,2、影响煤层瓦斯含量的因素,煤层瓦斯含量的大小由两个方面的因素决定：1）煤的变质程度。煤的碳化程度决定成煤过程中各种气体伴生的量。煤的变质程度越高，生成的气体量越大，煤的孔隙越多，表面积就越大，吸附瓦斯的量也就越多。试验测定：（1煤的孔隙总表面积可达200M2，煤层含瓦斯量的最大能力一般不超过60M3/吨）,h,6,煤的形成,古代植物 泥炭化阶段 成煤阶段,浸泡、厌氧细菌,高温、高压,h,7,成煤阶段及碳化程度,无烟煤 贫 煤 瘦 煤 焦 煤 肥 煤 气 煤 弱粘煤 不粘煤 长焰煤 褐 煤,2、煤系地层保存瓦斯
3、的条件（1）煤层有无露头，有露头的煤层瓦斯会降低（2）煤层埋藏深度，埋藏深度增加，保存瓦斯的条件就越好，煤层吸附瓦斯的能力就加大。煤层的瓦斯含量和瓦斯压力随埋藏深度的增加而增加。（3）围岩的透气性（4）煤层的地质史，成煤的有机物沉积，地层多次上升下降，以下降、覆盖层加厚为主要变化的地质活动，瓦斯含量增高。（5）地质构造及其他条件,h,9,地质构造对瓦斯含量的影响,封闭型构造 瓦斯高开放型构造 瓦斯低,背斜,向斜,断层,二、瓦斯的性质,瓦斯的性质（通常指甲烷，分子式CH4）它是一种无色无味的气体，在标准状态下，1立方米甲烷的质量为0.76，而空气为1.29。瓦斯比空气轻，瓦斯有很强的扩散性，扩散
4、是空气的1.34倍。当瓦斯涌出时，在巷道顶板、冒落区顶部往往积聚瓦斯。瓦斯具有燃烧和爆炸性,三、瓦斯的危害,1、窒息 甲烷本身无毒，但空气中的瓦斯浓度增加，就会降低空气中的氧含量。大气中的氧含量20.9%,规程规定，矿井中氧含量不低20%，经测定：当甲烷达43%时，氧浓度降到12%，呼吸困难；当甲烷达57%时，氧浓度降到9%，短时间就会缺氧窒息。2、燃烧和爆炸 瓦斯燃烧和爆炸是煤矿五大自然灾害之首,四、瓦斯的赋存,瓦斯的赋存有两种状态 1、游离状态-瓦斯以自由气体状态存在煤层孔隙中，其分子可以自由运动，处于乘压状态，占10%-20%2、吸附状态，占80%-90%（1）吸着状态瓦斯被吸着在煤炭微
5、孔表面，在表面形成瓦斯薄膜。（2）吸收状态瓦斯被溶解于煤炭中，与煤的分子相结合。煤体中的瓦斯存在状态不是固定不变的，当压力降低或温度升高时，使一部分吸附瓦斯转化为游离瓦斯，叫瓦斯解吸。因此，季节变化时，要加强瓦斯管理。,h,10,瓦斯的赋存,煤体内瓦斯的赋存状态示意图1-自由瓦斯；2-吸着瓦斯；3-吸收瓦斯；4-煤体；5-孔隙,五、瓦斯的涌出,瓦斯涌出定义当煤层被开采时，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。1、涌出形式（1）普通涌出瓦斯缓慢而长时间的涌出。（2）特殊涌出在采掘活动中，瓦斯在极短的时间内，突然的、大量的涌出，有时还伴有煤粉、煤块。这种涌出叫特殊
6、涌出。,2、瓦斯涌出的来源,A、煤岩壁瓦斯涌出。即采掘工作面积巷道周围的煤壁中涌出B、采落的煤炭瓦斯涌出。即 采煤工作面进行采煤和掘进时从落煤中涌出的瓦斯C、采空区的瓦斯涌出。即从采空区的顶底板和浮煤中涌出的瓦斯D、邻近煤层瓦斯涌出。ABC是单一煤层瓦斯涌出来源。ABCD是多煤层瓦斯涌出来源。,3、瓦斯涌出量,瓦斯涌出量的概念：单位时间内或单位重量煤中涌出的瓦斯量。(1)绝对涌出量。是指单位时间内涌入采掘空间的瓦斯数量，用M3/min或M3/天。QCH4=Q.C（2）相对涌出量。指矿井在正常生产条件下，月平均日产1吨煤所涌出的瓦斯量。qCH4=1440QCH4N/A,六、瓦斯等级的划分,矿井瓦斯等级划分的目的 做到矿井所选用的通风设施、机电设施经济合理，适应安全管理制度的要求。矿井瓦斯等级划分的依据相对涌出量、绝对涌出量1、低瓦斯矿井：相对涌出量10立方米/吨，绝对涌出量40立方米/分钟。2、高瓦斯矿井：相对涌出量10立方米/吨，绝对涌出量 40立方米/分钟。3、煤与瓦斯（二氧化碳）涌出。,七、影响瓦斯涌出的因素,1、煤层本身含瓦斯的量的大小2、地面大气压的变化3、开采规模的大小4、开
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