瓦斯喷出
瓦斯防治之瓦斯突出的原因和规律
课题五瓦斯喷出的原因和规律
• 2、防治煤与瓦斯突出的技术措施 • 1）区域性防治突出措施 • （1）开采保护区 • 区域性防突措施主要有开采保护层和预抽煤层瓦斯两种。
1、开采保护层 保护层：在突出矿井中，预先开采的、并 能使其它相邻的有突出危险的煤层受到采动影响而减少或 丧失突出危险的煤层称为保护层。 被保护层：后开采的 煤层称为被保护层。保护层位于被保护层上方的叫上保护 层，位于下方的叫下保护层。
了采取以上措施之外还必须布置独立的通风系统，并适当 加大风量，保证工作面及其回风流中瓦斯不超限和不影响 其他区域。
课题五瓦斯喷出的原因和规律
• 三、煤与瓦斯突出的发生原因及规律 • 在煤矿地下采掘过程中，从煤、岩体内部突然（几秒钟到
几分钟）喷出大量的煤和瓦斯的现象，称为煤与瓦斯突出， 简称突出。
• 煤与瓦斯突出是煤矿的一种严重自然灾害，其主要危害是：
课题五瓦斯喷出的原因和规律
• 7、卸压槽 近年来在采掘工作而推广使用了卸压槽的方法，
作为预防煤（岩）与瓦斯突出和冲击地压的措施。它的实 质是预先在工作面前方切割出一个缝槽，以增加工作面前 方的卸压范围。
• 8、震动放炮 • 1）、岩柱厚度>1.5m • 2）、炮眼数和炮眼布置，单列三组楔形掏槽 • 3）、装药量：f=3-4,4-5kg/m3, f=6-8,5-7kg/m3 • 4）、注意事项： • (1)撤人；(2)断电，(3)30min检查；(4)防止扩大(矸石堆
• 1)、开采保护层的作用 • (1)地压减少，弹性潜能缓慢释放； • (2)煤层膨胀变形，形成裂隙与孔道，透气性增加； • (3)煤层瓦斯涌出后，煤的强度增加
课题五瓦斯喷出的原因和规律
课题五瓦斯喷出的原因和规律
《煤矿地质学》重考点归纳总结 第七章 矿井瓦斯和煤与瓦斯突出
第七章矿井瓦斯•瓦斯，又称沼气，是在煤的形成过程中生成并保存在煤层和围岩中的多成分混合气体。
化学成分以甲烷（CH4）为主。
(11、17解)•瓦斯是地质成因的，是地质作用的产物。
•在煤矿建设和生产中，煤层及围岩中的瓦斯会进入到采掘工作面中，并因其存在而降低井下空气的含氧量。
当氧气下降到12％以下时，可导致井下人员中毒窒息事故发生；井下空气中瓦斯达到一定浓度条件（5～16％），遇引爆火源可发生矿井瓦斯爆炸事故。
矿井瓦斯•一、瓦斯的形成与分带•1．瓦斯成分及其性质•瓦斯成分：CH4（主要）、N2、CO2。
•狭义的瓦斯指甲烷（CH4）。
甲烷为无色、无味、无嗅、无毒的气体，比空气轻，因而在井下它停积在巷道上部。
空气中甲烷浓度达到5～16％，遇引火源即可发生燃烧或爆炸。
•CO2为无色、无嗅、略带酸味并有一定毒性的气体，它的比重比空气大，在井下主要分布在巷道的下部。
大量二氧化碳在井下突然喷出可使人窒息。
矿井瓦斯•2．瓦斯的成因•瓦斯是在煤化作用过程中形成的。
泥炭化阶段，泥炭转变为褐煤，这一阶段以生物化学作用为主，可以产生甲烷。
•随着深度增加，地温进一步升高，约50～160℃时，煤化作用处于气煤到肥煤阶段，它不仅产生大量甲烷，而且在中晚期也是大量出油的阶段。
•当温度大于160～200℃时，煤转变为无烟煤，复杂的碳氢化合物遭到破坏，只能产生甲烷而不能生成石油。
矿井瓦斯❿3．瓦斯在煤层内的赋存状态❿（1）游离状态瓦斯❿瓦斯分子存在于煤体、围岩的空隙中。
❿（2）吸着状态瓦斯❿吸附瓦斯：瓦斯分子被吸附在煤体或岩体孔隙的表面。
❿吸收瓦斯：瓦斯分子在煤体内部。
矿井瓦斯❿4.瓦斯的垂直分带随深度增加混合气体中各组分相对含量有规律变化沿垂向可分三个带：CO 2-N 2带： CH 4＜ 10﹪ N 2-CH 4 带：CH 4＜ 10-80﹪ CH 4带：CH 4＞ 80﹪❿其中，前两个带统称为瓦斯风化带，其深度视地质情况而异。
❿“CH 4带”称为甲烷带，煤层瓦斯随深度增加而有规律的增长，但增长的梯度因地质条件而异。
瓦斯的喷出和突出
上述的综合假说比前面的单向因素的假说大大进了一步，它 们能解释的突出现象也比其它各种单项因素的假说多。但是， 还有其它一些突出现象不能解释、加： 1.突出的区域性分布； 2.石门的自行揭开； 3.过煤门时的大强度突出； 4.震动放炮揭开煤层时的延期突出； 5.突出时瓦斯喷出量超过煤层的瓦斯含量几十倍甚至几百 倍 由于煤于瓦斯突出是极其复杂的动力现象，故而对突出机理 的认识目前仍然处于定性综合作用假说阶段，即煤与瓦斯突 出是地应力、瓦斯和煤的物理力学性质三者综合作用的结果， 是聚集在围岩和媒体中大量潜能的高速释放，并认为高压瓦 斯在突出的发展过程中起决定性的作用．地应力是激发突出 的因素，而煤的物理力学性质则是阻碍突出的因素。
(1)突出矿井与突出煤层：矿井在采掘过程中只要发生过一 次煤与瓦斯突出。该矿井即定为突出矿井，发生突出的煤层 即定为突出煤层。 (2)突出危险区、突出威胁区和元突出危险区：突出煤层经 区域预测可划分为突出危险区、突出威胁区印元突出危险区。 (3)突出危险工作面与无突出危险工作面：在突出危险区 内．工作面进行采掘作业前．应进行工作面预测。采掘工作 面经预测后，可划分为突出危险工作面和无突出危险工作面。
§4 —3 煤与瓦斯突出机理
4．3．1 煤与瓦斯突出机理研究概况 煤与瓦斯突出给煤矿‘安全生产，特别是井下人员的生命财 产安全造成了极其严重的威胁。为了防止这类灾害事故的发 生，保障煤矿井下安全生产．世界上各主要产煤国均投入了 大量纳入力、物力研究煤与瓦斯突出机理．以便为突出危险 性预测和防突措施的制定与实施提供科学依据。但是，迄今 为止，人们对于突出过程中煤岩体破坏与发展机制的认识还 停留在定性与假说性阶段，对于突出过程中哪些因素起主要 作用以及与其它因素间的作用机理还把握不准，故而只能对 某些突出现象给予解释，还不能形成统一完整的理论体系。 目前这些关于煤与瓦斯突出机理的假说，归纳起来主要有如 下几类：
第四节矿井瓦斯喷出及其防治
开关的地点附近20m的巷道内，都必须检查瓦斯，
只有瓦斯浓度符合本规程规定时，方可开启。
临时停工的地点，不得停风；否则必须切断电
源，设置栅栏，揭示警标，禁止人员进入，并向矿
调度室报告。停工区内瓦斯或二氧化碳浓度达到
3.0％或其他有害气体浓度超过本规程第一百条规
定不能立即处理时，必须在24h内封闭完毕。 恢复已封闭的停工区或采掘工作接近这些地点 时，必须事先排除其中积聚的瓦斯。排除瓦斯工作 必须制定安全措施。 • 严禁在停风或瓦斯超限的区域内作业。
• 第一百三十九条 采掘工作面 风流中的二氧化碳浓度 达到1.5％时，必须停止工作，撤出人员，查明原因， 制定措施，进行处理。 • 解读：① CO2无色、略带酸味、具有轻微毒性，对 人体影响是：对人的眼、鼻、口等器官有刺激作用。 • ② CO2浓度1％，对人体危害不大，人呼吸次 数和深度略有增加； CO2浓度3％，会刺激人体的中 枢神经，引起呼吸加快（呼吸次数增加2倍）而增大 吸氧量；达到7％时，严重喘息，剧烈头疼；10％及 以上时，发生昏迷，失去知觉，以致缺氧窒息死亡。 • ③ 本条主要是从保护井下工人身体健康出发。
5《煤矿安全规程》瓦斯防治部分条款解读
• 第一百三十五条：矿井总回风巷或一翼回风巷中 瓦斯或二氧化碳浓度超过0.75％时，必须查明原 因，进行处理。 • 解读：①这个规定，不是停止作业的规定，而是 必须查明原因进行处理的一个隐患警告。 • ② 之所以规定为0.75％而不是1％，主要是 因为总回风或一翼回风巷是各个分区（采区、工 作面）通风的汇合，如果定为1.0％，也就意味着 各个分区都可以达到1.0%。而如果其中一个分区 小于1.0％，则必然另外有的分区超过1.0％，这 样不符合分区不得超过1.0％的规定。
矿井瓦斯喷出的预防与处理措施有哪些
矿井瓦斯喷出的预防措施
02
加强矿井通风管理
确保通风设施完好
定期检查通风设施，确保其正常运行，以保持矿井内空气流通。
合理分配风量
根据矿井内的实际情况，合理分配风量，确保每个区域都得到足够的新鲜空气。
避免串联通风
尽量避免串联通风，以防止瓦斯在矿井内积聚。
xx年xx月xx日
《矿井瓦斯喷出的预防与处理措施有哪些》
目录
contents
矿井瓦斯喷出概述矿井瓦斯喷出的预防措施矿井瓦斯喷出的处理措施案例分析总结与展望
矿井瓦斯喷出概述
01
矿井瓦斯喷出是指由于地应力的不均衡和地下煤层中瓦斯压力的不平衡，导致煤层中的瓦斯突然大量涌出，并通过井筒或巷道向外释放的现象。
01
02
03
制定严格的作业流程
制定严格的作业流程，确保每个作业环节都符合安全标准。
加强员工培训
加强对员工的培训，提高他们的安全意识和操作技能。
严格执行作业计划
严格执行作业计划，避免因盲目作业导致瓦斯喷出事故的发生。
规范作业流程
矿井瓦斯喷出的处理措施
03
确保井下人员安全是首要任务，应迅速组织井下人员撤离，避免造成人员伤亡。
撤离时应沿着安全通道有序撤离，不得使用电梯。
撤离后应及时清点人数，确保所有员工安全撤离。
在撤离过程中，应保持镇静，听从指挥，避免恐慌和混乱。
迅速撤离人员
切断电源，确保安全
在发生瓦斯喷出时，应立即切断井下电源，以避免引起爆炸和火灾。
应使用专门的灭火器材，如干粉灭火器等，来控制火源，防止火势扩大。
在切断电源时，应注意安全操作规程，避免因操作不当导致事故扩大。
第二章 矿井瓦斯灾害防治 - 瓦斯涌出+瓦斯喷出
且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。
（二）高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝
对瓦斯涌出量大于40m3/min。
（三）煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。
每年必须对矿井进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量的鉴定工作
2022/11/30
2、矿井瓦斯等级鉴定方法
8
（1）鉴定时间和基本条件 矿井瓦斯等级的鉴定工作应在 正常生产的条件下进行；选择矿井瓦斯绝对涌出量较大的月 份，一般在七、八月份；仪表应在计量检定证有效期内。
由于绝对瓦斯涌出量不能反映出矿井瓦斯涌出的严重程度。 煤炭生产中通常采用相对瓦斯涌出量。
煤矿井巷和工作面的瓦斯主要有四个来源： （1）落煤瓦斯涌出：掘进和回采落煤； （2）煤壁瓦斯涌出：巷帮、迎头； （3）采空区瓦斯涌出：已采采空区和生产采空区； （4）邻近层瓦斯涌出：邻近的煤层和岩层。
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6
正常生产过程中，矿井绝对瓦斯涌出量受各种因素的影响 其数值是经常变化的，但在一段时间内只在一个平均值上下 波动，峰值与平均值的比值称为瓦斯涌出不均系数。
矿井瓦斯涌出不均系数表示为：
kg=Qmax/Qa
方法：确定区域和时间，连续测定进回风量、瓦斯浓度
kg矿< kg翼< kg采区< kg工作面 瓦斯不均系数尽要可能小，使瓦斯涌出比较均匀，例如错开 相邻工作面的落煤、放顶时间。
q0—瓦斯涌出初始(t=0)时，煤岩新暴露 面的比流量，m3/（m2d）；
α、β—瓦斯涌出衰减系数，取决于煤 岩体的瓦斯流动特征。
q=23(1+t)0.79
q=280(1+t)-0.08
煤壁暴露面和采落碎煤比瓦斯涌出量与涌出时间关系曲线
矿井瓦斯喷出及其预防
3.瓦斯喷出的防治
第一类瓦斯喷 出的防治方法
《
煤
矿
1）预先探明地质及地质构造
瓦
斯
采用物探或钻探的方法预先探明地质及地质构造（断层、溶洞及
灾
其裂缝的位置分布、瓦斯压力与储量）
害
防
对于无吸附能力的石灰岩溶洞、裂缝、砂岩储气层，可按下式
治 技
估算瓦斯储量V ：
术 》
V= QPa/(P0-P1) m3
下邻近层 7.5 下邻近层 7.17 上邻近层 39.7 上邻近层 40
砂岩页岩互层 0.5 13.7 砂岩页岩互层 0.5 15 页岩灰岩互层 1.85 44.5 页岩灰岩互层 1.07 43.7
讲
554 2100 4883 2738
0.8 0.7 2-2.5 2-2.5
＞13.5 9.98 46 15
防 治 技 术 》
斯监测等综合方 法，当瓦斯浓度 降到0.3-0.5% ， 全断面爆破安全 通过含瓦斯层。 适用于涌水量
讲 <3-5m3/h
座
瓦斯压 黄土层
力MPa 厚m
0.1
0.25
0.1-0.2 0.5
0.2-0.3 0.75-1.5
第一类瓦斯喷 出的防治方法
3.瓦斯喷出的防治
《 3）防治方法
裂隙、钻孔排瓦斯并 加强通风与瓦斯监测 等综合方法，
害
防
井底距k3石灰岩5.5m时停掘砌壁， 并注浆封堵岩石裂隙。注浆封堵
治 技
后瓦斯涌出量由9m3/min,降至 1.8m3/min并封堵了涌水。
术 》 措施： 讲 ①探孔：探明 K3石灰岩层瓦斯压力
0.5MPa、瓦斯量10m3/min和涌水量;
瓦斯总结
矿井瓦斯：在煤炭开采过程中，从煤层中涌出的以甲烷为主的有毒有害气体的统称，在地质学上称为煤尘气。
瓦斯性质：无色无味无嗅的气体，化学性质不活泼，微溶于水瓦斯喷出：大量处于承压或卸压状态的瓦斯从煤、岩裂缝或孔洞中快速放出的动力现象。
瓦斯喷出分类：可分为两大类，即煤、岩裂缝或孔洞承压（地质构造）瓦斯喷出和煤层卸压（采掘地压）瓦斯喷擦。
瓦斯喷出预防与处理措施：一些发生过瓦斯喷出的矿井，在吸收深刻教训的基础上总结出了“探、排、引、堵、风”的综合技术措施。
探就是探明地质构造与瓦斯储存情况；排则是排放或抽放瓦斯；引是把瓦斯引至回风流或工作面后方20m以外的区域；堵则是将裂隙裂缝等堵住而不让瓦斯喷出；风则是加大瓦斯喷出地点的供风量。
分类预防处理：㈠承压瓦斯喷出预防处理措施：①探明地质构造和瓦斯存储情况②采用引排、抽放综合措施处理（引排瓦斯、钻孔抽放瓦斯、巷道抽放瓦斯）；③加强通风管理；㈡卸压瓦斯喷出预防处理：①搞好地质工作②加大对卸压瓦斯的抽放强度③加强职工安全教育④加强顶板管理⑤搞好工作面通风。
煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出：在极短时间内，煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）由煤体向巷道或采掘空间大量喷出的动力现象。
煤与瓦斯突出预兆：突出的预兆分为有声预兆和无声预兆。
按预兆的产生原因，又分为：⑴地压显现方面的预兆：①媒体发出闷雷声、鞭炮声、机枪声、嘈杂声、沙沙声、嗡嗡声等②工作面压力增大，支架被压发出的嘎嘎声和劈裂折断声③煤岩开裂、片帮、掉渣、底鼓、煤岩自行剥落④煤壁颤动，手抚煤壁感到震动和冲击⑤钻孔变形，垮孔，顶钻，夹钻杆，钻机过负荷等；⑵瓦斯涌出方面的预兆①瓦斯涌出异常，瓦斯浓度忽高忽低，涌出量忽大忽小②工作面工作温度、气味异常③煤壁温度下降，煤壁有水珠④打钻喷瓦斯、喷煤，钻孔有气体流过发出的哨声、风声、蜂鸣声；⑶煤层结构与构造方面的预兆①煤的层理紊乱，煤变暗淡，无光泽②煤层强度松软或不均匀，煤尘增大（煤尘雾）③煤层变厚，倾角变陡，挤压褶曲，波状隆起④煤体干燥，顶底板阶梯凸起等。
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瓦斯喷出
矿井瓦斯喷出是指从煤体或岩体裂隙、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，该采掘区域即定为瓦斯喷出危险区域。
瓦斯喷出的预兆：矿压活动显现激烈，煤壁片帮严重、底板突然鼓起、支架承载力加大甚至破坏，煤层变软、潮湿等。
另外，还存在煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出，即在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤(岩)和瓦斯(二氧化碳)由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常动力现象。
煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出具有突发性、极大破坏性和瞬间携带大量瓦斯(二氧化碳)和煤(岩)冲出等特点，能摧毁井巷设施、破坏通风系统、造成人员窒息，甚至引起瓦斯爆炸和火灾事故，是煤矿最严重的灾害之一。
突出发生前通常有地层微破坏、瓦斯涌出变化、煤层层理紊乱、钻孔卡钻夹钻、煤壁温度降低、散发煤油气味、煤层产状发生变化等预兆。