礦井瓦斯防治重點

1、一、填空：煤層瓦斯是腐植型有機物在成煤的過程中生成的。煤的原始母質(zhì)一一腐殖質(zhì) 沉積以后，一般經(jīng)歷兩個成氣時期：從植物遺體到泥炭屬于生物化學成氣時 期；在地層的高壓高溫作用下從褐煤到煙煤直到無煙煤屬于煤化變質(zhì)作用成 氣時期。瓦斯生成量的多少主要取決于原始母質(zhì)的組成和煤化作用所處的階 段。煤中瓦斯的賦存狀態(tài)一般有吸附狀態(tài)和游離狀態(tài)2種。在煤層賦存的瓦斯量 中，通常吸附瓦斯量占80%90%，游離瓦斯量占10%20%；游離瓦斯 以自由氣體形式存在（孔徑大于10nm ）內(nèi)；吸附瓦斯分為吸著狀態(tài)與吸收 狀態(tài)；在吸附瓦斯量中又以煤體表面吸著的瓦斯量占多數(shù)。煤層瓦斯沿垂向一般可分為兩個帶：瓦斯風化帶與甲烷帶。

2、氮氣一二氧化碳 帶、氮氣帶、氮氣一甲烷帶統(tǒng)稱為瓦斯風化帶。直接法測定煤層瓦斯含量測定和計算的損失瓦斯量、解吸瓦斯量和殘存 瓦斯量這三部分之和即為煤層原始瓦斯含量案瓦斯流場的空間集合形狀劃分可分為單向流動、徑向流動和球向流動。煤礦瓦斯涌出量預測依據(jù)礦井瓦斯涌出量預測方法，采用分源預測法或 礦山統(tǒng)計法。抽采方法分類：按瓦斯源：開采（本）煤層瓦斯抽采、鄰近煤層（包括不可 采煤層）瓦斯抽采、圍巖（采空區(qū)）瓦斯抽采綜合作用假說認為突出是地應力、瓦斯、煤的力學性質(zhì)等因素綜合作用的結 果瓦斯治理方針：先抽后采、監(jiān)測監(jiān)控、以風定產(chǎn)瓦斯治理體系：通風可靠（通風是基礎）、抽采達標（抽采是手段）、監(jiān)控有效（監(jiān)測 監(jiān)

3、控是保障）、管理到位（管理是關鍵）我國瓦斯治理理念經(jīng)歷了：局部防突措施為主、先抽后采、抽采達標和區(qū)域防突措施先 行四個階段。瓦斯抽采設備三防裝置:防爆、防回火、防回氣防治煤與瓦斯突出的理念（防突規(guī)定第六條）防突工作堅持“區(qū)域防突措施先行、局部防突措施補充”的原則；突出礦井采掘工作做到“不掘突出頭、不采突出面”，未按要求采取區(qū)域綜合防突措施的，嚴 禁采掘活動；區(qū)域防突工作應當做到“多措并舉、可保必保、應抽盡抽、效果達標”。根據(jù)爆炸傳播速度與音速的關系，可將瓦斯爆炸分為以下三類：爆燃、爆炸、 爆轟瓦斯抽采要優(yōu)先選擇高負壓大流量水環(huán)式真空泵，瓦斯抽采泵和管網(wǎng)的能力 要留有足夠的富余系數(shù)，泵的裝機能力

4、應為需要抽采的23倍具備條件的礦井， 應分別建立高、低濃度兩套抽采系統(tǒng)，滿足煤層預抽、卸壓抽采和采空區(qū)抽采的 需求二、名詞突出煤層：在礦井井田范圍內(nèi)發(fā)生過突出的煤層、經(jīng)鑒定有突出危險性的煤 層或按突出煤層管理的煤層。甲烷帶：煤層的瓦斯壓力、瓦斯含量隨埋藏深度的增加呈有規(guī)律的增長。增長的梯度，在不同煤質(zhì)（煤化程度）、不同地質(zhì)構造與賦存條件有所不同。 相對瓦斯涌出量隨開采深度增加而有規(guī)律增加。瓦斯災害出現(xiàn)。煤層瓦斯壓力是指煤層孔隙內(nèi)氣體分子自由熱運動所產(chǎn)生的作用力，由游離 瓦斯形成，即瓦斯作用于孔隙壁的壓力。煤層原始瓦斯壓力是指煤層未受采 動、瓦斯抽采及人為卸壓等影響處的煤層瓦斯壓力；煤層殘存瓦斯

5、壓力是指 煤層受采動、瓦斯抽采及人為卸壓等影響后殘存的瓦斯呈現(xiàn)的壓力；煤層瓦 斯壓力單位為MPa可解吸瓦斯含量是指當原始煤體受到采動等因素的影響，煤質(zhì)在常壓和儲層溫度下自然脫附出來的煤層瓦斯含量，單位為m3/t或mL/g可解吸瓦斯含量=煤層原始瓦斯含量-殘存瓦斯含量。殘存瓦斯含量是指在標準狀態(tài) 下，煤樣自然解吸平衡后，殘存在煤樣中的瓦斯含量。透氣性的物理意義是在1m3煤體的兩側(cè)，當其壓力的平方差為0.01MPa2時， 通過1m2煤面，每日流過的瓦斯量瓦斯涌出量是指在礦井建設和生產(chǎn)過程中從煤與巖石內(nèi)涌出的瓦斯量。絕對 瓦斯涌出量，在單位時間內(nèi)從煤層和巖層以及采落的煤（巖）體所涌出的瓦 斯量，相對

6、瓦斯涌出量，平均日產(chǎn)一噸煤同期所涌出的瓦斯量瓦斯爆炸甲烷和空氣混合后，在一定的條件下遇高溫熱源發(fā)生的劇烈的 連鎖反應。并伴有高溫高壓的現(xiàn)象，在瓦斯爆炸的過程中，火焰從火源占據(jù) 的空間不斷的傳播到爆炸性混合氣體所在的整個空間甲烷在混合氣體中的 濃度為9.5%，這個濃度是理論上爆炸最強烈的甲烷濃度石門揭煤是在巷道掘進過程中，遇到煤層時，揭露煤層的過程瓦斯積聚是指體積大于0.5立方米的空間內(nèi)積聚的瓦斯?jié)舛冗_到2%的現(xiàn)象）。 為了防止瓦斯積聚，每一礦井必須從生產(chǎn)技術管理上盡量避免出現(xiàn)盲巷，臨 時停工地點不準停風，并加強通風系統(tǒng)管理，嚴格執(zhí)行瓦斯檢查制度，及時 安全地處理積聚瓦斯瓦斯能夠爆炸的濃度范圍稱

7、為瓦斯爆炸界限。能夠發(fā)生挖爆炸的最低瓦斯?jié)舛戎禐橥咚?爆炸下限；能夠發(fā)生挖爆炸的最高瓦斯?jié)舛戎禐橥咚贡ㄉ舷?，在新鮮空氣中，瓦斯爆 炸的界限為5%-16%，瓦斯爆炸的下限為5%，瓦斯爆炸的上限為16%。三、簡答突出過程可劃分為4個階段：準備階段能量積聚過程，有突出預兆；過程時間變化范圍很大，有時幾秒 鐘即可完成。激發(fā)階段應力狀態(tài)突然改變，煤體破壞形成大量的裂隙，吸附瓦斯大量解 吸參與突出。落煤、打眼、刨柱窩等都可以激發(fā)突出發(fā)展階段 在地應力與瓦斯壓力作用下，連續(xù)剝離并破碎煤煤體；破碎的煤 在瓦斯內(nèi)能作功下，運送邊粉碎。終止階段 遇到較硬的煤體，地應力與瓦斯壓力降低不足以破壞煤體，突出 孔道被堵

8、塞煤層瓦斯壓力測壓地點的選擇原則：測定地點應優(yōu)先選擇在石門或巖巷中，選擇巖性致密的地點，且無斷層、 裂隙等地質(zhì)構造處布置測點，其瓦斯賦存狀況要具有代表性。測壓鉆孔應避開含水層、溶洞，并保證測壓鉆孔與其距離不小于50m。對于測定煤層原始瓦斯壓力的測壓鉆孔應避開采動、瓦斯抽采及其他人 為卸壓影響范圍，并保證測壓鉆孔與其距離不小于50m。對于需要測定煤層殘余瓦斯壓力的測壓鉆孔，則根據(jù)測壓目的的要求進 行測壓地點的選擇。選擇測壓地點應保證測壓鉆孔有足夠的封孔深度（穿層測壓鉆孔的見煤 點或順層測壓鉆孔的測壓室應位于巷道的卸壓圈之外），并需保證15m 以上的巖柱長度。采用注漿封孔的上向測壓鉆孔傾角應不小于

9、5。同一地點應設置兩個測壓鉆孔，其終孔見煤點或測壓氣室應在相互影響 范圍外，原則上測壓孔距離外應不小于20m。瓦斯壓力測定地點宜選擇在進風系統(tǒng)，行人少且便于安設保護柵欄的地 方1.2.1)2)3)4)5)6)7)3.4.礦井瓦斯等級：根據(jù)礦井的瓦斯涌出量和涌出形式劃分為。突出礦井具備下列情形之一的礦井為突出礦井：（一）發(fā)生過煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出的；（二）經(jīng)鑒定具有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出煤（巖）層的；（三）依照有關規(guī)定有按照突出管理的煤層，但在規(guī)定期限內(nèi)未完成突出危 險性鑒定的。高瓦斯礦井具備下列情形之一的礦井為高瓦斯礦井：（一）礦井相對瓦斯涌出量大于10m3/t；（二）礦井絕

10、對瓦斯涌出量大于40m3/min ；（三）礦井任一掘進工作面絕對瓦斯涌出量大于3m3/min；（四）礦井任一采煤工作面絕對瓦斯涌出量大于5m3/min。瓦斯礦井同時滿足以下條件的礦井為瓦斯礦井：（一）礦井相對瓦斯涌出量小于或等于10m3/t；（二）礦井絕對瓦斯涌出量小于或等于40m3/min；（三）礦井各掘進工作面絕對瓦斯涌出量均小于或等于3m3/min；（四）礦井各采煤工作面絕對瓦斯涌出量均小于或等于5m3/min建立瓦斯抽采系統(tǒng)的條件煤礦安全規(guī)程和煤礦瓦斯抽采基本指標規(guī)定：有下列情況的礦井， 必須建立地面永久抽采瓦斯系統(tǒng)或井下臨時抽采瓦斯系統(tǒng)：一個采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或

11、一個掘進工作面瓦斯涌出 量大于3m3/min，用通風方法解決瓦斯問題不合理的。礦井絕對瓦斯涌出量達到以下條件的：大于或等于40m3/min；年產(chǎn)量1.01.5Mt的礦井，大于30m3/min；年產(chǎn)量0.61.0Mt的礦井，大于25m3/min；年產(chǎn)量0.40.6Mt的礦井，大于20m3/min；年產(chǎn)量小于或等于0.4Mt的礦井，大于15m3/min。開采有煤與瓦斯突出危險的煤層。防治煤與瓦斯突出規(guī)定：“突出礦井必須建立滿足防突工作要求的地面永 久瓦斯抽采系統(tǒng)”，“現(xiàn)行煤礦規(guī)程、規(guī)范、標準、規(guī)定等有關突出防治的內(nèi) 容與本規(guī)定不一致的，依照本規(guī)定執(zhí)行?！币虼?，瓦斯突出礦井必須建立地 面永久瓦斯抽采

12、系統(tǒng)瓦斯抽采的可行性論證煤層瓦斯抽采難易程度分類指標rf-rf指標難易程度-鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù) a /d-i百米鉆孔瓦斯極限抽采量Q/m3煤層透氣性系數(shù)A /m2 MPa-2 d-i容易抽采1440010可以抽采0.003 0.0514400288010 0.1較難抽采0.0528800.17.7.本煤層采前抽采瓦斯防突機理（P119）體現(xiàn)在以下方面：1.降低地應力，釋放應變潛能。2.釋放瓦斯，降低瓦斯?jié)撃堋?.增大突出阻力8.突出預兆可分為3個方面：1）地壓顯現(xiàn)方面的預兆有：煤炮聲、支架聲響，巖煤開裂，底鼓，來壓， 鉆孔變形等等。2）瓦斯涌出方面的預兆有：瓦斯?jié)舛仍龃?，瓦斯涌出忽大忽小，?/p>

13、鉆時頂 鉆、卡鉆和抱鉆，鉆孔噴瓦斯煤壁或工作面溫度降低，也有少數(shù)實例發(fā)現(xiàn)煤壁溫度升高，等等3）煤力學性能與結構方面的預兆有：層理紊亂，傾角變陡，波狀隆起，斷 層等等煤與瓦斯突出鑒定測點布置要求1)2)應當能有效代表待鑒定范圍的突出危險性應按照不同的地質(zhì)單元分別布置，測點分布和數(shù)量根據(jù)煤層范圍大小、地質(zhì)構造復雜程度等確定3）4）對鑒定的總體要求同一地質(zhì)單元內(nèi)沿煤層走向測點不應少于2個，沿傾向不應少于3個埋深最大的開拓工程部位布置應有測點對鑒定的總體要求礦井有下列情況之一的，應立即進行突出煤層鑒定；鑒定未完成前， 應當按照突出煤層管理:煤層有瓦斯動力現(xiàn)象的相鄰礦井開采的同一煤層發(fā)生突出 的；煤層瓦

14、斯壓力達到或者超過0.74MPa（表壓力）的。突出煤層和突出礦井的鑒定 由煤礦企業(yè)委托具有突出危險性鑒定資質(zhì)的單位進行，鑒定單位應當在接受委托之日起 120天內(nèi)完成鑒定工作爆炸主要影響因素可燃性氣體爆炸界限受多種因素的影響：1）溫度對爆限的影響 隨著溫度的升高，甲烷爆炸下限下降，上限升高， 即爆炸范圍擴大。2）初始壓力對爆炸界限的影響隨著初始壓力的升高，甲烷爆炸下限變動 很小而上限上升很大。3） 其它可燃氣體的影響混入甲烷同系物和CO時，瓦斯爆炸下限下降4）氧濃度對爆炸界限的影響爆炸三角形5） 煤塵的影響飛揚在烷空氣體中的煤塵，會降低甲烷的爆炸下限。6）引火源點燃能量的影響 引火源向鄰近的烷空

15、氣體層傳輸?shù)哪芰吭酱螅?爆炸范圍也越寬。四、論述1.防治煤與瓦斯突出的區(qū)域性措施區(qū)域綜合防突措施（區(qū)域四位一體）包括下列內(nèi)容：（一）區(qū)域突出危險性預測一瓦斯參數(shù)結合瓦斯地質(zhì)分析（二）區(qū)域防突措施（開采保護層區(qū)域性預抽煤層瓦斯）（三）區(qū)域措施效果檢驗（四）區(qū)域驗證九種基本方法煤層瓦斯含量的主要影響因素？（論述題）1、煤層的埋藏深度：煤層的埋藏深度的增加，有利于封存瓦斯。瓦斯風化帶中瓦斯含 量小，不會發(fā)生瓦斯突出。甲烷帶內(nèi)，瓦斯含量隨深度的增加而增大。2、圍巖透氣性：圍巖為致密完整的低透氣性巖層，煤層中的瓦斯就易于保存下來，瓦 斯含量就大，瓦斯壓力也大。圍巖透氣性大，煤層瓦斯含量就小。3、煤層露頭

16、：煤層露頭是瓦斯向地面排放的出口，露頭存在時間越長，瓦斯排放越多； 反之地表無露頭的煤層，瓦斯含量較高。4、煤化程度：煤的煤化程度越高，存儲瓦斯的能力越強。因此，在其它條件相同時， 高變質(zhì)煤比低變質(zhì)煤瓦斯含量大。5、地質(zhì)構造：封閉型地質(zhì)構造有利于封存瓦斯，開放型地質(zhì)構造有利于瓦斯排放。（1）褶曲構造背斜構造：瓦斯風化帶以下，背斜頂板為致密巖層又未遭到破壞時，在背斜軸部 的瓦斯容易積聚和保存下來，瓦斯含量較高。當背斜軸部的頂部巖（煤）層形成連通 地表的張性裂隙時，瓦斯就會流失掉，瓦斯含量就會降低。向斜構造：向斜構造一般軸部的瓦斯含量比翼部高，這是軸部巖層受到強力擠壓， 圍巖的透氣性會變得更低，則

17、軸部封存較多瓦斯。（2 ）斷裂構造開放性斷層（張性、張扭性斷層），不論其與地表是否直接相通，都會因其有利于瓦 斯的散放而使瓦斯含量降低，而封閉性斷層（壓性、壓扭性斷層）不利于瓦斯的排放， 煤層瓦斯含量則較高6、地層的地質(zhì)史：煤化階段經(jīng)歷了漫長的地質(zhì)年代，其間地層多次下降或者抬升，覆 蓋層加厚或者遭受剝蝕，陸相與海相交替變化，遭受地質(zhì)構造運動破壞影響等控制 了煤層瓦斯的逸散。7、水文地質(zhì)條件：地下水活躍的地區(qū)，煤層瓦斯含量減小。其原因有二：一是瓦斯能 溶于水，盡管其溶解度很小，但經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代，可以從煤層中帶走數(shù)量可觀 的被溶解的瓦斯；二是地下水溶蝕一部分礦物質(zhì)，使地層得到卸壓，地應力降低，

18、 導致煤巖層裂隙發(fā)育和透氣性的增加，從而增強了煤層瓦斯的流失。瓦斯突出的一般規(guī)律1）瓦斯突出發(fā)生在一定深度上，突出危險性隨采深增加而增大2）煤巷掘進工作面發(fā)生突出最多，發(fā)生突出的概率由大到小排序為：平巷、 回采面、上山、石門、下山及其它3）煤層突出危險性隨煤厚（特別是軟分層的厚度）增加而加大4）突出大多數(shù)發(fā)生在地質(zhì)構造帶5）大多數(shù)突出前有作業(yè)方式誘導6）突出前大多有預兆7）煤體破壞程度越高，突出危險性越大8）石門突出危險性最大9）煤層突出危險區(qū)常呈條帶狀分布煤與瓦斯動力現(xiàn)象分為煤與瓦斯突然噴出（突出）、煤的壓出伴隨瓦斯涌出（壓 出）和煤的傾出伴隨瓦斯涌出（傾出）3種類型，各類型基本特征如下：突出的基本特征：1）突出的煤向外拋出的距離較遠，具有分選現(xiàn)象；2）拋出的煤堆積角小于自然安息角；3）拋出的煤破碎程度較高，含有大量碎煤和一定數(shù)量手捻無粒感的煤粉；4）有明顯的動力效應，如破壞支架，推倒礦車，損壞或移動安裝在巷道內(nèi) 的設施等；5）有大量的瓦斯涌出，瓦斯涌出量遠遠超過突出煤的瓦斯含量，有時會使 風流逆轉(zhuǎn)；6）突出孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形、分岔形以及其它形狀。壓出的基本特征：1）壓出有兩種形式，即煤的整體位移和煤有一定距離的拋出，