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煤矿瓦斯基本技术知识,矿井瓦斯防治

煤与瓦斯(二氧化碳)突出的安全防护措施有( AD )A、远距离放炮 B、大面积瓦斯预抽 C、预留开采保护层 D、反向防突风门

矿井瓦斯防治第一节 矿井瓦斯的概述一、矿井瓦斯的赋存1.矿井瓦斯的概念矿井中主要有煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。有时单独指甲烷。2、矿井瓦斯的赋存瓦斯在煤层及围岩中的赋存状态有两种:一种是游离状态,另一种是吸附状态。①游离状态:瓦斯以自由气体状态存在于煤层或围岩的空洞之中,其分子可自由运动。②吸附状态:按结合形式的不同,有分为吸着状态和吸收状态。吸着状态是指瓦斯被吸着在煤体或岩体微孔表面;吸收状态是指瓦斯被溶解于煤体中,与煤的分子相结合。二、矿井瓦斯涌出在煤矿开采过程中,由于煤层被破坏和煤层原始应力状态的改变,赋存在煤层中的瓦斯缓慢地、连续地、长时间地涌入开采空间的现象,成为矿井瓦斯涌出。只是普通形式的瓦斯涌出。还有特殊形式的瓦斯涌出,是指大量瓦斯突然、集中释放出来并伴有动力效应的瓦斯喷出和煤与瓦斯突出,矿井瓦斯涌出与煤层瓦斯含量等因素密切相关。1.煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量是指煤层在自然条件下单位重量或单位体积所含有的瓦斯量,包括游离瓦斯和吸附瓦斯两部分。煤层瓦斯含量的大小决定于两个方面的因素,一是在成煤过程中伴生的气体量和煤的含瓦斯能力,二是煤系地层保存瓦斯的条件。2.矿井瓦斯涌出量1)矿井瓦斯涌出量的概念与计算矿井瓦斯涌出量是指在开采过程中,单位时间内或单位重量煤中放出的瓦斯量。表示矿井瓦斯涌出量的方法有两种。①绝对瓦斯涌出量绝对瓦斯涌出量是指单位时间内涌入采掘空间的瓦斯数量,用m3/minhuo m3/d表示。②相对瓦斯涌出量相对瓦斯涌出量是指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,用m3/t表示。2)影响矿井瓦斯涌出量的因素①煤层瓦斯含量:是影响矿井瓦斯涌出两的决定因素。②地面大气压力的变化:正常情况时,采空区及裂隙中的瓦斯与巷道风流处于相对平衡状态。当大气压力突然降低时,瓦斯涌出的数量就会增大;反之,瓦斯涌出量变小。③开采规模:矿井的开采深度、开拓开采范围以及矿井产量越大,瓦斯涌出量越大。④开采顺序:厚煤层分层开采是,第一分层(上分层)的瓦斯涌出量较大。⑤采煤方法与顶板管理:机械化采煤,瓦斯涌出量较高;水力采煤,瓦斯涌出量较少。采用全部陷落法管理顶板,其瓦斯用量比采用充填法管理顶板时要高。⑥生产工序:同一采面,放炮或割煤时的瓦斯涌出量最高。⑦通风压力:采用负压通风的矿井,风压越高瓦斯涌出量越大,而采用正压通风的矿井,风压越高瓦斯涌出量越小。⑧采空区管理:一般来说,多数采空区都含有大量瓦斯,其管理方法及好坏程度对瓦斯涌出量影响很大。3.矿井瓦斯等级与鉴定1)矿井瓦斯等级的划分《 规程》规定:一个矿井中,只要一个煤层发现瓦斯,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。低瓦斯矿井:相对瓦斯涌出量≤10m3/t且绝对瓦斯涌出量≤40m3/min;高瓦斯矿井:相对瓦斯涌出量>10m3/t且绝对瓦斯涌出量>40m3/min;煤与瓦斯(二氧化碳)突出矿井三、矿井瓦斯管理加强对矿井瓦斯的管理与监控,不仅对防止发生瓦斯的危险积聚具有重要意义,而且对于进一步了解掌握瓦斯积聚与爆炸发生的规律,研究防治事故的新技术措施。1.矿井瓦斯浓度的有关规定具体参考《煤矿安全规程》等有关规定。2.矿井瓦斯管理的规定建立严格的瓦斯巡回检查制度划分瓦斯检查区域采掘工作面等作业地点设立瓦斯检查点建立瓦斯检查工交接班制度建立瓦斯检查日报逐级审查制度建立安全培训制度第二节 瓦斯爆炸及其防治一、瓦斯爆炸及其影响因素1.瓦斯爆炸的概念瓦斯在高温火源作用下,与氧气发生化学反应,生成二氧化碳和水,并放出大量的热,这些热量能使反应过程中生成的二氧化碳和水蒸汽迅速膨胀,形成高温、高压并以极高的速度向外冲击而产生动力现象,这就是瓦斯爆炸。 关键词:矿井瓦斯防治

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?煤层瓦斯是腐植型有机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:煤田地质史。地质构造。煤层的赋存条件。煤层的围岩性质。煤的变质程度。岩浆活动。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:普通涌出;特殊涌出。矿井瓦斯涌出量可用绝对瓦斯涌出量(Q绝=Q×C×60×24)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 480m3/min,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?煤层和围岩的瓦斯含量。开采深度。开采规模。开采顺序与开采方法。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:① 瓦斯浓度在爆炸界限内,一般为5%~16%。② 混合气体中的氧浓度不低于12%。③ 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5%~16%。 关键词:灾害防治复习题矿井

1.瓦斯性质及瓦斯参数测定

煤层瓦斯储存及其流动

瓦斯是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。瓦斯是一种无色、无味、无臭、可以燃烧或爆炸的气体,难溶于水,扩散性较空气高。瓦斯无毒,但浓度很高时,会引起窒息。

知识点1:煤层瓦斯的生成及赋存状态

瓦斯在煤层中的赋存形式主要有两种状态:在渗透空间内的瓦斯主要呈自由气态,称为游离瓦斯或自由瓦斯,这种状态的瓦斯服从理想气体状态方程;另一种称为吸附瓦斯,它主要吸附在煤的微孔表面上和在煤的微粒内部,占据着煤分子结构的空位或煤分子之间的空间。实测表明,在目前开采深度下(1000~2000m以内)煤层吸附瓦斯量占70%~95%,而游离瓦斯量占5%~30%。

主要内容和要求:煤层瓦斯生成原理;煤层瓦斯含量的组成和计算方法;影响煤层瓦斯含量的影响因素。

煤层瓦斯含量是指单位质量煤体中所含瓦斯的体积,单位为m3/t。煤层瓦斯含量是确定矿井瓦斯涌出量的基础数据,是矿井通风及瓦斯抽放设计的重要参数。煤层在天然条件下,未受采动影响时的瓦斯含量称原始含量;受采动影响,已有部分瓦斯排出后而剩余在煤层中的瓦斯量,称残存瓦斯含量。影响煤层原始瓦斯含量的因素很多,主要有:煤化程度、煤层赋存条件、围岩性质、地质构造、水文地质条件等。

知识点2:瓦斯在煤层和围岩中的运移及流动

2.矿井瓦斯涌出及瓦斯等级

主要内容和要求:瓦斯在煤层中的扩散运动和层流运动;瓦斯在煤层中的运动状态;瓦斯在邻近煤层和围岩中的流动。

开采煤层时,煤体受到破坏或采动影响,贮存在煤体内的部分瓦斯就会离开煤体而涌入采掘空间,这种现象称为瓦斯涌出。矿井瓦斯涌出形式可分普通涌出和特殊涌出两种。

重点和难点:煤层瓦斯生成原理,瓦斯在煤层中的运动状态。

矿井瓦斯涌出量是指开采过程中正常涌入采掘空间的瓦斯数量,瓦斯涌出量的表示方法有两种:绝对瓦斯涌出量——单位时间涌入采掘空间的瓦斯量,单位为m3/min;相对瓦斯涌出量——单位质量的煤所放出的瓦斯数量,单位为m3/t。

煤层瓦斯抽采技术及方法

影响矿井瓦斯涌出量的因素主要有煤层瓦斯含量、开采规模、开采程序、采煤方法与顶板管理方法、生产工序、地面大气压力的变化、通风方式和采空区管理方法等。

知识点1:瓦斯抽采概述

《煤矿安全规程》规定,一个矿井中只要有一个煤层发现瓦斯,该矿井即为瓦斯矿井。瓦斯矿井必须依照矿井瓦斯等级进行管理。

主要内容和要求:国内外瓦斯抽采现状;瓦斯抽采的原则及方法;瓦斯抽采选择依据。

根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为:低瓦斯矿井、高瓦斯矿井和煤与瓦斯(二氧化碳)突出矿井。

知识点2:本煤层瓦斯抽采

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