矿井瓦斯事故防范技术

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1、矿井瓦斯事故防范技术乐乐收集整理 http:/ 矿井瓦斯的性质l二. 煤层瓦斯的赋存及涌出l三. 矿井瓦斯等级及其鉴定；l四. 瓦斯抽放l五. 矿井瓦斯爆炸及预防措施l六. 矿井瓦斯浓度测定与瓦斯监控第二节 矿井瓦斯的防治（201 ）一、矿井瓦斯的性质l1、概念：煤矿井下以甲烷为主的有毒、有害气体 的总称；一般单指甲烷；l2、组成（广义）：（1）、可燃气体：烷烃类（ CnH2n2）、环烷烃类（CnH2n）、H2、CO、 H2S；（2）、有毒气体：H2S、CO、SO2、NH3 、NO2；（3）、有害气体：N2、CH4、CO2、H2 ；（4）、放射性气体：氡气。l3、来源：煤（岩）涌出、井下放炮、

2、井下气体间 反应等。瓦斯的性质（特性）（201）二、特性（狭义）1、无色、无味、无嗅，但有时同其它气体混合产生 苹果香味。2、标准状态下绝对密度0.716kg/m3，相对密度0.554 ，扩散性极强，无风时会首先积聚在巷道上部； 扩 散后有不可逆性；3、浓度达到43%(氧气稀释到12%以下）有窒息危险 。4、本身不燃不爆，与空气混合可燃可爆。注：因井下有空气，所以一般把瓦斯认为可燃性气 体。 二、 煤层瓦斯的存在形式及涌出 （201）（一）煤层中的瓦斯存在状态 1、煤是多孔物质，瓦斯可以赋存在其中；2、瓦斯在一定的压力下以游离和吸附两种状态赋存在煤 体中； （1）游离瓦斯，运动状态，约为瓦斯总

3、量1020%； （2）吸附瓦斯，静止状态，又分吸收、吸着两种，约为瓦斯总量8090%； 如图621瓦斯在煤层中的赋存状态煤层中的瓦斯带状分布(204)氮气二氧化碳带；氮气带；氮气 甲烷带；甲烷带 （二）煤层瓦斯含量及其影响因素 （202）l 煤层瓦斯含量：指单位质量或体积的煤中 所含有的瓦斯量，包括游离和吸附两种形态单 位m3/t或m3/m3l 当前煤层瓦斯的含量取决于煤层瓦斯运移 的条件和保存瓦斯的能力。煤层瓦斯含量的影响因素（202）l1煤的变质程度；l2煤层露头；l3. 煤层的赋存深度：l4围岩性质；l5地质构造；l6. 煤层的倾角；l7. 水文地质条件：(四) 煤层瓦斯压力(204)

4、l 瓦斯压力：煤层中游离瓦斯的压力。l P=P0+m（H-H0）l 其中l P深度H处的瓦斯压力，MPa；l P0瓦斯风化深度的瓦斯压力，MPa； l H0瓦斯风化深度，ml m瓦斯压力梯度， MPa/ m(五) 矿井瓦斯的涌出及预测 (204)l 补充：涌出来源：矿井瓦斯涌出按其来源 可分为三个方面，即：煤壁涌出的瓦斯、邻近 煤层通过裂隙涌出的瓦斯及采落煤炭放散的瓦 斯。 l 1、瓦斯涌出量：生产过程中瓦斯涌出到风流 中的数量。l 衡量指标：l （1）绝对涌出量：单位时间内瓦斯涌出数量 。立方米/分、立方米/天。 （计算如下） (五) 矿井瓦斯的涌出及预测 (204)l QcH4=Q *C

5、单位:立方米/分,立方米/天l;其中：QcH4瓦斯绝对涌出量（立方米/分,立方米/天）l C总回风瓦斯量，%;l Q总回风量（立方米/分）l （2）相对瓦斯涌出量：正常生产条件下，生产每吨煤 瓦斯涌出数量；单位：立方米/吨；l 计算公式：qcH4= QcH4 /A;单位:立方米/吨l其中： qcH4 -瓦斯相对涌出量；l QcH4 -瓦斯绝对涌出量（立方米/天）；l A-煤产量（吨/天）。(五) 矿井瓦斯的涌出及预测 (204)l 补充：涌出形式：按瓦斯涌出的形式可以 分为普通涌出和特殊涌出（或一般涌出和异常 涌出）。 l1、普通涌出：指在时间与空间上比较均匀、普 遍发生的不间断涌出，它是矿井

6、正常状态下的 涌出。l2、特殊涌出：指在时间与空间上突然、集中发 生的涌出，涌出速率很不均匀，如瓦斯喷出、 煤与瓦斯突出。(五) 矿井瓦斯的涌出及预测(204)2、影响因素l一）、自然因素l1、煤层的瓦斯含量及特性。瓦斯含量越高，瓦 斯压力越高，涌出量越大；煤层透气性越好， 涌出量越大；l2、埋藏特性。开采深度越大，瓦斯涌出量增大 ；相邻煤层越多，瓦斯涌出量增大。l3、地面大气压的影响。大气压力越高，瓦斯涌 出量降低；大气压力越低，瓦斯涌出量增高。二、矿井瓦斯涌出量l二）、开采技术因素l1、开采规模（强度和产量）。回采速度越快，绝对瓦 斯涌出量越大，而相对瓦斯涌出量影响不大。l2、开采顺序和回

7、采工艺。先开采的煤层涌出量大，后 开采的煤层涌出量减少；l 全部陷落法和放顶煤开采，瓦斯涌出量大，充填法 开采，瓦斯涌出量减少。l3、生产工艺。落煤时瓦斯涌出量越大。l4、工作面通风方式和通风压力。在保证采掘供风的基 础上，工作面采取均压措施，可减少采空区的瓦斯涌出 量。工作面负压越高，瓦斯从上隅角涌出越大。三、矿井瓦斯等级的划分划分依据：瓦斯绝对涌出量、相对涌出量。划分等级及标准：1、低瓦斯矿：q010m/t 或 q 40m/min ；3、煤与瓦斯突出矿；4、规程规定：一个矿井只要有一个煤层发现瓦 斯，该矿井煤层即为瓦斯矿井。三、矿井瓦斯等级及其鉴定l1、鉴定时间：一般78月份l2、鉴定条件

8、：正常生产条件下（至少设计产量60%以 上）；l3、鉴定要求：鉴定月的上、中、下旬各一天；l4、瓦斯绝对涌出量计算：q=Q*qw*60;q每班的瓦斯 涌出量（ m /min)；Q总回风量m /s）；qw总回风 瓦斯浓度%；l每班相对涌出量：qo=q*（A/T）(m/t);qo每班相对瓦 斯涌出量；q每班绝对瓦斯涌出量；T每班工作时间 A每班煤产量。l5、每年必须对煤矿进行CH4、CO2鉴定，报省级煤炭 管理部门审批，并报省级煤炭安监机构备案。四、瓦斯抽放（208）l（一）、抽放条件：l1、当一个煤矿的最大通风能力不能稀释瓦斯而达到安 全浓度时； l2、规程145条规定（1）、一个采煤工作面的瓦

9、斯 涌出量大于5m3 /min时，（2）、一个掘进工作面瓦斯绝 对涌出量大于3m3 /min ，采用通风方法解决瓦斯问题不 合理时，应采取抽放瓦斯措施 。 （3）、瓦斯绝对涌出量达到以下条件的 1）、q40m/min； 2）、年产量10-15Mt， q30m/min； 3）、年产量06-10Mt， q25m/min； 4）、年产量04-06Mt， q20m/min； 5）、年产量15m/min； 6）、煤与瓦斯突出矿井。（二）、抽放方法（208）l1、按抽放区域和瓦斯来源可分： l（1）本煤层抽放； l（2）邻近煤层抽放； l（3）采空区抽放； l（4）围岩抽放；l2、按抽放瓦斯煤层是否卸压可

10、分： l（1）未卸压煤层抽放瓦斯； l（2）卸压煤层抽放瓦斯； l3、按抽放时间顺序分： l（1）采掘前预抽； l（2）边采边抽； l（3）采后抽放； l4、按抽放施工方法分： l（1）钻孔抽放； l（2）巷道抽放； l（3）钻孔钻孔混合抽放。临时抽放瓦斯泵站的抽放浓度（补充）l 井下临时抽放瓦斯泵站抽出的瓦斯可引 排到总回风巷、一翼回风巷，但稀释后的风 流瓦斯浓度不得超过0.75；引排到采区回风 巷则不得超过1。如果临时抽放泵站抽出的 瓦斯直接送至永久抽放系统的管路中，则必 须保证永久抽放系统管路内的瓦斯浓度不得 低于25(干式抽放设备)，利用瓦斯时则不得 低于30。五.瓦斯爆炸机理和事故原

11、因（210）l 瓦斯爆炸的发生必须具备三个基本条件，即：瓦斯 浓度在爆炸界限内，一般为5%16%。混合气体中氧的浓 度不低于12%。有足够能量的点火源。 l 以一个断面积8m2的煤巷掘进工作面为例，若正常 通风时期供风量为200m3/min，回风流瓦斯浓度0.5%，则工 作面绝对瓦斯涌出量为1m3/min。假设新揭露断面及距该断 面10m范围内的煤壁涌出的瓦斯占掘进工作面总瓦斯涌出量 的50%，则如果工作面停止供风，该10m范围内平均瓦斯浓 度达到爆炸下限5%只需要：五.瓦斯爆炸机理和事故原因（补充）l警告：瓦斯爆炸下限5%，上限16%是指瓦斯空气 混合气体爆炸的大致范围，随下列因素将使瓦斯

12、爆炸界限扩大：l1）其它可燃气体和煤尘的混入；l2）氧浓度增高；l3）气压增高；l4）环境温度升高；l5）点燃源的能量增大等等。 瓦斯煤尘爆炸惨像l 瓦斯煤尘爆炸惨状l l 瓦斯 煤尘爆炸现场遗留物l 瓦斯爆炸的主要防治措施（212）一、防瓦斯积聚l1、保证工作面的供风量，加强通风管理；l2、加强瓦斯的检查和监测；严格按规程管理；l3、及时处理采掘工作面瓦斯局部积聚（具体见213）；二、防瓦斯引燃l1、加强管理，提高防火意识；l2、严防放炮、电器、静电、机械、明火等火源出现；瓦斯爆炸的主要防治措施（215）l三、防事故扩大l1、实行分区通风，消灭串联通风；l2、安全出口、防爆门、反风装置符合规

13、定；l3、隔爆、阻爆装置符合规定；如下图l4、加强瓦斯事故防范的培训教育，提高安全意 识。l5、必须由矿井技术负责人组织编织灾害预防和 处理计划并认真实施。隔爆水袋示意图形同虚设的隔爆水袋六、矿井瓦斯浓度测定与瓦斯监控（ 215）煤矿井下瓦斯浓度的检测，是了解瓦斯涌出 情况，掌握其变化规律，防止瓦斯事故的l前提。煤矿安全规程第一百四十九条规定： 矿井必须建立瓦斯、二氧化碳和其他有害气l体检查制度，矿长，矿技术负责人，爆破工，采 、掘、通风的区队长，工程技术人员，班l长，流动电钳工下井时，必须携带便携式甲烷检 测仪。六、矿井瓦斯浓度测定与瓦斯监控（ 216）l煤矿瓦斯检测按其方法可分为四大类：l

14、 一是实验室分析法，即从井下采取气样送到 地面实验室进行分析测定。l 二是用便携式检测仪器在井下就地检测。l 三是用瓦斯报警断电装置进行连续、远距离 监测。l 四是用集中监测系统进行监测和监控。它除 了能检测高、低浓度的瓦斯外，还可测一氧化碳 、风速、温度、风压、氧气浓度等，同时，也可 对井下设备的工作状态进行监测监控。六、矿井瓦斯浓度测定与瓦斯监控（ 216）l(一)矿井瓦斯浓度测定l 1、 目前矿井瓦斯浓度测定常用光干涉型瓦斯浓度检 测仪(光学瓦斯检定器)和电子仪器。l 国产的型号有：AQG1、AQG1A、AQG2、 AQG3、GWJl、GWJ1A、GWJ2型。l 2、 CJB4型便携式甲

15、烷检测报警仪是采用先进的微电 脑芯片设计的智能化仪器。该仪器不但具有常规的甲 烷浓度自动检测、数码显示、声光报警功能，还具有 独特的零点搜索、时钟设置、省电模式等多种功能。六、矿井瓦斯浓度测定与瓦斯监控 （216）l(二)瓦斯监控系统l 煤矿安全规程第一百六十九条至第一百七十五 条规定应安设甲烷传感器的地点：l (1)低瓦斯矿井的采煤工作面，必须在工作面设置甲 烷传感器。l 高瓦斯和煤(岩)与瓦斯突出矿井的采煤工作面，必须 在工作面及其回风巷设置甲烷传感器，在工作面上隅角 设置便携式甲烷检测报警仪。l 若煤(岩)与瓦斯突出矿井采煤工作面的甲烷传感器不 能控制其进风巷内全部非本质安全型电气设备，则必须 在进风巷设置甲烷传感器。传感器设置的位置要求传感器设置的位置要求六、矿井瓦斯浓度测定与瓦斯监控 （216）l 采煤工作面采用串联通风时，被串联工作面的进风巷必须设 置甲烷传感器l 采煤机必须设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪 。l 非长壁式采