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1、王 家 寨 煤 矿防突知识培训教案目 录第一章 矿井瓦斯基本知识第一节 概述第二节瓦斯在煤层中的赋存状态及其相互转化第二章防突基本知识第一节概述第二节 煤与瓦斯突出的分类第三节 煤与瓦斯突出机理第四节 煤与瓦斯突出的过程第五节 煤与瓦斯突出预兆第六节防治煤与瓦斯突出的技术与发展第三章“四位一体”综合防突措施第一节概述第二节煤层突出危险性预测分类第三节 煤层突出危险性预测方法第四节防治煤与瓦斯突出的技术措施第五节防治煤与瓦斯突出措施效果检验第六节 安全防护措施第四章煤与瓦斯突出实例第五章发生煤与瓦斯突出的自救和避灾第一节概述一、矿井瓦斯的概念矿井瓦斯就是在煤矿井下生产过程中,从煤层、煤层围岩、采
2、空区以及生产过程中产生的各种有害气体的总称。简单说,矿井瓦斯就是井下有害气体的总称。煤与瓦斯突出过程中喷出的瓦斯是指在煤层和煤层围岩中赋存的有害气体.二、矿井瓦斯的成分矿井瓦斯的成分组成主要为：甲烷、二氧化碳和氮气等。在煤与瓦斯突出过程中喷出的瓦斯的主要成份是甲烷。、甲烷（俗称沼气，化学式为CH4)。一般占0以上.它比空气轻，常容易在巷道顶部、冒顶高处、上山掘进头等比较高的地方积聚。沼气本身无毒,但它的浓度增加时，氧含量相对减少,当沼气浓度达到4以上时，氧含量则降到2以下,就能使人窒息。当沼气浓度达到516时,遇火发生爆炸。、二氧化碳（O)、氮气(N2).一般占120%。C2超过0可使人窒息。
3、规程第一百条规定：采掘工作面进风流中，C不超过5%。、有机气体。主要为乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等，一般含量较少，在1%以下。4、有毒气体。主要为O、2S、NH3、NO2,一般含量很少,但危害很大。规程第一百条规定,井下空气中，CO最高允许浓度为.0024，SO2最高允许浓度为0005，H2S最高允许浓度为0。06，最高允许浓度为00025，、NO2最高允许浓度为0。04%,5、惰性气体。主要为氦、氖、氩、氪、氙等几种稀有气体.含量很少。第二节瓦斯在煤层中的赋存状态及其相互转化一、 瓦斯在煤层中的赋存状态掌握瓦斯在煤层中的赋存状态，对研究矿井瓦斯涌出规律和矿井瓦斯预测都有十分重要的意义。根据实验室
4、和现场测定的结果，瓦斯在煤层中以游离、吸附和吸收三种状态存在.、游离状态瓦斯瓦斯以自由气体状态存在于煤和岩石空隙中，这种瓦斯分子在煤体空隙中可以自由运动，像一般气体一样，由压力大的地方向压力小的地方运移。在煤岩体中一般游离状态瓦斯占瓦斯总量的1020%.2、吸附状态瓦斯由于瓦斯分子与煤固体颗粒之间的分子作用，瓦斯分子被吸附在煤岩体的微孔隙或超微孔隙表面,形成一层瓦斯薄膜。这种瓦斯分子滞留在煤岩微孔隙或超微孔隙表面，它不象游离瓦斯那样可以在煤层中自由运移.据测定1g烟煤微孔隙的总面积可达20m2之多,这超过一般孔隙的20倍。保存在煤中的瓦斯有890%呈吸附状态存在。3、吸收状态瓦斯瓦斯分子进入煤
5、分子团中,与煤分子紧密结合在一起,被煤分子吸收,这种瓦斯的自由度更低，极难从煤中逸出，它在煤层中含量很少,一般在1以下，可忽略不计。二、吸附状态瓦斯与游离状态瓦斯的相互转化在一定温度和压力下，游离状态瓦斯和吸附状态瓦斯处于动态平衡之中.当温度和压力发生变化时，这两种状态的瓦斯就可以相互转化。当压力增加或温度降低时,煤的吸附能力增强，游离状态瓦斯向吸附状态转化，这种转化要在煤的微孔隙或超微孔隙吸附瓦斯不饱和的情况下才能实现，这种转化较少见；当压力降低或温度升高时，煤的吸附能力减弱,吸附状态瓦斯向游离状态转化，称为瓦斯的“解吸作用”，这种现象在煤层中较为常见。第二章防突基本知识第一节概述一、煤与瓦
6、斯突出的概念在煤矿井下采掘生产过程中,在极短时间内（几秒或几分钟），突然从煤岩体内喷出大量的煤岩与瓦斯的现象,就叫煤与瓦斯突出,简称为突出。煤与瓦斯突出是矿井中一种复杂的动力现象,也是煤矿一种严重的自然灾害。84年3月2日，法国鲁阿雷煤田伊萨克煤矿发生了世界上第一次有记载的煤与瓦斯突出,当时是在急倾斜厚煤层平巷中掘进，支架工在架棚子时发现工作面煤壁外移，三个人立即外撤，撤退时一人被煤流埋没，一人被瓦斯窒息死亡，一人逃跑得救.当时突出煤沿巷道堆积13m长,煤粉散落15长，迎头支架倾倒。在之后的70多年的时间里，世界上主要产煤国都发生了煤与瓦斯突出的动力现象。据不完全统计,各国突出次数共约四万次,
7、突出次数超过10次的有中国、法国、前苏联、波兰、日本等五个国家。突出强度最大的是1969年7月1在苏联顿巴斯矿区加加林煤矿发生的一次特大型煤与瓦斯突出，突出煤岩量1万4千两百吨，喷出瓦斯量2万3。突出的煤岩量按巷高2。6m,宽4。0m,散煤容重1。m3/t计算,可堵巷20m，喷出的瓦斯按每个家庭每月燃烧煤气0m3计算,可供400户人家用一年。我国在139年吉林辽源矿务局发生了动力现象。有记载的第一次煤与瓦斯突出发生在1950年月20日吉林辽源矿务局富国西二坑，在垂深280m的煤巷掘进工作面。最大的一次突出（世界第二）发生在1975年月8日四川天府局三汇一矿，在+280水平,主平硐震动性放炮揭穿
8、6号煤层时煤时发生突出，突出煤1万2千百8拾吨,喷出瓦斯近1万m3.炮响34s后发生突出，峒口一阵狂风，将小碎石卷起，吹到50m以外，大量瓦斯携带煤粉涌出，呈黑浓烟状，持续40min才逐渐下降，距突出点00多米远的三道风门被毁，风门外装有钎子和矸石的矿车冲出3多米远，一块重1吨多的巨石被冲出20多米，另一块重达吨的巨石被冲出60余米，拐两个90的急弯进入变电所。距突出点110内煤矸基本封顶，往外堆积高度缓慢下降，整个堆积长度117，直到峒口.我公司第一次突出发生在18年10月13日,八矿戊二皮带下山的掘进过程中，最大的一次突出发生在200年1月15日,八矿戊二皮带下山,突出煤量62吨，喷出瓦斯
9、30103m。目前,我公司共发生突出120多次，四矿、五矿、八矿、十矿、十二矿、十三矿均发生了突出，我矿于002年5月2日发生了动力现象，突出煤量225吨，涌出瓦斯近0。2004年2008年我矿由北京煤科总院抚顺煤科分院鉴定,2008年5月我矿升级为煤与瓦斯突出矿井。煤与瓦斯突出危险性就在我们身边，因此，我们有必要学习煤与瓦斯突出知识，提升我矿职工的防突意识,提高矿井抵抗煤与瓦斯突出的能力。二、煤与瓦斯突出的危害我国突出矿井多,国有煤矿约10多对,占五分之二左右。小煤矿、乡镇煤矿等都有突出现象发生,0人以上的突出事故1932004年统计共发生10多次，平均死亡约4人次.郑煤集团004年10月0
10、日发生的特大型突出，突出煤量9,喷出瓦斯约25万m3，死亡148人（突出后引发瓦斯爆炸）。据统计，我国煤矿事故死亡人数中,瓦斯灾害死亡人数占到46。85%。目前，我国煤炭成本的四分之一用于防治瓦斯。在规程中，专列一章煤与瓦斯突出防治,在世界上是没有的。这充分说明了煤与瓦斯突出防治在我国的重要性，各类煤矿只有把瓦斯治理好，才能从根本上杜绝煤矿重特大事故的发生。179年4月17日,比利时阿拉波二号井曾发生一次突出，突出煤420吨，喷出瓦斯50万m3，瓦斯喷出时，逆风流从提升井冲到地面，距井口23m绞车房附近的炉火引燃了瓦斯，火焰高达50m,井口建筑物烧成一片废墟。地面烧死3人,烧伤1人。两小时后，
11、火焰将熄灭时,井下又连续发生7次瓦斯爆炸，每隔7min爆炸一次，当时井下共20人，死亡121人，危害非常严重。172年湖南红卫煤矿石门揭煤远距离放炮时发生了突出，突出煤量50t,喷出瓦斯18.5万m3，高浓度瓦斯从主井口喷出，井口附近瓦斯浓度达15%，9左右较长时间，从北翼井口喷出的瓦斯，被信号房的炉火点燃，火柱高达0,井口房和主扇被烧毁。突出的危害可以概括为如下几点：（1）摧毁井巷设施、破坏通风系统,损坏机电设备;(2）喷出大量的煤岩能堵塞巷道，造成煤岩流埋人事故;（）涌出大量瓦斯形成瓦斯逆流、造成人员窒息、瓦斯燃烧和瓦斯爆炸事故。(4)严重影响采掘工作面单产单进，使矿井经济效益大幅下降。三
12、、煤与瓦斯突出的一般规律、随开采深度的增加，突出危险性增大.我公司在25水平以上时只发生了4次突出,在00水平以下时突出了一百多次。我矿在开采一水平时，煤层中的瓦斯含量很低,瓦斯涌出量也很小,瓦斯基本上不影响矿井生产,进入二水平后,24水平以下按高瓦斯管理，瓦斯开始制约矿井生产，现在到了三水平,煤层中的瓦斯含量显著增大，采掘过程中瓦斯超限现象及动力现象时有出现，208年我矿升级为煤与瓦斯突出矿井。2、突出多发生于地质构造区域。004年0月20日郑煤集团大平煤矿的突出事故就发生在地质构造附近,我公司八矿200年3月1日的突出,20年3月23日五矿发生的突出都是由地质构造引起的。、突出的气体主要是
13、沼气，少数情况下突出CO2。4、煤体破坏程度越严重,煤的强度越小，突出危险性越大。5、突出多发生在采掘工作面,占1。8，采掘工作面应力集中区容易发生突出。因此，巷道应安排沿空留巷或沿空送巷。、突出常发生于外力冲击作用下，我公司发生的突出由放炮和割煤两项引起的占突出总数的4。4%.规程第一百八十三条规定:突出煤层中的突出危险区、突出威胁区,严禁采用放顶煤采煤法、水力采煤法、非正规采煤法采煤。突出煤层中的突出危险区、突出威胁区的采掘工作面严禁使用风镐作业。防突规定第12条第8款规定：有突出危险的采掘工作面,严禁使用风镐落煤。规程第七十五条规定:高突区域煤巷掘进工作面，严禁使用钢丝绳牵引的耙装机。、
14、围岩透气性越差,突出危险性越大.8、突出煤层的特点是：煤的力学强度低，且变化大；透气性差;瓦斯放散初速度高；湿度小；为层理紊乱、遭受过地质构造严重破坏的“构造煤”。9、突出危险呈明显的分带性，因为突出大多受地质构造控制，地质构造具有呈带状分布的特征。在向斜轴部地带，向斜轴部与断层、褶曲交汇处，岩浆岩侵入地带形成变质煤与非变质煤交混或邻近区域，煤层受挤压扭曲严重地带,煤层倾角骤变、走向拐弯、变厚、特别是煤层中软分层由薄变厚的地带，压性、压扭性断层地带易发生突出。在地质构造带附近,软分层变厚处突出强度最大,其次是倾角变化、褶曲部位,“无构造”的突出强度较小.一般拉应力产生的张扭性断层，突出强度小，
15、压扭性断层突出强度较大，而褶曲多为压应力形成.从我局十矿、十二矿来看:突出分布具有明显的区域性，无地质构造时也可能发生突出。0、突出发生前大部分都有预兆,据我公司统计，有预兆的突出占总数的2。四、我国煤矿瓦斯突出的几个特点1、突出矿井的分布广,但在部分地区突出比较严重.从南到北、从东到西,都有煤与瓦斯突出矿井分布，但在部分地区突出比较严重。主要有四川、重庆、辽宁、湖南、河南等,特别是湖南省的突出矿井数和突出总次数均占全国总数的1/以上，而特大型突出的比例更大，占全国该类型突出次数的一半以上。2、突出分布在不同类型的煤层中在我国突出矿井中，煤层赋存情况比较复杂，有煤层群，也有单一煤层,有急倾斜煤层，也有倾斜和缓倾斜煤层，有薄煤层也有中厚煤层及厚煤层,单一突出煤层的矿井占突出矿井的13。3、
