【正文】 容 瓦斯概念 煤層瓦斯賦存與含量 礦井瓦斯涌出 瓦斯噴出與突出 瓦斯爆炸與預(yù)防 瓦斯抽放 9礦井瓦斯 與含量 及其預(yù)防 Ventilation and Safety of Mines 3 礦井瓦斯 是煤礦生產(chǎn)過程中 ， 從煤 、 巖內(nèi)涌出的各種氣體的總稱 。 無色 、 無味 、 無毒 、 比空氣輕 ， 微溶于水 。 成氣過程兩個階段 : 一是 生物化學(xué)成氣時(shí)期 ； 二是 煤化變質(zhì)作用 時(shí)期 。 9礦井瓦斯 與含量 及其預(yù)防 瓦斯成分 %名 稱 氣 帶 成 因N 2 CO 2 CH 4CO 2 — N 2 帶 生物化學(xué) — 空氣 20 ～ 80 20 ～ 80 ? 10N 2 帶 空氣 ＞ 80 ? 10 ～ 20 ? 20N 2 —C H 4 帶 空氣 — 變質(zhì) ?? ～ 80 ? 10 ～ 20 ?? ～ 80CH 4 帶 變質(zhì) ? 20 ? 10 ＞ 80Ventilation and Safety of Mines 7 瓦斯風(fēng)化帶下界深度確定依據(jù)： 可以根據(jù)下列指標(biāo)中的任何一項(xiàng)確定 。 瓦斯壓力測定：打鉆 、 封孔 、 測壓 瓦斯帶內(nèi)瓦斯壓力變化規(guī)律： 末受采動影響的煤層內(nèi)的瓦斯壓力，隨深度的增加而有規(guī)律地增加，可以大于、等于或小于靜水壓。 9礦井瓦斯 與含量 及其預(yù)防 11 )( PHHgP p ???00 )( PHHgP p ???Ventilation and Safety of Mines 12 一、瓦斯涌出量 含義：礦井建設(shè)或生產(chǎn)過程中從煤巖內(nèi)涌出的瓦斯量 瓦斯涌出量表示方法 絕對瓦斯涌出量 單位時(shí)間涌出的瓦斯體積 ， 單位為 m3/d或 m3/min： 相對瓦斯涌出量 平均日產(chǎn)一噸煤同期所涌出的瓦斯量 ， 單位是 m3/t 。 礦井產(chǎn)量 （ 達(dá)產(chǎn)前 、 后 、 礦井收縮 ） 開采順序與回采方法 先開采層 （ 分層 ） ， 大；回采率低 ， 大；頂板管理 （ 全部冒落 、 充填 、 初次來壓 、 周期性來壓 ） 生產(chǎn)工藝 初期大 ， 呈指數(shù)下降 9礦井瓦斯 與含量 及其預(yù)防 Ventilation and Safety of Mines 15 風(fēng)量變化 單一煤層，隨風(fēng)量減而增，煤層群 圖 單一煤層風(fēng)量變化時(shí)回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛茸兓瘎討B(tài) a — 風(fēng)量減少時(shí)； b— 風(fēng)量增加時(shí) 9礦井瓦斯 與含量 及其預(yù)防 （ a ）瓦斯?jié)舛?%（ b ）瓦斯?jié)舛?%t瓦斯?jié)舛?%瓦斯?jié)舛菴/%(a)瓦斯?jié)舛菴/%(b)Ventilation and Safety of Mines 16 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)及其調(diào)整 某礦對四采區(qū)上部通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)整，即在 48軌設(shè)了一組調(diào)節(jié)風(fēng)門，使調(diào)節(jié)風(fēng)門兩側(cè)風(fēng)流壓差大幅度增加，致使采空區(qū)氣體從壓力較低的 4308運(yùn)順閉等處大量涌出。H=10~012346HG12G4CFJ中I456DEA32BA39。 礦井瓦斯涌出不均系數(shù)表示為： kg=Qmax/Qa 式中： kg－ 給定時(shí)間內(nèi)瓦斯涌出不均系數(shù)； Qmax－ 該時(shí)間內(nèi)的最大瓦斯涌出量 ， m3/min； Qa－ 該時(shí)間內(nèi)的平均瓦斯涌出量 ， m3/min； 方法：確定區(qū)域 ， 進(jìn)回風(fēng)量 、 瓦斯?jié)舛? 9礦井瓦斯 與含量 及其預(yù)防 Ventilation and Safety of Mines 21 五、礦井瓦斯等級 依據(jù)：礦井瓦斯等級，根據(jù)礦井相對瓦斯涌出量、礦井絕對瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式劃分為： 1）低瓦斯礦井：礦井相對瓦斯涌出量小于或等于 10m3/t且礦井絕對瓦斯涌出量小于或等于 40m3/min。 低瓦斯礦井中，礦井相對瓦斯涌出量大于 10m3/t或有瓦斯噴出的個別區(qū)域（采區(qū)或工作面）為高瓦斯區(qū)，該區(qū)應(yīng)按高瓦斯礦井管理。 詳見 AQ10252022《 礦井瓦斯等級鑒定規(guī)范 》 9礦井瓦斯 與含量 及其預(yù)防 Ventilation and Safety of Mines 23 六 、 礦井瓦斯涌出量預(yù)測 瓦斯涌出量的預(yù)測： 指根據(jù)某些已知相關(guān)數(shù)據(jù) ， 按照一定的方法和規(guī)律 ， 預(yù)先估算出礦井或局部區(qū)域瓦斯涌出量的工作 。 二 、 瓦斯噴出的預(yù)防 首先要加強(qiáng)地質(zhì)工作 ， 查清楚施工地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造 、 斷層 、 溶洞的位置 、 裂隙的位置和走向 、 以及瓦斯儲量和壓力等情況 ，采取相應(yīng)的預(yù)防或處理措施 。突出是十分復(fù)雜的自然現(xiàn)象，它的機(jī)理還沒有統(tǒng)一的見解，假說很多。其中又以封閉型和壓扭性構(gòu)造為主，如壓扭性斷層、向斜軸部及翼部、構(gòu)造或火成巖侵入導(dǎo)致煤層傾角急劇變化處、構(gòu)造牽引或火成巖侵入導(dǎo)致煤層厚度急劇變化處。 ? 在采礦應(yīng)力集中區(qū)極容易發(fā)生突出，如煤巖柱中、采掘空間交匯處、越過突出空洞的附近區(qū)域、相向采掘生產(chǎn)的貫通段、斷面形狀拐角處等。 ? 震動作業(yè)的時(shí)刻容易誘發(fā)突出，如爆破作業(yè)、風(fēng)動工具作業(yè)、機(jī)械采掘作業(yè)時(shí)。 被保護(hù)層： 后開采的煤層稱為被保護(hù)層 。 （ 3）沿走向的保護(hù)范圍 。 (一 )、 預(yù)測指標(biāo) 煤的瓦斯放散指數(shù) Δ P： 一般情況下 ， Δ P＞ 15～ 25時(shí)有突出危險(xiǎn) 。 鉆孔瓦斯涌出量和鉆渣量 可以在掘進(jìn)工作面即時(shí)預(yù)測 ，它綜合反映了工作面前方煤體滲透性 、 破壞程度 、 瓦斯涌出速度和巖層應(yīng)力狀態(tài) 。在正常空氣中瓦斯?jié)舛葹?時(shí) ， 化學(xué)反應(yīng)最完全 ，產(chǎn)生的溫度與壓力也最大 。 )///(1 0 0 21 nn NCNCN ??????9礦井瓦斯 與含量 及其預(yù)防 Ventilation and Safety of Mines 43 2 瓦斯的最低點(diǎn)燃溫度和最小點(diǎn)燃能量 瓦斯的最低點(diǎn)燃溫度和最小點(diǎn)燃能量決定于空氣中的瓦斯?jié)舛?， 瓦斯 空氣混合氣體的最低點(diǎn)燃溫度 ， 絕熱壓縮時(shí) 565℃ ， 其它情況時(shí) 650℃ 。 。 9礦井瓦斯 與含量 及其預(yù)防 Ventilation and Safety of Mines 47 一、概述 規(guī)定 ： ? 當(dāng)回采工作面瓦斯涌出量 5m3/min； ? 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量 3m3/min， 采用通風(fēng)方法解決瓦斯問題不合理時(shí) ， 應(yīng)該抽放瓦斯 。 按鉆孔與煤層的關(guān)系分為穿層鉆孔和沿層鉆孔；按鉆孔角度分為上向孔 、 下向孔和水平孔 。 λ 增大。 為了施工安全 ， 可超前向巖巷兩側(cè)或掘進(jìn)工作面前方的溶洞裂隙帶打鉆 ， 進(jìn)行瓦斯抽放 (如廣旺礦務(wù)局唐家河煤礦 )。 封孔 ：用 水泥砂漿封孔 ， 也可以用膠圈封孔器或聚胺脂封孔 。 管道直徑是決定抽放投資和抽放效果的重要因素之一 。 管內(nèi)瓦斯流速 V:5m/sV20m/s， 一般取 V=10～ 15m/s。管道阻力計(jì)算方法和通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算礦井總阻力一樣，即選擇阻力最大的一路管道，分別計(jì)算各段的摩擦阻力和局部阻力，累加起來即為整個系統(tǒng)的總阻力。 9礦井瓦斯 與含量 及其預(yù)防 Ventilation and Safety of Mines 65 表 973 管徑 cm ＞ k 局部阻力一般不進(jìn)行個別計(jì)算，而是以管道總摩擦阻力的10％～ 20％作為局部阻力。 離心式鼓風(fēng)機(jī) 適用于瓦斯抽出量大 （ 20～ 1200m3/min） ，管道阻力不高 （ 4～ 5kPa） 的抽放情況下 。 目前井下一般采用孔板流量計(jì) ， 如圖 (9711)所示 。 2） 防爆 、 防回火裝置 抽放系統(tǒng)正常工作狀態(tài)遭到破壞 ， 管內(nèi)瓦斯?jié)舛冉档蜁r(shí) ，遇到火源瓦斯就有可能燃燒或爆炸 。 抽出的瓦斯 ， 可以按其濃度的不同 ， 合理地加以利用：濃度為 35～ 40％ 時(shí) ， 主要用作工業(yè) 、 民用燃料；濃度 50％ 以上的瓦斯可以用作化工原料 ， 如制造炭黑和甲