小甘溝煤礦瓦斯防治措施
第一章 礦井瓦斯基礎知識
一、瓦斯的性質
1、瓦斯的概念：瓦斯是指礦井種主要有煤層氣構成的以甲烷為主的有害氣體，有時單獨指甲烷。
從廣義上講，瓦斯由於其組成成分的不同，形製具有很大的差別。從安全的角度可以將這些組分劃分為四類：(1)可燃性氣體，這些氣體具有可燃燒的特性，在一定濃度範圍內與空氣的混合氣體往往具有爆炸性，對煤礦安全構成嚴重威脅;(2)有毒性氣體，這些氣體達到一定濃度時，會直接威脅人體的健康甚至生命;(3)窒息性氣體，這些氣體往往賦存在煤體或其圍岩內，開采過程中大量湧出到生產空間，從而使空氣中氧氣濃度降低，造成人員窒息;(4)放射性氣體
礦井中的瓦斯主要來源於煤層及圍岩內湧出到礦井中的氣體。
2、瓦斯的基本性質
瓦斯是無色、無味的氣體，標準狀態下密度為0.716kg/m3，為空氣密度的0.554倍。瓦斯在空氣中具有較強的擴散性，局部地點較高濃度的瓦斯會自動向低濃度的區域擴散，從而使瓦斯濃度趨於均勻。
在無風或微風的巷道，一方麵湧出的瓦斯會擠占空氣的空間，使空氣中的氧氣濃度下降，從而使空氣具有窒息性。另一方麵，湧出的瓦斯隻依賴擴散作用與空氣混合，在湧出源附近它首先會上升並集聚在巷道頂板上，形成瓦斯層，隨著距湧出源距離的增加，瓦斯與空氣的混合才逐漸均勻。
3、瓦斯的燃燒爆炸性
瓦斯是一種可燃性氣體，當其在空氣中的濃度達到某一範圍時，遇適當的點火源就會發生爆炸。按照瓦斯在空氣中發生燃燒的性狀不同，可以將它分為三個區間：(1)助燃區間，瓦斯濃度大於0%至小於爆炸下限5%。(2)爆炸區間，瓦斯濃度在爆炸界限內(5%---16%);(3)擴散燃燒區間，瓦斯濃度大於爆炸上限(16%)。
4、瓦斯的檢測
光學甲烷檢定儀，在裝備有二氧化碳過濾器時，它可以分別檢測出二氧化碳和甲烷濃度。但是，在任何條件下，他都無法分辨甲烷與一氧化碳、氫氣，乙烯及其他烯炔類氣體，而隻能測定其混合物的影響。
二、煤礦井下瓦斯的存在
1、瓦斯在煤層中的賦存
瓦斯在一定壓力下以遊離和吸附兩種狀態賦存在煤體中。遊離瓦斯存在與煤的孔隙和裂隙中，吸附瓦斯積聚在孔隙壁麵上。遊離瓦斯和吸附瓦斯處在動平衡狀態。
在煤礦開采過程中，遊離的瓦斯首先散到開采空間，使得靠近開采空間的煤層中瓦斯壓力降低，遊離瓦斯量減少，這是，煤中吸附的瓦斯就解析出來，成為新的遊離態瓦斯。這一過程不斷重複，從而使煤層中的瓦斯源源不斷地湧出到開采空間。
2、煤層瓦斯含量
煤層瓦斯含量是指單位質量或體積的煤中所含的瓦斯量。
影響煤層瓦斯含量的因素：(1)煤田地質史;(2)地質構造;(3)煤層的賦存條件;(4)煤的變質程度;(5)煤層圍岩的性質;(6)水文地質條件
3、煤層的瓦斯壓力
煤層的瓦斯壓力是指賦存在煤層孔隙中的遊離瓦斯所表現出來的氣體壓力，它是決定煤層瓦斯含量、瓦斯湧出速率及瓦斯動力現象的一個重要參數。
4、井下空氣中的瓦斯：(1)靜止空氣中的瓦斯;(2)層流風流中的瓦斯;(3)紊流風流中的瓦斯。
5、井下瓦斯檢查和管理：(1)瓦斯檢查區域的劃分;(2)檢查點的確定;(3)瓦斯檢查工的交接班製度;(4)瓦斯檢查的請示報告製度、審查製度。
三、開采過程中瓦斯的運動
由於受采動影響，瓦斯在其壓力作用下會湧出到開采空間，這一現象可以分為兩個相連的過程，即瓦斯在煤層內的運移和瓦斯從圍岩、煤壁的湧出。礦井瓦斯的湧出除包括圍岩、煤壁湧出的瓦斯外，還包括采落煤炭放散的瓦斯和采空區湧出的瓦斯等。
1、煤層中的瓦斯流動
煤層是由宏觀裂隙和微觀孔隙組成的多孔介質，一般情況下，以承壓狀態賦存在煤層中的瓦斯，當回采、掘進、打鑽等工作破壞了煤層中原有的壓力平衡後，便會由高壓向低壓流動。
氣體在多孔介質中的流動主要包括兩個方麵，即擴散運動和滲流運動。在尺寸較大的裂隙係統中，瓦斯運動屬於滲流運動，而在孔隙結構的微孔中，則是擴散運動。
流動的形態：(1)單項流動;(2)徑向流動;(3)球向流動。
2、采動影響下鄰近煤層瓦斯的流動
當開采煤層的頂底板地層中有鄰近煤層時，受到本每層開采影響，頂底板地層都會發生不同程度的位移和應力的重新分布，而在地層中再乘大量的裂隙，使鄰近煤層中的瓦斯可以通過這些裂隙湧出到開采空間。
3、礦井瓦斯湧出
按照瓦斯湧出的形式可以分為普通湧出和特殊湧出。普通湧出是指在時間上和空間上比較均勻、普遍發生的不斷湧出，它是礦井正常狀態下的湧出。特殊湧出是指在時間上與空間上突然、集中發生的湧出，湧出速率很不均勻，如瓦斯噴出、煤與瓦斯突出。(1)煤岩壁瓦斯湧出，采煤工作麵煤壁瓦斯湧出;掘進工作麵瓦斯湧出;(2)采空區瓦斯湧出。
4、影響礦井瓦斯湧出量的因素
一個礦井，在生產過程中湧出到風流中的瓦斯總量稱為礦井瓦斯湧出量。礦井瓦斯湧出量的大小通常用兩個參數來表示，即礦井絕對瓦斯湧出量和礦井相對瓦斯湧出量。
礦井瓦斯湧出量受到諸多因素的影響。這些因素大體可分為兩種，即自然因素和開采因素。
(1)自然因素，煤層的瓦斯含量及特性;煤層的埋藏特性;地麵大氣壓力的變化;(2)開采因素，開采順序和回采工藝;開采強度和產量;工作麵的通風方式和通風壓力。
5、礦井瓦斯等級劃分及鑒定
(1)礦井瓦斯等級的劃分
礦井瓦斯等級根據礦井相對湧出量、礦井絕對湧出量和瓦斯湧出形式劃分為：低瓦斯礦井：q0≤10m3/t且q<40m3/min;高瓦斯礦井：q0>10m3/t或q>40m3/min;煤(岩)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井。
低瓦斯礦井中，相對瓦斯湧出量大於10m3/t或有瓦斯噴出的個別區域(采區或工作麵)為高瓦斯區，應按照高瓦斯礦井管理
(2)礦井瓦斯等級鑒定。鑒定進行的時間;鑒定時的生產條件;測定的內容和要求;瓦斯湧出量的計算;鑒定報告;基建礦井的瓦斯鑒定;煤與瓦斯突出礦井的測定。
瓦斯爆炸及其防治
1、瓦斯爆炸的基本條件。瓦斯爆炸的發生必須具備三個條件，一是瓦斯濃度在爆炸界限內，一般為5%----16%;二是混合氣體中氧的濃度不低於12%;三是有足夠能量的點火源。
2、瓦斯爆炸條件在煤礦井下存在的可能性。通風不良，造成瓦斯積聚;氧濃度容易具備;點火源很多，明火火焰;炙熱表麵和炙熱氣體;機械摩擦及撞擊火花;電火花。
3、影響瓦斯爆炸發生的因素，(1)其他可燃氣體的影響;(2)氧濃度和過量惰氣的影響;(3)溫度的影響;(4)氣壓的影響;點火源能量的影響。
4、煤礦井下瓦斯爆炸的過程及危害。(1)瓦斯爆炸的原理和過程;(2)瓦斯爆炸的主要危害，爆炸衝擊波;火焰鋒麵;大氣成分的變化。
5、瓦斯爆炸02manbetx.com 的預防。(1)瓦斯爆炸02manbetx.com 的原因03manbetx ，依據對以往瓦斯爆炸02manbetx.com 的統計，在引起瓦斯爆炸02manbetx.com 的原因中，除違章作業、違章指揮等現場管理因素外，安全生產技術措施不完善、不落實，安全技術水平不高是造成事故的主要原因。從瓦斯爆炸發生的地點看，絕大多數都發生在采煤工作麵和掘進工作麵，這類事故占事故總量的90%以上。從引起爆炸的火源看，以1996年的統計為例，以爆破火焰引燃居多，其它依次為明燈、失爆、撞擊、吸煙和摩擦火焰等。(2)瓦斯積聚。所謂瓦斯積聚是指體積超過0.5m3的空間瓦斯濃度超過2%的現象。局部地點的瓦斯積聚是造成瓦斯爆炸的根源。對井下瓦斯狀況的不了解、礦井通風係統不合理布置、通風設施的毀壞等，都容易造成瓦斯積聚。工作麵風量不足引起瓦斯積聚;通風設施質量差、管理不善引起瓦斯積聚、串聯通風、不穩定分支等引起的瓦斯積聚;局部通風機停止運轉造成的瓦斯積聚;恢複通風排放瓦斯時期容易造成瓦斯事故;采空區及盲巷中積聚的瓦斯;瓦斯異常湧出造成的瓦斯積聚;巷道冒落空洞等的瓦斯積聚;小煤礦瓦斯積聚的原因。獨眼井開采，沒有形成通風係統;未安裝主要通風機，依靠自然風壓進行通風;使用局部通風機代替主要通風機，風機能力不匹配，井下風量過小;回風井筒兼做提升，礦井漏風嚴重;礦井或工作麵停工停風;井下通風係統紊亂;掘進工作麵無通風機或一台通風機給多個掘進麵供風;礦井瓦斯檢查製度執行不嚴格，儀器儀表送損壞或失效;礦進技術力量配備不足。(3)瓦斯爆炸的點火源。井下爆破;電火花;摩擦撞擊火花;明火點燃。
6、預防煤礦爆炸事故的技術措施。(1)防止瓦斯積聚的技術措施。保證工作麵的供風量;處理采煤工作麵回風隅角的瓦斯積聚。掛風障引流;尾巷排放瓦斯法;風筒導風法;掘進工作麵局布瓦斯積聚處理。充填法;引風法;風筒分支排放法、黃泥抹縫法;鑽孔抽放裂隙帶的瓦斯;刮板輸送基地槽瓦斯積聚的處理;通風異常或瓦斯湧出異常時期因特別注意的事項;(2)防止點火源的出現。加強管理，提高防火意識;防止放炮火源;防治電器火源和靜電火源;防止摩擦和撞擊點火;防止明火點燃;防止其他火源;(3)加強瓦斯的檢查和檢測。
7、防止災害擴大的措施。分區通風;隔爆、阻爆裝置。用岩粉阻隔爆炸的蔓延;用水預防和阻隔爆炸;自動式防爆棚;編製礦井災害預防和處理計劃。當前礦井安全狀況、生產狀況;災害處理計劃。
新疆呼圖壁縣煤炭多種經營責任有限公司小甘溝煤礦
“瓦斯治理示範”活動
礦井瓦斯防治措施
編 製： 範 旺 中
審 核： 陳 斌
礦 長： 降 紅 兵
日 期： 2011年2月
