【文章內(nèi)容簡介】 　　依據(jù)：按照礦井絕對瓦斯涌出量、相對瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式，劃分為： 低瓦斯礦井：礦井相對瓦斯涌出量小于或等于１０m3/t且絕對瓦斯涌出量小于或等于40m3/min；　　高瓦斯礦井：礦井相對瓦斯涌出量大于１０m3/t或絕對瓦斯涌出量大于40m3/min；　　煤與瓦斯突出礦井?；脽羝?9礦井瓦斯等級鑒定（1）鑒定時間和基本條件 礦井瓦斯等級的鑒定工作應(yīng)在正常生產(chǎn)的條件下進(jìn)行。（2）測點(diǎn)選擇和測定內(nèi)容及要求。（3）礦井瓦斯等級的確定。 幻燈片50第四節(jié) 煤與瓦斯突出及其預(yù)防一、概述 含義：在極短時間內(nèi)，從煤巖內(nèi)以極快速度向采掘空間涌出煤巖和瓦斯。 危害：二、突出的機(jī)理 突出的機(jī)理是關(guān)于解釋突出的原因和過程的理論。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。多數(shù)人認(rèn)為，突出是地壓、瓦斯、煤的力學(xué)性質(zhì)和重力綜合作用的結(jié)果。三、突出的一般規(guī)律突出多發(fā)生在一定的采深以后；突出多發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造帶、應(yīng)力集中區(qū)；突出的強(qiáng)度和次數(shù)，與煤層厚度、傾角、硬度、透氣性等有關(guān)；突出與瓦斯關(guān)系，瓦斯壓力小含量低，可能發(fā)生突出。突出大多發(fā)生在落煤、放炮工序突出前有預(yù)兆 幻燈片51第五節(jié) 爆炸及其預(yù)防一、瓦斯爆炸過程及其危害 瓦斯爆炸 最終的化學(xué)反應(yīng)式為：CH4+2O2=CO2+2H2O 如果O2不足，反應(yīng)的最終式為：CH4+O2=CO+H2+H2O 礦井瓦斯爆炸是一種熱－鏈反應(yīng)過程(也稱連鎖反應(yīng))。 爆炸性的混合氣體與高溫火源同時存在， 初燃(初爆) 焰面 沖擊波 新的爆炸混合物３、瓦斯爆炸的危害 高溫2150~2650；高壓幾~20at，有害氣體CO，沖擊波幻燈片52二 瓦斯爆炸的主要參數(shù)1 瓦斯的爆炸濃度 在正常的大氣環(huán)境中，瓦斯只在一定的濃度范圍內(nèi)爆炸，這個濃度范圍稱瓦斯的爆炸界限，其最低濃度界限叫爆炸下限，其最高濃度界限叫爆炸上限，瓦斯在空氣中的爆炸下限為5～6％，上限為14～16％。 瓦斯爆炸界限不是 固定不變的，它受到 許多因素的影響， 其中重要的有： （1） 氧的濃度 幻燈片53（2）其它可燃?xì)怏w 混合氣體中有兩種以上可燃?xì)怏w同時存在時，其爆炸界限決定于各可燃?xì)怏w的爆炸界限和它們的濃度?？捎晒角蟪觯? N——多種可燃?xì)怏w同時存在時的混合氣體爆炸上限或下限， ％； CCC3...Cn——分別為各可燃?xì)怏w占可燃?xì)怏w總的體積百分比，％； C1+ C2+ C3+...Cn =100％ NNN3...Nn——分別為各可燃?xì)怏w的爆炸上限或下限， ％；（3）煤塵 本身具有爆炸，300~400 ℃揮發(fā) 氣體（4）空氣壓力 壓力大，分子接近，碰撞幾率增加范圍擴(kuò)大 （5）惰性氣體 可以降低瓦斯爆炸的危險(xiǎn)性。 幻燈片542 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)舛龋咚箍諝饣旌蠚怏w的最低點(diǎn)燃溫度，絕熱壓縮時565℃，其它情況時650℃。 。 3 瓦斯的引火延遲性 引火延遲性： 安全意義。三 煤礦井下瓦斯爆炸事故原因分析 火源 井下的一切高溫?zé)嵩础姎?、放炮、摩擦、靜電 發(fā)生地點(diǎn) 掘進(jìn)工作面占80%~90%，采煤工作面占10%~20% 采煤工作面發(fā)生地點(diǎn)上隅角，采煤機(jī)藥割附近 掘進(jìn)面發(fā)生的原因：幻燈片55四、預(yù)防瓦斯爆炸的措施(一)防止瓦斯積聚 所謂瓦斯積聚是指瓦斯?jié)舛瘸^2％。 搞好通風(fēng)。 及時處理局部積存的瓦斯。 1）、采面上隅角瓦斯積聚處理； 2）、綜采面處理 3）、頂板附近層狀積聚處理； 4）、頂板冒落孔洞內(nèi)積聚處理； 5）、恢復(fù)有大量瓦斯積存盲巷或打開封閉 4 .經(jīng)常檢查瓦斯?jié)舛群屯L(fēng)狀況 幻燈片56（二）、防止瓦斯引燃 防止瓦斯引燃的原則，是對一切非生產(chǎn)必需的熱源，要堅(jiān)決禁絕。生產(chǎn)中可能發(fā)生的熱源，必須嚴(yán)加管理和控制，防止它的發(fā)生或限定其引燃瓦斯的能力。(三)、防止瓦斯爆炸災(zāi)害事故擴(kuò)大的措施 萬一發(fā)生爆炸，應(yīng)使災(zāi)害波及范圍局限在盡可能小的區(qū)域內(nèi)，以減少損失。幻燈片57第六節(jié) 瓦斯抽放一、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，應(yīng)該抽放瓦斯。 抽放瓦斯的方法： 按瓦斯的來源分三類；開采煤層、鄰近層、采空區(qū)抽放 按抽放的機(jī)理分為兩類；未卸壓和卸壓抽放 按匯集瓦斯的方法分為三類。鉆孔、巷道抽放、鉆孔與巷道綜合抽放 貫徹“先抽后采，監(jiān)測監(jiān)控，以風(fēng)定產(chǎn)”十二字方針幻燈片58二、開采煤層的瓦斯抽放 開采煤層的瓦斯抽放，是在煤層開采之前或采掘的同時，用鉆孔或巷道進(jìn)行該煤層的抽放工作。未卸壓的鉆孔抽放 本法適用于透氣數(shù)較大的開采煤層預(yù)抽的瓦斯。 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。我國多采用穿層上向鉆孔。 鉆孔參數(shù)：鉆孔方向 我國多為上向孔；孔間距 30—50m抽放負(fù)壓 孔口負(fù)壓不超過14kPa鉆孔直徑 70—100mm卸壓的鉆孔抽放幻燈片59卸壓的鉆孔抽放1）、隨掘隨抽2）、隨采隨抽頂板走向鉆孔，頂板巷道幻燈片60人工增加煤層透氣系數(shù)的措施1）、水力壓裂；2）、水力割縫；3）、深孔爆破4）、酸性處理；5）、交叉鉆孔?；脽羝?1三、鄰近層的瓦斯抽放 鄰近層含義 為什么鄰近層抽放總能抽出瓦斯呢？ 煤層開采后，在其頂板形成三個受采動影響的地帶：冒落帶、裂隙帶和變形帶，在其底板則形成卸壓帶。λ增大。注意問題 參數(shù)：鉆場位置；鉆場或鉆孔的間距；鉆孔角度；鉆孔進(jìn)入的層位；孔徑和抽放負(fù)壓幻燈片62 幻燈片63四、采空區(qū)抽放 采空區(qū)瓦斯抽放可分為全封閉式抽放和半封閉式抽放兩類。全封閉式抽放又可分為密閉式抽放、鉆孔式抽放和鉆孔與密閉相結(jié)合的綜合抽放等方式。半封閉式抽放是在采空區(qū)上部開掘一條專用瓦斯抽放巷道(如雞西礦務(wù)局城子河煤礦)，在該巷道中布置鉆場向下部采空區(qū)打鉆，同時封閉采空區(qū)入口，以抽放下部各區(qū)段采空區(qū)中從鄰近層涌入的瓦斯。抽放的采空區(qū)可以是一個采煤工作面(如松藻礦務(wù)局打通二礦)，或一兩個采區(qū)的局部范圍(如天府礦務(wù)局磨心坡煤礦)，也可以是一個水平結(jié)束后的大范圍抽放(如中梁山礦務(wù)局)。五、圍巖瓦斯抽放 煤層圍巖裂隙和溶洞中存在的高壓瓦斯會對巖巷掘進(jìn)構(gòu)成瓦斯噴出或突出危險(xiǎn)。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)。 幻燈片64六 、瓦斯抽放設(shè)備 抽放瓦斯的設(shè)備主要有鉆機(jī)、封孔裝置、管道、瓦斯泵、安全裝置和檢測儀表。 鉆機(jī)：根據(jù)鉆孔深度選擇，可用專用于打抽放鉆孔的鉆機(jī)（裝有排放瓦斯裝置），也可以用一般鉆機(jī)。鉆孔打好后，將孔口段直徑擴(kuò)大到100～120mm，插入直徑70～80mm的鋼管。 封孔：用水泥砂漿封孔，也可以用膠圈封孔器或聚胺脂封孔。封口深度視孔口附近圍巖性質(zhì)而定，圍巖堅(jiān)固時2～3m，圍巖松軟時6～7m，甚至10m左右。 其它：封孔后，必須在抽放前用彎管、自動放水器、流量計(jì)、鎧裝軟管(或抗靜電塑料軟管)、閘門等將鉆孔與抽放管路連接起來。 幻燈片65抽放瓦斯的管道 一般用鋼管或鑄鐵管。管道直徑是決定抽放投資和抽放效果的重要因素之一。管道直徑D（m）應(yīng)根據(jù)預(yù)計(jì)的抽出量，用下式計(jì)算： D =[(4Qc)/(60πv)]1/2 (971)式中。 Qc 管內(nèi)氣體流量，m3/min。 v 管內(nèi)氣體流速，m/s。 管內(nèi)瓦斯流速 V:5m/sV20m/s，一般取V=10～15m/s。這樣才能使選擇的管徑有足夠的通過能力和較低的阻力。 大多數(shù)礦井抽放瓦斯的管道內(nèi)徑為： 采區(qū)的100mm～150mm， 大巷的150mm～300mm， 井筒和地面的200mm～400mm?；脽羝?6管道阻力計(jì)算：管道鋪設(shè)路線選定后，進(jìn)行管道總阻力的計(jì)算，用來選擇瓦斯泵。管道阻力計(jì)算方法和通風(fēng)設(shè)計(jì)時計(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。摩擦阻力hf (Pa)可用下式計(jì)算: hf=()LQc2/kD5 式中 L管道的長度， m。 D管徑 cm。 k系數(shù) 見表(973) Qc管內(nèi)混合氣體的流量), m3/h；C混合氣體中的瓦斯?jié)舛取? 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。 管道的總阻力hR為: 幻燈片67瓦斯泵 常用的瓦斯泵有，水環(huán)式真空泵、離心式鼓風(fēng)機(jī)和回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)。 水環(huán)式真空泵的特點(diǎn)是真空度高、負(fù)壓大、流量小、安全性好(工作室內(nèi)充滿介質(zhì)，不會發(fā)生瓦斯爆炸)。適用于抽出量不大，要求抽放負(fù)壓高礦井。 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。 回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)是，管道阻力變化時，風(fēng)機(jī)的流量幾乎不變，所以供氣均勻，效率高。缺點(diǎn)是噪音大，檢修復(fù)雜。 幻燈片68流量計(jì) 為了全面掌握與管理井下瓦斯抽放情況，需要在總管、支管和各個鉆場內(nèi)安設(shè)測定瓦斯流量的流量計(jì)。目前井下一般采用孔板流量計(jì)，如圖(9711)所示。孔板兩端靜壓差Dh(可用水柱計(jì)測出)與流過孔板的氣體流量有如下關(guān)系式: Q=104K{hP/[C +(1C)]}1/2 (974)式中 Q－溫度為20℃，m3/min； h－孔板兩端靜壓差，Pa； P－孔板出口端絕對靜壓，Pa； C－瓦斯?jié)舛?，％? K－孔板流量系數(shù)，K＝KtcSk60 () C1－流速收縮系數(shù)，； Kt－孔板系數(shù)(加工精度好時取1)； Sk－孔板孔口面積，m2；幻燈片69其它裝置1）放水器 為了及時放出管道內(nèi)的積水，以免堵塞管道。在鉆孔附近和管路系統(tǒng)中都要安裝放水器。最簡單的放水器為“Ｕ”形管自動放水器當(dāng)Ｕ型管內(nèi)積水超過開口端的管長時，水就自動流出。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，遇到火源瓦斯就有可能燃燒或爆炸。為了防止火焰沿管道傳播,正常抽放時，瓦斯由進(jìn)氣口進(jìn)入，經(jīng)水封器由出口排出。管內(nèi)發(fā)生瓦斯燃燒或爆炸時，火焰被水隔斷、熄滅、爆炸波將防爆蓋沖破而釋放于大氣中。 防回火網(wǎng)多由4～6層導(dǎo)熱性能好而不易生銹的銅網(wǎng)構(gòu)成， 《規(guī)程》規(guī)定，利用瓦斯時，抽出瓦斯中的瓦斯?jié)舛炔坏玫陀?0％；不利用瓦斯時，用干式抽氣設(shè)備，瓦斯?jié)舛炔坏玫陀?5％。 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，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，如制造炭黑和甲醛。撫順、陽泉、天府、中梁山和淮南等局礦都已建廠生產(chǎn)?；脽羝?0 第六章 礦井瓦斯檢測儀器 第一節(jié) 瓦斯檢測儀一、光學(xué)瓦斯檢測儀（一）構(gòu)造 三大系統(tǒng)：氣路系統(tǒng) 光路系統(tǒng) 電路系統(tǒng)（二）原理 根據(jù)光干涉原理制成幻燈片71（三）準(zhǔn)備工作 檢查藥品性能 檢查氣路系統(tǒng) 檢查光路系統(tǒng) 對儀器進(jìn)行校正（四）測定步驟 對零 地點(diǎn)：與待測地點(diǎn)溫度相近的進(jìn)風(fēng)巷道中 方法：先微調(diào)后主調(diào) 測定：將進(jìn)氣管送到待測位置 讀數(shù)：整數(shù)+小數(shù)幻燈片72（五）測二氧化碳 如待測地點(diǎn)沒有瓦斯，只有二氧化碳，可去掉二氧化碳吸收管進(jìn)行測定，測定結(jié)果即為二氧化碳濃度。 如待測地點(diǎn)有瓦斯存在，應(yīng)先測出瓦斯?jié)舛菴1，然后取下二氧化碳吸收管測出瓦斯和二氧化碳混合氣體濃度C2，則二氧化碳濃度為C=C2C1。 精確測定時，需將測得的二氧化碳濃度乘以校正系數(shù)K=。幻燈片73（六） 使用和保養(yǎng) 輕拿輕放，防止碰撞。 干涉條紋觀察不清時，往往是測定時空氣濕度過大或是有灰塵附在光學(xué)玻璃上。 如二氧化碳吸