瓦斯基础知识
瓦斯抽放基础知识

瓦斯抽放基础知识1、什么叫瓦斯抽放矿井瓦斯抽放,是指为了减少和解除矿井瓦斯对煤矿安全生产的威胁,利用机械设备和专用管路造成的负压,将煤层中存在或释放出来的瓦斯抽出来,输送到地面或其它安全地点的方法.2、抽放瓦斯的目的①预防瓦斯超限,确保矿井安全生产。
②开采保护层并具有抽放瓦斯系统得矿井.③无保护层可采的矿井,预抽瓦斯可作为区域性或局部防突措施来使用。
④开发利用瓦斯资源,变害为利.3、抽放瓦斯的条件一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面的瓦斯涌出量大于3m3/min,用通风方法解决瓦斯问题不合理的。
4、瓦斯抽放的意义?①瓦斯抽放是消除煤矿重大瓦斯事故的治本措施。
②瓦斯抽放能够解决矿井仅靠通风难以解决的问题,降低通风成本。
③瓦斯抽放能够利用宝贵的瓦斯资源。
5、瓦斯抽放系统的构成瓦斯抽放系统主要有管路、瓦斯泵、流量计、安全装置等组成。
6、瓦斯抽放管路的选型选择瓦斯抽放管路是决定抽放投资和抽放效果的重要因素之一。
瓦斯抽放管路直径D应根据绝对瓦斯涌出量、预计的瓦斯抽出量及预计的瓦斯抽放率,采用下式进行计算:D=[(4Q C)/(60πν)]1/2D———-—瓦斯管内径,m;Q C—-——管内气体混合流量,m3/min;ν--—-管内气体经济合理平均流速,取ν=5~15m/s。
7、临时抽放瓦斯泵站应安设在抽放瓦斯地点附近的新鲜风流中.8、矿井(或采区)抽放率是指矿井(或采区)的抽放瓦斯量占其风排瓦斯量于抽放瓦斯量之和的百分比.9、瓦斯泵有真空泵、离心泵和回转式瓦斯泵瓦斯泵负压计算瓦斯泵流量计算h泵=h R+h孔Q泵=100Q抽/C×K10、孔板流量计Q=9.7×10-4×K{h×P/【0.716C+1.293(1-C)】}1/211、瓦斯抽放泵站(房)(1)地面固定式瓦斯抽放泵房(2)井下临时抽放瓦斯泵站12、瓦斯抽放基本参数瓦斯储存量计算W=W1+W2+W3+W4可抽瓦斯概算W K=W·d k/100抽放率d k=100Q bc/(Q bc+Q kc)1、什么叫瓦斯抽放矿井瓦斯抽放,是指为了减少和解除矿井瓦斯对煤矿安全生产的威胁,利用机械设备和专用管路造成的负压,将煤层中存在或释放出来的瓦斯抽出来,输送到地面或其它安全地点的方法。
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瓦斯抽放工培训教案(初培)承德泉力煤矿安全技术培训中心目录第一章瓦斯抽放基础知识 (4)第一节瓦斯抽放系统 (4)一、瓦斯抽放系统的构成 (4)二、瓦斯抽放管路的选型 (4)三、瓦斯抽放管路的连接 (6)第二节瓦斯抽放管路安装及拆卸注意事项 (6)第三节瓦斯抽放基本参数 (10)第四节抽放钻孔设计 (11)一、钻孔直径 (11)二、钻孔深度 (11)三、钻孔有效抽放半径 (11)四、钻孔间距的确定 (11)第五节钻孔施工 (12)一、施工注意事项 (12)二、钻孔施工中常见安全事故 (13)三、钻孔施工安全措施 (13)四、钻孔事故排除法 (14)五、钻孔的封孔 (15)第二章瓦斯抽放的基本方法 (16)第一节石门揭煤瓦斯抽放 (18)第二节煤层巷道掘进前预抽 (20)第三节开采前本煤层抽采 (25)第四节各种钻孔布置方式比较如下 (26)第五节开采过程中的瓦斯抽放 (27)第六节采空区瓦斯抽采 (31)第三章钻探工具及钻孔施工 (37)第一节钻探工具 (37)一、钻机的类别 (37)二、钻机的构造及优缺点 (37)三、钻机常见故障 (38)第二节钻孔设计 (41)一、钻孔直径的确定 (41)二、钻孔深度的确定 (41)三、钻孔有效排放半径的确定 (41)四、钻孔间距的确定 (42)第三节钻孔施工 (42)一、瓦斯抽放钻孔施工注意事项 (42)二、钻孔施工中常见安全事故 (43)三、钻孔施工安全措施 (43)四、钻孔事故排除方法 (45)第四节钻孔的封孔 (47)一、瓦斯抽放钻孔的封孔方法 (47)二、钻孔封孔注意事项 (48)第四章矿井瓦斯抽放设备与管理 (49)第一节井下移动瓦斯抽放概述 (49)第二节、瓦斯抽放设备 (57)第三节、水环式真空泵 (64)第四节、瓦斯抽放计量和测定方法 (80)第五节、移动瓦斯抽放泵管理 (93)第一章瓦斯抽放基础知识第一节瓦斯抽放系统一、瓦斯抽放系统的构成瓦斯抽放系统主要由瓦斯泵、管道、流量计、安全装置等组成。
第六章 煤与瓦斯突出基本知识

煤与瓦斯突出基本知识
我国煤矿瓦斯突出的几个特点
• 1、突出矿井的分布广 在部分地区比较严重。湖南、四川、重庆、辽宁、 河南、贵州、云南等,特别是湖南省的突出矿井数和 突出总次数均占全国总数的1/3以上,而特大型突出 的比例更大,占全国该类型突出次数的一半以上。 • 2、突出分布在不同类型的煤层 在我国突出矿井中,煤层赋存情况比较复杂,有 煤层群,也有单一煤层,有急倾斜煤层,也有倾斜和 缓倾斜煤层,有薄煤层也有中厚煤层及厚煤层,特别 是单一突出煤层的矿井占突出矿井的1/3。
煤与瓦斯突出基本知识
•
5、突出强度在100—500T之间的大型突出 约占11%;突出强度在500—1000T之间的特大型 突出约占1.2%;突出强度超过1000T的特别大型 突出占0.8% • 6、我国煤矿中所发生的突出,以中小型突出 为主,占绝大多数。大型和特大型突出的比例小,但 绝对次数仍有100多次,并且多数发生在石门揭煤 时,这仍应予重视。
煤与瓦斯突出基本知识
3、突出需具有一定的瓦斯含量和瓦斯压力 同一煤层,其瓦斯压力越高,突出危险性越大。 安全规程:取 0.74 MPa。 可按下式估算: Pmin A(0.1 BVf ) 式中:f----软分层厚度; V----软分层挥发份含量; A、B----系数。 所以,f 愈小,煤变质程度愈高(V愈小),Pmin越小。 4、突出煤层的强度低,而且变化大。 5、突出危险区呈带状分布。
煤与瓦斯突出基本知识
核心教训是:
1、对煤与瓦斯突出的机理认识不够。 2、在采取措施不到位的情况下急于生产,掘进。 3、防突方法落后,采取的技术不先进,不到位。 4、在有煤与瓦斯突出矿井遇到地质构造带如断层, 褶皱,煤层厚薄变化,煤层十分松软,瓦斯忽大忽小, 卡钻,喷孔,煤炮增多或进入煤柱孤岛区等等没有 采取更有效,更严格的防范措施。 5、对瓦斯突出的重大危害认识不够。 6、采用一般的煤矿管理方法来管理突出矿井。
矿井通风、瓦斯防治基础知识

矿井通风基础知识矿井通风的基本任务:1、供给井下足够的新鲜空气,满足人员对氧气的需要。
2、排出或冲淡有害气体,使之达到无害浓度,以保证安全生产。
3、调节井下气候。
4、在处理事故时,创造一个比较合适的救灾条件。
矿井通风系统是矿井通风方法、通风方式和通风网络的总称。
矿井通风方法:是指矿井主要通风机对矿井的供风方式。
分为抽出式、压入式和混合式。
矿井通风方式:是指矿井进风井筒与回风井筒的布置方式。
分为中央式、对角式和混合式。
矿井通风网络:是指风流流经路线的连接形式。
分为串联、并联和复杂连接形式。
一、矿井的通风方法:1、抽出式通风抽出式通风又称负压通风。
通风机从井下或局部地点抽出污浊空气的通风方式,目前,我国大部分矿井采取抽出式通风。
抽出式通风在矿井主要通风机的作用下,矿井内空气的压力低于同标高大气压力,处于负压状态。
抽出式通风的主要优点是矿井主要进风巷道无需安设风门,便于运输、行人;矿井通风管理工作容易,另外在瓦斯矿井采用抽出式通风,由于矿井风流处于负压状态,当主要通风机因故停风时,井下风流压力提高,在短时间内可抑制采空区内瓦斯等有害气体的涌出,相对压入式通风,抽出式通风较安全。
2、压入式通风压入式通风又称正压通风,通风机向井下或风筒输送空气的通风方法。
压入式通风在矿井主要通风机的作用下,矿井内空气的压力高于同标高大气压力处于正压状态。
压入式通风机的缺点是矿井通风线路上需要设置控制风流的设施(如:风门、风窗等),从而漏风较大,通风管理工作较困难,且压入式通风使井下风流处于正压状态,当主要通风机因故停时风,井下风流压力降低,在短时间内采空区内瓦斯等有害气体的涌出量增加,造成瓦斯积聚,对安全不利。
当开采煤田上部第一水平,瓦斯涌出量小,且地面塌陷区分布较广时,宜采用压入式通风,此时可用一部分回风把塌陷区的有害气体压到地面,形成短路风流,避免了塌陷区有害气体的危害,因此,当矿区火区比较严重,若采用抽出式通风易将火区中的有害气体抽到井巷中,威胁安全,在这种情况下,可采用压入式通风。
瓦斯的基础知识

瓦斯的基础知识瓦斯时形成煤的过程中的一种伴生气体,是指煤矿井下以甲烷〔CH4〕为主的有毒有害气体的总称,瓦斯通常是指甲烷,它是一种无色、无谓的气体,在标准状态下,1M3甲烷的质量为0.7618㎏,而1M3空气的质量为1.293㎏,因此,瓦斯比空气轻,其相对密度为哦0.554,瓦斯有很强的扩散性,扩散速度是空气的1.34倍,瓦斯具有燃烧性和爆炸性。
瓦斯本身虽然无毒,但是空气中甲烷的浓度较高时,就会相对降低空气中的氧气浓度,在压力不变的情况下,当甲烷浓度达到43﹪,氧气浓度就会冲谈到12﹪,人就会感到呼吸困难,当甲烷浓度达到57﹪时,氧气浓度就会降到9﹪,这时人若误入其中就会因缺氧而窒息死亡。
煤层瓦斯的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。
煤层瓦斯含量包括有里瓦斯和吸附瓦斯两部分,其中游离瓦斯占10﹪--20﹪,吸附瓦斯占80﹪--90﹪,煤层瓦斯含量的大小决定于两个方面的因素,一是在成煤过程中半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。
煤的质变程度越高,生成的气体量越大,煤的微空隙就越多,总的表面积就越大,含瓦斯能力就越强,此外,煤中的水分,不仅占据了空隙空间,也占据了没得空隙表面,也能降低煤的含瓦斯能力。
瓦斯爆炸: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,这些热量能够是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而产生动力现象,就是瓦斯爆炸。
瓦斯爆炸的条件:1、一定的瓦斯浓度。
2、一定的引火温度3、充足的氧气含量瓦斯爆炸的界限一般认为是:5﹪--16﹪,当瓦斯浓度低于5﹪时,由于参加化学反应的瓦斯较少,不能爆炸,只能是燃烧,当瓦斯浓度高于16﹪时,由于空气中的氧气不足满足不了反应的需要,所以也就不能爆炸,浓度在9.5﹪时,因为空气中的氧气和瓦斯都能参加反应,所以这时的爆炸威力最强。
瓦斯的引火温度一般在650—750℃,明火、电气火花、吸烟、放炮、安全灯网罩、甚至撞击和摩擦产生的火花都足以引燃瓦斯,所以,消灭一切火源是防止瓦斯爆炸的重要措施。
瓦斯基础知识题

瓦斯基础知识复习题一、单项选择题1. 在同一突出煤层正在采掘的工作面应力集中范围内,不得安排其他工作面进行回采或者掘进。
具体范围由矿技术负责人确定,但不得小于(B)m。
A.20B.30C.60 D.702. 矿井绝对瓦斯涌出量大于(D)m³/min的属于高瓦斯矿井。
A.10 B.12 C.15 D.403. 甲烷是一种可燃气体,其爆炸下限为(B)%。
A.3 B.5 C.7 D.94. 按抽放瓦斯来源不同,将瓦斯抽放方法分为本煤层瓦斯抽放、邻近层瓦斯抽放和(A)瓦斯抽放。
A.采空区 B.巷道 C.钻孔 D.采前5. 能化公司规定石门揭煤预抽钻孔的最小控制范围是巷道轮廓线外(C)m。
A.12B.15C.20 D.256.瓦斯抽放是治理煤矿中瓦斯爆炸事故的(C)措施。
A.临时 B.表面 C.根本 D.辅助7. 当空气中氧气浓度小于(B)%时,呼吸急促、脉搏跳动加快、判断和意识能力减弱。
A.17 B.15 C.12 D.38. 在煤矿井下,瓦斯的危害不包括(A)。
A.有毒性 B.窒息性 C.爆炸性 D.煤与瓦斯突出9. 在混合气体中,当氧气浓度低于(D)时,瓦斯就失去爆炸的可能性。
A.18% B.17% C.13% D.12%10.下列哪项不属于井下容易发生局部瓦斯积聚的地点(D)A.采煤工作面上隅角B.顶板冒落空洞 C.临时停风的掘进巷道D.井底车场11. 一个掘进工作面的瓦斯涌出量(A),用通风方法解决瓦斯问题不合理时,必须进行瓦斯抽放。
A.大于3m³/min B.大于1m³/min C.大于2m³/min D.大于1.5m³/min12. 一个采煤工作面的瓦斯涌出量(D),用通风方法解决瓦斯问题不合理时,必须进行瓦斯抽放。
A.大于3m³/min B.大于4m³/min C.大于2m³/min D.大于5m³/min13. 与无露头煤层相比,有露头煤层内的瓦斯含量(B)。
瓦斯
第二章矿井瓦斯防治第一节矿井瓦斯防治基础知识151、什么叫瓦斯?广义地讲,煤矿瓦斯是煤矿所有有毒、有害气体的总称。
由于其中沼气的含量占80%以上,所以习惯上又把沼气叫做瓦斯,沼气也叫做甲烷,其化学分子式是CH4。
152、煤矿瓦斯是怎样产生的?煤矿瓦斯是在煤的生成过程中伴随产生的。
古代植物在成煤过程中,经过化学作用,其纤维质分解产生大量沼气。
在以后煤的变质过程中,随着煤的化学成分和结构的改变,继续有沼气不断生成。
在漫长的地质年代里,大部分沼气早已逸散于大气之中,只有少部分还保留于煤层和围岩中,当进行采矿活动时,这部分气体便会涌出来。
153、瓦斯生成量的大小主要与什么因素有关?瓦斯生成量的大小主要与煤的碳化程度有关。
煤的碳化程度越高,其变质程度越大,挥发分越低,瓦斯生成量也就越大。
例如,褐煤煤层气生成量36-68m3/t,而无烟煤煤层气生成量346-422 m3/t,碳化程度高的无烟煤的瓦斯生成量,比碳化程度低的褐煤的高10倍。
154、煤层中瓦斯含量与哪些因素有关?影响煤层中瓦斯含量与以下几个因素有关:(1)煤层的埋藏浓度。
煤层埋藏越深,瓦斯含量越大。
相对瓦斯涌出量每增加1m3/t 时,相应开采垂深的米数则因矿井自然条件不同而异,一般为6-27m。
(2)煤层的顶、底板岩性。
如果煤层的顶、底板为透气性较好的砂岩,瓦斯容易泄放,煤层中瓦斯含量较小;如果煤层的顶底板为透气性较差的泥岩、页岩,瓦斯不易泄放,煤层中瓦斯含量较大。
(3)煤层倾角。
煤的倾角较大时,瓦斯会沿着某些透气性较好的岩层向上泄放,就容易被某些透气性较差的岩层隔绝起来,煤层中瓦斯含量大。
(4)煤层露头。
煤层有露头时,瓦斯可沿着煤层直接排到地面,露头存在时间越长,煤层中瓦斯含量越小。
如果地面无露头,煤层中瓦斯含量就越大。
(5)地质构造。
地质构造是影响煤层瓦斯含量的重要因素。
封闭而完整的背斜轴部煤层瓦斯含量大;局部变厚的“大煤包”,瓦斯含量明显高于周围薄煤区;开放性断层使煤层瓦斯含量降低。
瓦斯基础知识2
第一节矿井瓦斯概述瓦斯: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。
它是种无色、无味、无臭、无毒的气体,对空气的相对密度为0.554。
因比空气轻,所以常积聚于巷道的顶部、上山独头或冒落高顶处。
它微溶于水,不助燃也不能供呼吸,但空气中沼气含量过大时,因缺氧会使人窒息。
沼气的分子直径很小,扩散能力比空气大1.6倍,易从煤岩层穿过而进入井巷中。
纯沼气不燃烧也不爆炸,只有和适当的空气混合后才有燃烧性和爆炸性。
瓦斯的爆炸界限为5%~16%。
尽管煤矿瓦斯具有窒息性、燃烧性和爆炸性,若将井下空气中的瓦斯含量控制在安全含量以下,并杜绝一切引燃引爆的火源,煤矿瓦斯的窒息、燃烧或爆炸事故是可以避免的。
一、煤层瓦斯的生成及分带1、煤层瓦斯的生成⑴煤层瓦斯组分为主的有毒、有害气体的总称。
有时单指甲烷。
矿井瓦斯是指井下以甲烷CH4矿井瓦斯是成煤过程中的一种伴生产物。
古代植物遗体在形成泥炭过程中,由于厌氧菌的作用,植物的纤维质被分解、发酵,逐渐生成腐植酸和沥青质,同时生成瓦斯;此后,在煤的炭化变质过程中,随着化学成分和结构的变化,泥炭转变成褐煤、烟煤和无烟煤,同时继续有大量瓦斯伴随生成。
在长期的地质年代里,由于地层变动造成的断裂和裂隙,部分瓦斯逸散到大气中去,另一部分则被保存在煤体和围岩之中。
矿井瓦斯是各种气体的混合物,其成分是很复杂的,它含有甲烷、二氧化碳、氮和数量不等的重烃以及微量的稀有气体等,但主要成分是甲烷。
因此,习惯上所说的矿井瓦斯就是指甲烷而言。
国内外对煤层瓦斯组分的大量测定表明,煤层瓦斯有约20种组分:甲烷及其同系烃类气体(乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等)、二氧化碳、氮、二氧化硫、硫化氢、一氧化碳和稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙)等。
其中甲烷及其同系物和二氧化碳是成煤过程的主要产物。
当煤层赋存深度大于瓦斯风化带深度时,煤层瓦斯的主要组分(>80%)是甲烷。
⑵煤层瓦斯的生成煤是一种腐植型有机质高度富集的可燃有机岩,是植物遗体经过复杂的生物、地球化学、物理化学作用转化而成。
预防瓦斯事故的基本知识
预防瓦斯事故的基本知识㈠人体对氧气的依赖及收集途径人体所有的细胞都必须继续获得氧气的供应才干生存。
脑是支配生命的控制中枢,是全身所有脏器、组织器官中最大的氧气消费者,脑部不管在活动和静止时都消耗氧气,脑部组织的重量约为人体总重的2%〔约有145万个脑细胞〕,而氧气消耗量却占全身氧气总消耗量的25%。
如果脑部供氧不够,就会马上引起脑部机能重大障害。
氧气供给中断,脑部活动马上停止,继续30秒,脑细胞开始破坏,2~3分钟脑细胞将严重坏死,"植物人'是人类的脑细胞只在皮质部坏死,如果脑细胞髓质坏死,就是"脑死亡'。
身体中第二个消耗氧气的组织器管就是肌肉,供给肌肉使用的氧气,除和有某些贮藏能力的肌红素结合外,剩下的供给肌肉使用。
肌肉的氧气消耗量和脑部相比,要少很多,但由于全身肌肉的总量相当大,而且随着身体运动量的增加,氧气消耗量随之大量增加,所以运动时心跳加快,呼吸急促且加深〔煤矿工人在作业、走上山等活动时耗氧量大幅增加〕,甚至继续到运动结束后好一段时间才干恢复。
氧气对人体的第三个重要作用就是氧化食物提供能量。
人是自然界中一部最完美的机器,就像其它所有机器一样,人也必须要消耗燃料获取能量,而人体的食物燃料只有在氧气的作用下才干产生能量。
当食物经由消化器官将其分解为细小的营养成份,再经由血液运送至体内所有的细胞来运用,这些食物燃料经过氧化作用生成化学性的能量,氧化作用就必须要氧气。
那么,人是如何从空气中收集氧气并输送至人体必须要的地方?肺是人体从空气中收集氧气的器官。
人的左右两叶肺共含有约7亿个肺泡。
正常人在宁静时的呼吸量,一次为450~5毫升,其中氧气的摄取量为20%。
肺中时常坚持有30毫升的空气在呼吸时不会变动〔机能性残气量〕,这是身体为应付四周环境激烈变动时所制定的一种自我安全防护机制。
肺部获取的氧气在肺泡四周微细血管将氧气输送给血液,同时将血液中携带由心脏及其他器官所产生的二氧化碳排至肺泡呼出体外,身体的血液经由心脏的抽唧2~3分钟即能将每个肺泡四周微细血管的血液在体内循环一次。
矿井瓦斯防治技术之瓦斯基本知识介绍课件
分类:根据瓦斯的来源和性质,可分 0 2 为煤层瓦斯、岩层瓦斯和矿井瓦斯
岩层瓦斯:岩层中存在的瓦斯,主 0 4 要成分为二氧化碳
瓦斯浓度:瓦斯在空气中的体积百 0 6 分比,是衡量瓦斯危险的重要指标
瓦斯的来源和性质
01
瓦斯来源:煤层、岩层、 地下水等
03
集成化:将多种瓦斯防治技术进行集成,提高防治效果和效率
04
标准化:制定统一的瓦斯防治技术标准,提高行业整体水平
谢谢
汇报人名字
集成化:将多种 瓦斯防治技术进 行整合,提高防 治效果和效率
瓦斯防治技术面临的挑战
瓦斯涌出量的不确定性:瓦斯涌出 量受地质条件、开采工艺等多种因
素影响,难以准确预测。
瓦斯爆炸的危险性:瓦斯爆炸是矿 井事故的主要原因之一,如何有效 防止瓦斯爆炸是瓦斯防治技术的关
键挑战。
瓦斯监测技术的局限性:现有的瓦 斯监测技术存在一定的局限性,如 监测精度不足、实时性差等,难以
2016年贵州 六盘水市盘 县梓木戛煤 矿瓦斯爆炸 事故:造成 15人死亡, 直接经济损 失约2000万 元。
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事故原因分析
瓦斯浓度超标:瓦 斯浓度超过安全标 准,导致爆炸事故
01
通风不良:矿井通 风系统设计不合理, 导致瓦斯积聚
02
Байду номын сангаас
安全管理不到位: 矿井安全管理不严 格,未及时发现和 处理瓦斯隐患
05
瓦斯抽放技术的应用可以有效降低
抽放设备,将瓦斯从煤层中抽出
矿井瓦斯浓度,提高矿井安全水平
瓦斯治理技术
01
抽采技术:利用抽 采设备,将瓦斯抽
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瓦斯基础知识
一、矿井瓦斯基本概念
1、定义:矿井瓦斯--煤在生成过程中的一种伴生气体。
广义:凡从围岩或矿人本(煤层)中涌入矿井内的气体,统称
瓦斯。
狭义:单指甲烷(分子式:CH4)。
2、瓦斯主要成分:甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)、氮(N2)、硫化
氢(H2S)、一氧化碳(CO)、氢(H2)、二氧化
硫(SO2)及其它化合物及稀有气体。
3、瓦斯的性质:
无色、无味、无臭。
标准状态(P=atm,t=20C0)下:容重
0.716Kg/m3;比重:0.554。
分子直径:0.41nm(纳米)。
扩散性很
强(扩散速度是空气的 1.34倍)、微溶于水(标态下:100L 水可溶3.3L;0℃时可溶5.56L甲烷)。
4、瓦斯的危害:
1)造成大气污染:形成温室效应,酸雨(甲烷是一种重要
的温室气体,其温室效应为二氧化碳的21
倍,二氧化氮的7倍);
2)人员窒息:在空气中CH4≥43~57%时,O2≤12~9%,
人员昏迷、窒息死亡;
3)发生爆炸:在CH4、O2、t三个条件同时具备时,发生
爆炸,爆炸压力在密闭空间内可达9.5atm;
4)发生突出:煤岩层中瓦斯压力超过煤岩物理机械强度时
发生瓦斯突出。
5、瓦斯赋存形态
(1)吸附瓦斯:以单分子薄膜形式凝聚在煤的微孔和超微孔的表面上;吸附瓦斯占80%~90%。
(2)游离瓦斯:自由充填在煤的小孔、中孔、大孔或裂隙中的瓦斯,存在于渗透容积之中
附:沼气水化物:类似可燃冰的新物质。
这种化合物一旦
改变生存环境,条件,即刻发生还原反应(吸
附解吸),产生大量沼气。
二、瓦斯在开采煤层中的运移规律
矿井瓦斯涌出构成关系
(一)煤层瓦斯流动的基本参数
影响瓦斯流动的参数很多,对煤层而言,瓦斯压力、透气性、煤的吸附能力和孔隙率是影响瓦斯涌出的基本参数。
1、煤层瓦斯压力P
瓦斯在煤层中是以具有压力的气体存在着的。
瓦斯压力是瓦斯流动的动力。
2、煤层的渗透率K和透气系数λ
煤层的透气系数是指煤层对于瓦斯流动的难易程度而言,用K表示;煤层的透气率是表示煤结构渗透性能,用λ表示。
采掘工作引起的地应力活动能使煤层的透气系数产生很大变化。
在集中应力带煤体的透气系数可降低50%以上,而在卸压带范围的可增大数千倍。
由于卸压,增大了煤层透气系数,加速了瓦斯的流动,称为“卸压流动效应”。
这一效应被广泛应用于邻近煤层和本煤层的瓦斯抽放以及预防瓦斯突出的措施中。
3、煤层的瓦斯含量系数W M
在一定的煤层和温度条件下,瓦斯含量决定于瓦斯压力。
瓦斯含量和瓦斯压力的关系,基本是一指数方程式,可用下式表示。
W M=α
P
式中:
W M——每立方米煤的总瓦斯含量,m3/m3(760mmHg,t℃)
α——瓦斯含量系数,m3/m3·Pa21
P——瓦斯压力(绝对压力),Pa
(二)煤层瓦斯流动的状态
1、流动场的分类
瓦斯在煤层中由高压流向低压,在煤层中形成一定的流动范围,
这一范围称之为流动场,即在流动场的范围内,瓦斯才有流动。
1)单向流动:在矿井中如沿煤层开掘平巷,且煤层的厚度小于或等于巷道高度,巷道全部开切煤层,则巷道两侧瓦斯的流动都沿着垂直于巷道的方向前进,形成彼此平行,而方向相同的流网,这就叫单向流动。
2)径向流动:石门或钻孔垂直贯穿煤层,在煤中形成同心圆状的瓦斯压力等压线,这种流态就叫做径向流动,径向流动是平面流动。
3)球向流动:特厚煤层巷道掘进工作面的迎头和钻孔孔底以及煤块的瓦斯放散都属于这一类,在煤体中形成同心球状的等压线分布,而流线则呈放射网状。
流动场从时间上来说,分为稳定和不稳定两种。
稳定流动场就是有固定的瓦斯源,在流动场中任何一点的流速和压力不随时间而变。
相反地,不稳定流动场没有外来的瓦斯来源,而是由流动场内本身供给的,因此流动场随流动时间而变化。
严格说来,煤层中的瓦斯流动都是不稳定的,因为瓦斯的来源来自流动场本身所含有的瓦斯,所以瓦斯涌出量也是随时间不断衰减的。
2、煤层中瓦斯压力的分布和对突出的影响
在径向流动场中,瓦斯从四面八方汇集于钻孔中,因此在钻孔周围形成很高的瓦斯压力梯度,这就是在排瓦斯钻孔周围不远处,即能测到很高的瓦斯压力。
掘进巷道的前方,在地应力作用下,能产生卸压带、集中应力带
和常压带,在卸压带中煤体透气系数增大,集中压力带中透气系数降低。
在卸压带瓦斯压力梯度是平缓的,在集中应力带瓦斯压力梯度显著增大,在工作面前方,卸压带的作用相当于预防突出的缓冲区域,因此卸压带的宽度对是否能发生突出具有重要意义。
三、瓦斯涌出
(一)瓦斯涌出形式
根据其特点可分为:
1、涌出;
2、喷出:
3、煤(岩)与瓦斯突出。
(二)瓦斯等级的划分:
根据矿井相对瓦斯涌出量、绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分:
1、低瓦斯矿井:矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t,且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等40m3/min。
2、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。
3、煤与瓦斯突出矿井。
(三)影响瓦斯涌出量的因素:
1、煤层瓦斯含量:煤层瓦斯含量越大,瓦斯涌出量就越大。
2、开采规模:开采规模大,范围广,瓦斯涌出量就大。
3、地面大气压力变化:大气压力增大,矿井瓦斯涌出量就减少;反之,大气压力突然降低时,瓦斯涌出量就会增加。
4.生产工序:采掘工作面进行打眼、放炮、机械割煤等震动性工艺时,瓦斯涌出量会增加。
5、开采顺序,采煤方法,顶板管理以及开采层的地质构造等都对瓦斯涌出有较大影响。