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1、第二讲 矿井瓦斯防治管理,第一节 矿井瓦斯概述,一、矿井瓦斯的生成 矿井瓦斯是成煤过程中的一种伴生气体 二、矿井瓦斯的性质 甲烷无色、无味，轻，扩散性强，无毒，窒息，燃烧，爆炸 三、煤层瓦斯的存在状态 游离状态 吸附状态,四、煤层瓦斯压力,五、煤层瓦斯含量,煤层瓦斯含量指煤层在自然条件下单位重量或单位体积所含有的瓦斯量，一般用m3/t（米3/吨）表示 煤层瓦斯含量的影响因素： 煤的变质程度 煤田地质史 煤层的赋存条件 煤层埋藏深度,倾角 煤层露头 煤层围岩的性质 地质构造 水文地质条件,六、矿井瓦斯涌出,1.矿井瓦斯涌出形式,普通涌出 特殊涌出（喷出、突出） 2.矿井瓦斯涌出量 (1)矿井绝对
2、瓦斯涌出量 单位时间内涌入采掘空间的瓦斯数量 Q瓦=QC 式中Q瓦矿井绝对瓦斯涌出量，m3/min Q矿井总回风量，m3/min C矿井总回风流中的瓦斯浓度，% (2)矿井相对瓦斯涌出量,在矿井正常生产条件下，月平均日产1吨煤所涌出的瓦斯数量 式中q瓦矿井相对瓦斯涌出量，m3/t 14401昼夜的分钟数 A矿井月产煤量，t N矿井的月工作天数 例：回风大巷风量1000 m3/min，矿井回风大巷瓦斯浓度0.5%，6月份月产量 20000 t Q瓦=QC=10000.5% =5 m3/min,q瓦= 1440Q瓦N/A =1440530/20000 =10.8 m 3/t 3.影响矿井瓦斯涌出量
3、的因素 (1)煤层瓦斯含量 (2)地面大气压力变化 (3)开采规模 (4)开采顺序 (5)采煤方法,(6)顶板管理 (7)生产工序 (8)通风压力 七、矿井瓦斯燃烧 八、矿井瓦斯爆炸 1矿井瓦斯爆炸条件 （1）一定浓度的瓦斯（5% 16%） （2）一定温度的引火源（650750） （3）足够氧气（大于12%） 2影响爆炸界限的因素,（1）可燃气的混入 （2）爆炸性煤尘的混入 （3）混合气体的初温 （4）惰性气体的混入 3矿井瓦斯爆炸的主要危害 （1）爆炸火焰 （2）爆炸冲击波 （3）有毒有害气体,第二节 矿井瓦斯管理,一、矿井瓦斯分级管理 矿井瓦斯管理的首要原则 分级目的：安全、经济 （一）矿
4、井瓦斯等级的划分 1低瓦斯矿井：相对瓦斯涌出量10m3/t且绝对瓦斯涌出量40m3/min 2高瓦斯矿井：相对瓦斯涌出量10m3/t或绝对瓦斯涌出量40m3/min 3煤与瓦斯突出矿井 (二）矿井瓦斯分级管理,1井瓦斯检查制度及人员配备 （1）划分瓦斯检查地区 （2）瓦斯检查地点 （3）瓦斯检查次数 （4）瓦检三对口 瓦斯检查班报手册、记录牌、调度日志三对口 （5）瓦斯检查工交接班制度 （6）通风值班人员的工作 （7）审阅通风瓦斯日报制度 （8）安全培训制度,2矿井通风安全监测装置设置的要求 3矿井电气设备的选用要求 4掘进工作面安全技术装备系列化标准 5矿用安全炸药选用要求及爆破管理 6通风
5、的要求 7“四位一体”综合防突措施 二、矿井瓦斯的分源治理 按照瓦斯涌出地点和分布状况，矿井瓦斯涌出来源可分为：掘进区、回采区、采空区三部分 三、矿井瓦斯的综合管理措施,1矿井瓦斯的一般管理措施 安全责任制 通风管理 机电设备防爆管理 炸药和爆破管理 火区管理 隔爆设施管理 瓦斯监测 2矿井瓦斯的特殊管理措施 矿井瓦斯抽放 巷道局部积聚的瓦斯排放 盲巷管理 掘进巷道贯通管理 矿井瓦斯监测设备和仪表管理,第三节 矿井瓦斯爆炸的防治措施,一、防止瓦斯积聚 1优化设计方案 2合理采掘布置 3加强通风管理 4建立健全矿井瓦斯管理规章制度 5及时处理局部积聚的瓦斯 (1)采煤工作面上隅角处瓦斯积聚的处理
6、,（2）巷道积聚瓦斯的处理方法,（3）盲巷积聚瓦斯的处理方法 盲巷是指没有通风、其长度大于6m的独头 井下应尽量避免出现盲巷 临时停工的地点不得停风 盲巷内必须切断一切电气设备的电源和撤出所有人员，在离巷道口5m内设置栅栏，并挂有明显警标，严禁人员入内 必须进入盲巷检查瓦斯时要有安全措施，由外向里检查 瓦斯检查工每天在栅栏处至少检查一次,7抽放瓦斯,二、防止瓦斯引燃,1防止明火 明火主要有自燃及形成的火区、井下电焊、吸烟等 2防止电火 电火花主要包括电弧放电、电气火花、静电火花。由于线路接头不符合要求、电器失爆、带电检修、违章私自打开矿灯或矿灯失爆、使用非煤矿用的电器设备等而产生 3防止炮火,
7、爆破火花主要是由于炮泥装填不满、最小抵抗线不够、放明炮、放糊炮、接线不良、炸药不合要求、发爆器不合格、明电爆破等引起的 “一炮三检”制度（装药前、爆破前、爆破后检查瓦斯） 4其他引火源的治理 如机械设备之间的撞击、坚硬顶板冒落时的撞击、金属表面之间的撞击等 三、防止瓦斯爆炸事故扩大 （1）建立完善合理、抗灾能力强的矿井通风系 统 (2)安设防爆门,（3）安设反风装置 （4）安设隔爆设施 （5）携带自救器 （6）编制灾害预防与处理计划,第四节 矿井瓦斯检测监控,一、矿井甲烷检测仪器 1便携式光学甲烷检测仪,2便携式甲烷检测报警仪,2便携式甲烷检测报警仪,3甲烷断电仪,二、矿井安全监控系统,1矿井
8、监控系统的组成 传感器和执行器 信息传输装置 中心站或主站的硬件 中心站或主站的计算机软件,2采掘工作面甲烷传感器设置,三、矿井瓦斯检查次数,采掘工作面瓦斯检查次数：低瓦斯矿井中每班至少2次；高瓦斯矿井中每班至少3次；突出、喷出采掘工作面和瓦斯涌出较大、变化异常的采掘工作面，都必须有专人经常检查瓦斯，并安设甲烷断电仪 采掘工作面二氧化碳应每班至少检查2次 本班未进行工作的采掘面可能涌出或积聚瓦斯或二氧化碳的硐室和巷道每班至少检查1次瓦斯或二氧化碳,第五节 煤与瓦斯喷出的防治,一、矿井瓦斯喷出的特点 (1) 瓦斯喷出与地质变化有密切关系 (2) 喷出时常有咝咝声响,且有动力作用 (3) 喷出物只
9、是高浓度的瓦斯 (4) 喷出量从几平方米到几十万平方米,持续时间从几分钟到几天、几年、十几年 二、矿井瓦斯喷出的预兆 三、矿井瓦斯喷出的防治措施 （1） 打前探钻孔或油排钻孔 （2）当喷出量较小时可用增大风量的办法加以稀释，或通过引排罩、管道把瓦斯引入回风中 (3) 当喷出量大时打钻孔抽放或封闭巷道进行抽放,第六节 煤与瓦斯突出的防治,一、煤与瓦斯突出的原因 二、 煤与瓦斯突出的一般规律 （1）突出发生在一定采掘深度以下 （2）突出危险区集中在地质构造带，呈带状分布 （3）在集中应力区进行裁决，突出危险性明显增加 (4)绝大多数突出发生在落煤时 ,尤其是爆破时 (5)受煤自重影响，上山掘进头发
10、生突出的次数多，强度小；而下山掘进头发生突出的次数少,（6）同一突出煤层瓦斯压力越高，突出危险性越大 （7）突出气体主要是瓦斯，少数情况下突出二氧化碳 （8）突出的次数和强度随着煤层厚度特别是软分层的厚度的增加而增多 （9）突出的危险性随煤层的倾角的增大而增加 （10） 突出煤的特点是强度低，层理紊乱，变质强度高，透气性差，瓦斯放散初速度高等 （11）突出多发生与煤巷掘进和石门揭煤，石 门揭煤时突出危险性最大 （12）突出前一般都有预兆,三、煤与瓦斯突出的预兆,（1）地压显现方面 （2）瓦斯涌出方面 （3）煤结构方面 四、“四位一体”综合防突措施的管理 四位一体：突出危险预测、防治突出措施、防
11、治突出措施的效果检验 1、突出危险性预测 （1）区域预测 （2）工作面预测 2、防治突出措施,（1）开采保护层 a、 开采保护层的作用 b、 被保护范围的确定 c、 开采保护层的注意事项 （2）预抽煤层瓦斯 （3）水力冲孔 （4）排放钻孔 （5）水力冲刷 （6）金属骨架 （7）超前钻孔 （8）松动爆破 （9）前探支架 （10）卸压槽,3、防治突出措施效果检验 （1）远距离和极薄保护层的保护效果检验 （2）预抽煤层瓦斯防突措施的效果检验 a、预抽煤层瓦斯后，突出煤层参与瓦斯含量应小于该煤层始突深度的原始瓦斯含量 b、煤层瓦斯预抽率大于30% （3）石门揭煤工作面防突措施的效果检验 （4）煤巷掘进工作面防突措施的效果检验 （5）采煤工作面防突措施的效果检验,4、安全防护措施 （1）震动爆破 （2）远距离爆破 （3）挡拦设施 （4）反向风门 （5）井下避难硐室和压风自救系统 （6）自救器,
