煤矿瓦斯灾害防治
煤矿瓦斯防治基本知识

山西省晋中灵石煤矿有限公司职工安全手册---瓦斯防治基本知识前言瓦斯灾害是煤矿安全生产的最大危害,是威胁矿工生命安全的“第一杀手”,纵观国内外煤矿事故,绝大多数集中在以瓦斯爆炸为主的“一通三防”事故上。
为深入贯彻落实“人人都是通风员”理念,加强井下员工对瓦斯治理重要性的认识,了解掌握瓦斯防治基础知识和管理技能,做到人人都懂通风知识,把住生产全过程通风工作的各个环节,及时排查消除事故隐患,实现安全生产。
特制作发放此安全手册,望广大职工认真学习,从而实现“人人懂、人人抓、为大家”的全员安全管理目标。
总经理:一、瓦斯的性质煤矿瓦斯是伴随煤层形成而形成的,是随煤而伴生的。
主要成分甲烷(CH4)是一种无色、无味、无臭的气体,它的重量较轻,一般浮在巷道的上半部,独头巷道和顶板冒落空间处,渗透性强,不溶解于水,具有燃烧性和爆炸性,能使人窒息。
主要危害是爆炸。
二、瓦斯爆炸的条件瓦斯爆炸应当具备三个条件:①瓦斯浓度在爆炸界限内,一般为5%-16%。
②混合气体中氧的浓度不低于12%。
③有足够能量的点火火源,既引大温度,一般是450度-650度。
三、瓦斯的来源及积聚特点开采过程中,煤矿井下瓦斯主要有四个来源:一是从采落下来的煤炭中释放出来的瓦斯。
二是从采掘工作面煤壁内释放出来的瓦斯。
三是从煤巷两帮及顶板释放出来的瓦斯。
四是从采空区及围岩中释放出来的瓦斯。
煤矿生产过程中,井下瓦斯按它的四个来源不间断地向外释放,又被流过的风流稀释、带走,当井下风量不足或停风时,井下瓦斯浓度将升高,形成瓦斯积聚,瓦斯积聚只有快慢之分,没有积聚不积聚之别,简单的说,井下无风瓦斯就积聚,有风瓦斯就乘风而去,这就是瓦斯积聚的基本特点。
四、为什么采煤工作面上隅角容易集聚瓦斯:(1)采煤工作面后方采空区内积存着高浓度瓦斯,上隅角是采空区漏风的出口,漏风将采空区内的瓦斯携带到上隅角,又瓦斯相对密度小,采空区瓦斯沿倾斜方向向上移动,部分瓦斯将从上隅角附近逸散出来。
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
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(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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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
煤矿瓦斯突出安全现状、存在问题及对策建议

煤矿瓦斯突出安全现状、存在问题及对策建议一、现状分析1. 煤矿瓦斯问题严重近年来,随着我国经济的快速发展,对能源的需求也在不断增加。
煤矿作为我国主要的能源资源之一,在能源供给中占据着重要的地位。
然而,煤矿瓦斯问题严重,灾害频发,给煤矿安全生产带来了严重的挑战。
2. 安全生产压力大煤矿瓦斯是煤矿安全生产中的重要隐患,一旦瓦斯突出发生,往往会引发严重的矿井事故,严重威胁矿工们的生命安全。
煤矿企业面临着严峻的安全生产压力,必须加强瓦斯安全管理,有效预防和控制瓦斯突出事故的发生。
二、存在问题1. 技术水平有待提高目前,我国煤矿瓦斯治理技术水平不够高,存在严重缺陷。
传统的瓦斯治理手段无法满足当前煤矿安全生产的需求,必须加强科研力量,不断创新,提高瓦斯治理技术的水平。
2. 安全管理不规范一些煤矿企业在瓦斯安全管理方面存在着不规范的现象,比如安全生产责任落实不到位、瓦斯检测设备不完备等。
安全管理制度不够健全,导致瓦斯突出事故频发。
3. 培训不足一些煤矿工人缺乏对瓦斯治理的理解和掌握,对瓦斯防治措施的意识不强,对潜在危险的认识不足。
矿工的安全意识和技能水平亟待提高,必须加强瓦斯安全生产培训。
三、对策建议1. 加强科技创新应加大科研投入,加强瓦斯治理技术的创新与应用。
开展新技术、新材料、新装备的研发,提高瓦斯治理的效率和精度,推动瓦斯防治技术的发展。
2. 健全安全管理制度煤矿企业应建立健全的瓦斯安全管理制度,加强对瓦斯防治工作的组织领导和监督管理。
明确安全生产责任,完善瓦斯检测、预警、排放和风险评估的全过程管理措施,确保瓦斯安全生产的有效实施。
3. 加强人员培训煤矿企业应加强对矿工的安全生产培训,提高矿工的瓦斯防治意识和技能水平。
通过开展各类培训活动,提高矿工的技术素养和安全意识,增强矿工面对瓦斯突出事故时的应急处置能力。
四、结语煤矿瓦斯突出是煤矿安全生产中的重要隐患,关乎矿工们的生命安全和矿山企业的长期发展。
为保障煤矿安全生产,必须加强瓦斯治理技术的研发与应用,健全安全管理制度,提高矿工的安全生产意识和技能水平。
煤矿常见地质灾害特征及防治对策

煤矿常见地质灾害特征及防治对策中国能源行业的发展以煤炭资源为主导,而煤矿作为能源的主要来源之一,在煤炭资源的开发和利用中具有重要的作用。
但是煤矿开采过程中存在着各类地质灾害,如煤与瓦斯突出、煤与岩爆炸、煤层瓦斯泄漏、煤矸石滑坡等,这些地质灾害不仅会给煤矿生产带来安全隐患,而且会威胁到矿区周边环境的安全和生态的稳定。
为此,科学有效地预防和治理煤矿地质灾害是煤矿生产的必要手段和途径。
一、煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出是煤矿开采中常见的地质灾害之一。
其特征是煤与瓦斯在煤层中积聚,随着开采工作的进行,由于矿井压力、煤与瓦斯的力学特性等影响,突然爆发、冲击出煤与瓦斯的事故。
预防与治理这种灾害的关键是进行提前预测和科学合理地采取措施。
防治对策:1.加强瓦斯抽采设施。
2.进行科学、合理的措施深采。
3.落实煤矿安全管理责任制。
4.提高瓦斯监测技术和设备的水平。
二、煤与岩爆炸防治对策:1.强化岩层控制和支护。
2.严格执行煤矿行业安全生产标准和规定。
3.利用现代科技手段,提高煤层岩爆风险评估的准确性和科学性。
4.采用新型支护材料和支护技术。
三、煤层瓦斯泄漏煤层瓦斯泄漏是煤矿开采中普遍存在的地质灾害。
其特征是煤层内部的瓦斯随着煤层开采而外溢到空气中,形成瓦斯爆炸的危险。
预防和治理这种灾害的关键是加强瓦斯预测和监测,采取有效措施控制和管理煤层瓦斯。
防治对策:1.加强瓦斯抽采和利用,减少瓦斯泄漏。
2.加强瓦斯防爆设备的应用和监控,确保安全生产。
3.加大对瓦斯预警技术和设备的研究和应用,提高瓦斯预报的准确率。
4.加强对瓦斯危害的宣传和教育,提高煤矿工人对瓦斯安全的认识。
四、煤矸石滑坡煤矸石滑坡是煤炭开采后遗留的一种地质灾害,其特征是在煤炭开采过程中,由于煤矸石累积、坡度等因素的影响,形成滑坡或崩塌。
预防和治理这种灾害的关键是进行煤矸石的分类处理和管理,建立科学的煤矸石回填方案。
防治对策:1.建立科学的煤矸石回填方案,提高堆场建设的科学和合理性。
煤矿瓦斯灾害防治技术

煤矿瓦斯灾害防治技术摘要:在任何行业内,安全永远是第一原则,安全管理方面必须得到严格的重视。
对于煤矿产业来说,瓦斯灾害的防治事关企业的可持续发展,必须要按照要求标准严格执行,才能确保安全工作的顺利开展,保证人们的安全。
近年来,我国对瓦斯灾害给予了高度的重视,很对企业也进行了大量的工作,并取得了非常卓越的成就。
但是伴随社会的发展,煤矿企业必须进一步加大对瓦斯安全事故的研究,并对事故进行分析,在各个环节进行改革,制定完善的危险应对措施,对企业进行结构优化,不断加强对瓦斯灾害防治重视。
关键词:煤矿瓦斯;灾害;防治技术1产生瓦斯灾害的原因瓦斯灾害事故产生的原因并不是单方面的,技术、环境、人为等多方面均可能发生瓦斯灾害。
1 如今比较差的煤矿开采的条件一、依照相关人员对有关资料进行的分析,我国开采的煤矿多数是在石灰岩二叠纪。
相关的工作人员在对煤层进行开采的前期,非常容易出现瓦斯聚集的现象,这主要是因为这一层透气性比较差,提前提取煤层中的瓦斯比较困难,在开采煤矿的过程中,导致难以排出矿井中的瓦斯。
如果有非常细小的火星出现,就会造成瓦斯气体爆炸。
在进行开采矿井的过程中,由于地底应力和断层带来的影响,矿壁破坏的现象在矿井中十分容易出现,进而导致矿井中瓦斯的突出现象,最终提高了煤矿开采过程中瓦斯灾害事件的发生频率。
伴随着经济的发展,人类对煤炭资源的需求不断增加,为了使煤炭资源有关的供应量得到保障,相关的煤矿企业单位只能对深层地区进行煤矿开采。
但开采过程中遇到的地质条件也变得越来越复杂,这导致了矿井中瓦斯出现的可能性不断增加。
与此同时,矿井开采深度的不断加深也加大了瓦斯气体在开采过程中排出的难度。
所以煤矿开采的危险度不断增加,从而造成了安全管理在开采过程中难度的加大。
1.2在开采煤矿的过程中,事故出现的原因发生在开采煤矿过程中的事故,其出现的原因是多方面的,其中相关的工作人员,他们的安全意识薄弱,在开采的过程中出现错误操作,以及有关人员控制火花不严格等情形都可能会造成瓦斯危害事件的发生。
煤矿瓦斯防治技术

煤矿瓦斯防治技术煤矿发生瓦斯灾害事故有诸多方面的影响因素,但归结起来主要有自然条件、管理和技术三方面因素,要控制瓦斯灾害事故,必须从后两方面同时人手,强化管理和监督,提升防灾技术和装备水平。
近几年,国家执行关井压产、安全生产责任追究制、建立健全安全生产法规、制定相应的经济制约政策、强化安全监察体系的建立等,主要是从改变管理因素方面着手,取得了好的效果,但仍有一个完善过程。
在技术和装备方面,近几年也有长足的进展,形成了一套行之有效的防灾技术体系。
I.煤矿瓦斯防治方针瓦斯作为煤矿的五大灾害之一,历届国家煤炭工业管理部门都非常重视瓦斯防治工作,特别是近十几年来,把防治瓦斯作为煤矿安全生产的头等大事来抓,先后制定了许多有效的规章制度和配套措施。
原煤炭部1993年6月公布的《关于国有煤矿防治重大瓦斯煤尘事故的规定》,就提出高瓦斯掘进工作面必须执行“三专、两闭锁〞措施,煤与瓦斯特别危险的采掘工作面必须执行“四位一体〞综合防突措施,并提出瓦斯抽放矿井执行“多钻孔、严封闭、综合抽〞的九字方针。
1994年9月,以部长令的形式重申了防治国有、地方、乡镇煤矿重大瓦斯事故的“三个十条〞规定。
1996年6月,原煤炭部专门在山西阳泉、矿务局召开防治瓦斯现场经验交流会,全面推广了阳泉局健全通风、抽放、监控三大系统,保持先抽后采、以风定产的经验。
同时结合淮南局当年发生的“〞特大事故,决定在淮南建设瓦斯治理示范工程,保持先抽后采。
1997年4月原煤炭部又专门公布了《矿井瓦斯抽放管理规范》。
1998年1月原煤炭部公布的第1号文件又针对防治瓦斯灾害,提出“六个不准,,的要求。
依据我国煤矿安全生产的实际状况,在认真总结借鉴煤矿瓦斯治理工作经验教训的基础上,国家煤矿安全监察局提出了“先抽后采、监测监控、以风定产〞的十二字方针。
2.改善煤矿安全状况综合配套和关键技术研究“改善煤矿安全状况综合配套和关键技术的研究〞是“九五〞国家重点科技攻关项目,该项目充分发挥了煤炭行业科研院校及示范矿区煤炭企业的整体优势,以平顶山煤业(集团)有限责任公司、阳泉煤业(集团)有限责任公司和煤炭科学研究总院、中国矿业大学等16个产学研单位相结合的方式,通过近5年的集中攻关试验,解决了煤矿安全生产的许多关键技术和共性技术,使我国矿井防灾减灾的总体综合能力在“八五〞的基础上得到了进一步的完善配套,并建成了平顶山矿区瓦斯灾害综合治理示范基地和阳泉矿区瓦斯抽放与利用试验基地。
煤矿常见地质灾害特征及防治对策

煤矿常见地质灾害特征及防治对策煤矿地质灾害是煤炭生产过程中存在的主要危害因素之一,煤矿地质灾害包括煤层赋存条件不佳引起的煤与瓦斯突出、煤与瓦斯爆炸、煤矿水害、煤与瓦斯突泥涌等一系列问题。
本文将重点介绍煤矿常见地质灾害特征及防治对策。
一、煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出是煤矿生产中比较常见的地质灾害之一,其主要特征是瓦斯突出量与覆岩厚度成反比例关系,瓦斯含量高的煤层容易发生瓦斯突出,并伴随煤层破裂、煤块飞掷及爆炸等危险。
对于煤与瓦斯突出的防治,一般采取以下策略:加强瓦斯抽采,采用先开采后抽采的方式;提高顶板完整性,增强顶板支撑能力;控制煤割进度,防止在煤层内形成过大瓦斯孔洞等。
煤与瓦斯爆炸是煤矿生产过程中最为严重的灾害之一,其特征是具有突发性、破坏性和致死性。
煤与瓦斯爆炸的发生与煤、瓦斯、空气三者的混合比例有关,煤矿工人应该严格遵守制定的安全规程,保持通风系统正常运行,防止瓦斯积聚,及时排出瓦斯,有效防止煤与瓦斯爆炸的发生。
三、煤矿水害煤矿水害是指煤矿开采过程中,由于煤、岩层间或煤、岩层与地下水层之间的相互作用而形成的水灾害。
其特征是灾害范围广、危害性大,能够形成水涌、涌水或水灾等灾害形式。
对于煤矿水害的防治,一般采取以下策略:加强煤层水文地质勘查,了解煤层水文地质特征;制定科学合理的水害防治措施,有效避免煤矿水害的发生。
煤与瓦斯突泥涌是指煤层瓦斯积聚、水质改变、煤层膨胀、突出与爆炸、地压等因素的综合作用,导致煤体变形产生的灾害。
其主要特征是突发性强、危害性大、时间紧迫。
对于煤与瓦斯突泥涌的防治,一般采取以下策略:提高开采技术水平,合理安排开采工艺;夯实岩层,加强岩层支护;加强瓦斯排放,控制瓦斯含量;合理调整人员和机械设备布置,保证煤矿生产安全。
总之,煤矿地质灾害的防治需要各种措施的综合应用。
在煤矿生产过程中,要严格遵守各项安全规程和标准,尽可能减少或消除隐患,提高生产安全水平,保障人员和设备的安全,促进煤矿生产的稳步发展。
煤矿矿井主要灾害预防管理制度

煤矿矿井主要灾害预防管理制度为进一步贯彻落实“安全第一,预防为主”的安全生产方针,加强安全生产管理,根据《安全生产法》、《煤矿安全规程》、《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》和《煤矿企业安全生产管理制度规定》等有关法律法规的规定,结合我矿实际,制定本制度。
本管理制度主要包括五个部分:《矿井瓦斯防治管理制度》、《矿井防治煤层自燃发火管理制度》、《矿井综合防尘管理制度》、《采掘工作面顶板管理制度》和《矿井水害防治管理制度》。
第一部分矿井瓦斯防治管理制度为深入贯彻“以风定产、先抽后采、监测监控”十二字方针和建立健全“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯防治十六字工作体系,完善矿井瓦斯治理技术管理体系,特制定本制度。
一、所有瓦斯检查点的设置在每月瓦斯测点计划中安排,根据需要,及时变更。
施工地点变动,施工单位必须提前2天向通防监区提出书面申请,通防监区增加新的瓦检点。
二、采掘工作面瓦斯管理1、采煤工作面设计要充分考虑防治瓦斯的需要,合理设计通风系统。
2、严禁瓦斯超限作业。
工作面上下顺槽发生高冒区要及时处理,防止瓦斯积累,否则追究事故责任。
3、回采工作上下安全出口要符合作业规程的要求,工作面进回风道要保证足够的通风断面(不小于原断面的70%)。
4、维护好本工作面的瓦斯检查牌板,保护好安全监控设施,损坏安全监控设施根据情节轻重给予罚款处理。
5、采煤工作面回风隅角和采煤机上都要按规定悬挂便携式甲烷检测报警仪。
当隅角瓦斯涌出量较大时,采煤监区应及时编制专门安全技术措施,采取超前放顶、设导风帘、局扇处理等措施。
6、巷道掘进在贯通、过溜煤眼、揭露煤线、地质破坏带或透老空、老巷等危险区时,及时编制如加强瓦检等专门安全技术措施。
7、采面回风隅角密集支护不能拖后,综放面支架后部浮煤不能太多,影响风流畅通,由上述原因造成瓦斯超限,追究采煤监区责任。
8、掘进迎头风量不足时必须停止作业,严禁瓦斯超限作业,停电停风要立即撤人,否则按严重违章论处。
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矿井瓦斯防治矿井瓦斯是煤矿生产中必然遇到的有害气体。
在煤矿生产过程中,伴随着生产的进行,瓦斯涌出到生产空间,对井下安全生产构成威胁。
瓦斯不论其涌出量多少,一直都是矿井主产量最主要的一个危险源,瓦斯灾害、粉尘灾害、火灾、火灾和顶板灾害构成了煤矿的五大自然灾害,瓦斯爆炸事故是矿井五大自然灾害之首。
瓦斯灾害的治理是矿井最根本的、最重要的任务。
第一章矿井瓦斯基础知识一、矿井瓦斯的概念矿井瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。
在组成瓦斯的各种气体中,甲烷往往占总量的90%以上,因此瓦斯的概念通常单独指甲烷。
矿井瓦斯来自煤层和煤系地层,它的形成经历了两个不同的造气时期,从植物遗体到形成泥炭,属于生物化学造气时期;从褐煤、烟煤到无烟煤,属于变质作用造气时期。
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,因此生成的气体通过渗透和扩散很容易排放到大气中,留存在现今煤层中的瓦斯,只是其中很少的部分。
二、瓦斯的性质瓦斯通常指甲烷,分子式为CH4,它是一种无色、无味、无臭的气体。
在标准状态下(气温为0℃,大气压为 1.0×105pa),1m3甲烷的质量为0.717kg,而13空气的质量为1.293kg,因此,瓦斯比空气轻,(其相对密度为0.554)。
因此,巷道顶板、冒落区顶部往往容易积聚瓦斯。
瓦斯有很强的渗透性的扩散性,扩散速度是空气的1.34倍。
瓦斯具有燃烧和爆炸性。
三、矿井瓦斯的危害1、瓦斯窒息瓦斯本身虽然无毒,但空气中瓦斯浓度较高时,就会相对降低空中气氧气浓度。
在压力不变的情况下,当瓦斯浓度达到43%时,氧气浓度就会被冲淡到12%,人就会感到呼吸困难;当瓦斯浓度达到57%时,氧气浓度就会降到9%,这时人若误入期中,短时间内就会因缺氧气窒息而死亡。
因此《煤矿安全规程》规定,凡井下盲巷或通风不良的地区,都必须及时封闭或设置栅栏,并悬挂“禁止入内”的警标,严禁人员入内。
2、瓦斯的燃烧和爆炸当瓦斯与空气混合达到一定浓度时,遇到高温火源就能燃烧或发生爆炸,一旦发生爆炸事故,会造成大量井下作业人员的伤亡,给国家财产造成巨大损失。
四、瓦斯的赋存状态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、游离状态这种状态的瓦斯以自由气体状态存在于煤层或围岩的孔洞中,其分子可自由运动,处于承压状态。
2、吸附状态吸附状态的瓦斯按照结合形式的不同,又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表面,在表面形成瓦斯薄膜;吸收状态是指瓦斯被溶解于煤体号煤的分子相结合,即瓦斯分子进入煤体胶粒结构,类似于气体溶解于液体的现象。
煤体中瓦斯存在的状态不是固定不变的,而是处于不断交换的动平衡状态,当条件发生变化时,这一平衡就会被打破。
由于压力增高或温度降低使一部分游离瓦斯转化为吸附瓦斯的现象称为瓦斯吸附。
五、矿井瓦斯涌出1、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。
(1)普通涌出。
瓦斯从采落的煤炭及煤层、岩层的暴露面上,通过细小的孔隙缓慢而长时间的涌出。
首先是游离瓦斯,而后是部分解吸的吸附瓦斯。
普通涌出是矿井瓦斯涌出的主要形式,不仅范围广,而且数量大。
(2)特殊涌出。
如果煤层或岩层中含有大量瓦斯、采掘时,这些瓦斯有时会在极短的时间内,突然地、大量地涌出,可能还伴有煤粉、煤块或岩块,瓦斯的这种涌出形式称为特殊涌出。
瓦斯特殊涌出是一种动力现象,分为瓦斯喷出和煤与瓦斯突出。
瓦斯特殊涌出的范围是局部的、短暂的、突发生的,但其危害极大。
2、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涌出的瓦斯量,仅指普通涌出。
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/min或m3/d表示,可用下式进行计算:Q CH4=QC (6-1)或Q CH4=1440QC (6-2)式中Q CH4——矿井(或采区)绝对瓦斯涌出量,m3/min或m3/d;Q——矿井(或采区)总回量,m3/min;C——矿井(或采区)总回风流中的瓦斯浓度,%;1440——1昼夜的分钟数。
(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。
可用下式进行计算:q CH4=(6-3)式中q CH4——矿井(或采区)相对瓦斯涌出量,m3/t;Q CH4——矿井(或采区)绝对瓦斯涌出量,m3/min;T——矿井瓦斯鉴定月矿井(或采区)的月产煤量,t;n——矿井瓦斯鉴定月矿井(或采区)的月工作天数。
必须指出,对于抽放瓦斯的矿井,在计算矿井瓦斯涌出量时,应包括抽放的瓦斯量。
六、矿井瓦斯等级的划分1、矿井瓦斯等级划分的目的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,开采时间不同矿井的瓦斯涌出量就有很大差异。
为保障安全生产,并做到经济合理,所选用的通风设备、通风要求及有关管理制度都应有所不同。
因此,根据瓦斯涌出量和涌出形式将矿井瓦斯划分为不同等级,对矿井瓦斯实行分级管理,是十分必要的。
2、矿井瓦斯等级划分的依据《煤矿安全规程》,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。
矿井瓦斯等级,根据矿井相对瓦期涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为:(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于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(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用处量的鉴定工作,报省负责煤炭行业管理部门审批,并报省级煤矿安全监察机构备案,上报时应包括开采煤层最短发火期和自然倾向性,煤尘爆炸性的鉴定结果。
新矿井设计文件中,应有各煤层的瓦斯含量资料。
第二章瓦斯爆炸的基本条件及危害一、瓦斯爆炸的基本条件瓦斯爆炸是空气中的氧气与瓦斯在高温火源的作用下,进行的剧烈氧化反应。
反应性成二氧化碳和水蒸气,并放出大量的热量,这些热量使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击。
当空气中氧气不足或反应进行不完全时会产生大量的一氧化碳。
1、瓦斯爆炸的条件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)混合气体中氧的逍度不低于12%;(3)有足够能量的引火源。
引火源温度不低于650-750℃,能量大于0.28ml,且持续时间大于瓦斯爆炸的感应期。
当点火源与混合气体接触时,爆炸不是立刻就发生,而是有一个延迟时间,这段时间称为爆炸的感应期。
感应期的长短与点火源的强度、温度、火源的性质、瓦斯的浓度或煤尘的挥发分有关。
2、影响瓦斯爆炸界限的因素瓦斯爆炸下限5%,上限16%是指瓦斯空气混合气体爆炸的大致范围,随着其他可燃气体的混入,瓦斯爆炸界限会发生变化,而环境温度压力及点燃源的能量等对瓦斯爆炸界限有影响,因此,瓦斯爆炸的界限并不是一个固定不变的常数。
(1)可燃气气体的混入。
混合气体中如果有一些可燃性气体的混入,如硫化氢、乙烷等,这些气体本身具有爆炸性,不仅增加了爆炸气体的总浓度,而且会使瓦斯爆炸下限降低,从而扩大了瓦斯爆炸的界限。
(2)爆炸性煤尘的混入。
混合气体中混入了爆炸性煤尘,由于煤尘本身遇到火源会放出可燃性气体,因而会使瓦斯爆炸下限降低。
(3)惰性气体的混入。
惰性气体的混入会使混合气体中氧气的含量降低,因而可以缩小瓦斯的爆炸界限,降低瓦斯爆炸的危险性。
(4)混合气体的压力。
混合气体的压力越大,所需的点火温度就越低,也就越容易发生瓦斯爆炸事故。
(5)混合气体的初始温度。
混合气体的初始温度越高,瓦斯爆炸的界限就越大。
(6)瓦斯浓度与点火温度。
不同的瓦斯浓度,所需的点火温度不同,瓦斯浓度在7%—8%时,所需的点火温度最低。
一定的温度条件下,火源的面积越大,火源存在的时间越长,就越容易引爆瓦斯。
面当火源的存在时间小于瓦斯爆炸的感应期时,瓦期不会发生爆炸。
3、引燃瓦斯的点火源(1)明火火焰。
这类点火源的特点是伴随有燃烧化学反应。
如明火、井下焊接产生的火焰、爆破火焰、煤炭自然产生的明火、设备失爆产生的火焰、油火等。
(2)炽热表面和炽热气体。
炽热的表面,如电炉、白炽灯、过电流引起的线路灼热、输送带打滑机械摩擦引起的金属表面炽热等都会引起瓦斯爆炸。
白炽灯中钨丝的工作温度高达2000℃,在该温度下钨丝暴露于空气中就会生激烈的氧化,便会立刻点燃瓦斯。
因此,煤矿井下使用专用的照明工具,以防止灯泡破裂时引燃瓦斯。
炽热的废气或火灾产生的高温烟流与瓦斯相遇时生发氧化、燃烧等化学反应,也会引起瓦斯爆炸。
瓦斯的引燃温度在650℃,机械、电气设备等的表面温度持续升高或防爆电器发生失爆时,都可能达到这一温度。
(3)机械摩擦及撞击火花。
矿用设备在使用过程中的摩擦和撞击所产生的火花可引燃瓦斯。
如跑车时车辆和轨道的摩擦、金属器件之间的撞击、钢件与岩石的碰撞、矿用机械的割齿同巷道坚固岩石的摩擦、巷道塌落的岩石的碰撞(主要是炭浆岩等坚硬的石间的碰撞)等都能产生足以引燃瓦斯的火花。
(4)电火花。
电火花主要包括弧放电、电气火花和静电产生的火花。
瓦斯爆炸的最小点燃能量是0.28mj,假设人体的电容为200pF,化纤衣服静电电位为15KW,则其放电的能量可通22.5mj,大大超过了瓦斯爆炸的最小点燃能量。
因此井下工作人员必须穿棉织品衣物。
井下输电线的短路、接头不符合要求及带电检修等都是造成瓦斯爆炸的主要原因。
地面闪电通过矿用管路传输到井下也可能引燃瓦斯。
此外,据俄罗斯的研究结果,井下测量的激光因其光束窄、能量集中的特点,也有点燃瓦斯的能力。
在使用该类设备时不仅要保证其中外壳及电路的安全性,还应该保持其激光辐射的安全性。
二、瓦斯爆炸的危害瓦斯爆炸产生的主要危害因素有冲击波、火焰锋面以及大量的有害气体。
1、爆炸冲击波在爆炸发生时,首先到达的是爆炸冲击波。
爆炸冲击波的传播速度总大于音速,最高可达1000m/s发上,冲击波正向传播的峰值压力一般为5-8个大气压,最高可达20个大气压。
冲击波造成的危害主要是人员的创伤、巷道支架的毁坏、冒顶、井下设备的翻倒和破坏。
摧毁矿井通风设施等。
冲击波会扬起沉积在巷道中的煤尘或破环矿井通风系统,形成新的瓦斯、煤法爆炸源;当遇到火焰锋面通过或再生火源时就引发二次爆炸。
在高瓦斯矿井发生瓦斯爆炸后,对灾害区域进行封闭时,由于封闭域内再生火源和风量的大幅度减少,可能迅速形成二次爆炸的条件,对救灾工作构成很大的威胁。