通风瓦检工培训—瓦斯防治.ppt

1、通风瓦检工通风瓦检工培训培训瓦斯防治瓦斯防治 矿井瓦斯是煤矿生产中必然遇到的有害气体，是矿井瓦斯是煤矿生产中必然遇到的有害气体，是煤矿五大自然灾害之一，在采掘过程中瓦斯大量涌出，煤矿五大自然灾害之一，在采掘过程中瓦斯大量涌出，可造成作业地点的瓦斯超限，当井下空气中瓦斯浓度可造成作业地点的瓦斯超限，当井下空气中瓦斯浓度较高时，会相对地降低空气中的氧气浓度，可以造成较高时，会相对地降低空气中的氧气浓度，可以造成作业人员窒息。如果忽视矿井通风与瓦斯管理和不严作业人员窒息。如果忽视矿井通风与瓦斯管理和不严格执行规程有关规定，当瓦斯与空气混合达到一格执行规程有关规定，当瓦斯与空气混合达到一定浓度时，遇火

2、源能燃烧或爆炸。瓦斯的存在易造成定浓度时，遇火源能燃烧或爆炸。瓦斯的存在易造成煤与瓦斯突出，严重影响和威胁矿井生产安全，一旦煤与瓦斯突出，严重影响和威胁矿井生产安全，一旦发生重、特大瓦斯灾害事故，就会给国家财产和职发生重、特大瓦斯灾害事故，就会给国家财产和职工的生命安全造成巨大损失。所以说，瓦斯是煤矿第工的生命安全造成巨大损失。所以说，瓦斯是煤矿第一大杀手。一大杀手。第三章第三章 瓦斯防治瓦斯防治第一节第一节 瓦斯的性质与赋存状态瓦斯的性质与赋存状态 矿矿井瓦斯是指煤矿在生产过程中从煤（岩）层中涌出以井瓦斯是指煤矿在生产过程中从煤（岩）层中涌出以甲烷甲烷为为主的各种有毒有害气体的总称。有时单独

3、指甲烷（沼气）。主的各种有毒有害气体的总称。有时单独指甲烷（沼气）。根据根据气气体分析结果表明，其中构成的主要成分是以甲烷为主，约占体分析结果表明，其中构成的主要成分是以甲烷为主，约占总量总量的的8090%左右，它是一种最简单的炭氢化合物，又是各种左右，它是一种最简单的炭氢化合物，又是各种有害有害气气体混合物。因沼泽之气而得名，俗称沼气，其化学分子为体混合物。因沼泽之气而得名，俗称沼气，其化学分子为CH4。根。根据据人们群众长期形成的历史习惯把沼气也称为瓦斯。瓦斯的成人们群众长期形成的历史习惯把沼气也称为瓦斯。瓦斯的成分且分且由由基本成分和其它成分所组成，其成分组成为：甲烷基本成分和其它成分所

4、组成，其成分组成为：甲烷(沼气沼气)（CH4）、）、二二氧化碳（氧化碳（CO2）、硫化氢（）、硫化氢（H2S）二氧化氮（）二氧化氮（NO2）、一氧）、一氧化碳化碳（CO）、二氧化硫（）、二氧化硫（SO2）氨气（）氨气（NH3）、碳氢化合物）、碳氢化合物(乙烷、丙烷、乙烷、丙烷、丁烷丁烷)。一、矿井瓦斯的概念一、矿井瓦斯的概念依据瓦斯成分与其性质的不同，大致可分为三种类型：依据瓦斯成分与其性质的不同，大致可分为三种类型：（一）具有可燃、可爆性气体，主要是沼气；（一）具有可燃、可爆性气体，主要是沼气；（二）具有窒息性气体，主要是二氧化碳；（二）具有窒息性气体，主要是二氧化碳；（三）具有毒、有害气体

5、，主要是一氧化碳、硫化氢（三）具有毒、有害气体，主要是一氧化碳、硫化氢、二、二氧氧化硫、二氧化硫、二氧化氮化氮。上述这些有毒有害气体中。上述这些有毒有害气体中，绝大多数，绝大多数矿矿井中沼气约占瓦斯总量的井中沼气约占瓦斯总量的80%以上，其次以上，其次才是二氧化才是二氧化碳碳。煤矿通常所说的瓦斯实际是指沼气，矿井。煤矿通常所说的瓦斯实际是指沼气，矿井瓦斯的这种瓦斯的这种可可燃性、爆炸性、窒息性，是煤矿安全生产中燃性、爆炸性、窒息性，是煤矿安全生产中的主要的主要威威胁。胁。矿矿井瓦斯来源于煤（岩）层，瓦斯的生成是井瓦斯来源于煤（岩）层，瓦斯的生成是在成煤在成煤过过程中植物的纤程中植物的纤维质被分

6、解、发酵，逐渐生成腐植酸，与此同时生成瓦斯，属于生物维质被分解、发酵，逐渐生成腐植酸，与此同时生成瓦斯，属于生物化学造气时期；此后，在煤的炭化变质过程中，随着化学成分和结构化学造气时期；此后，在煤的炭化变质过程中，随着化学成分和结构的变化，从泥炭转变成褐煤、烟煤到无烟煤，属于变质作用造气时期。的变化，从泥炭转变成褐煤、烟煤到无烟煤，属于变质作用造气时期。同时继续有大量瓦斯伴随生成。当生成一吨煤的一种伴生气体，它的同时继续有大量瓦斯伴随生成。当生成一吨煤的一种伴生气体，它的形成要经历两个不同的造气时期，古代植物遗体在形成泥炭过程中，形成要经历两个不同的造气时期，古代植物遗体在形成泥炭过程中，由于

7、厌氧菌的作用，的同时，大约生成由于厌氧菌的作用，的同时，大约生成1000m3以上的瓦斯（沼气）以上的瓦斯（沼气）伴随生成。在长期的地质年代里，由于在生化作用造气时期泥炭的埋伴随生成。在长期的地质年代里，由于在生化作用造气时期泥炭的埋藏较浅，覆盖层的胶结固化也不好，因地层变动造成的断裂和裂隙，藏较浅，覆盖层的胶结固化也不好，因地层变动造成的断裂和裂隙，大部分瓦斯通过煤层裂隙自然逸散到大气中去了，仅仅只有一部分大部分瓦斯通过煤层裂隙自然逸散到大气中去了，仅仅只有一部分则被保存在煤体和围岩中。则被保存在煤体和围岩中。其次，煤层的倾角大，埋藏较浅，顶板岩层透气性好，而煤层中被其次，煤层的倾角大，埋藏较

8、浅，顶板岩层透气性好，而煤层中被保存下来的瓦斯量就少；反之，煤层中保留下来的瓦斯就多。当人们建井保存下来的瓦斯量就少；反之，煤层中保留下来的瓦斯就多。当人们建井开拓井巷、从事采掘作业时，瓦斯就会不断地从煤（岩）层中涌向采掘空开拓井巷、从事采掘作业时，瓦斯就会不断地从煤（岩）层中涌向采掘空间，这就是矿井瓦斯的主要来源。当在成煤过程中所伴随生成的瓦斯不逸间，这就是矿井瓦斯的主要来源。当在成煤过程中所伴随生成的瓦斯不逸散，如果大部分都被保存下来的话，那么我们现在就无法开采其煤炭。散，如果大部分都被保存下来的话，那么我们现在就无法开采其煤炭。由于煤层赋存条件所致，煤层有露头时，瓦斯易于排放，无露头时由

9、于煤层赋存条件所致，煤层有露头时，瓦斯易于排放，无露头时，顶板岩性致密，其瓦斯不易排放，并易于保存。煤层倾角越小瓦斯运移，顶板岩性致密，其瓦斯不易排放，并易于保存。煤层倾角越小瓦斯运移的途径长。如成煤后地壳上升，剥蚀作用加强为煤层瓦斯向地表运移提供的途径长。如成煤后地壳上升，剥蚀作用加强为煤层瓦斯向地表运移提供了条件，而大部分瓦斯随着裂隙逸散到大气中去了。因此，在其他条件大了条件，而大部分瓦斯随着裂隙逸散到大气中去了。因此，在其他条件大致相同的情况下，致相同的情况下，在同一开采深度上，煤层倾角小，煤层所含瓦斯越多。在同一开采深度上，煤层倾角小，煤层所含瓦斯越多。反之，煤层倾角大，且煤层瓦斯含量

10、就越小。反之，煤层倾角大，且煤层瓦斯含量就越小。二、瓦斯的性质二、瓦斯的性质 瓦斯通常指甲烷，分子式为瓦斯通常指甲烷，分子式为CH4，它是一种无，它是一种无色、无味的气体。瓦斯具有燃烧和爆炸性。色、无味的气体。瓦斯具有燃烧和爆炸性。三三、矿井瓦斯危害矿井瓦斯危害四四、瓦斯的、瓦斯的赋存赋存（一)瓦斯窒息。瓦斯窒息。（二（二)瓦斯的燃烧和爆炸。瓦斯的燃烧和爆炸。（一（一)瓦斯在煤层中的垂直瓦斯在煤层中的垂直分带分带 在在漫长地质年代中，变质作用过程中生成的瓦斯在漫长地质年代中，变质作用过程中生成的瓦斯在其压其压力力差与浓度差的驱动下不断向古大气中运移，而地差与浓度差的驱动下不断向古大气中运移，而

11、地表空表空气气通过渗透和扩散也不断向煤层深部运移，通过渗透和扩散也不断向煤层深部运移，这就导致沿煤层垂深出现了特征明显的四个分带，即这就导致沿煤层垂深出现了特征明显的四个分带，即CON带、带、N带、带、NCH和和CH带，见图带，见图11。各带的。各带的气体成分组成与含量见表气体成分组成与含量见表11。按照各带的成因和组分。按照各带的成因和组分变化规律，第变化规律，第、带又统称为瓦斯风化带，第带又统称为瓦斯风化带，第带带称为甲烷带。称为甲烷带。图图3-1 3-1 煤矿瓦斯垂直分布图煤矿瓦斯垂直分布图、瓦斯风化带，、瓦斯风化带，甲烷带甲烷带 确定瓦斯风化带和甲烷带的深度是很重要的，因为确定瓦斯风化

12、带和甲烷带的深度是很重要的，因为在甲烷带内，煤层中瓦斯含量、瓦斯压力、以及在开在甲烷带内，煤层中瓦斯含量、瓦斯压力、以及在开采条件变化不大的前提下的瓦斯涌出量都随着深度的采条件变化不大的前提下的瓦斯涌出量都随着深度的增加而有规律地增大。研究这些规律及影响因素，是增加而有规律地增大。研究这些规律及影响因素，是防治矿井瓦斯灾害的基本工作之一。防治矿井瓦斯灾害的基本工作之一。表表3-1 3-1 煤层垂向各瓦斯带主要特征煤层垂向各瓦斯带主要特征 （二（二)瓦斯的赋存。瓦斯在煤层及围岩中的赋存状态有瓦斯的赋存。瓦斯在煤层及围岩中的赋存状态有两种，一种是游离状态，另一个是吸附状态。如图两种，一种是游离状态

13、，另一个是吸附状态。如图3-2所示。所示。图图3 32 2 煤矿瓦斯赋存状态示意图煤矿瓦斯赋存状态示意图11游离瓦斯；游离瓦斯；22吸着附瓦斯；吸着附瓦斯；33吸收瓦斯；吸收瓦斯；44煤体；煤体；55空隙空隙1、游离状态（也称自由状、游离状态（也称自由状态）。态）。这这种瓦斯以完全自由的气体状态存在于煤体或围岩的种瓦斯以完全自由的气体状态存在于煤体或围岩的较大裂较大裂缝缝、孔、孔隙隙或空洞之中（如图或空洞之中（如图11所示）。游离瓦斯所示）。游离瓦斯可以自可以自由运动或从煤（由运动或从煤（岩）岩）层层的裂隙中散放出来，因此表的裂隙中散放出来，因此表现出一现出一定压力。煤体内游离瓦斯的定压力。煤

14、体内游离瓦斯的多少多少取取决于储存空间的容积瓦斯压决于储存空间的容积瓦斯压力及围力及围岩温度等因素。岩温度等因素。2、吸附状态（也称结合状、吸附状态（也称结合状态）。态）。按按其结合的形式不同，又分为吸着和吸收两种状态。吸着状态其结合的形式不同，又分为吸着和吸收两种状态。吸着状态是瓦是瓦斯气斯气体分子在其与煤粒固体分子间的引力作用而被吸着在煤体孔体分子在其与煤粒固体分子间的引力作用而被吸着在煤体孔隙内隙内表表面上所呈现的状态，其形成一层很薄的吸附层（如图中面上所呈现的状态，其形成一层很薄的吸附层（如图中2所所示）；示）；吸吸收状态是瓦斯分子进入煤体胶粒结构内部与煤分子结合而呈现收状态是瓦斯分子

15、进入煤体胶粒结构内部与煤分子结合而呈现的一的一种状种状态，其类似气体溶解于液体的现象（如图中态，其类似气体溶解于液体的现象（如图中3所示所示）。吸附状态）。吸附状态存在存在的瓦斯量的多少，取决于煤的结构特点、炭化程度等。的瓦斯量的多少，取决于煤的结构特点、炭化程度等。游离状态与吸附状态的瓦斯并不是固定不变的，而游离状态与吸附状态的瓦斯并不是固定不变的，而是处于不断交换的动平衡状态。当条件发生变化，这一平是处于不断交换的动平衡状态。当条件发生变化，这一平衡就会遭到破坏。在压力降低、温度升高或煤体结构受到衡就会遭到破坏。在压力降低、温度升高或煤体结构受到破坏时，部分吸附状态的瓦斯就转化为游离瓦斯，

16、这种现破坏时，部分吸附状态的瓦斯就转化为游离瓦斯，这种现象叫解吸；反之，当压力增大或温度降低时，部分游离的象叫解吸；反之，当压力增大或温度降低时，部分游离的瓦斯也是转化为吸附状态，这种现象叫吸附。瓦斯也是转化为吸附状态，这种现象叫吸附。第二节第二节 矿井瓦斯涌出矿井瓦斯涌出煤层瓦斯含量指煤层在自然条件下单位重量或单位体积煤层瓦斯含量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，一般用所含有的瓦斯量，一般用m3/t或或m3/m3表示。表示。一、煤层瓦斯含量一、煤层瓦斯含量二、煤层瓦斯含量的主要影响因素二、煤层瓦斯含量的主要影响因素 煤煤层瓦斯含量的大小决定于两个方面的因素，一是在层瓦斯含量

17、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。层保存瓦斯的条件。（一）煤的变质程度一）煤的变质程度煤的变质程度决定了成煤过程中伴生的气体量和煤的含煤的变质程度决定了成煤过程中伴生的气体量和煤的含瓦斯能力。瓦斯能力。（二）煤系地层保存瓦斯的条件（二）煤系地层保存瓦斯的条件 当当前煤层瓦斯含量的大小，主要取决于煤系地层前煤层瓦斯含量的大小，主要取决于煤系地层保存保存瓦斯瓦斯的条件。的条件。1 1、煤层有无露头。煤层有无露头对煤层瓦斯含量有很、煤层有无露头。煤层有无露头对煤层瓦斯含量有很大影响。

18、有露头一般存在着瓦斯风化带，在该带内瓦斯沿煤大影响。有露头一般存在着瓦斯风化带，在该带内瓦斯沿煤层向大气中运移阻力较小，煤层的瓦斯很容易放散到大气中层向大气中运移阻力较小，煤层的瓦斯很容易放散到大气中去。所以，地表有煤层露头时，该煤层的瓦斯含量会很低。去。所以，地表有煤层露头时，该煤层的瓦斯含量会很低。2 2、煤层埋藏深度。煤层埋藏深度增加，保存瓦斯的条、煤层埋藏深度。煤层埋藏深度增加，保存瓦斯的条件就变好，煤层吸附瓦斯的能力就加大，瓦斯放散就越困难件就变好，煤层吸附瓦斯的能力就加大，瓦斯放散就越困难。在甲烷带内，煤层的瓦斯含量和瓦斯压力随埋藏深度的增。在甲烷带内，煤层的瓦斯含量和瓦斯压力随埋

19、藏深度的增加而增加。瓦斯压力梯度是指煤层埋藏深度每增加加而增加。瓦斯压力梯度是指煤层埋藏深度每增加1m1m，煤层，煤层内瓦斯压力的增加值。内瓦斯压力的增加值。3 3、围岩的透气性。煤层上覆和下伏岩层的透气性，、围岩的透气性。煤层上覆和下伏岩层的透气性，对对 煤层瓦斯含量影响很大。煤层被透气性很低的岩层包围煤层瓦斯含量影响很大。煤层被透气性很低的岩层包围，煤层的瓦斯放散不出去，瓦斯含量就高；反之，瓦斯含，煤层的瓦斯放散不出去，瓦斯含量就高；反之，瓦斯含量就低。量就低。4 4、煤层的地质史。成煤有机物沉积以后，直到现今的、煤层的地质史。成煤有机物沉积以后，直到现今的变质作用阶段，经历了漫长的地质年

20、代。其间，地层多次变质作用阶段，经历了漫长的地质年代。其间，地层多次下降或上升，覆盖层加厚或遭受剥蚀，海相与陆相交替变下降或上升，覆盖层加厚或遭受剥蚀，海相与陆相交替变化并伴有地质构造运动等。这些地质过程的形式和持续的化并伴有地质构造运动等。这些地质过程的形式和持续的时间对煤层瓦斯含量影响很大。一般来说，以下降、覆盖时间对煤层瓦斯含量影响很大。一般来说，以下降、覆盖层加厚和海相沉积为主要变化的地质活动过程，会导致煤层加厚和海相沉积为主要变化的地质活动过程，会导致煤层瓦斯含量增高；反之，煤层瓦斯含量则降低。层瓦斯含量增高；反之，煤层瓦斯含量则降低。5 5、地质构造及其条件。闭合的和倾伏的背斜或穹

21、窿，通常是储瓦、地质构造及其条件。闭合的和倾伏的背斜或穹窿，通常是储瓦斯构造，在其轴部区域形成瓦斯包，即所谓的斯构造，在其轴部区域形成瓦斯包，即所谓的“气顶气顶”。构造形成的。构造形成的煤煤层局部变厚的大型煤包，往往也是瓦斯包。断层对煤层瓦斯含量的影层局部变厚的大型煤包，往往也是瓦斯包。断层对煤层瓦斯含量的影响与其性质有关，开放性断层响与其性质有关，开放性断层(一般是指张性、张扭性、或导水的压性一般是指张性、张扭性、或导水的压性断层等断层等)会导致煤层瓦斯含量降低；封闭性断层会导致煤层瓦斯含量降低；封闭性断层(压性、压扭性不导水压性、压扭性不导水断层断层)会导致煤层瓦斯含量增高。会导致煤层瓦斯

22、含量增高。煤层倾角小，瓦斯沿层运移的路径长，阻力大，煤层瓦斯不易流煤层倾角小，瓦斯沿层运移的路径长，阻力大，煤层瓦斯不易流失，导致煤层瓦斯含量大；反之，则煤层瓦斯含量小。失，导致煤层瓦斯含量大；反之，则煤层瓦斯含量小。地下水活跃的矿区，通常煤层的瓦斯含量小。地下水对煤层瓦斯地下水活跃的矿区，通常煤层的瓦斯含量小。地下水对煤层瓦斯含量的降低作用表现在三个方面：一是长期的地下水活动，带走了部含量的降低作用表现在三个方面：一是长期的地下水活动，带走了部分溶解的瓦斯；二是地下水渗透的通道，同样可以成为瓦斯渗透的通分溶解的瓦斯；二是地下水渗透的通道，同样可以成为瓦斯渗透的通道；三是地下水带走了溶解的矿物

23、，使围岩及煤层卸压，透气性增大道；三是地下水带走了溶解的矿物，使围岩及煤层卸压，透气性增大，造成了瓦斯的流失。，造成了瓦斯的流失。（一）矿井瓦斯涌出的形式（一）矿井瓦斯涌出的形式 当煤层被开采时，煤体受到破坏，贮存在煤体内的部当煤层被开采时，煤体受到破坏，贮存在煤体内的部分瓦斯就会离开煤体而涌入采掘空间，这种现象叫做瓦斯分瓦斯就会离开煤体而涌入采掘空间，这种现象叫做瓦斯涌出。瓦斯涌出根据涌出形式的不同可以分为普通涌出和涌出。瓦斯涌出根据涌出形式的不同可以分为普通涌出和特殊涌出。特殊涌出。（二）矿井瓦斯涌出来源（二）矿井瓦斯涌出来源 掌握矿井瓦斯涌出的来源，是实行瓦斯分源治理的前掌握矿井瓦斯涌出

24、的来源，是实行瓦斯分源治理的前提条件。按照瓦斯涌出地点和分布状况，瓦斯涌出来源可提条件。按照瓦斯涌出地点和分布状况，瓦斯涌出来源可分为：分为：1、煤、岩壁瓦斯涌出；、煤、岩壁瓦斯涌出；2、采落煤炭瓦斯涌出；、采落煤炭瓦斯涌出；3、采空区的瓦斯涌出；、采空区的瓦斯涌出；4、邻近煤层瓦斯涌出。、邻近煤层瓦斯涌出。三、矿井瓦斯涌出三、矿井瓦斯涌出 1、矿井瓦斯涌出量的概念与计算、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重量煤中放出的瓦斯量。表示矿井瓦斯涌出量的方法有两

25、种。种。1）绝对瓦斯涌出量）绝对瓦斯涌出量 绝对瓦斯涌出量是指单位时间内涌人采掘空间的瓦斯数量绝对瓦斯涌出量是指单位时间内涌人采掘空间的瓦斯数量，用，用m3min或或m3d表示。可用下式进行计算表示。可用下式进行计算 Q CH4=QC (11)或或 Q=1 440QC (12)（三）矿井瓦斯涌出量（三）矿井瓦斯涌出量式中式中 Q CH4矿井矿井(或采区或采区)绝对瓦斯涌出量，绝对瓦斯涌出量，m3min；QCH4矿井矿井(或采区或采区)绝对瓦斯涌出量，绝对瓦斯涌出量，m3d；Q矿井矿井(或采区或采区)总回风量，总回风量，m3min；C矿井矿井(或采区或采区)总回风流中的瓦斯浓度，；总回风流中的瓦

26、斯浓度，；1 4401昼夜的分钟数。昼夜的分钟数。2）相对瓦斯涌出量）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，月平均日产相对瓦斯涌出量是指在矿井正常生产条件下，月平均日产1 t煤所煤所涌出的瓦斯数量，用涌出的瓦斯数量，用m3t表示。可用下式进行计算：表示。可用下式进行计算：ANQCHCHq441440式中式中 qCH4矿井矿井(或采区或采区)相对瓦斯涌出量，相对瓦斯涌出量，m3t；QCH4矿井矿井(或采区或采区)绝对瓦斯涌出量，绝对瓦斯涌出量，m3min；A矿井矿井(或采区或采区)月产煤量，月产煤量，t；N矿井矿井(或采区或采区)的月工作天数。的月工作天数。必须指出，对于抽放瓦

27、斯的矿井，在计算矿井瓦斯涌出量时应必须指出，对于抽放瓦斯的矿井，在计算矿井瓦斯涌出量时应包括抽放包括抽放的瓦斯量。的瓦斯量。（四）影响矿井瓦斯涌出量的因素（四）影响矿井瓦斯涌出量的因素 矿矿井瓦斯涌出量并不是固定不变的，它随自然条件和井瓦斯涌出量并不是固定不变的，它随自然条件和开采开采技术技术条件的变化而变条件的变化而变化。化。1、煤层瓦斯含量、煤层瓦斯含量 它是影响矿井瓦斯涌出量的决定因素。被开采煤层的原始瓦斯含量它是影响矿井瓦斯涌出量的决定因素。被开采煤层的原始瓦斯含量越高，其涌出量就越大。如果开采煤层附近有瓦斯含量大的围岩或煤越高，其涌出量就越大。如果开采煤层附近有瓦斯含量大的围岩或煤层

28、层(通常称为邻近层通常称为邻近层)，由于采动影响，邻近层中的瓦斯就会沿采动裂，由于采动影响，邻近层中的瓦斯就会沿采动裂隙涌入开采空间，导致实际瓦斯涌出量大于开采煤层的瓦斯含量。隙涌入开采空间，导致实际瓦斯涌出量大于开采煤层的瓦斯含量。2、大气压力的变化、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，就会破坏原来的平衡状态，瓦斯涌出的数。当大气压力突然降低时，就会破坏原来的平衡状态，瓦斯涌出的数量就会增大；反之，瓦斯涌出量变小。因此，当地面大气压突然下降量就会增大；反之，瓦斯涌出量变小。

29、因此，当地面大气压突然下降时，必须百倍警惕，加强对采空区和密闭等附近的瓦斯检查；否则，时，必须百倍警惕，加强对采空区和密闭等附近的瓦斯检查；否则，可能造成重大事故。可能造成重大事故。3 3、开采规模、开采规模 开采规模是指矿井的开采深度、开拓开采的范围以及矿井产量。开采规模是指矿井的开采深度、开拓开采的范围以及矿井产量。开采深度越大，煤层瓦斯含量越高，瓦斯涌出量就越大；开拓与开采开采深度越大，煤层瓦斯含量越高，瓦斯涌出量就越大；开拓与开采范围越大，瓦斯涌出的暴露面积越大，其涌出量就越大；在其他条件范围越大，瓦斯涌出的暴露面积越大，其涌出量就越大；在其他条件相同时，产量高的矿井其瓦斯涌出量一般较

30、大。相同时，产量高的矿井其瓦斯涌出量一般较大。4 4、开采程序、开采程序 厚煤层分层开采时，第一分层厚煤层分层开采时，第一分层(上分层上分层)的瓦斯涌出量最大，这是的瓦斯涌出量最大，这是由于采动影响，其他分层中的瓦斯也会沿裂隙渗出的缘故。显然，对由于采动影响，其他分层中的瓦斯也会沿裂隙渗出的缘故。显然，对顶底部邻近层都已采过的煤层，其开采过程中的瓦斯涌出量会显著地顶底部邻近层都已采过的煤层，其开采过程中的瓦斯涌出量会显著地减少。减少。5、采煤方法与顶板管理、采煤方法与顶板管理 机械化采煤，煤的破碎较严重，瓦斯涌出量高；水力采煤，水包围机械化采煤，煤的破碎较严重，瓦斯涌出量高；水力采煤，水包围着

31、采落的煤体，对其中的瓦斯的排出起阻碍作用，导致湿煤中残余瓦着采落的煤体，对其中的瓦斯的排出起阻碍作用，导致湿煤中残余瓦斯含量增大，其瓦斯涌出量较少。采用全部陷落法管理顶板，由于能斯含量增大，其瓦斯涌出量较少。采用全部陷落法管理顶板，由于能够造成顶底板更大范围的松动，以及采空区存留大量散煤等原因，其够造成顶底板更大范围的松动，以及采空区存留大量散煤等原因，其瓦斯涌出量比采用充填法管理顶板时要高。另外，回采率低的采煤方瓦斯涌出量比采用充填法管理顶板时要高。另外，回采率低的采煤方法，瓦斯涌出量相对就高。法，瓦斯涌出量相对就高。6、生产工序、生产工序 同一采面，放炮或割煤时的瓦斯涌出量最高，较该面平均

32、涌出量可同一采面，放炮或割煤时的瓦斯涌出量最高，较该面平均涌出量可高出一倍或几倍。高出一倍或几倍。7、通风压力、通风压力 采用负压通风采用负压通风(抽出式抽出式)的矿井，风压越高瓦斯涌出量越大，而采用的矿井，风压越高瓦斯涌出量越大，而采用正压通风正压通风(压人式压人式)的矿井，风压越高瓦斯涌出量越小。这主要是风压的矿井，风压越高瓦斯涌出量越小。这主要是风压与瓦斯涌出压力相互作用的结果。与瓦斯涌出压力相互作用的结果。8、采空区管理、采空区管理 一一般说来，多数采空区都积存有大量瓦斯，其管般说来，多数采空区都积存有大量瓦斯，其管理方理方法及法及好坏程度对瓦斯涌出影响很大。例如，该封闭而好坏程度对瓦

33、斯涌出影响很大。例如，该封闭而未封未封闭或闭或密闭质量很差，就会造成采空区瓦斯向外涌出。密闭质量很差，就会造成采空区瓦斯向外涌出。对采对采空区空区进行合理抽放会降低矿井的实际瓦斯涌进行合理抽放会降低矿井的实际瓦斯涌出量。总之，出量。总之，矿矿井瓦斯涌出量的影响因素很多，但有主有次，应根井瓦斯涌出量的影响因素很多，但有主有次，应根据不据不同同矿井的具体条件，找出其主要因素及影响规律，以矿井的具体条件，找出其主要因素及影响规律，以制定制定和和采取针对性的防治措施。采取针对性的防治措施。四、矿井瓦斯等级的划分四、矿井瓦斯等级的划分（一）矿井瓦斯等级划分的目的（一）矿井瓦斯等级划分的目的 矿井瓦斯等级

34、是矿井瓦斯涌出量大小和安全程度的基矿井瓦斯等级是矿井瓦斯涌出量大小和安全程度的基本标志。由于不同煤田瓦斯生成与赋存的条件不同，开采本标志。由于不同煤田瓦斯生成与赋存的条件不同，开采时不同矿井的瓦斯涌出量就有很大差异。时不同矿井的瓦斯涌出量就有很大差异。（二）矿井瓦斯等级划分的依据（二）矿井瓦斯等级划分的依据 煤矿安全规程煤矿安全规程规定：一个矿井中只要有一个煤（规定：一个矿井中只要有一个煤（岩）层岩）层发现瓦发现瓦斯，斯，该该矿井即为瓦斯矿井。瓦斯矿井必须依照矿井即为瓦斯矿井。瓦斯矿井必须依照矿井瓦矿井瓦斯等级进行管理。斯等级进行管理。矿矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井井瓦斯等级，根

35、据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦绝对瓦斯涌出量和斯涌出量和瓦斯瓦斯涌涌出形式划分为：出形式划分为：1、瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或、瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于等于10m3/t且矿井且矿井绝对绝对瓦瓦斯涌出量小于或等于斯涌出量小于或等于40m3/min。2、高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大、高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于于10m3/t或或矿井绝矿井绝对瓦对瓦斯斯涌出量大于涌出量大于40m3/min。3、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。各各矿井每年必须组织进行矿井瓦斯等级和二氧化碳矿井每年必须组织进行矿井瓦斯等级和二氧化碳涌涌出量的鉴

36、定工作出量的鉴定工作，将鉴定结果报省主管部门审批，并报省煤矿安全监察机构备案。新矿，将鉴定结果报省主管部门审批，并报省煤矿安全监察机构备案。新矿井设计前，地质勘探部门应提供各煤层的瓦斯含量资料，矿井瓦斯涌出井设计前，地质勘探部门应提供各煤层的瓦斯含量资料，矿井瓦斯涌出量和矿井瓦斯等级在设计任务书中确定。量和矿井瓦斯等级在设计任务书中确定。五、矿井瓦斯等级的鉴定五、矿井瓦斯等级的鉴定凡瓦斯矿井，每年都必须进行一次矿井瓦斯等级鉴定工凡瓦斯矿井，每年都必须进行一次矿井瓦斯等级鉴定工作。矿井瓦斯等级鉴定工作一般可按下列顺序和步骤进行：作。矿井瓦斯等级鉴定工作一般可按下列顺序和步骤进行：（一）准备工作（

37、一）准备工作1 1、成立鉴定小组，配足人员，明确分工；、成立鉴定小组，配足人员，明确分工；2 2、编制实施方案，包括时间安排、人员组织、仪器用品、编制实施方案，包括时间安排、人员组织、仪器用品、井下测点布置、测定内容、注意事项等；井下测点布置、测定内容、注意事项等；3 3、备齐所需测定仪器和记录、测算所用的表格等物品；、备齐所需测定仪器和记录、测算所用的表格等物品；4 4、校正所用仪器。、校正所用仪器。（二）井下测定（二）井下测定1、选定测点、选定测点1）选点的原则是所选点能反映全矿井、各水平、各煤层、各采）选点的原则是所选点能反映全矿井、各水平、各煤层、各采区区(工作面工作面)等区域的回风量

38、和瓦斯涌出情况；等区域的回风量和瓦斯涌出情况；2）选点位置一般选在矿井总回风道、各独立通风区域的回风道和）选点位置一般选在矿井总回风道、各独立通风区域的回风道和各翼、各水平、各煤层、各采区各翼、各水平、各煤层、各采区(工作面工作面)的进、回风道内的进、回风道内的合适地点；的合适地点；3）对测点要求与测风站标准相同，可用原有测风站，如无测风站）对测点要求与测风站标准相同，可用原有测风站，如无测风站，可选在断面规整、无杂物、距岔风口，可选在断面规整、无杂物、距岔风口15m一一30m以外的一段平直以外的一段平直巷道巷道(10m)内。内。2、测定内容、测定内容 1）风量；）风量；2）风流中瓦斯浓度；）

39、风流中瓦斯浓度；3）风流中二氧化碳浓度；）风流中二氧化碳浓度；4）气象条件）气象条件(地面和井下的气温、气压、湿度等地面和井下的气温、气压、湿度等)。3、测定时间与方法。、测定时间与方法。1）根据当地气候条件，应选择瓦斯涌出量最大的一）根据当地气候条件，应选择瓦斯涌出量最大的一个月个月(一般为一般为7月或月或8月月)为鉴定月；为鉴定月；2）在鉴定月的月初、月中和月末各选一天）在鉴定月的月初、月中和月末各选一天(间隔间隔10d)，如选，如选5日、日、15日、日、25日，为鉴定日，鉴定日的日，为鉴定日，鉴定日的产量、通风瓦斯管理必须正常；产量、通风瓦斯管理必须正常；3）在鉴定日内分早、中、晚三班进

40、行测定）在鉴定日内分早、中、晚三班进行测定(四班工作四班工作制者分四班测定制者分四班测定)，测定工作要在本班正常生产时进行；，测定工作要在本班正常生产时进行；4）在每一班的时间内，应在班初、班中和班末各测）在每一班的时间内，应在班初、班中和班末各测一次，取其平均值；一次，取其平均值；5）在每次测定时，对风流瓦斯浓度、二氧化碳浓度和）在每次测定时，对风流瓦斯浓度、二氧化碳浓度和温度等，要在同一断面的上、中、下分别测定，取其平温度等，要在同一断面的上、中、下分别测定，取其平均值，风量测定按测风要求进行；均值，风量测定按测风要求进行；6）将测定数据及时记人记录表中。）将测定数据及时记人记录表中。4、

41、资料整理资料整理将整理后的实测记录表中的原始数据以及月产将整理后的实测记录表中的原始数据以及月产量、量、工工作天数等汇总于瓦斯鉴定基础表作天数等汇总于瓦斯鉴定基础表(见表见表32)中。中。表表3-2 3-2 瓦斯和二氧化碳监定基础表瓦斯和二氧化碳监定基础表5、确、确定矿井瓦斯等级定矿井瓦斯等级6、上、上级审批级审批7、注、注意事项意事项应应做好鉴定月生产天数和产量的统计工作做好鉴定月生产天数和产量的统计工作 第三节第三节 瓦斯爆炸及其防治瓦斯爆炸及其防治 瓦斯是一种能够燃烧和爆炸的气体，瓦斯爆炸就是空瓦斯是一种能够燃烧和爆炸的气体，瓦斯爆炸就是空气中的氧气（气中的氧气（O2）与瓦斯（）与瓦斯（

42、CH4）进行剧烈氧化反应的结果）进行剧烈氧化反应的结果。其化学反应式为：。其化学反应式为：CH4+2O2=CO2+2H2O+882.6kJ/mol 从上式中看出：瓦斯在高温火源作用下，与氧气发生化学从上式中看出：瓦斯在高温火源作用下，与氧气发生化学反应，生成二氧化碳和水蒸气，并放出大量的热，这些热量反应，生成二氧化碳和水蒸气，并放出大量的热，这些热量能够使反应过程中生成的二氧化碳和水蒸气迅速膨胀，形成能够使反应过程中生成的二氧化碳和水蒸气迅速膨胀，形成高温、高压并以极高的速度向外冲出面是产生动力现象，这高温、高压并以极高的速度向外冲出面是产生动力现象，这就是瓦斯爆炸。就是瓦斯爆炸。在瓦斯爆炸过

43、程中，当点火源与爆炸性混合在瓦斯爆炸过程中，当点火源与爆炸性混合物接触时，并不立刻发生爆炸，而需要有一个延迟时间，这物接触时，并不立刻发生爆炸，而需要有一个延迟时间，这段时间称为爆炸感应期。段时间称为爆炸感应期。感应期的长短与瓦斯浓度、温度火感应期的长短与瓦斯浓度、温度火源的性质有关，随着瓦斯的浓度的增加略有增加。源的性质有关，随着瓦斯的浓度的增加略有增加。一、瓦斯爆炸的概念一、瓦斯爆炸的概念瓦斯浓度瓦斯浓度(%)(%)火火 源源 温温 度度 ()()70070072572575075077577582582592592510251025延延 迟迟 时时 间间 （秒）（秒）4 48.28.23

44、.63.62.42.41.41.46 610.010.04.34.32.62.61.51.50.620.620.210.210.060.068 814.014.05.05.03.03.01.61.60.670.670.250.250.080.0810106.36.33.53.51.751.750.720.720.260.260.090.0912127.97.94.14.11.901.900.770.770.270.270.090.09表表3-3 3-3 延迟期与瓦斯浓度、引火温度关系表延迟期与瓦斯浓度、引火温度关系表 由此可见，引火温度越高，延迟时间就越短。瓦斯燃烧这种延迟由此可见，引火温度越

45、高，延迟时间就越短。瓦斯燃烧这种延迟性，对煤矿安全生产有着十分重要意义。例如，井下放炮时，使用的性，对煤矿安全生产有着十分重要意义。例如，井下放炮时，使用的煤矿安全炸药就是利用了这一特性制定出的，安全炸药虽然爆炸时的煤矿安全炸药就是利用了这一特性制定出的，安全炸药虽然爆炸时的温度高达温度高达2000，但在绝大多数情况下，这一温度存在的时间极，但在绝大多数情况下，这一温度存在的时间极短，有短，有0.00110ms，也不致于引燃瓦斯，也不致于引燃瓦斯，冲击波存在的时间短于冲击波存在的时间短于1ms，都小于瓦斯爆炸的感应期。，都小于瓦斯爆炸的感应期。但当炸药质量不合格或炮泥充填不但当炸药质量不合格或

46、炮泥充填不足时，就会延长高温气体存在的时间，甚至还会出现火焰，从而形成足时，就会延长高温气体存在的时间，甚至还会出现火焰，从而形成瓦斯爆炸的点引火源。瓦斯爆炸的点引火源。二、瓦斯爆炸的条件及界限二、瓦斯爆炸的条件及界限瓦斯爆炸必须同时具备下面瓦斯爆炸必须同时具备下面3 3个基本条件。个基本条件。（一）一定的瓦斯浓度（一）一定的瓦斯浓度1 1、瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸具有一定的浓度范围，只有在这个浓度范、瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸具有一定的浓度范围，只有在这个浓度范围内，瓦斯才能够爆炸，这个范围称为瓦斯爆炸的界限。最低爆炸浓度叫围内，瓦斯才能够爆炸，这个范围称为瓦斯爆炸的界限。最低爆炸浓度叫爆炸下限；

47、最高爆炸浓度叫爆炸上限，在新鲜空气中，瓦斯爆炸的界限一爆炸下限；最高爆炸浓度叫爆炸上限，在新鲜空气中，瓦斯爆炸的界限一般认为是般认为是5%5%16%16%。2、瓦斯在不同浓度的爆炸特性，当瓦斯浓度低于、瓦斯在不同浓度的爆炸特性，当瓦斯浓度低于5%时时，由，由于参于参加加化学反应的瓦斯较少，不能形成热积聚化学反应的瓦斯较少，不能形成热积聚，因此，因此，不能爆炸，只，不能爆炸，只能燃能燃烧烧。燃烧时，在火焰周围形成比较稳定的。燃烧时，在火焰周围形成比较稳定的、呈现、呈现蓝色或淡青色的蓝色或淡青色的燃烧燃烧层层。当当瓦斯浓度达到瓦斯浓度达到5%（下限），瓦斯就能爆炸；浓度在（下限），瓦斯就能爆炸；浓

48、度在5%9.5%时，爆炸威力逐渐增强；在浓度为时，爆炸威力逐渐增强；在浓度为9.5%时，时，因为因为 空气空气中的中的全全部瓦斯和氧气都能参加反应，所以，这时的爆炸威力最强。在部瓦斯和氧气都能参加反应，所以，这时的爆炸威力最强。在煤矿煤矿井井下，通过实验和现场测定，爆炸威力最强烈的实际瓦斯浓下，通过实验和现场测定，爆炸威力最强烈的实际瓦斯浓度为度为8.5%左右。左右。瓦瓦斯只有在斯只有在5%16%这个浓度范围内才能爆炸，这个范围这个浓度范围内才能爆炸，这个范围称为称为瓦瓦斯爆炸界限。斯爆炸界限。5%是最低爆炸浓度，叫爆炸下限；是最低爆炸浓度，叫爆炸下限；16%是最是最高爆高爆炸炸浓度，叫爆炸上

49、限。浓度，叫爆炸上限。必须指出，瓦斯爆炸界限并不是固定不变的，当受到必须指出，瓦斯爆炸界限并不是固定不变的，当受到定因素定因素影响影响时时，爆炸界限会相应缩小或扩大。，爆炸界限会相应缩小或扩大。当瓦斯浓度低于当瓦斯浓度低于5%5%时，由于参加化学反应的瓦斯数量较少，不能时，由于参加化学反应的瓦斯数量较少，不能形成热量积聚，因此，只能燃烧，不能爆炸；当瓦斯浓度高于形成热量积聚，因此，只能燃烧，不能爆炸；当瓦斯浓度高于16%16%时时，由于空气中的氧气相对减少和不足，满足不了氧化反应的全部需，由于空气中的氧气相对减少和不足，满足不了氧化反应的全部需要要,只能有一部分的瓦斯与氧气发生反应，因所生成的

50、热量还会被多只能有一部分的瓦斯与氧气发生反应，因所生成的热量还会被多余的瓦斯和周围介质吸收而降温，所以也不能爆炸。余的瓦斯和周围介质吸收而降温，所以也不能爆炸。（二）一定的引火温度（二）一定的引火温度瓦斯爆炸的第二个基本条件是高温火源的存在。点燃瓦斯所需的瓦斯爆炸的第二个基本条件是高温火源的存在。点燃瓦斯所需的最低温度，称为引火温度。瓦斯的引火温度一般认为是最低温度，称为引火温度。瓦斯的引火温度一般认为是650750650750。（三）充足的氧气含量（三）充足的氧气含量 实验表明，瓦斯爆炸界限随着混合气体浓度的降低而缩小，氧实验表明，瓦斯爆炸界限随着混合气体浓度的降低而缩小，氧气浓度降低时，瓦