1、矿井瓦斯与矿尘防治11.矿井瓦斯的概念广义：井下除正常空气的大气成份以外，涌向采矿空间的各种有毒、有害气体总称。狭义：煤矿生产过程中从煤、岩内涌出的，以甲烷为主要成份的混合气体总称。2.瓦斯的成因煤层瓦斯是腐植型有机物（植物）在成煤过程中生成的3.煤层瓦斯赋存状态 游离瓦斯吸附瓦斯 水合物状态瓦斯4.瓦斯水合物如果自然赋存与煤层中，它对煤矿安全有何影响？解：由于瓦斯水合物高含水率，煤层瓦斯水合区周围的瓦斯气体绝大部分将被水合固结，煤层中赋存介质由气态瓦斯变成固态水合物，那么其赋存煤层的应力分布将发生较大变化；又由于瓦斯水合物的高分解热，瓦斯络合过程中必将从水合区周围围岩中吸取大量的热量，同时伴
2、随着大量瓦斯气流的传递，所以煤层中会发生较复杂的物质流动和热量传递现象，瓦斯的浓度梯度和围岩的温度梯度也将发生较大变化。瓦斯水合物的形成将使处于危险状态的煤层体系变得较为稳定，由于大量瓦斯气体的固结，煤与瓦斯突出及瓦斯爆炸事故发生的概率将会大大降低；同时，由于大量的瓦斯气体水合物固化后潜藏于煤层中，在估算煤层瓦斯含量时，若忽视该相态瓦斯的存在，则会造成煤矿潜在的危险。5.煤层瓦斯垂向分带规律，及其意义：四带： CO2- N2 带、N2 带、N2CH4 带、CH4 带。将前三带总称为瓦斯风化带。意义：掌握煤层瓦斯垂直分带特征，是搞好矿井瓦斯涌出量预测和日常瓦斯管理工作基础。6.如何瓦斯风化带下部
3、边界的确定？解：在瓦斯风化带开采煤层时，煤层的相对瓦斯涌出量达到 2-3m3/t；煤层内的瓦斯组分中甲烷组分含量达到 80%（体积比） ；煤层内的瓦斯压力为 0.10.15MPa；煤的瓦斯含量达到 23 m3/t（烟煤）和 57 m3/t（无烟煤） 。7.煤的孔隙特征有哪些？解：集气性-CH4 的存在形态、含量; 渗透性-流态、流出形式、涌出量；力学特性-强度、弹性、脆性。8.什么叫孔隙率（f）解：单位体积固体具有的孔隙容积。9.影响煤与瓦斯吸附量的主要因素(1) 瓦斯压力 t=const , P X(2) 温度 P = const t X 温度每升高 1，吸附瓦斯的能力降低约 8%。(3)
4、瓦斯的性质 对于特定的煤，在 t、P 一定时，CO2 的吸附量CH4 的吸附量N2 的 吸附量 (4) 煤的变质程度 变质程度反映了煤的表面积与化学组成；变质程度越高（Vr ） X在成煤初期，煤的结构琉松、孔隙率大，因此褐煤吸附瓦斯能力较大。在变质作用初期，由于压力的影响，煤的孔隙率减小，渐趋致密，故长焰煤吸附能力下降，随着煤的进一步变质，在高温高压作用下煤体内部因干馏作用而生成许多微孔隙，使吸附表面逐渐增加，到无烟煤达到最大值。无烟煤之后，由于强大的地压作用微孔隙收缩而减小，到石墨为零，吸附能力完全消失。矿井瓦斯与矿尘防治2(5) 煤中的水份 水份的增加使煤的吸附能力降低。(6) 煤中的灰份
5、（Ac） 灰份不吸附瓦斯，我国习惯于用可燃基作单位。10.Langmuir 吸附方程（1916 年） 理论计算式：式中：X-给定温度下的吸附量，m3/t；a-吸附常数，极限吸附量，m3/t；b-吸附常数，Mpa-1;P-吸附平衡时的气体压力，Mpa。a、b 通过实验室测定得出。实际算式：11.煤层瓦斯压力及瓦斯压力梯度计算：瓦斯压力：煤层孔隙或裂隙内气体分子自由运动撞击所产生的作用力，它在某一点上各向大小相等，方向与孔隙壁垒垂直。是决定煤层瓦斯含量、瓦斯流动动力高低以及瓦斯动力现象的基本参数。gp-煤层瓦斯压力梯度， Mpa/m12HPgp根据瓦斯压力梯度可以预测深部煤层瓦斯压力。预测计算式：
6、 1)(Pgp式中： P预测的甲烷带内深 H(m)处的瓦斯压力，MPagp瓦斯压力梯度，MPa/m特例： 0)(Hp式中：P0-甲烷带上部边界处瓦斯压力，取 0.2MPa 。H0-甲烷带上部边界深度，m。举例：某矿瓦斯风化带深度为 100m，在 200m 处测得煤层瓦斯压力为 0.5MPa，预测 300m 处煤层瓦斯压力。bPaX1PkX1矿井瓦斯与矿尘防治312.影响煤层瓦斯含量的因素煤层瓦斯含量主要取决于：瓦斯生成量；瓦斯向煤层运移条件；煤层贮存瓦斯的性能。影响因素：煤层变质程度、煤层赋存条件、地质构造、煤层围岩性质、水文地质条件。1.煤的变质程度在煤化作用过程中，不断地产生瓦斯，煤化程度
7、越高，生成的瓦斯量越多。因此，在其它因素相同的条件下，煤的变质程度越高，煤层瓦斯含量越大。煤的变质程度不仅影响瓦斯的生成量，还在很大程度上决定着煤对瓦斯的吸附能力。2.煤层的赋存条件（1）露头成煤的地质年代中，若有露头长时间与大气相通，瓦斯沿煤层流动，煤层瓦斯往往沿煤层露头排放，瓦斯含量大为减少。（2）煤层倾角 煤层倾角愈大，煤层瓦斯含量愈低。（3）埋藏深度在瓦斯风化带以下，煤层瓦斯含量、瓦斯压力和瓦斯涌出量都与深度的增加有一定的比例关系。一般情况下，煤层中的瓦斯压力随着埋藏深度的增加而增大。随着瓦斯压力的增加，煤与岩石中游离瓦斯量所占的比例增大，同时煤中的吸附瓦斯逐渐趋于饱和。因此从理论上分
8、析，在一定深度范围内，煤层瓦斯含量亦随埋藏深度的增大而增加。但是如果埋藏深度继续增大，瓦斯含量增加的速度将要减慢。3.煤层围岩性质煤层围岩是指煤层直接顶、老顶和直接底板等在内的一定厚度范围的层段。煤层围岩对瓦斯赋存的影响，决定于它的隔气、透气性能。当煤层顶板岩性为致密完整的岩石，如页岩、油母页岩时，煤层中的瓦斯容易被保存下来；顶板为多孔隙或脆性裂隙发育的岩石，如砾岩、砂岩时，瓦斯容易逸散。exp:北京京西煤矿，不论是下侏罗统或是石炭二叠系的煤层，尽管煤的牌号为无烟煤，由于煤层顶板为 1216m 的厚层中粒砂岩，透气性好，因此煤层瓦斯含量小，矿井瓦斯涌出量低。4.地质构造：一方面是造成了瓦斯分布
9、的不均衡，另一方面是形成了有利于瓦斯赋存或有利于瓦斯排放的条件。(1) 褶皱构造褶皱的类型、封闭情况和复杂程度，对瓦斯赋存均有影响。当煤层顶板岩石透气性差，且未遭构造破坏时，背斜有利于瓦斯的储存，是良好的储气构造，背斜轴部的瓦斯会相对聚集，瓦斯含量增大。形成“气顶” 。在向斜盆地构造的矿区，顶板封闭条件良好时，瓦斯沿垂直地层方向运移是比较困难的，大部分瓦斯仅能沿两翼流向地表。地质构造作用煤包、地 垒、地堑都为高瓦斯区。（2）断层断层破坏了煤层的连续完整性，使煤层瓦斯运移条件发生变化。有的断层有利于瓦斯排放，也有的断层对瓦斯排放起阻挡作用，成为逸散的屏障。前者称开放型断层，后者称封闭型断层。 5
10、.水文地质条件地下水与瓦斯共存于煤层及围岩之中，其共性是均为流体，运移和赋存都与煤、岩层矿井瓦斯与矿尘防治4的孔隙、裂隙通道有关。由于地下水的运移，一方面驱动着裂隙和孔隙中瓦斯的运移；另一方面又带动溶解于水中的瓦斯一起流动。尽管瓦斯在水中的溶解度仅为 14%，但在地下水交换活跃的地区，水能从煤层中带走大量的瓦斯，使煤层瓦斯含量明显减少。同时，水吸附在裂隙和孔隙的表面，还减弱了煤对瓦斯的吸附能力。因此，地下水的活动有利于瓦斯的逸散。地下水和瓦斯占有的空间是互补的，这种相逆的关系，常表现为水大地带瓦斯小，反之亦然。6.岩浆活动岩浆活动对瓦斯赋存的影响比较复杂。岩浆侵入含煤岩系或煤层，在岩浆热变质和
11、接触变质的影响下，煤的变质程度升高，增大了瓦斯的生成量和对瓦斯的吸附能力。(1)在无隔气盖层、封闭条件不好的情况下，岩浆的高温作用可以强化煤层瓦斯排放，使煤层瓦斯含量减小。(2)岩浆岩体有时使煤层局部被覆盖或封闭，成为隔气盖层。但在有些情况下，由于岩脉蚀变带裂隙增加，造成风化作用加强，可逐渐形成裂隙通道，而有利于瓦斯的排放。岩浆活动对瓦斯赋存既有生成、保存瓦斯的作用，在某些条件下又有使瓦斯逸散的可能性。13.构造煤定义：构造煤是在一期或多期构造应力作用下，煤体原生结构、构造发生不同程度的脆裂、破碎或韧性变形或叠加破坏甚至达到内部化学成分和结构变化的一类煤 。14.什么透气性系数：煤层透气性系数
12、是煤层瓦斯流动难易程度的标志。15.瓦斯涌出的表示方法及其计算：1）瓦斯涌出量的含义-指在矿井建设和生产过程中从煤与岩石内涌出的瓦斯量。它是确定矿井瓦斯等级、进行矿井通风计算等方面的依据。 2）瓦斯涌出量表示方法绝对瓦斯涌出量-单位时间涌出的瓦斯体积，单位为 m3/d 或 m3/min：Qg=QC/100 式中 Qg绝对瓦斯涌出量 m3/min；Q风量，m3/min；C风流中的平均瓦斯浓度，。相对瓦斯涌出量- 矿井正常生产条件下，平均日产一吨煤所涌出的瓦斯体积 。qg=Qg/A 式中：qg相对瓦斯涌出量，m3/t；Qg绝对瓦斯涌出量，m3/d； A-日产量，t/d说明：（1）相对瓦斯涌出量单位
13、的表达式虽然与瓦斯含量的相同，但两者的物理含义是不同的，其数值也是不相等的。二者谁大？为什么？（2）相对涌出量的单位： m3/t，过去采用： m3/(t.d)是不正确的。 【例题】 某矿井总排风量为 22000m3/min,总排风流中的瓦斯浓度为 0.25，平均日产煤量为 2475t，月工作日 30d。求该矿井的绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量。16.瓦斯涌出形式指矿井瓦斯在时间、空间上的分布形式。(1) 普通涌出-长时间地、均匀地从煤体中涌出瓦斯。特点：时间上：连续不断；空间上：普遍存在；涌出强度：缓慢、均匀。(2) 特殊涌出-指矿井生产过程中，在某些特定地点突然地于一段时间内大量涌出瓦斯的现
14、象。特点：时间上：突然地、间隔的；空间上：非普遍存在；涌出强度：产生动力破坏。02pk煤层瓦斯透气性系数，m2/MPa2.d矿井瓦斯与矿尘防治5掘进巷道的瓦斯涌出17.影响瓦斯涌出量的主要因素决定于自然因素和开采技术因素的综合影响。（1） 自然因素煤层和围岩的瓦斯含量 它是决定瓦斯涌出量多少的最重要因素。一般地，煤层的瓦斯含量 越高，开采时的瓦斯涌出量也越大。地面大气压变化。 对回采工作面采空区和老空区、塌陷区、冒顶区瓦斯涌出有明显影响。（2）开采技术因素 开采规模、开采顺序与回采方法、生产工艺、风量变化、采区通风系统、采空区的密闭质量 开采规模 开采规模指开采深度，开拓与开采范围和矿井产量。
15、 A、在甲烷带内，随着开采深度的增加，相对瓦斯涌出量增大。B、开拓与开采的范围越广，煤岩的暴露面就越大，因此，矿井瓦斯涌出量也就越大。C、矿井产量与矿井瓦斯涌出量间的关系比较复杂，达产前、达产后及产量收缩期。开采顺序与回采方法 首先开采的煤层（或分层）瓦斯涌出量大；采空区丢失煤炭多，回采率低的采煤方法，采区瓦斯涌出量大。顶板管理采用陷落法比充填法能造成顶板更大范围的破坏和卸压，临近层瓦斯涌出量就比较大。回采工作面周期来压时，瓦斯涌出量也会大大增加。生产工艺 瓦斯从煤层暴露面（煤壁和钻孔）和采落的煤炭内涌出的特点是，初期瓦斯涌出的强度大，然后大致按指数函数的关系逐渐衰减。所以落煤时瓦斯涌出量总是
16、大于其它工序。风量变化 矿井风量变化时，瓦斯涌出量和风流中的瓦斯浓度会发生扰动，但很快就会转变为另一稳定状态。采区通风系统 采区通风系统对采空区内和回风流中瓦斯浓度分布有重要影响。采空区的密闭质量 采空区内往往积存着大量高浓度的瓦斯（可达 6070%） ，如果封闭的密闭墙质量不好，或进、回风侧的通风压差较大，就会造成采空区大量漏风，使矿井的瓦斯涌出增大。18.煤巷排瓦斯极限期-Tj煤壁涌出瓦斯随着暴露时间的延长而逐渐减小，当达到 Tj 时，瓦斯涌出接近零，此时间称为排瓦斯极限期。一般为 6 12 个月。19.回采工作面瓦斯涌出来源解： 本开采煤层：煤壁、采空区、采落煤炭； 厚煤层未采分层； 采
17、动影响邻近层； 围岩。20.矿井瓦斯等级及其鉴定一、矿井瓦斯等级划分原则：按矿井瓦斯涌出量的大小和瓦斯涌出形式。意义：便于进行分级管理，使矿井瓦斯管理趋于科学化。瓦斯矿井：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。突出矿井：矿井在采掘过程中，只要发生过 1 次煤（岩）与瓦斯突出，即为突出矿井。突出煤层：发生突出的煤层即为突出煤层。矿井瓦斯与矿尘防治6根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：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。（二）高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于 10m3/t 或矿井
18、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。二、矿井瓦斯等级鉴定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，报省（自治区、直辖市）负责煤炭行业管理的部门审批，并报省级煤矿安全监察机构备案。 1、鉴定时的生产条件 正常生产，产量不低该地区总产量的 60%。2、鉴定时间 根据矿井生产和气候变化规律，选在瓦斯涌出量较大的一个月份。3、鉴定工作内容及要求 （1）一月上、中、下旬某一天分三班进行。在矿井、煤层、一翼、水平和采区回风道中， 分别测定风量和瓦斯浓度。（2）抽放瓦斯矿井，鉴定期间的抽放量应计算。（3）计算瓦斯涌出量。（4）编写鉴定报告。21.瓦斯梯
19、度法瓦斯梯度是指相对瓦斯涌出量每增加 1m3/t 时深度增加的米数。计算式： 12qHa式中： H1、H2瓦斯风化带以下两次测定涌出量的深度，m，H2H1； q1、q2对应于 H1、H2 的相对瓦斯涌出量，m3/t。 注：a 大说明瓦斯涌出量随深度增加慢。利用求得的瓦斯梯度，可对深部的瓦斯涌出量进行预测： aHq1式中 q待求深度的相对瓦斯涌出量，m3/t； H对用于 q 的深度，m。适用条件与注意事项： 地质采矿条件相似的地区； 生产正常的矿井，瓦斯风化带以下 12 个阶段； 足够的瓦斯涌出量数据； 适用于甲烷带内，外推深度100200m。【例题 1】某矿地表标高+150M，该矿瓦斯风化带深
20、度为 180m,开采结束时-450M 水平的瓦斯涌出量为 23.5m3/t。求算该矿的瓦斯梯度。【例题 2】某矿开采深度在 200m 和 400m 时的相对瓦斯涌出量分别为 12.6m3/t 和 33m3/t。求其瓦斯梯度。22.矿井瓦斯平衡及其意义：定义：矿井各种瓦斯涌出来源在矿井瓦斯涌出总量中所所占的比重。意义：取决于矿井自然因素和开采技术因素。是矿井风量分配和日常瓦斯治理工作的基础。23.矿井瓦斯治理原则：分源治理、按瓦斯危险程度进行分级和分类治理、综合治理。24.瓦斯爆炸链式反应过程：链引发、链传递、链分支、链终止。理论上瓦斯浓度为 9.5%瓦斯爆炸最猛烈。25.什么是感应期-引火延时
21、性()解：从接触火源到氧化反应转化为快速燃烧（爆炸）的时间间隔。CH4 浓度越大 越大、火源温度越小 越小。矿井瓦斯与矿尘防治726.改变爆炸界限的因素有:其它可燃气体混入、煤尘的影响（ 降低 CH4 的爆炸下限。 ） 、惰性气体的混入（N2 、CO2、卤族元素） 、混合气体的初始温度、引火源点火能量的影响27.影响引火温度的因素有：瓦斯浓度、气压（混合气体的压力越大，引火温度就越低） 、火源的性质28.什么叫瓦斯积聚及其原因：定义： 体积大于 0.5m3 的空间内积聚的瓦斯浓度达到 2.0%的现象。原因：（1）局部通风机停止运转引起瓦斯积聚（2）风筒断开或严重漏风引起瓦斯积聚 （3）采掘面风
22、量不足引起瓦斯积聚（4）风流短路引起瓦斯积聚（5）通风系统不合理、不完善引起瓦斯积聚（6）采空区或盲巷瓦斯积聚（7）瓦斯涌出异常引起积聚29.煤与瓦斯突出及其特点：解：定义是指煤与瓦斯在一个很短的时间内突然地连续地自煤壁暴露面抛向巷道空间所引起的动力现象。 特点：突出物的搬运特征：形成固体与气体两相混合流，可以流动到很远处。突出物的堆积特征：分选、沉积轮回，堆积角 安息角（35-40）突出物的破碎特征：产生大量手捻无颗粒的微尘。30.什么叫岩爆、煤爆、冲击地压：岩爆：在脆性岩体中掘进巷道时，由于高地应力的作用，巷道表面围岩的某些部位聚集了很高的压力，当围岩应力超过岩石岩体强度时，就会产生脆性破
23、坏，岩块猛烈、快速地向巷道空间弹射，并伴随声响和震动。煤爆(片帮，煤块抛射）：在煤矿中煤爆在软煤中几乎不发生，大部分的煤爆都发生在中等硬煤中。 （瓦斯涌出量变化较小） 采场冲击地压：是指发生在煤层回采或者准备过程中，在地应力作用下，采场及其附近发生那种急剧、猛烈破坏为特征的动力现象。31.突出危险程度划分突出矿井和突出煤层：矿井在采掘过程中，只要发生过 1 次煤（岩）与瓦斯突出（简称突出，下同） ，该矿井即为突出矿井，发生突出的煤层即为突出煤层。突出危险区和无突出危险区：突出煤层经区域预测可划分为突出危险区和无突出危险区。突出危险工作面和无突出危险工作面：突出危险区进行工作面煤与瓦斯突出预测。
24、32.综合作用说认为：突出主要是地应力、瓦斯、煤的力学性质等因素综合作用结果。33.石门突出：突出危险性最大，突出强度大，概率高，典型突出次数最多。34.防突规定：防突工作坚持“区域防突措施先行、局部防突措施补充”的原则。突出矿井采掘工作做到“不掘突出头、不采突出面” 。区域防突工作应当做到“多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标” 。 煤与瓦斯突出防治：突出危险的预测和检测、突出危险的消除35.煤巷掘进工作面突出预测指标存在问题1）钻孔瓦斯涌出初速度法 测定深度、测定时间、煤层的透气性系数2）钻屑指标法矿井瓦斯与矿尘防治8取煤屑点、取样时间3）共性问题分析 预测指标值的敏感性及其临界值问题、
25、煤巷预测的代表性问题36.石门及井筒揭煤突出危险性预测综合指标法（阈值）37.开采保护层（开采保护层为区域性防突技术）保护层：在突出矿井中，预先开采的、能使其它相邻有突出危险的煤层受到采动影响而减少或丧失突出危险的煤层称为保护层。被保护层：后开采的煤层称为被保护层。保护层位于被保护层上方的叫上保护层，位于下方的叫下保护层。开采保护层的作用(1) 地压减少，弹性潜能得以缓慢释放。(2) 煤层膨胀变形，形成裂隙与孔道，透气系数增加。所以被保护层内的瓦斯能大量排放到保护层采空区内，瓦斯含量压力都将明显下降。(3)煤层瓦斯涌出后，煤的强度增加。保护层开采消突原理框图选择保护层的原则（1）首先选择无突出
26、危险的煤层作为保护层；（2）当所有煤层均有突出危险时，选择突出危险性小的煤层作为保护层；（3）优先选择上保护层。（4）所有可采煤层均有严重突出危险时，可选择不可采煤层作为保护层。 保 护 层 开 采 顶 底 板 煤岩 层 移 动 被 保 护 层地 应 力 降 低膨 胀 变 形裂 隙 发 育 被 保 护 层透 气 性 增 大瓦 斯 解 析被 保 护 层瓦 斯 抽 采 被 保 护 层 瓦 斯压 力 下 降瓦 斯 含 量 降 低煤 体 强 度 提 高被 保 护 层 消 除突 出 危 险 性被 保 护 层安 全 开 采矿井瓦斯与矿尘防治9保护作用实质：卸压和排放瓦斯，其中卸压作用是首要的、决定性的。3
27、8.煤层注水39.局部防突技术：石门及井筒揭煤防突技术；煤层巷道掘进防突技术有：超前钻孔（包括大直径钻孔） 、深孔松动爆破、水力冲孔、金属骨架、震动放炮（震动放炮是引发突出的措施） 。40 抽放瓦斯的目的保障煤矿安全生产变高瓦斯突出危险煤层为低瓦斯无突出危险煤层；使工作面风流中（进风、回风、上隅角、尾巷）的瓦斯浓度不超限。利用高效洁净能源保护环境41.钻孔瓦斯流量衰减系数定义：不受采动影响条件下，煤层内钻孔的瓦斯流量随时间衰减变化特性系数。作用：可以作为煤层预抽瓦斯难易程度的一个指标。42.煤层可抽放性分类根据煤层可抽瓦斯的难易程度分为：（1）容易抽放；（2）勉强抽放；（3）难以抽放43.本煤
28、层瓦斯抽采存在的问题及提高本煤层瓦斯抽放量的途径： 问题：由于单孔抽采流量较小，当煤层透气性差时，钻孔工程量大；在巷道掘进期间由于瓦斯涌出量大，掘进困难。途径：增大钻孔直径：目前各国的抽放钻孔直径都有增大的趋势；增大煤层透气性：地面钻孔、水力压裂、水力破裂、水力割缝、交叉钻孔； 提高抽放负压：提高抽放负压是否能显著增加抽放量还存在着不同的看法。44.邻近层瓦斯抽采钻孔抽采（层内，层外，地面钻孔）从开采层层内巷道打钻孔抽放：尾巷倾斜钻孔抽放邻近层瓦斯、迎面斜交钻孔抽放邻近层瓦斯、运输巷钻孔抽放邻近层瓦斯；从开采层层内巷道打钻孔抽放：中间巷钻孔抽放邻近层瓦斯、回风巷钻场倾斜钻孔抽放上邻近层瓦斯、回
29、风巷与运输巷同时打钻孔抽放邻近层瓦斯；从开采层外打钻孔抽放邻近层：底板岩巷钻孔抽放邻近层瓦斯、顶板岩巷钻孔抽放邻近层瓦斯、邻近层巷道钻孔抽放邻近层瓦斯；地面钻孔抽放邻近层瓦斯：地面垂直钻孔抽放邻近层瓦斯、地面拐弯钻孔抽放邻近层瓦斯；巷道抽采顶板瓦斯巷抽放上邻近层瓦斯：平行工作面顶板瓦斯巷、垂直工作面顶板瓦斯巷、瓦斯巷与钻孔综合布置；巷道抽放：走向抽放巷、倾斜抽放巷。45.矿尘分散度：各种粒度的尘粒在矿尘总量中所占的百分比。矿尘分散度是衡量矿尘颗粒大小构成的一个重要指标。矿尘总量中微细颗粒多，所占比例 力降 低 煤 层 瓦 斯 含 量 和 压注 水 钻 孔 排 放 煤 层 瓦 斯 速 度降 低
30、煤 层 的 瓦 斯 放 散 初 及 其 应 力 分 布改 变 煤 的 物 理 力 学 性 质机 理 ,)cba矿井瓦斯与矿尘防治10大时，称为高分散度矿尘；反之，如果矿尘中粗大颗粒多，所占比例大，就称作低分散度矿尘。矿尘的分散度越高，危害性越大，而且越难捕获。46.什么是产尘强度、矿尘浓度：产尘强度：生产过程中，单位时间内生产的矿尘质量，mg/min。矿尘浓度：单位体积矿内空气中所含浮尘的数量称为矿尘浓度47.什么是安息角及其意义：安息角：粉尘通过小孔连续地下落到水平板上时，堆积成的锥体母线与水平面的夹角48.衡量粉尘湿润性的标准（a）湿润角的大小）当 60时，为亲水性粉尘，如：石英、方解石）
31、当 6085时，湿润性差的粉尘，如：滑石粉）当 90时，为憎水性粉尘，如：碳墨（b）湿润速度（U20）液体对试管中粉尘的湿润高度，通常取湿润时间为 20min，测得此时的湿润高度L20(mm)，则：49.矿尘尘源分布：采煤工作面 45%80%；掘进工作面 20%38%；锚喷作业 10%15%；运输作业 5%10%；其它作业 2%5%。煤矿粉尘的主要尘源是采掘、运输和装载、锚喷等作业场所。采掘工作面产生的浮游粉尘约占矿井全部粉尘的 80以上；其次是运输系统中的各转载点，由于煤岩遭到进一步破碎，也产生相当数量的粉尘。50.什么叫尘肺及其分类：尘肺：在生产中长期吸入大量微细粉尘而引起的以纤维组织增生
32、为主要特征的肺部疾病。尘肺类的分类煤矿尘肺病按吸入矿尘的成分不同，可分为三类：(1) 硅肺病(矽肺病)，由于吸入含游离 SiO2 含量较高的岩尘而引的尘肺病称为硅肺病。患者多为长期从事岩巷掘进的矿工。占 20 30%(2) 煤硅肺病(煤矽肺)，由于同时吸入煤尘和含游离i2 的岩尘所引起的尘肺病称为煤硅病肺。患者多为岩巷掘进和采煤的混合工种矿工。占 70 80%(3) 煤肺病。由于大量吸入煤尘而引起的尘肺病多属煤肺病。患者多为长期单一的在煤层中从事采掘工作的矿工。占 5 10%其中，矽肺危害最大，其发病期短，发病率高。51.煤尘爆炸的机理煤尘爆炸是在高温或一定点火能的热源作用下，空气中氧气与煤尘
33、急剧氧化的反应过程，是一种非常复杂的链式反应。一般煤尘爆炸机理及过程主要表现在以下方面：(1)煤本身是可燃物质，当它以粉末状态存在时，总表面积显著增加，吸氧和被氧化的能力大大增强，一旦遇见火源，氧化过程迅速展开； (2)当温度达到 300400时，煤的干馏现象急剧增强，放出大量的可燃性气体。如:甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氢。(3)形成的可燃气体与空气混合在高温作用下吸收能量，在尘粒周围形成活化中心，当活化中心的能量达到一定程度后，链反应过程开始，游离基迅速增加，发生了尘粒的闪燃；(4)闪燃所形成的热量传递给周围的尘粒，并使之参与链反应，导致燃烧过程急剧地循min/20LU矿井瓦斯与矿尘防治11环
34、进行。当燃烧不断加剧使火焰速度达到每秒数百米后，煤尘的燃烧便在一定临界条件下跳跃式地转变为爆炸。52.瓦斯爆炸与煤尘爆炸比较：相同点：（1）两者都发生在气相内；（2）爆炸均产生大量有毒、有害气体；（3）都存在一个爆炸感应期；（4）均为复杂的链反应。不同点：（1）煤尘爆炸比瓦斯爆炸复杂；（2）煤尘爆炸形成“粘焦” ；（3）煤尘爆炸最低点火能量大于瓦斯爆炸；（4）煤尘爆炸造成的危害大。53.煤尘爆炸的特征主要表现在：（怎样判断煤尘参与了爆炸）1、煤尘爆炸发生在气相内煤尘受热分解产生可燃气体，可燃气体的性质和数量，在燃烧和传播过程中起决定性作用。2、煤尘爆炸时，参与反应的挥发份是煤尘挥发份含量的一部
35、分（4070%） 。根据井下爆炸地点煤尘挥发份是否减少，是判断煤尘是否参与爆炸的标志之一。3、形成高温、高压、冲击波 压力距离关系4、煤尘爆炸具有连续性5、煤尘爆炸的感应期 -T 煤尘受热分解产生足够数量的可燃气体形成爆炸所需的时间。T 的长短主要取决于煤的挥发份含量（Vr） ，一般在 40ms 250ms。6、形成“粘焦”7、产生大量的 CO54.影响煤尘爆炸的因素一、煤的挥发分煤尘爆炸主要在尘粒分解的可燃气体（挥发份）中进行，因此，煤的挥发份数量和质量是影响煤尘爆炸的重要因素。一般说来，煤尘的可燃挥发分含量越高，爆炸性越强。即煤化作用程度低的煤，其煤尘的爆炸性强，随煤化作用程度的增高而爆炸
36、性减弱。二、煤的灰分和水分煤内的灰分是不燃性物质，能吸收能量，阻挡热辐射，破坏链反应，降低煤尘的爆炸性。煤的灰分对爆炸性的影响还与挥发分含量的多少有关，挥发分小于 15%的煤尘，灰分的影响比较显著，大于 15%时，天然灰分对煤尘的爆炸几乎没有影响。水分能降低煤尘的爆炸性，因为水的吸热能力大，能促使细微尘粒聚结为较大的颗粒，减少尘粒的总表面积，同时还能降低落尘的飞扬能力。煤的天然灰分和水分都很低，降低煤尘爆炸性的作用不显著，只有人为地掺入灰分(撒岩粉)或水分(洒水)才能防止煤尘的爆炸。 三、煤尘粒度粒度对爆炸性的影响极大。1mm 以下的煤尘粒子都可能参与爆炸，而且爆炸的危险性随粒度的减小而迅速增
37、加。四、空气中的瓦斯浓度瓦斯参与使煤尘爆炸下限降低。瓦斯浓度低于 4%时，煤尘的爆炸下限可用下式计算：m矿井瓦斯与矿尘防治12式中：m- 空气中有瓦斯时的煤尘爆炸下限，g/m3； - 煤尘的爆炸下限，g/m3； - 系数五、煤尘浓度煤尘爆炸具有一个界限。爆炸下限差别很大，我国一般采用：3050 g/m3；爆炸上限最高达 2000 g/m3。煤尘爆炸下限决定于煤的挥发份和灰分。当 Vr15%时，不同灰分含量的煤尘，爆炸下限无一定规律；当 Vr=15 30 %，Ac 30%时，爆炸下限随 Vr 当 Vr30%时，煤尘爆炸下限近似常数。六、空气中氧的含量空气中氧的含量高时，点燃煤尘的温度可以降低；氧
38、的含量低时，点燃煤尘云困难，当氧含量低于 16%时，煤尘就不再爆炸。含氧高，爆炸压力高；含氧低，爆炸压力低。七、引爆热源预防煤尘爆炸的技术措施主要包括：减、降尘措施；防止煤尘引燃措施及限制煤尘爆炸范围扩大等三个方面。目的是将空气中含尘浓度控制在国家规定的卫生标准以内55.水幕的安设位置及水炮泥作用机理：水幕：在巷道周壁间隔地安装一定数量（3 5 个）喷雾器，使整个巷道断面上都布满雾体，含尘空气经过此断面时，被除尘净化。水幕安设位置为： 矿井总入风流净化水幕：距井口 20100m 巷道内； 采区入风流净化水幕：风流分叉口支流里侧 2050m 巷道内； 采煤回风流净化水幕：距工作面回风口 1020
39、m 回风巷内； 掘进回风流净化水幕：距工作面 3050m 巷道内； 巷道中产尘源净化水幕：尘源下风侧 510m 巷道内。水幕是净化入风流和降低污风流矿尘浓度的有效方法。水泡泥作用机理： （1） 爆破时水袋破裂，水在高温高压下汽化，与尘粒凝结，达到降尘的目的。（2）水炮泥还能降低爆破产生的有害气体。（3）缩短通风时间。（4）能防止爆破引燃瓦斯。56.提高煤层注水效果的措施及其影响因素：煤层注水实质在回采之前预先在煤层中打若干钻孔，通过钻孔注入压力水，使其渗入煤体内部，增加 煤的水分，从而减少煤层开采过程煤尘的产尘量。大裂隙或孔隙中水的运动主要靠注水压力，而细小孔隙中水的运动主要靠毛细作用。影响煤
40、层注水效果的因素1、煤的裂隙和孔隙的发育程度 裂隙和孔隙的发育程度不同，注水效果差异也较大。煤体的裂隙越发育则越易注水。煤体的孔隙发育程度一般用孔隙率表示，系指孔隙的总体积与煤的总体积的百分比。根据实测资料，当煤层的孔隙率小于 4%时，煤层的透水性较差。2、上履岩层压力及支承压力3、液体性质的影响4、煤层内的瓦斯压力5、注水参数的影响57.岩粉棚的布置要求矿井瓦斯与矿尘防治13主要岩粉棚的岩粉量不得少于 400g/m2，辅助岩粉棚不得少于 200g/m2； 岩粉棚距可能发生煤尘爆炸的地点不得小于 60m，也不得大于 300m； 岩粉板与台板及支撑板之间，严禁用钉固定，以利于煤尘爆炸时岩粉板有效的翻落； 轻型岩粉棚的排间距 1.02.0m，重型为 1.23.0m； 岩粉棚上的岩粉每月至少检查和分析一次 。
