貴州職業(yè)技術(shù)學(xué)院《礦井瓦斯防治》

1、2010年12月,礦井瓦斯防治,第一章：礦井瓦斯基礎(chǔ)知識,,,一、瓦斯的含義 瓦斯又叫沼氣（CH4），其化學(xué)名稱叫甲烷，人們常說的瓦斯有廣義和狹義之分： 狹義——專指沼氣。如煤礦安全規(guī)程中規(guī)定的瓦斯?jié)舛戎笜?biāo)、甲烷傳感器、便攜儀、斷電儀顯示的數(shù)據(jù)等，是狹義的。 廣義——礦井環(huán)境中以沼氣為主的有毒有害“混合氣體”（CO、CO2、H2S）的總稱。如講盲巷不準(zhǔn)進(jìn)、里面有瓦斯，是廣義之稱。,,二、

2、甲烷的性質(zhì) 甲烷（CH4）是一種無色、無臭、無味、無毒比空氣輕微溶于水、擴(kuò)散性很強(qiáng)的氣體，易于在礦山巷道頂部、上山掘進(jìn)工作面和頂板冒落空洞處積聚；甲烷本身無毒，但不能供人呼吸，不助燃，與空氣混合到一定濃度后，遇到高溫?zé)嵩磿r能燃燒或爆炸。 礦井瓦斯成分很復(fù)雜，其主要成分是甲烷(CH4)，其次是二氧化碳(CO2)和氮?dú)?N2)，還含有少量或微量的重?zé)N類氣體（乙烷、

3、丙烷、丁烷、戊烷等）、氫（H2）、一氧化碳（CO）、二氧化硫(SO2)、硫化氫(H2S)等。 由于甲烷（俗稱沼氣）是礦井瓦斯的主要成分，因而人們習(xí)慣上所說的瓦斯，通常指甲烷而言。,,,,三、瓦斯（既甲烷）的成因 甲烷是腐植型有機(jī)物（植物）在成煤過程中生成的。兩個階段： （1）生物化學(xué)階段（從植物遺體到泥炭） 4C6H10O5 = 7CH4 + 8CO2 +

4、C9H6O + 3H2O 特點(diǎn)：埋藏淺，覆蓋層膠結(jié)不好，煤層保存氣體少。 （2）變質(zhì)階段（從泥炭到煙煤） 4C16H18O5 = C57H56O10 + 4CO2 + 3CH4 + 2H2O（泥炭-褐煤） C57H56O10 = C54H42O5 + CO2 + 2CH4 + 3H2O（褐煤-煙煤） C54H42O5 = C13H4 + 2CH4 + H2O （煙煤-無煙煤）

5、礦井內(nèi)的甲烷一般主要來自開采煤層和頂?shù)装宓泥徑簩蛹让壕€，少量來自煤巖層。,,,,特點(diǎn)： （1）碳化過程生成的大量氣體。 初期：主要為CO2，CH4不多。隨著碳化程度的提高，CO2減少，CH4增多，同時生成重?zé)N。 （2）碳化的同時，煤的物質(zhì)分子式、結(jié)構(gòu)發(fā)生變化； （3）因覆蓋層增厚，生成的氣體大多得以保存。但煤層瓦斯含量遠(yuǎn)小于生成量。 減少的原因：

6、 （1）地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動； （2）運(yùn)移到適于貯存地點(diǎn)，形成氣藏； （3）溶解于水中（長久地質(zhì)年代過程中）； （4）逸散于大氣中（從煤層露頭）。礦井內(nèi)的甲烷一般主要來自開采煤層和頂?shù)装宓泥徑簩蛹让壕€，少量來自圍巖層。,,,,四、煤層瓦斯賦存的垂直分帶性 煤層瓦斯主要成分：CH4、CO2、N2。 形成原因：當(dāng)煤層直達(dá)地表

7、或直接為透氣性較好的第四系沖積層覆蓋時，由于煤層中瓦斯向上運(yùn)移和地面空氣向煤層中滲透，使煤層內(nèi)的瓦斯呈現(xiàn)出垂直分帶特征。,,,CO2-N2,N2,N2-CH4,CH4,,四帶： CO2- N2帶、 N2帶、 N2—CH4帶、 CH4帶。 現(xiàn)場實(shí)際過程中，將前三帶總稱為瓦斯風(fēng)化帶。,,,,,,,煤層垂向各帶氣體組份表,劃分的意義：

8、掌握本煤田煤層瓦斯垂直分帶的特征，是搞好礦井瓦斯涌出量預(yù)測和日常瓦斯管理工作的基礎(chǔ)。 規(guī)律：① 瓦斯風(fēng)化帶內(nèi)， 涌出量與深度之間無規(guī)律性。 ② 瓦斯風(fēng)化帶內(nèi)，無突出危險性。 ③ 在CH4帶內(nèi)，,,五、瓦斯在煤體內(nèi)的賦存狀態(tài) 1、游離狀態(tài) 2、吸賦狀態(tài),,,,六、影

9、響煤層瓦斯賦存及含量的主要因素 煤層瓦斯含量的大小，除了與成煤過程中瓦斯的生成量的多少有關(guān)外，主要取決于煤生成后瓦斯的逸散和運(yùn)移條件，以及煤保存瓦斯的能力，所有這些最終都取決于煤田地質(zhì)條件和煤層賦存條件，主要影響因素有以下幾類： 1、煤田地質(zhì)史：地層的上升與下降，加強(qiáng)與緩解瓦斯的逸散。 2、煤層的埋藏深度:決定煤層瓦斯含量的主要因素。

10、3、地質(zhì)構(gòu)造：影響煤層瓦斯含量最重要因素之一（褶曲構(gòu)造、斷裂構(gòu)造、） 4、煤層傾角和露頭：煤層埋藏深度相同，煤層傾角越大，越有利于瓦斯運(yùn)移和排放；煤層有露頭，有利于瓦斯的逸散。 5、煤的變質(zhì)程度：煤的變質(zhì)程度越高，生成瓦斯量越大。 6、煤層圍巖性質(zhì)： 7、水文地質(zhì)條件：,,,,七、礦井瓦斯涌出量及涌出形式

11、 礦井瓦斯涌出：礦井建設(shè)和生產(chǎn)過程中煤巖體遭受到破壞，儲存在煤巖體內(nèi)的部分瓦斯將會離開煤巖體釋放到井巷和采掘工作面空間的這種瓦斯釋放現(xiàn)象。 1、礦井瓦斯涌出形式分為：普通涌出和特殊涌出兩種形式。26 2、礦井瓦斯涌出的來源：掘進(jìn)區(qū)瓦斯（巷道煤壁、工作面煤壁、采落煤炭）、采煤瓦斯（瓦斯來自開采層本身、瓦斯來自圍巖和鄰近煤層）、采空區(qū)瓦斯（取決于煤層賦存條件、頂板管理方法、采空區(qū)

12、面積大小和管理狀況、漏入采空區(qū)風(fēng)流風(fēng)量的多少28）、采落煤炭放散瓦斯（煤的瓦斯含量、落煤的塊度、落煤的停留時間、落煤沿風(fēng)流的運(yùn)輸方向）。 3、礦井瓦斯涌出量的表示方法：絕對瓦斯涌出量（單位時間內(nèi)涌進(jìn)采掘空間的瓦斯數(shù)量，單位：m3/min,m3/d）；相對瓦斯涌出量（在礦井正常生產(chǎn)條件下，月平均日產(chǎn)1t煤所涌出的瓦斯數(shù)量，單位：m3/t）,,,,八、影響礦井瓦斯涌出量的主要因素 1、

13、自然因素：煤層的瓦斯含量（決定因素）、開采深度（正比關(guān)系、鄰近煤層的影響）、地面大氣壓的變化（采空區(qū)、塌冒處） 2、開采技術(shù)因素：開采強(qiáng)度和產(chǎn)量、開采順序和回采方法、風(fēng)量的變化,,,,九、礦井瓦斯等級劃分 《 煤礦安全規(guī)程》根據(jù)礦井相對瓦斯涌出量（q相）、礦井絕對瓦斯涌出量（q絕）和瓦斯涌出形式三項(xiàng)指標(biāo)，把礦井瓦斯等級劃分為三個等級： 低瓦斯礦井： q相≤10m

14、3/t，且q絕≤40 m3/min。 高瓦斯礦井——q相＞10m3/t，或q絕＞40 m3/min。 煤與瓦斯突出礦井——具有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險性礦井。 礦井瓦斯等級越高，防治難度就越大，對礦井安全生產(chǎn)威脅也就越大。,,,,十、瓦斯的危害 瓦斯的危害主要體現(xiàn)在兩個方面: 一是,輕者影響生產(chǎn)。如：采掘工作面超限積聚要停頭、停面處理，

15、成為制約生產(chǎn)的主要因素之一。 二是,重者威脅礦井安全、危害職工生命。 ■ 當(dāng)瓦斯?jié)舛龋?%——能使人因缺氧昏倒或窒息。 ■ 當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)5-16%——遇火會發(fā)生爆炸。 ■ 當(dāng)瓦斯?jié)舛龋?%或＞16%與O2接觸面——遇火能燃燒 ■ 煤層中的瓦斯在一定條件下——會發(fā)生突出事故。,,,第二章:礦井瓦斯爆炸及防治,一、礦井瓦斯爆炸的機(jī)理 瓦斯爆

16、炸是一定濃度的瓦斯和空氣中氧氣組成的爆炸性混合氣體，在高溫?zé)嵩吹淖饔孟掳l(fā)生復(fù)雜的激烈的氧化反應(yīng)結(jié)果。其最終的化學(xué)反應(yīng)式為： CH4 + 2O2= CO2 + 2H2O +882.6kJ/mol 當(dāng)空氣中的氧氣不足或反應(yīng)進(jìn)行不完全時的化學(xué)反應(yīng)式為： CH4 + O2= CO +H2 + H2O +akJ/mol 可燃混合氣體的爆炸分為：

17、爆燃和爆轟79。 礦井瓦斯爆炸分為：局部瓦斯爆炸、大型瓦斯爆炸、瓦斯連續(xù)爆炸。,,,,二、瓦斯爆炸條件 瓦斯爆炸必須同時具備下列三個條件： 1、瓦斯?jié)舛冗_(dá)到5~16%的爆炸界限（當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到9 .5%時，其瓦斯爆炸強(qiáng)度最大）。 2、有≥650℃的引爆火源。 3、空氣中有≥12%的含氧量。 上述三個條件同時具備時，必爆

18、無疑，缺一條不會炸。,,,,三、引爆火源 1、引爆火源的下限是650℃。 2、常見的引爆火源溫度，實(shí)驗(yàn)室測定為： 吸煙為650℃~800℃；劃火柴為1200℃；放炮明火和電氣火源均＞2000℃。四、瓦斯爆炸“敏感期” 火源溫度為650℃時，感應(yīng)期為11秒； 火源為1200℃時，感應(yīng)期為0.2秒； 火源>2000℃時，感應(yīng)期為千分之幾秒。,,,,五、引爆幾率

19、 長期的生產(chǎn)實(shí)踐和事故統(tǒng)計共同表明，按主要引爆火源的引爆幾率，依次為： ■ 電氣明火占50%以上，居第一位。 ■ 放炮引爆約占25~37%，居第二位。 ■ 其他火源引爆居第三位；其中吸煙引爆約 占4.6%。 1950年某礦，吸煙引發(fā)瓦斯爆炸，死亡187人，其中：四具尸體的衣兜內(nèi)均裝有火柴、紙煙。,,,,六、瓦斯爆炸類型

20、 按爆炸特點(diǎn)、波及范圍和破壞程度，瓦斯爆炸的類型大體可分為三大類：■ 局部爆炸■ 大型爆炸■ 連續(xù)爆炸 局部爆炸——系指瓦斯積聚量小，爆炸波及范圍小、破壞程度小，處理難度相對也小的小型爆炸。一般發(fā)生在局部通風(fēng)不良的掘進(jìn)工作面。如： 1995年某礦，掘進(jìn)工作面的瓦斯爆炸死亡7人的事故，就屬于局部爆炸。,,,,大型爆炸——系指參于爆炸的瓦斯量大，爆炸威力大，傷亡慘重，處理難度也較大的

21、爆炸。一般發(fā)生在采煤工作面（上隅角，采空區(qū)有“瓦斯庫”），或停風(fēng)時間較長的掘進(jìn)工作面，或盲巷的瓦斯參于爆炸。如： 2000年貴州某礦，瓦斯爆炸死亡162人屬大型爆炸。 連續(xù)爆炸——系指第一次爆炸發(fā)生后，在處理事故的過程中，又發(fā)生第二次、第三次……爆炸，叫連續(xù)爆炸。 1997年某 礦務(wù)局兩個礦的回采工作面瓦斯爆炸后，均留下了火患，在處理過程中，都發(fā)生數(shù)十次連續(xù)爆炸，致使事故無法處理，被迫強(qiáng)行封閉。,

22、,,,七、影響瓦斯爆炸的主要因素 1、可燃可爆性物質(zhì)的影響：可燃可爆性的滲入（降低下限，增加上限，增加爆炸危險性） 、可爆性煤塵的混入（同上）。 2、惰性氣體和氧濃度的影響：惰性氣體的混入（增加下限，降低上限，降低爆炸危險性）、氧濃度的變化。 3、混合氣體初溫度、壓力的影響：環(huán)境初始溫度、環(huán)境初始壓力。 4、點(diǎn)燃溫度和能量、引火延遲性的影響：瓦斯的最低

23、點(diǎn)燃溫度和最小點(diǎn)燃能量、瓦斯引火的延遲性。,,,,八、礦井瓦斯爆炸的危害 1、爆炸產(chǎn)生高溫高壓（實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)瓦斯?jié)舛葹?9.5%時，在密閉條件爆炸氣體溫度可達(dá)2150-2650 ℃ ，相對應(yīng)的壓力可達(dá)1.02MPa）； 2、爆炸產(chǎn)生高壓沖擊波和火焰峰面（直接沖擊、反向沖擊）； 3、爆炸產(chǎn)生有毒有害氣體（

24、主要是生成CO，導(dǎo)致大量人員中毒身亡）； 4、瓦斯連續(xù)爆炸。,,,,九、礦井瓦斯爆炸原因 1、礦井瓦斯積聚：礦井局部空間的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到2%，其體積超過0.5m3 ，就形成瓦斯積聚。 （原因）：a、工作面風(fēng)量不足引起；b、通風(fēng)設(shè)施質(zhì)量差、管理不善引起；c、串聯(lián)通風(fēng)、不穩(wěn)定分支的引起；d、局部通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)

25、造成；e、恢復(fù)通風(fēng)排放瓦斯時容易造成瓦斯事故；f、采空區(qū)及盲巷中瓦斯積聚；g、瓦斯異常涌出造成的瓦斯積聚；h、巷道冒落空間等的瓦斯積聚；i、小煤窯的瓦斯積聚91。 2、引起瓦斯爆炸火源的產(chǎn)生：井下爆破、電火花、摩擦撞擊火花、明火點(diǎn)燃。 3、人為因素,,,,十、礦井瓦斯爆炸的地點(diǎn)分析 井下任何地點(diǎn)都有可能發(fā)生瓦斯爆炸事故，但絕大

26、部分都發(fā)生在掘進(jìn)工作面和采煤工作面的上隅角。 1、掘進(jìn)工作面容易發(fā)生瓦斯爆炸的原因：a、掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)管理比較復(fù)雜、難度大，容易出現(xiàn)失誤或管理不善（局部通風(fēng)機(jī)的任意開停而停風(fēng)、風(fēng)筒損壞或接設(shè)不嚴(yán)而漏風(fēng)、風(fēng)筒末端距工作面太遠(yuǎn)而風(fēng)量不足風(fēng)速過低）；b、煤巷掘進(jìn)掘進(jìn)多用電鉆打眼，經(jīng)常爆破，出現(xiàn)機(jī)電設(shè)備失爆和爆破不合規(guī)定而產(chǎn)生引爆火源的可能性也較多。 2、采煤工作面的上隅角容易發(fā)生瓦斯爆炸的

27、原因：a、上隅角容易出現(xiàn)瓦斯積聚（WHY？采空區(qū)內(nèi)的高濃度瓦斯經(jīng)此逸散，采空區(qū)瓦斯被漏風(fēng)帶至此，上隅角風(fēng)流直角拐彎，容易成渦流區(qū)，瓦斯難被風(fēng)流帶走）；b、上隅角附近往往有回柱絞車等機(jī)電設(shè)備；c、爆破時容易產(chǎn)生虛炮等，產(chǎn)生引爆火源的機(jī)會較多。,,,,十一、礦井瓦斯爆炸的防治措施 （一）防止瓦斯積聚； 1、保證工作面的供風(fēng)量； 2、處理采煤工作面回風(fēng)隅角的瓦斯積聚（掛

28、風(fēng)障引流、尾巷排放瓦斯法、風(fēng)筒導(dǎo)引法、移動泵站排除法、液壓局部通風(fēng)機(jī)吹散法95）； 3、掘進(jìn)工作面局部瓦斯積聚的處理（充填法頂幫冒空區(qū)、引風(fēng)發(fā)頂幫冒空區(qū)、風(fēng)筒分支排放法頂幫冒空區(qū)瓦斯涌出量大、冒落空間大、擋風(fēng)引風(fēng)難解決、黃泥抹縫法、鉆孔抽放裂隙帶的瓦斯）； 4、刮板輸送機(jī)底槽瓦斯積聚的處理； 5、通風(fēng)異常或瓦斯涌出異常時應(yīng)特別注意的事項(xiàng)。,,,,（二）防止

29、瓦斯引燃 1、加強(qiáng)管理，提高防火意識； 2、防止爆破火源（a、使用安全炸藥，嚴(yán)禁不合格、變質(zhì)、超期的炸藥；b、嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢查”；c、禁止使用明接頭、裸露的爆破母線，連線爆破由專職爆破員執(zhí)行，嚴(yán)格執(zhí)行站崗截人和“三人連鎖爆破”制度；d、炮眼深度、位置、裝藥符合《煤礦安全規(guī)定》，炮泥、水泡泥符合，嚴(yán)禁放明炮糊炮；e、火工品嚴(yán)格管理）； 3、嚴(yán)禁電氣火源

30、和靜電火源； 4、防止摩擦和撞擊點(diǎn)火； 5、防止明火點(diǎn)燃99； 6、防止其他火源。,,,,（三）加強(qiáng)瓦斯的檢查和監(jiān)測 （四）防止瓦斯爆炸災(zāi)害的擴(kuò)大 1、建立合理、穩(wěn)定、可靠，抗災(zāi)能力強(qiáng)的礦井通風(fēng)系統(tǒng)； 2、安設(shè)安全裝置及個人自救：a、安設(shè)防爆門；b 、安設(shè)反風(fēng)裝置；c 、安設(shè)隔爆設(shè)

31、施（隔爆巖粉棚、隔爆水棚、自動防爆棚）；d 、安設(shè)壓風(fēng)自救系統(tǒng)；e 、修建避難硐室；f、佩戴自救器。 3、編制礦井災(zāi)害預(yù)防與處理計劃：a、災(zāi)害預(yù)防處理必備的資料；b、災(zāi)害預(yù)防處理計劃的主要內(nèi)容（確定發(fā)生爆炸后可能造成的影響、制定恢復(fù)災(zāi)區(qū)通風(fēng)和人員避災(zāi)路線的安全措施、災(zāi)害區(qū)域的端點(diǎn)方法、防止爆炸火災(zāi)及二次爆炸和災(zāi)害擴(kuò)大的措施、救災(zāi)人員安全路線）。,,,第三章:礦井瓦斯噴出及防治,一、礦井瓦斯噴出及危害 瓦斯

32、噴出和煤(巖)與瓦斯突出是瓦斯的特殊涌出形式。瓦斯的涌出形式分為普通涌出和特殊涌出。 　　普通涌出，是指瓦斯從煤層或巖層表面非常細(xì)微的縫隙中緩慢、均勻而持久地涌出。其涌出的面積廣、時間長，是瓦斯涌出的主要形式。 　　特殊涌出可以分為瓦斯噴出和煤(巖)與瓦斯突出兩種。 　　瓦斯噴出就是大量瓦斯在壓力狀態(tài)下，從煤巖裂縫中突然噴出的現(xiàn)象，噴出的時間可長、可短(數(shù)天或數(shù)年)。每晝夜的噴出量可達(dá)數(shù)百立方米。109 　　煤(巖)與瓦斯突出(

33、簡稱突出)，在地應(yīng)力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤（巖）和瓦斯由煤（巖）體內(nèi)突然向采掘空間拋出的異常動力現(xiàn)象，并伴隨有強(qiáng)烈的聲響和強(qiáng)大的沖擊動力。 瓦斯噴出和煤（巖）與瓦斯突出特點(diǎn)是：涌出地點(diǎn)為局部地點(diǎn)，涌出時間短、速度快、量大而集中、有機(jī)械破壞力，是瓦斯礦井中非常危險的一種涌出形式 危害：瓦斯噴出在時間上的突然性和空間上的集中性，對煤礦安全生產(chǎn)的威脅很大，礦井一旦發(fā)生瓦斯噴出可以造成局部地區(qū)瓦斯

34、積聚，甚至使采區(qū)或一翼充滿高濃度瓦斯，致使人員窒息或引起瓦斯爆炸及火災(zāi)等事故，給礦井造成嚴(yán)重的破壞。,,,,二、礦井瓦斯噴出分類和特點(diǎn) 由瓦斯噴出裂隙的顯現(xiàn)原因不同，瓦斯噴出可分為地質(zhì)來源形成的和采掘地壓形成的兩大類。 1、瓦斯沿原始地質(zhì)構(gòu)造裂隙噴出（多發(fā)生在有天然的能貯存瓦斯的地質(zhì)構(gòu)造破壞帶附近，如斷層、斷裂、石灰溶洞裂隙區(qū)、背斜或向斜軸部等。特點(diǎn)：噴出的瓦斯流量大，持續(xù)時間長，無明顯的地壓顯現(xiàn)現(xiàn)象，瓦斯裂隙多屬

35、于開放性裂隙，他們與儲氣層、溶洞或斷層帶相通）； 2、瓦斯沿采掘地壓形成的裂隙噴出（由于受到采掘活動的影響，在地壓和瓦斯壓力共同作用下，圍巖形成新的次生裂隙。特點(diǎn)：噴出頻臨發(fā)生時伴隨著地壓顯現(xiàn)效應(yīng)，出現(xiàn)多種預(yù)兆，噴出持續(xù)的時間較短，其流量與卸壓區(qū)面積、瓦斯壓力和瓦斯含量大小等有關(guān)）。,,,,三、礦井瓦斯噴的原因和規(guī)律 瓦斯噴出的原因：煤層或巖層的構(gòu)造裂隙中貯存有大量高壓瓦斯是引起礦井瓦斯噴出的內(nèi)在因素，也是根本原

36、因；而在采掘過程中，由于爆破穿透、機(jī)械震動或地壓活動，使煤巖造成卸壓縫隙，構(gòu)成瓦斯噴出的通道是其外在原因。 礦井瓦斯噴出的一般規(guī)律:1、瓦斯噴出與地質(zhì)變化有關(guān)；2、煤層頂、底板巖層中溶洞、裂隙發(fā)育的石灰?guī)r，其中儲有大量瓦斯時；3、瓦斯噴出一般具有明顯的噴出口或裂隙；4、瓦斯噴出的量可大可小，時間可長可短，由儲藏的瓦斯量和瓦斯來源的范圍有關(guān)；5瓦斯噴出前往往會出現(xiàn)預(yù)兆：煤炮聲、支架聲響、煤巖開裂、瓦斯涌出忽大忽小、嘶嘶聲、

37、掉碴、底鼓、巖煤自行剝落、煤壁顫動、鉆孔變形、垮孔頂鉆、夾鉆桿、鉆機(jī)過負(fù)荷等 。,,,,四、瓦斯噴出的預(yù)防 1、 加強(qiáng)地質(zhì)工作。施工前一定要通過前探鉆孔探明采掘區(qū)域與巖巷(井)前方的地質(zhì)構(gòu)造，溶洞裂縫的位置分布以及瓦斯的儲量。 2、 利用封堵、引排、抽放等綜合方法處理瓦斯。當(dāng)噴出量小，裂縫不大時，可用罩子或其它設(shè)施(鐵風(fēng)筒。金屬溜槽或2mm～3mm厚的鐵板等)將噴出裂隙封蓋好，并利用管路把瓦斯引排到回風(fēng)巷或地

38、面。如果面積大，可以安設(shè)數(shù)個引排罩。 設(shè)置引排罩時，先在噴出口周圍挖出30mm～40mm的溝槽，然后用引排罩蓋上，在罩子四周用混凝土或黃泥填實(shí)，利用管路借助瓦斯壓力排出或在6.665kP負(fù)壓下抽出。如圖2-24-b所示。    當(dāng)瓦斯噴出十分強(qiáng)烈不能采用上述方法時，必須把噴出瓦斯巷道密閉。通過密閉墻把瓦斯抽出或引入回風(fēng)巷。 3、加強(qiáng)管理工作。加強(qiáng)職工安全教育，人人掌握瓦斯

39、噴出預(yù)兆，配備隔絕式自救器，熟悉避災(zāi)路線。,,,第四章:煤（巖）與瓦斯突出的防治,一、煤(巖)與瓦斯突出的概念及類型和特征 1、煤礦地下采掘過程中，在地應(yīng)力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤（巖）和瓦斯由煤（巖）體內(nèi)突然向采掘空間拋出的異常動力現(xiàn)象，稱為煤(巖)與瓦斯突出，簡稱突出。 2、瓦斯動力現(xiàn)象分為：煤的突然傾出、煤的突然壓出、煤與瓦斯突出、巖石與瓦斯突出。

40、（1）煤的突然傾出主要是重力引起的，而瓦斯在一定程度上也參與了傾出過程。特征：a、傾出的空間具有較規(guī)則的幾何形狀；b、傾出的煤主要是碎煤；c、煤的拋出距離及其堆積情況取決于傾出煤量的多少、空洞的大小及傾角；d、傾出時的瓦斯涌出量取決于煤層瓦斯含量、煤的破碎程度和傾出煤量等；e、傾出時的產(chǎn)生的動力，可以推倒空車、折斷木支架等；f、傾出前經(jīng)常出現(xiàn)預(yù)兆：煤的硬度降低、煤開裂、工作面掉煤渣、支架壓力增加、煤體發(fā)出劈裂聲、悶雷聲等。

41、 （2）煤的突然壓出是由應(yīng)力或開采層集中應(yīng)力引起的，瓦斯只起次要作用。,,,,煤的突然壓出分為兩類：煤的突然移動，是應(yīng)力的水平擠壓作用造成的（常見于準(zhǔn)備巷道，表現(xiàn)為煤體的整體移動。煤體外形完整，而實(shí)際已被壓壞，布滿裂縫或被壓碎。不拋出煤和不形成空洞是沒的突然移動的特點(diǎn)）；其特征:a、工作面煤體整體移動或底板煤體向上鼓起0.2m-0.4m（有時達(dá)到1m），不形成空洞；b、煤不拋出，無分選現(xiàn)象；c、強(qiáng)度一般在10-20t以下，個別

42、達(dá)50t以上；d、瓦斯涌出量小于煤層的瓦斯含量，通常不會引起巷道瓦斯超限；e、動力效應(yīng)較小，支柱一般不被破壞，底板鼓起時，可把礦車、鉆機(jī)抬起；f、壓出前的預(yù)兆：支柱壓力增加、掉煤渣、煤體內(nèi)出現(xiàn)劈裂聲、雷聲。 煤的突然擠出，多發(fā)生在傾斜或緩傾斜煤層的采煤工作面，它是由于應(yīng)力大，煤層中有軟分層。煤層受到采動應(yīng)力作用使工作面邊緣煤體被壓碎而發(fā)生的，瓦斯隨著每的突然擠出而加劇涌出。其特征:a、壓出空洞沿弧形條帶分布，

43、中間最寬達(dá)1-3m,有時達(dá)6m；長度一般為7-30m，有時達(dá)60m?？斩捶植荚谲浄謱又?，并向上下兩個方向逐漸減少，其剖面呈唇形；b、拋出的煤為大塊及小塊，煤粉很少，無分選現(xiàn)象；c、壓出的煤可拋出1-3m,個別達(dá)4m以上，堆積坡度比自然安息角??；d、壓出的煤量一般為數(shù)十噸，大強(qiáng)度達(dá)300t以上;e、煤壓出后短時間瓦斯?jié)舛瓤蛇_(dá)10%以上；f、動力效應(yīng)較大，可將工作面支架打斷、折斷，有時還產(chǎn)生沖擊氣浪；g、壓出前的預(yù)兆：軟煤分層的厚度增加，支

44、架壓力增加，工作面掉煤渣，煤體內(nèi)出現(xiàn)劈裂聲、雷聲。,,,,（3）煤與瓦斯突出，是地應(yīng)力和瓦斯的共同參與下發(fā)生的，而應(yīng)力是發(fā)動突出的主要動力，其特征為：a、突出空洞的位置和形式是各式各樣的，多數(shù)位于巷道上方及上隅角，但也有位于巷道下隅角；b、噴出的煤具有分選現(xiàn)象（塊煤-碎煤-粉煤）；c、煤的拋出距離處數(shù)米到數(shù)百米，取決于突出強(qiáng)度，突出的煤可以堆滿巷道全斷面，造成巷道堵塞，煤的堆積坡度一般小于自然安息角；d、煤與瓦斯突出煤量，從屬噸至數(shù)千噸

45、，按強(qiáng)度可把每遇瓦斯突出分為（小型、中型、次大型 、大型 、特大型煤與瓦斯突出 ）e、煤與瓦斯突出時噴出的瓦斯量，取決于煤的瓦斯含量和突出的煤量。f、動力效應(yīng)明顯，可推翻礦車、搬動巨石、破壞木支架，造成沖擊氣浪以及聲響等。 （4）巖石與瓦斯突出，突出的巖石主要為砂巖，參與突出的氣體四二氧化碳和瓦斯，其規(guī)律為：a、大都發(fā)生在構(gòu)造破壞帶；b、幾乎都是發(fā)生在爆破時，我國有一次是由冒頂引起。c、在巖體內(nèi)會形成一地并形狀的

46、空洞。 特征和煤與瓦斯突出相似，只是多了二氧化碳的參與。,,,,二、煤(巖)與瓦斯突出的危害 1、引起瓦斯火災(zāi)和瓦斯爆炸，造成人員傷亡，礦井設(shè)施遭到破壞。 2、造成瓦斯窒息，煤流埋人事故。 3、摧毀井巷設(shè)施和設(shè)備，破壞通風(fēng)系統(tǒng)，給煤炭企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。,,,,三、煤(巖)與瓦斯突出的一般規(guī)律

47、 1、煤層突出危險性隨開采深度的增加而增大（始突深度）； 2、突出發(fā)生于巷道類別的關(guān)系：突出主要發(fā)生在巷道掘進(jìn)工作面、采煤工作面，其他已建成巷道或采空區(qū)則很少；巷道或采煤工作面發(fā)生突出的概率從大到小排序?yàn)椋浩较?、上山、采煤工作面、石門、下山、大直徑鉆孔及其他；發(fā)生突出平均強(qiáng)度從大到小排序?yàn)椋菏T、下山、上山、采煤工作面、平巷、大直徑鉆孔及其他。 3、突出常發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造帶；

48、 4、大多數(shù)突出前有作業(yè)方式誘導(dǎo)（爆破掘進(jìn)機(jī)回采、風(fēng)鎬落煤、綜掘等）； 5、突出前大多有預(yù)兆：a、有聲預(yù)兆：煤體內(nèi)出現(xiàn)悶雷聲、炮聲、機(jī)槍聲、爆竹聲、嗡嗡聲等；b、煤機(jī)構(gòu)預(yù)兆：煤層層理紊亂、煤變軟、煤變暗而無光澤、煤干燥和煤塵增多等；c、地壓方面預(yù)兆：支架來壓，煤壁外鼓、開裂、掉渣、片幫，炮眼變形不進(jìn)藥等；d、瓦斯方面預(yù)兆：瓦斯?jié)舛仍龃蟆⑼咚褂砍龊龃蠛鲂?、鉆孔時頂鉆、鉆孔噴瓦斯、煤壁或工

49、作面溫度降低，但也有少數(shù)實(shí)例發(fā)現(xiàn)煤壁溫度升高。 6、煤層突出危險區(qū)常呈條帶分布（由地質(zhì)構(gòu)造、采動的影響）。127,,,,四、煤與瓦斯突出危險性預(yù)測 （一）煤層突出危險性預(yù)測分類和突出危險性劃分。 1、煤層突出危險性預(yù)測分為：區(qū)域突出危險性預(yù)測（簡稱區(qū)域預(yù)測）和工作面突出危險性預(yù)測（包括：石門和立、斜井揭煤工作面，煤巷掘進(jìn)工作面和采煤工作面的突出危

50、險性預(yù)測，簡稱工作面預(yù)測） 2、區(qū)域預(yù)測應(yīng)預(yù)測煤層和煤層區(qū)域的突出危險性，并應(yīng)在地質(zhì)勘探、新井建設(shè)、新水平和新采區(qū)或新采區(qū)開拓或準(zhǔn)備時進(jìn)行； 工作面預(yù)測是預(yù)測工作面附近煤體的突出危險性，應(yīng)在工作面推進(jìn)過程中進(jìn)行。 3、在地質(zhì)勘探、新井建設(shè)、礦井生產(chǎn)時期應(yīng)進(jìn)行區(qū)域預(yù)測，把煤層劃分為：突出煤層和非突出煤層，突出煤層經(jīng)區(qū)域預(yù)測后劃分為：突出危險區(qū)、突出威脅區(qū)和無突出危

51、險區(qū)。在突出危險區(qū)域內(nèi)，工作面進(jìn)行采掘前應(yīng)進(jìn)行工作面預(yù)測。采掘工作面經(jīng)預(yù)測后，可劃分為突出危險工作面和無突出危險工作面。,,,,五、區(qū)域突出危險性預(yù)測 129 區(qū)域突出危險性預(yù)測是預(yù)測礦井、煤層和煤層區(qū)域的突出危險性。區(qū)域突出危險性預(yù)測的方法有：單項(xiàng)指標(biāo)法、瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計法和綜合指標(biāo)法131。六、工作面突出危險性預(yù)測 工作面突出危險性預(yù)測是預(yù)測工作面附近煤體的突出危險性，應(yīng)在工作面推進(jìn)過

52、程中進(jìn)行。 （一）石門揭煤工作面突出危險性預(yù)測：石門揭開突出煤層前可選用綜合指標(biāo)法、鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法或其他經(jīng)證實(shí)有效的方法。132 （二）煤巷掘進(jìn)工作面突出危險性預(yù)測：鉆孔瓦斯涌出初速度法、R值指標(biāo)法、鉆屑指標(biāo)法。 （三）采煤工作面突出危險性預(yù)測,,,,七、防治煤與瓦斯突出的技術(shù)措施 （一）1、防突措施分類：區(qū)域性防突措施和局

53、部防突措施 2、區(qū)域性防突措施的作用在于使煤層一定區(qū)域（如一個采區(qū)）消除突出危險性。分類：開采保護(hù)層、預(yù)抽煤層瓦斯、煤層注水等。區(qū)域性防突措施的優(yōu)點(diǎn)是在煤層采掘工作開展前，預(yù)先采取防突措施，措施施工與采掘作業(yè)互不干擾，且其防突效果較好。故在采取防治突出措施時，應(yīng)優(yōu)先選用區(qū)域性防突措施。 3、局部防突措施的作用在于使工作面前方小范圍煤體喪失突出危險性。分類：超前鉆孔、水力沖孔、松動爆破

54、、金屬骨架等。缺點(diǎn)：措施施工與采掘工藝相互干擾，且防突效果收地質(zhì)條件變化影響很大。 （二）“四位一體”綜合防突措施：為安全開采突出煤層，必須采取以防止突出措施為主，同時有避免人身事故的綜合措施。 1、突出危險性預(yù)測。2、防治突出措施。3、防治突出措施的效果檢驗(yàn)。4、安全防護(hù)措施（反向風(fēng)門和風(fēng)筒逆止閥、遠(yuǎn)距離爆破、井下避難硐室、壓風(fēng)自救系統(tǒng)、隔離式自救器和避災(zāi)路線）。