矿井瓦斯防治课件

20:26:01煤矿“一通三防”安全管理——矿井瓦斯防治20:26:01一、矿井瓦斯基础知识（一）瓦斯的性质及赋存情况瓦斯:是一种混合气体，是在煤矿生产过程中涌出到采掘空间的各种有害气体的总称，其主要成分为甲烷（CH４占90%以上），所以瓦斯通常就专指甲烷。来源：矿井瓦斯是古代植物成煤过程中的一种伴生气体。瓦斯在煤体或围岩中是以游离状态（自由状态）和吸附状态（吸着状态）存在的。20:26:01（一）瓦斯的性质及赋存情况影响煤层中瓦斯含量的因素（1）煤的变质程度（2）煤层露头（3）煤层倾角（4）围岩性质（5）地质构造（6）煤层的埋藏深度（7）水文条件（8）煤的吸附特性20:26:01瓦斯性质无色、无味、无臭的气体浓度高可使人窒息死亡强扩散性可燃烧可爆炸强渗透性比空气轻，与空气的相对密度为0.554瓦斯的性质（一）瓦斯的赋存情况及性质20:26:01矿井瓦斯的危害矿井瓦斯的危害煤与瓦斯突出烧和爆炸瓦斯的燃瓦斯窒息（一）瓦斯的性质及赋存情况温室效应是CO2的25~30倍产生温室效应的时效长达100~150年之久1961年10月28日，抚顺某矿-330m水平52采区3斜上掘进工作面临时停工，因水力引射器循环风造成巷道内瓦斯积聚，通风人员随即钉上栅栏并挂上“禁止入内”的警标。11月22日，采区3名技术员为准备复工，闯进栅栏检查，当走进44m(盲巷全长69m)处时，全部窒息死亡，直到第二天才被发现。现场取样分析表明：瓦斯浓度43.9%，二氧化碳浓度4.3%，氧气浓度0.9%，氮气浓度50.9%。20:26:01（二）矿井瓦斯的涌出1、矿井瓦斯涌出形式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，这种现象叫做瓦斯涌出。矿井瓦斯涌出分为：普通涌出，是瓦斯涌出主要形式；特殊涌出，又有瓦斯喷出和煤与瓦斯突出。矿井瓦斯涌出的来源，按照瓦斯涌出地点和分布状况可分为：煤岩壁瓦斯涌出、采落煤炭瓦斯涌出、采空区瓦斯涌出、邻近煤层瓦斯涌出。20:26:012、瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出的多少用矿井瓦斯涌出量来表示，瓦斯涌出量是指在矿井建设和生产过程中从煤与岩石内涌出的瓦斯量，对应于整个矿井的称为矿井瓦斯涌出量，对应于翼、采区或工作面，称为翼、采区或工作面的瓦斯涌出量。表示矿井瓦斯涌出量的方法通常用矿井绝对瓦斯涌出量和矿井相对瓦斯涌出量两个参数。（二）矿井瓦斯的涌出20:26:01⑴矿井绝对瓦斯涌出量矿井在单位时间内涌出的瓦斯体积，单位为m³/min或m³／d。其与风量、瓦斯浓度的关系为：Qg=Qf×C式中Qg：绝对瓦斯涌出量，m³/min；Qf：瓦斯涌出区域的风量，m³/min；C：风流中的平均瓦斯浓度，％。（二）矿井瓦斯的涌出20:26:01⑵矿井相对瓦斯涌出量矿井在正常生产条件下，平均日产一吨煤同期所涌出的瓦斯量，单位m³/t。其与绝对瓦斯涌出量、煤量的关系为：qg=Qg/T式中q：相对瓦斯涌出量，m³/t；Qg：绝对瓦斯涌出量，m³/d；T：矿井日产煤量，t/d。（二）矿井瓦斯的涌出20:26:013、影响瓦斯涌出量的因素矿井瓦斯涌出量大小，主要由自然因素和开采技术因素两方面的综合影响。（二）矿井瓦斯的涌出20:26:01A、自然因素包括煤层的煤层瓦斯含量、开采深度和地面气压变化因素三个方面。（二）矿井瓦斯的涌出20:26:01B、开采技术因素（二）矿井瓦斯的涌出1开采强度和产量2开采顺序和回采方法3采区通风系统4生产工艺5通风压力6采空区密闭质量20:26:01《煤矿安全规程》规定：一个矿井中只要有一个煤（岩）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。划分矿井瓦斯等级的主要作用是用于风量计算、确定矿井的瓦斯管理制度、选用电气设备。（三）矿井瓦斯等级及鉴定20:26:01煤与瓦斯突出矿井21高瓦斯矿井瓦斯矿井3矿井瓦斯等级分类q相≦10m³/t且Q绝≦40m³/min矿井各掘进工作面绝对瓦斯涌出量均小于或等于3m3/min；矿井各采煤工作面绝对瓦斯涌出量均小于或等于5m3/min。q相10m³/t或Q绝40m³/min矿井任一掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3/min；矿井任一采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min。（一）发生过煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出的；（二）经鉴定具有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出煤（岩）层的；（三）依照有关规定有按照突出管理的煤层，但在规定期限内未完成突出危险性鉴定的。（三）矿井瓦斯等级及鉴定20:26:01我国最早关于瓦斯爆炸的文献就出自于山西省《高平县志》，万历三十一年（1603年），山西省高平县唐按镇一煤井发生瓦斯爆炸事故，文中描述瓦斯爆炸的情形为：“火光满井，极为熏蒸，人急上之，身已焦烂而死，须臾雷震井中，火光上腾，高两丈余”。国外瓦斯爆炸的最早记载为1675年发生于英国茅斯丁煤矿的瓦斯爆炸事故。世界采矿史上最大的伤亡事故是1942年发生于辽宁本溪煤矿的瓦斯煤尘爆炸事故，死亡1549人，伤146人。二、矿井瓦斯爆炸及其防治20:26:01瓦斯爆炸的实质是瓦斯氧气进行剧烈的化学反应，可用下面的化学方程式表示：瓦斯爆炸必须具备下面三个基本条件：（标况下）（1）一定的瓦斯浓度。（5%-16%）（2）充足的氧气含量。（大于12%）（3）足够能量的点火源。（650℃-750℃）瓦斯爆炸的三个条件必须同时具备三个条件,缺一不可。二、矿井瓦斯爆炸及其防治20:26:01（一）影响瓦斯爆炸的因素（界限）瓦斯爆炸界限并不是固定不变的，它还受温度、压力以及煤尘、其它可燃性气体、惰性气体的混入等因素的影响。1、点火能量的影响点火源能量/J爆炸下限/%爆炸上限/%爆炸界限/%14.913.88.9104.614.29.61004.315.110.8100003.617.513.920:26:01（一）影响瓦斯爆炸的因素（界限）环境温度/℃爆炸下限/%爆炸上限/%206.013.41005.513.53005.414.36003.416.47003.218.79002.029.02、环境温度的影响20:26:01（一）影响瓦斯爆炸的因素（界限）初始压力/MPa爆炸下限/%爆炸上限/%0.15.614.31.05.917.25.05.429.412.55.745.73、混合气体压力的影响20:26:01（一）影响瓦斯爆炸的因素（界限）4、可燃气体的混入气体名称爆炸下限/%爆炸上限/%甲烷5.016.0乙烷3.2212.5硫化氢4.345.5氢气4.075.5一氧化碳12.574.520:26:01（一）影响瓦斯爆炸的因素（界限）5、爆炸性煤尘的混入影响煤尘浓度/（g/m³）爆炸下限/%53.082.526.41.434.50.520:26:01（一）影响瓦斯爆炸的因素（界限）6、惰性气体混入的影响气体名称加入气体浓度/%爆炸下限爆炸上限氮气1.0上升0.017%下降0.54%二氧化碳1.0上升0.0033%下降0.26%二氧化碳还能降低瓦斯爆炸压力和和延迟爆炸时间，当二氧化碳含量增加至25.5%时瓦斯失去爆炸性。20:26:01在正常大气压条件下，瓦斯的点燃温度与瓦斯浓度、气体压力、温度与火源性质等因素有关。1、瓦斯浓度（一）影响瓦斯爆炸的因素（火源）20:26:012、混合气体压力实验证明：混合气体压力越大,点燃温度越低。当混合气体压力为9.8kpa时，点燃温度700℃；当混合气体压力增到274.4kpa时，点燃温度460℃。当混合气体瞬间被压缩到原来气体体积的1/20时，混合气体由于被压缩产生热量，使其爆炸。（一）影响瓦斯爆炸的因素（火源）20:26:013、火源性质火源性质不同，火源的温度、存在时间、面积也不同，对瓦斯爆炸有着很大影响。（一）影响瓦斯爆炸的因素（火源）20:26:0120:26:011、爆炸产生高温（1850℃-2650℃）2、爆炸产生高压气体和强大冲击波（7.4个大气压）（1）正向冲击。（2）反向冲击。3、有毒有害气体：（氧气6-10%，氮气82-88%，一氧化碳2%-4%，二氧化碳4%-8%）。（二）瓦斯爆炸的危害20:26:01爆炸高温大量气体火源瓦斯氧气20:26:01（三）预防瓦斯爆炸的措施A防止瓦斯积聚。1、加强矿井通风管理；2、完善瓦斯检查的各项制度；3、加强瓦斯检查检测管理，掌握瓦斯涌出变化规律；4、加强盲巷、采空区和易瓦斯积聚的地点的日常管理工作，及时处理局部积聚的瓦斯；5、加大瓦斯抽放力度；6、建立健全的瓦斯监测监控系统并保证正常运行；7、在矿井设计、施工质量上要合理。20:26:01B消灭一切引爆火源①严明明火管制。②严格违章爆破。③消除电气火花。④严防产生摩擦火花。⑤防止静电火源出现。⑥防止高温热源。（三）预防瓦斯爆炸的措施20:26:01防止瓦斯爆炸灾害扩大的措施1．编制灾害预防与处理计划2．安设安全装置（1）安设防爆门。（2）安设反风装置。（3）安设隔爆设施。3．佩戴自救器。（三）预防瓦斯爆炸的措施20:26:01（四）发生瓦斯爆炸事故时的应急避险（1）当灾害发生时一定要镇静清醒，不要惊慌失措、乱喊乱跑。当听见爆炸响声或感觉到空气冲击波时，应立即背朝响声和气浪传来方向，脸朝下，双手置于身体下面，闭上眼睛迅速卧倒，头尽量低，有水沟的地方最好趴在水沟边上或坚固的障碍物后面，要防止反向冲击波作用。（2）立即屏住呼吸，用湿毛巾捂住口鼻，防止吸入有毒的高温气体，避免中毒和灼伤气管和内脏。（3）用衣服将自己身上的裸露部分尽量盖严，以防火焰和高温气体灼伤皮肉。20:26:01（4）迅速取下自救器，按照使用方法戴好，以防止吸入有毒气体。（5）高温气浪和冲击波过后应立即辨别方向，以最短的距离进入新鲜风流中，并按照避灾路线尽快逃离灾区。（6）已无法逃离灾区时，应立即选择避难硐室，充分利用现场的一切器材和设备来保护人员和自身安全。进入避难硐室后要注意安全，最好找到离水源近的地方，设法堵好硐口，防止有害气体进入。注意节约矿灯用电和食品，室外要做好标记，有规律地敲打连接外部的管子、轨道等，发出求救信号。（四）发生瓦斯爆炸事故时的应急避险20:26:01瓦斯与煤尘爆炸时自救与互救[流畅].qsv（四）发生瓦斯爆炸事故时的应急避险20:26:01三、煤与瓦斯突出及其防治在煤矿井下由于地应力和瓦斯（二氧化碳）的共同作用，在极短的时间内，破碎的煤和瓦斯由煤体内或岩体内突然向采掘空间抛出的异常的动力现象，称为煤与瓦斯突出。20:26:011、按动力现象的力学特征，可分为突出、压出和倾出；2、按突出强度可分为：（1）小型突出：强度小于100t。（2）中型突出：强度等于或大于100t、小于500t。（3）大型突出：强度等于或大于500t、小于1000t。（一）煤与瓦斯突出的分类（1）小型突出：强度小于100t。（2）中型突出：强度等于或大于100t、小于500t。（3）大型突出：强度等于或大于500t、小于1000t。（4）特大型突出：强度等于或大于1000t。20:26:01（二）煤与瓦斯突出前的预兆1、无声预兆工作面顶板压力增大，使支架变形、煤壁外鼓、片帮、掉渣、顶板下沉或底板鼓起，煤层层理紊乱，煤暗淡无光泽，煤质变软，瓦斯涌出量异常或忽大忽小，煤壁发凉，打钻时有顶钻、卡钻、喷瓦斯等现象。20:26:01（二）煤与瓦斯突出前的预兆2、有声征兆煤层在变形过程中发生劈裂声、闷雷声、机枪声、响煤炮，声音由远到近、由小到大，有短暂的、有连续的，间隔时间长短也不一致，煤壁发生震动和冲击，顶板来压、支架发出断裂声。20:26:01（二）煤与瓦斯突出前的预兆煤层结构构造方面表现为：煤层层理紊乱，煤变软、变暗淡、无光泽，煤层干燥和煤尘增大，煤层受挤压褶曲变粉碎、厚度变大、倾角变陡。地压显现方面表现为：压力增大，使支架变形，煤壁外鼓、片帮、掉渣，顶底板出现凸起台阶、断层、波状鼓起，手扶