矿井气压变化和瓦斯涌出的关系分析与实证研究.pdfVIP

问题探讨 　　　　　　　　　　　煤 矿 安 全 (2009 - 09) ·83 · 矿井气压变化和瓦斯涌出的关系 分析与实证研究 1 2 1 1 张江石 , 李志伟 , 安 　宇 , 邱海滨 ( ( ) ) 1. 中国矿业大学 北京 资源与安全工程学院 , 北京 100083; 2. 兖州矿业集团有限公司 兴隆庄煤矿 , 山东 兖州 272 102 摘 　要 :大气压力波动引起矿井内空气压力的变化 ,进而对矿井瓦斯涌出、火区管理 、均压效果 、 主要通风机通风等通风安全产生影响 。理论分析了矿井气压变化与瓦斯涌出的关系 ,并在综放 工作面进行了实证研究 。试验结果表明大气压力急剧变化能对矿井采空区和煤层瓦斯的扩散与 运移产生影响 ,在特定条件下 ,大气压力的变化有可能造成瓦斯成倍增加 ,足以威胁煤矿安全生 产 ,应给与足够重视 ;另外也发现瓦斯气体的波动一般滞后于大气压力变化 0. 5 ～1. 0 h ,这为应 对措施提供了时间。 关键词 :煤矿安全 ;瓦斯涌出;气压波动 ;关系 中图分类号 : TD 7 12 + . 5　　　文献标识码 : B 　　　文章编号 : 1003 - 496X (2009) 09 - 0083 - 03 　　大气压力的异常变化与某些类型事故的发生及 可达 9 500 Pa。每天中 ,气压通常也有一个最高值 、 其后果的严重程度有一定关联性 , 比如重庆开县井 一个最低值 ,分别出现在 9: 00 ～10: 00 和 15: 00 ～ 喷事故伤亡严重的原因就与事故发生当晚 ,大气压 16: 00 ,还有一个次高值和一个次低值 ,分别出现在 力低 、硫化氢不易于扩散有一定关系 〔1 〕。由于矿井 2 1: 00 ～22: 00和 3: 00 ～4: 00。气压 日变化幅度较 生产环境的特殊性 ,煤矿瓦斯事故与大气压力异常 小 ,一般为 0. 1～0. 4 kPa,并随纬度增高而减小 。气 变化具有更强的相关性 〔2 〕,大气压力的变化必然要 压变化与风 、天气的好坏等关系密切 。大气压力降 引起矿井内空气压力的变化 ,这种变化会对矿井不 低时 ,煤体游离与吸附瓦斯的释放速度加快 , 同时采 〔3 - 5 〕 同来源的瓦斯涌出量 、封闭火区的管理 、均压措 空区内气体压力相对增高 ,体积膨胀 ,使采空区瓦斯 〔6 〕 施的效果 、主要通风机的工作状况等产生不同的 涌出量增加 ,并大量涌出造成瓦斯浓度增大 ,瓦斯超 影响 。地面大气压力急剧降低时也是矿井瓦斯事故 限次数增加 。大气压力与矿井 自然风压有联系 , 自 相对较多的时期 〔7 〕, 因此进一步分析矿井瓦斯涌出 然风压也是由于自然因素产生的 ,但它主要取决于 量与气压变化之间的关系 ,对煤矿安全生产具有现 矿井进回风侧空气的温度差和矿井深度 ,主要对矿 实意义 〔8 〕。 井通风情况产生影响 。 1　气压变化规律 2　瓦斯涌出量与压力的关系 在地球表面 ,有几十千米厚的大气层 , 由于空气 2. 1　煤层瓦斯赋存 有质量 ,这厚厚的大气层垂直施加在一个平方单位 煤是一