矿井瓦斯灾害防治

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1、第一章 矿井瓦斯灾害防治复习题1什么是矿井瓦斯？瓦斯的主要物理及化学性质有哪些？从广义上讲，矿井瓦斯是指从煤层或岩层中放出或生产过程中产生并涌入到矿井内的各种气体。狭义的讲，矿井瓦斯专指甲烷（CH4）。瓦斯是无色、无味、无臭、无毒的气体。瓦斯在大气压力为101.325KPa，温度为0 的标准状态下，容重为0.716 kg/m3。瓦斯比空气轻，其比重为O.554 ，瓦斯的扩散能力是空气的1.6 倍，且渗透能力很强。瓦斯微溶于水，在20 和101.325KPa时，其溶解度仅3.31 ,0时为5.56。瓦斯不助燃，但条件适宜时能发生燃烧和爆炸。2瓦斯是如何生成的？煤内实际含有的瓦斯量是否等于生成量？

2、煤层瓦斯是腐植型有机物（植物）在成煤过程中生成的,是与煤炭共生的气体产物。成气过程可分为两个阶段。第一阶段为生物化学成气时期。第二阶段为煤化变质作用时期。但在漫长的地质年代中，在地质构造（地层的隆起、浸蚀和断裂）的形成和变化过程中，瓦斯本身在其压力差和浓度差的驱动下进行运移，一部分或大部分瓦斯扩散到大气中，或转移到围岩内。所以煤内实际含有的瓦斯量是不等于生成量。3瓦斯在煤内存在的形态有哪些？相互之问有何关系？矿井瓦斯在煤、岩层中以自由状态和吸附状态存在。自由状态又称游离状态，是指瓦斯以自由气体状态存在于煤、岩层的裂隙或空洞之中。吸附状态分为两种表现形式，即吸着状态和吸收状态。自由瓦斯和吸附瓦斯

3、的关系：二者是处于一种动平衡状态，即在一定条件下自由瓦斯和吸附瓦斯可以互相转化。我们把由自由瓦斯转化为吸附瓦斯的现象叫做瓦斯的吸附，把吸附瓦斯转化为自由瓦斯的现象叫做瓦斯的解吸。当外界压力增高或温度降低时，一部分自由瓦斯被吸附而转化为吸附瓦斯，当外界压力降低或温度升高时，一部分吸附瓦斯又可解吸为自由瓦斯。4煤层瓦斯压力和煤层瓦斯含量有什么关系？影响煤层瓦斯含量的因素有哪些？煤层瓦斯压力是决定煤层瓦斯含量的一个主要因素，当煤吸附瓦斯的能力相同时，煤层瓦斯压力越高，煤中所含的瓦斯量也就越大。在煤与瓦斯突出的发生、发展过程中，瓦斯压力起着重大作用。影响煤层瓦斯含量的因素有以下几个方面：（1）煤田地质

4、史。（2）地质构造。（3）煤层的赋存条件。（4）煤层的围岩性质。（5）煤的变质程度。（6）岩浆活动。（7）水文地质条件。5. 矿井瓦斯涌出形式有哪些？矿井的瓦斯涌出量如何表示？瓦斯从煤层或围岩中涌出的形式有两种：（1）普通涌出；（2）特殊涌出。矿井瓦斯涌出量可用绝对瓦斯涌出量（Q绝=QC6024）和相对瓦斯涌出量两个参数来表示（q相= Q绝n/T ）。6某采区的月产量为9000t，月工作日为30大，测得该采区的回风量为 480m3min，瓦斯浓度为0.16。求该采区的瓦斯涌出量。（答案：2.88m3 / min；13.8m3 / t 。） 7影响瓦斯涌出量的因素有哪此？（1）煤层和围岩的瓦斯含

5、量。（2）开采深度。（3）开采规模。（4）开采顺序与开采方法。（5）地面气压的变化。8我国的矿井瓦斯等级是如何划分的？煤矿安全规程规定：一个矿井中，只要有一个煤（岩）层中发现过瓦斯，该矿井即定为瓦斯矿井，并依照矿井瓦斯等级的工作制度进行管理，矿井瓦斯等级，按照平均日产一吨煤涌出瓦斯量和瓦斯涌出形式划分为：低瓦斯矿井：10 m3 及其以下；高瓦斯矿井：10 m3以上；煤与瓦斯突出矿井。矿井在采掘过程中，只要发生过一次煤与瓦斯突出，该矿井即为突出矿井，发生突出的煤层定为突出煤层。9瓦斯爆炸的条件是什么？爆炸界限是多少？ 瓦斯爆炸的发生必须具备3 个基本条件： 瓦斯浓度在爆炸界限内，一般为516。

6、混合气体中的氧浓度不低于12。 有足够能量的点火源，通常为650，最低点燃能量为0.28mJ 。爆炸界限一般为516。10.局部地点的瓦斯积聚是造成瓦斯爆炸事故的根源，积聚原因主要是什么？瓦斯积聚原因主要是（1）通风系统不合理；（2）正常生产时期，煤矿井下的通风设施被随意改变其状态；（3）采掘工作面的串联通风；（4）局部通风机随意停止运转；（5）对封闭的区域或停工一段时间的工作面恢复通风，未制定专门的排放瓦斯措施；（6）采空区和盲巷中往往积存大量高浓度的瓦斯；（7）当采掘工作面推进到地质构造异常区域时，有可能发生瓦斯异常涌出，造成瓦斯积聚；（8）巷道冒落空洞由于通风不良容易形成瓦斯积聚。11小

7、煤矿的瓦斯积聚的主要特点是什么？小煤矿的瓦斯积聚除第10题几个方面外，还有以下几点： 独眼井开采，没有形成通风系统。 未安装主要通风机，依靠自然风压进行通风。 使用局部通风机代替主要通风机，通风机能力不匹配，井下风量过小。 回风井筒兼作提升，矿井漏风严重，通风机不能发挥作用。 矿井停工停风或掘进工作面停工停风。 井下通风系统混乱，串联通风严重。 掘进工作面无局部通风机，或只有一台局部通风机给多个掘进头通风。 没有瓦斯检查、监测制度或制度很不完善，缺乏相应的瓦斯检查仪器或瓦斯检查仪器仪表超期使用误差太大。 无专门的安全技术人员从事安全管理工作，或安全技术及管理人员的素质太低等。12煤(岩)与瓦斯

8、突出分类按照突出物质的不同，突出可分为煤与甲烷突出、岩石与甲烷突出、砂岩和二氧化碳突出，以及煤、岩、二氧化碳和甲烷突出。按照突出动力源的不同，突出又可分为倾出、压出和突出。13煤与瓦斯突出的一般规律和预兆有哪些？我国煤与瓦斯突出的一般规律有以下几点：（1）危险性随开采深度及煤层厚度增大而增大。（2）绝大多数发生在掘进工作面。（3）引起应力状态突然变化的区域。（4）主要诱导因素是采掘作业，其次为爆破、风镐、手镐作业。突出预兆主要有以下几种： 声响预兆； 煤结构变化预兆； 地压方面的预兆； 瓦斯方面的预兆； 其他预兆。14怎样防止采煤工作面上隅角的瓦斯积聚？回采工作面上隅角的瓦斯积聚处理技术：1、

9、增风吹散法：（1）风障引流法。（2）液压局部通风机吹散法。（3）脉动通风技术吹散法。2、无火花设备抽排法：（1）风筒引射导风法。（2）移动泵站抽放法。3、尾巷排放法。15如何处理机械化采煤工作面瓦斯积聚？（1）加大工作面的进风量。（3）降低瓦斯涌出的不均匀性。（4）抽放瓦斯和煤壁注水。（5）采煤机附近局部瓦斯积聚，可在采煤机的切割部或牵引部安装小型局扇或水力引射器，吹散积存的瓦斯。16如何处理顶板冒落空洞内积存瓦斯处理？顶板冒落空洞内积聚瓦斯处理的方法通常有以下几种：（1）隔离法；（2）引风吹散法：导风板引风吹散法；风筒分支吹散法；压风管分支吹散法。17如何处理掘进工作面局部积聚的瓦斯？（1）

10、对于瓦斯涌出量大的掘进工作面尽量使用双巷掘进，每隔一定距离开掘联络巷，构成全负压通风，以保证工作面的供风量。（2）盲巷部分要安设局部通风机供风，使掘进排除的瓦斯直接流入回风道中。（3）掘进工作面及其巷道中很容易出现冒落空洞或裂隙发育带，对于这些地点积聚的瓦斯应使用上述有关方法予以及时处理。18规程关于井下各处允许的瓦斯浓度值分别是多少？超限时的处理措施有哪些？规程对井下各处允许瓦斯浓度的限值及超限时应采取的措施，都作了明确的规定，详见下表 井下各处允许的瓦斯浓度值及超限时的措施地 点允许瓦斯浓度（%）超过允许浓度时必须采取的措施矿井总回风或一翼回风巷0.75矿总工程师立即调查原因、进行处理并报

11、告局总工程师采区回风巷、采掘工作面回风流1停止作业，由矿总工程师负责采取有效措施进行处理采掘工作面风流中1停止电钻打眼，采取措施1.5停止工作、切断电源，进行处理采掘工作面个别地点2立即进行处理，附近20m 内停止进行其他工作使用机械采煤或掘进的工作面局部积聚2附近20m 内必须停止机器运转，并切断电源进行处理，只有瓦斯浓度降到1 以下时，才允许开动机器放炮地点附近20m 以内风流中1禁止放炮电动机附近20m 以内的风流中1.5必须停止设备运转、切断电源进行处理，只有在瓦斯浓度降到1 以下，才允许开动机器19规程关于矿井瓦斯检查的制度要求有哪些？规程规定每个矿井都必须建立井下瓦斯检查制度，设立

12、相应的瓦斯检查和通风管理机构。矿井瓦斯检查的主要地点有：所有采掘工作面、硐室、使用中的机械电气设备的设置地点、有人员作业的地点、瓦斯可能超限或积聚的地点等。其检查要求如下：(l）采掘工作面的瓦斯浓度检查次数： 低瓦斯矿井每班至少检查两次，高瓦斯矿井每班至少检查3 次。 有煤（岩）与瓦斯突出危险的采掘工作面，有瓦斯喷出危险的采掘工作面和瓦斯涌出量较大、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。(2）采掘工作面CO2浓度应每班至少检查两次；有煤（岩）与CO2突出危险的采掘工作面，CO2 涌出量较大、变化异常的采掘工作面，必须有专人经常检查CO2浓度。本班未进行工作的采掘工作

13、面，瓦斯和CO2应每班至少检查一次；可能涌出或积聚瓦斯或CO2的硐室和巷道的瓦斯或CO2应每班至少检查一次。(3）在有自燃发火危险的矿井，必须定期检查CO 浓度、气体温度等的变化情况。(4）井下停风地点栅栏外风流中的瓦斯浓度每天至少检查一次，挡风墙外的瓦斯浓度每周至少检查一次。(5）在爆破过程中，严格执行“一炮三检制”，爆破工、班（组）长、瓦斯检查员每次检测瓦斯的结果都要互相核对，并且每次都以3 人中检测所得最大瓦斯浓度值作为检测结果和处理依据。(6）其他作业地点或应该检查瓦斯和CO2地点，瓦斯和CO2检查次数由矿总工程师决定，但每班至少检查一次。(7）瓦斯检查人员必须执行瓦斯巡回检查制度和请

14、示报告制度，并认真填写瓦斯检查班报。每次检查结果必须记入瓦斯检查班报手册和检查地点的记录牌上，并通知现场工作人员。瓦斯浓度超过 煤矿安全规程的规定时，瓦斯检查员有权责令现场工作人员停止工作，并撤到安全地点，并向有关人员汇报。瓦斯检查员应由责任心强，经过专业培训并考试合格的人员担任。严禁瓦斯检查空班、漏检、假报等，一经发现，严肃处理。(8）通风安全管理部门的值班人员，必须审阅瓦斯检查班报表，掌握瓦斯变化情况，发现问题及时处理，并向矿调度室汇报。通风、瓦斯日报表必须报矿长、总工程师审阅；一矿多井的矿必须同时送井长、井技术负责人审阅。对重大的通风、瓦斯问题，通风部门应制定措施，报矿总工程师批准，进行

15、处理。20通风或瓦斯涌出异常时期应特别注意哪些事项？（1）煤与瓦斯突出造成短时间内涌出的大量瓦斯，易形成高瓦斯区。此时，必须杜绝一切可能产生的火源；切断该区域的供电、撤出人员，并对灾区实行警戒，然后制定专门措施处理积聚的瓦斯。（2）抽放瓦斯系统停止工作时，必须及时采取增加供风、加强监测直至停产撤人的措施，防止瓦斯事故的发生。（3）排除积存瓦斯时可能会造成局部区域的瓦斯超限，必须制定排放方案和保安措施，以保证排放工作的顺利进行。（4）地面大气压力的急剧下降也会造成井下瓦斯涌出异常，必须加强监测，并有相应的防护措施。（5）在工作面接近采空区边界或老顶来压时，会使涌入工作面的瓦斯突然增加，应加强对这一特殊时期瓦斯的监测，总结规律，并做到心中有数。（6）采煤工作面大面积落煤也会造成大量的瓦斯涌出，应适当限制一次放炮的落煤量和采煤机连续工作的时间。21煤与瓦斯突出四位一体防治体系的主要内容是什么？（1）突出危险性预测。（2）防治突出措施。（3）防治突出措施的效果检验。（4）安全防护措施。