煤礦瓦斯基本技術知識

1．瓦斯性質及瓦斯參數測定 　　

　　瓦斯是指礦井中主要由煤層氣構成的以甲烷為主的有害氣體，有時單獨指甲烷。瓦斯是一種無色、無味、無臭、可以燃燒或爆炸的氣體，難溶於水，擴散性較空氣高。瓦斯無毒，但濃度很高時，會引起窒息。 　　

　　瓦斯在煤層中的賦存形式主要有兩種狀態：在滲透空間內的瓦斯主要呈自由氣態，稱為遊離瓦斯或自由瓦斯，這種狀態的瓦斯服從理想氣體狀態方程；另一種稱為吸附瓦斯，它主要吸附在煤的微孔表麵上和在煤的微粒內部，占據著煤分子結構的空位或煤分子之間的空間。實測表明，在目前開采深度下(1000～2000m以內)煤層吸附瓦斯量占70％～95％，而遊離瓦斯量占5％～30％。 　　

　　煤層瓦斯含量是指單位質量煤體中所含瓦斯的體積，單位為m3/t。煤層瓦斯含量是確定礦井瓦斯湧出量的基礎數據，是礦井通風及瓦斯抽放設計的重要參數。煤層在天然條件下，未受采動影響時的瓦斯含量稱原始含量；受采動影響，已有部分瓦斯排出後而剩餘在煤層中的瓦斯量，稱殘存瓦斯含量。影響煤層原始瓦斯含量的因素很多，主要有：煤化程度、煤層賦存條件、圍岩性質、地質構造、水文地質條件等。 　　

　　2．礦井瓦斯湧出及瓦斯等級

　　開采煤層時，煤體受到破壞或采動影響，貯存在煤體內的部分瓦斯就會離開煤體而湧入采掘空間，這種現象稱為瓦斯湧出。礦井瓦斯湧出形式可分普通湧出和特殊湧出兩種。 　　

　　礦井瓦斯湧出量是指開采過程中正常湧入采掘空間的瓦斯數量，瓦斯湧出量的表示方法有兩種：絕對瓦斯湧出量——單位時間湧入采掘空間的瓦斯量，單位為m3／min；相對瓦斯湧出量——單位質量的煤所放出的瓦斯數量，單位為m3／t。 　　

　　影響礦井瓦斯湧出量的因素主要有煤層瓦斯含量、開采規模、開采程序、采煤方法與頂板管理方法、生產工序、地麵大氣壓力的變化、通風方式和采空區管理方法等。 　　

　　《煤礦安全01manbetx 》規定，一個礦井中隻要有一個煤(岩)層發現瓦斯，該礦井即為瓦斯礦井。瓦斯礦井必須依照礦井瓦斯等級進行管理。 　　

　　根據礦井相對瓦斯湧出量、礦井絕對瓦斯湧出量和瓦斯湧出形式劃分為：低瓦斯礦井、高瓦斯礦井和煤(岩)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井。 　　

　　低瓦斯礦井：礦井相對瓦斯湧出量小於或等於10m3／t且礦井絕對瓦斯湧出量小於或等於40m3／min； 　　

　　高瓦斯礦井：礦井相對瓦斯湧出量大於10m3／t或礦井絕對瓦斯湧出量大於40m3／min； 　　

　　煤(岩)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井：礦井在采掘過程中，隻要發生過一次煤(岩)與瓦斯(二氧化碳)突出，該礦井即定為煤(岩)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井。 　　

　　《煤礦安全01manbetx 》規定：每年必須對礦井進行瓦斯等級和二氧化碳湧出量鑒定。 　　

　　3．瓦斯噴出　　

　　礦井瓦斯噴出是指從煤體或岩體裂隙、孔洞或炮眼中大量瓦斯異常湧出的現象。在20 m巷道範圍內，湧出瓦斯量大於或等於1．0m3／min，且持續時間在8h以上時，該采掘區域即定為瓦斯噴出危險區域。 　　

　　瓦斯噴出的預兆：礦壓活動顯現激烈，煤壁片幫嚴重、底板突然鼓起、支架承載力加大甚至破壞，煤層變軟、潮濕等。　　

　　另外，還存在煤(岩)與瓦斯(二氧化碳)突出，即在地應力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤(岩)和瓦斯(二氧化碳)由煤體或岩體內突然向采掘空間拋出的異常動力現象。煤(岩) 與瓦斯(二氧化碳)突出具有突發性、極大破壞性和瞬間攜帶大量瓦斯(二氧化碳)和煤(岩)衝出等特點，能摧毀井巷設施、破壞通風係統、造成人員窒息，甚至引起瓦斯爆炸和火災02manbetx.com ，是煤礦最嚴重的災害之一。突出發生前通常有地層微破壞、瓦斯湧出變化、煤層層理紊亂、鑽孔卡鑽夾鑽、煤壁溫度降低、散發煤油氣味、煤層產狀發生變化等預兆。 　　

　　4．瓦斯爆炸　　

　　礦井瓦斯不助燃，但它與空氣混合成一定濃度後，遇火能燃燒、爆炸。瓦斯爆炸時會產生3個致命的因素：爆炸火焰、爆炸衝擊波和有毒有害氣體。瓦斯爆炸不僅造成大量的人員傷亡，而且還會嚴重摧毀礦井設施、中斷生產。礦井瓦斯爆炸往往引起煤塵爆炸、礦井火災、井巷坍塌和頂板冒落等二次災害。　　

　　引起瓦斯燃燒與爆炸必須具備3個條件：一定濃度的甲烷、一定溫度的引火源和足夠的氧氣。