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矿井瓦斯防治 姜 维 淄博地方煤炭行业培训中心 分以下几个方面讲 瓦斯的性质和瓦斯的危害 矿井瓦斯等级 瓦斯爆炸及危害 预防瓦斯爆炸的措施 发生瓦斯煤尘爆炸时的应急避险 瓦斯和瓦斯的性质 1、概念：“指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体，有时单独指甲烷”。瓦斯的主要成分是甲烷。广义上讲，瓦斯由于其组成成分地不同，性质具有很大的差别，从安全角度分为四类： 可燃性气体(CH4,H2,CO,H2S）； 有毒性气体(CO,H2S,NO2,SO2)； 窒息性气体(CH4,N2,CO2,H2）； 放射性气体(氡气）。 2、来源：主要来源于煤层及围岩内涌出到矿井中的气体。此外，矿井生产中产生的气体如放炮产生的炮烟等，井下空气与煤、岩、矿用材料等反应生成的气体以及井下人员呼吸生成的气体也是矿井瓦斯的重要来源。 3、性质：无色、无味、无嗅的气体，标准状态下密度0.716kg/m3，为空气密度的0.554倍，无风时会首先积聚在巷道上部。无风或微风状态，涌出源附近上升至顶板形成瓦斯层。瓦斯在空气中具有较强的扩散性，局部地点较高浓度的瓦斯会自动向低浓度的区域扩散。扩散过程是不可逆的，即瓦斯与空气一经混合，就很难分离。井下瓦斯浓度的不均匀分布是由于涌出源不均匀和风流流动不均匀造成的。涌出的瓦斯会挤占空间，使空气中氧气浓度下降，从而具有窒息性。当混合气体中瓦斯的浓度达到43％时，氧的浓度降低到12%，人在此环境下会感到呼吸短促，时间稍长就会昏迷并有死亡危险。 瓦斯是一种可燃性气体 ，按瓦斯在空气中发生燃烧的性状不同，可以将它分为三个区间： ①助燃区间：0%＜CH4＜5% 浓度小于爆炸下限，在点火源附近发生氧化燃烧反应，不能形成持续的火焰，只能起到助燃的作用。 ②爆炸区间： 5%≤CH4≤16% 遇一定能量的点火源会形成可自动加速的燃烧锋面，从而形成强烈的爆炸。 ③扩散燃烧区： CH4＞16 % 浓度大于爆炸上限。该区域内瓦斯空气的混合气体无法直接被点燃，但当其与新鲜空气混合时，可以在混合界面上被点燃并形成稳定的火焰。 安全威胁最大是爆炸区间，造成人员、设施的伤害和破坏，同时可引起煤尘爆炸、火灾及通风混乱，使事故进一步扩大。 4、煤层中的瓦斯含量 煤层瓦斯含量是指煤层在自然状态下单位质量或体积的煤中所含有的瓦斯量，单位m3/t或m3/m3。 伴随着煤的生成而生成的瓦斯以吸附和游离两种形态赋存在煤体内（成煤过程中100～400 m3/t，煤层原始瓦斯量20～30 m3/t），在煤层形成及其后漫长的地质运动过程中，大部分生成的瓦斯都散失到大气中。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。主要与下列因素有关: （1）煤田地质史（升降） （2）地质构造（最主要因素之一） ：封闭型的地质构造有利于瓦斯的存储，而开放型的构造有利于于瓦斯排放（断层褶曲）。（3）煤层的赋存条件 （深度、角度、有无露头） （4）煤的变质程度 （5）煤层围岩的性质(致密性、完整性) （6）水文地质条件 矿井瓦斯等级 1、矿井瓦斯的涌出形式 分为普通涌出和特殊涌出（或一般涌出和异常涌出）。 普通涌出是指在时间与空间上比较均匀、普遍发生的不间断涌出，它是矿井正常状态下的涌出。 特殊涌出是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。 （喷出：从煤岩体裂隙、孔洞或炮眼中大量瓦斯异常涌出的现象。在20m巷道范围内，涌出瓦斯量大于或等于1.0m3/min，且持续时间在8h以上时，该采掘区即定为瓦斯喷出危险区域） 2、矿井瓦斯涌出量 绝对瓦斯涌出量：指单位时间内涌入采掘空间的瓦斯数量。用m3/min或m3/d 表示。 相对瓦斯涌出量：在矿井正常生产条件下，月平均日产1t煤所涌出的瓦斯数量。 ◆影响瓦斯涌出量的因素 ①煤层瓦斯含量：是影响瓦斯涌出量的决定因素。原始瓦斯含量越高，涌出量越大 ②地面大气压力：大气压力突然降低时，会破坏原来的平衡状态，瓦斯涌出量就大；反之，就会减少。 警示：大气压突然下降时，加强对采空区和密闭附近的瓦斯检查。 ③开采规模。开采深度越深，涌出量越大；开拓与开采范围越大，涌出量越大；条件相同时，产量高的瓦斯涌出量大。 ④开采程序：厚煤层开采时，上分层的瓦斯涌出量大；下分层的涌出量显著减少。 ⑤采煤方法与顶板管理：机械化采煤，瓦斯涌出量高