1、矿井瓦斯防治讲 课 ： 杨 支 华煤矿安全培训课程之一瓦斯防治瓦斯的概念：瓦斯是指矿井中主要有煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。有时单独之甲烷。瓦斯的性质：无色、无味、无臭的气体，相对密度0554，能燃烧和爆炸，难溶于水，不助燃也不供给呼吸。瓦斯的危害:（1）瓦斯燃烧。（2）瓦斯爆炸。（3）瓦斯窒息。影响瓦斯涌出量的因素 1、煤岩的瓦斯含量。 2、大气压变化对瓦斯涌出量的影响与瓦斯涌出来源关系。 3、开采规模。（深度、开拓和开采范围及产量）规模与涌出量成正比。 4、开采方法。（开采顺序、回采方法及生产工艺）先开采，回采率低的涌出量大 5、通风方法及采空区的管理。矿井瓦斯涌出、喷出和突出（形式）
2、瓦斯涌出：是指无色从受采动影响的煤层、岩层以及由采出的煤、矸石向井下空间均匀的方出瓦斯的现象。其范围广，持续时间长，使瓦斯进入矿井的主要方式。瓦斯（二氧化碳）喷出：是指煤体或岩体裂隙、孔洞火炮严重打乱瓦斯（二氧化碳）异常涌出的现象。煤（岩）与瓦斯突出：是指在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、岩和瓦斯由煤体和掩体内突然向采掘空间抛出的异常的动力现象。矿井瓦斯涌出量：矿井瓦斯涌出量大小可用绝对瓦斯涌出量和向对瓦斯涌出量来表示。绝对瓦斯涌出量是指单位时间内涌出的瓦斯量；相对瓦斯涌出量是指平均日产一吨煤所涌出的瓦斯量瓦斯喷出的原因及规律原因 1、煤层、岩层构造中储存大量的高压瓦斯引起喷出（内在原因）
3、。 2、由于放炮或机械摩擦震动使岩层破裂引起瓦斯喷出。（外在因素）规律 1、一般发生在地质条件复杂，构造破碎带内。 2、有征兆:矿压获得显著、堤坝突然骨气、支架破坏、煤层变软湿润、煤壁塌落、片帮掉渣、打钻夹钻、瓦斯涌出异常，浓度突大突小、有相声。矿井瓦斯等级划分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。瓦斯矿井必须依照瓦斯矿井等级进行管理。根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和涌出形式，可把瓦斯等级分为（1）低瓦斯矿井。矿井相对瓦斯涌出量10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量40m3/min。 (2)高瓦斯矿井。矿井相对瓦斯涌出量10m3/t或矿井瓦斯绝对涌出量 40m3/m
4、in。（3）煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。生产中容易积存瓦斯的区域回采工作面的上隅角、渡头掘进工作面巷道的上隅角、顶板冒落空间、停风的盲巷。瓦斯爆炸及防治措施 瓦 斯 爆 炸 的 概 念 瓦 斯 在 高 温 火 源 作 用 下 ， 与 氧 气 发 生 化 学反 应 ， 生 成 二 氧 化 碳 和 水 ， 放 出 大 量 的 热 ，这 些 热 量 能 使 反 应 过 程 中 生 成 的 二 氧 化 碳和 水 蒸 气 迅 速 膨 胀 ， 形 成 高 温 、 高 压 并 以极 高 的 速 度 向 外 冲 击 而 产 生 动 力 现 象 瓦斯爆炸的条件 1、瓦斯浓度5%16% （瓦斯和空气混合后
5、能发生爆炸的浓度范围是5%16%）。 2、引爆火源650750。（温度高于650 、能量大于028mJ和持续时间大于瓦斯爆炸感应期称为引起瓦斯爆炸的点火源。 3、氧气浓度大于12%。 瓦 斯 爆 炸 的 危 害 爆 炸 温 度 。 瓦 斯 爆 炸 的 温 度 在 1850-2650之 间 。 这 样 的 高 温 ， 不 仅 烧 伤 人 员 、 烧 坏 设 备 ，还 可 能 引 起 井 下 火 灾 ， 扩 大 灾 情 。 爆 炸 压 力 。 瓦 斯 爆 炸 后 的 压 力 约 为 爆 炸 前 的10倍 。 在 高 温 高 压 作 用 下 ， 爆 源 处 的 气 体 以 每 秒2500米 的 速
6、度 向 外 冲 击 。 伴 随 有 正 向 和 反 向 冲 击（ 火 风 压 ） ， 都 具 有 极 大 的 破 坏 性 。 有 毒 有 害 气 体 。 爆 炸 后 产 生 大 量 有 害 气 体 。主 要 成 分 为 ： 氧 气 降 低 到 6-10%、 氮 气 82-88%， 二氧 化 碳 4-8%、 一 氧 化 碳 2-4%。 爆 炸 后 生 成 大 量 一氧 化 碳 是 造 成 人 员 大 量 死 亡 的 主 要 原 因 。 引 起 煤 尘 爆 炸 。 爆 炸 产 生 的 高 温 、 高 压 作 用下 ， 冲 击 波 以 极 快 速 度 向 四 周 扩 散 ， 扬 起 大 量 煤尘 并
7、 使 之 参 与 爆 炸 ， 产 生 更 大 的 破 坏 、 力 和 更 多的 有 害 气 体 。 据 统 计 分 析 ， 很 多 爆 炸 事 故 不 是 单纯 的 瓦 斯 爆 炸 事 故 ， 而 是 煤 尘 参 与 了 爆 炸 。 瓦 斯 爆 炸 的 影 响 因 素 影 响 爆 炸 界 限 的 因 素 可 燃 气 体 的 混 入 。 如 果 有 可 燃 气 体 混 入 ，不 仅 会 增 加 爆 炸 气 体 的 总 浓 度 ， 而 且 会 使爆 炸 下 限 降 低 ， 扩 大 了 爆 炸 的 界 限 。 爆 炸 性 煤 尘 的 混 入 。 多 数 矿 井 煤 尘 具 有爆 炸 性 。 当 混
8、入 煤 尘 时 ， 会 使 瓦 斯 爆 炸 下限 降 低 。 如 空 气 中 煤 尘 含 量 为 3g/m3时 ， 爆炸 下 限 降 到 3%。 因 此 ， 做 好 防 尘 工 作 十 分重 要 。 惰 性 气 体 的 混 入 。 混 入 氮 气 、 二 氧 化 碳等 惰 性 气 体 ， 可 以 缩 小 瓦 斯 爆 炸 界 限 ， 降低 爆 炸 的 危 险 性 。 影 响 引 火 温 度 的 因 素 。 瓦 斯 浓 度 。 一 般 来 说 ， 瓦 斯 浓 度 在 7-8%时 其 引火 温 度 最 低 。 混 合 气 体 压 力 。 压 力 越 大 ， 引 火 温 度 就 越 低 。 火 源 性
9、 质 。 在 一 定 温 度 条 件 下 ， 火 源 的 表 面 积越 大 ， 存 在 时 间 越 长 ， 越 容 易 引 爆 瓦 斯 。 反 之 ，即 使 火 源 温 度 很 高 ， 而 存 在 的 时 间 较 短 ， 也 不 能引 爆 瓦 斯 。 这 就 是 瓦 斯 爆 炸 的 感 应 期 。 对 煤 矿 安全 生 产 有 着 重 要 意 义 。 如 煤 矿 现 在 使 用 的 毫 秒 雷管 和 安 全 炸 药 ， 就 是 应 用 这 一 原 理 。 混合气体的初始温度。 瓦 斯 爆 炸 发 生 的 规 律 据 资 料 统 计 ， 矿 井 内 任 何 地 点 都 有 发 生 瓦 斯 爆 炸
10、的 可 能 性 ， 但 90%以 上 发 生 在 采 掘 工 作 面 瓦 斯 聚 集 发 生 的 原 因 及 地 点 局 部 通 风 机 停 止 运 转 。 这 一 现 象 导 致 瓦 斯 爆 炸的 比 例 最 大 。 主 要 是 管 理 混 乱 、 任 意 停 开 ， 机 电故 障 、 无 计 划 停 电 停 风 等 风 筒 断 开 或 严 重 漏 风 ； 采 掘 工 作 面 风 量 不 足 ； 风 流 短 路 ； 通 风 系 统 不 合 理 、 不 完 善 存 有 采 空 区 或 盲 巷 ； 巷 道 支 架 后 空 间 及 高 顶 区 ； 瓦 斯 涌 出 异 常 ； 局 部 地 点 。 引
11、 爆 火 源 发 生 的 规 律 电 火 花 。 电 火 花 引 起 瓦 斯 爆 炸 的 比 重 约为 40%。 其 中 ， 矿 灯 失 爆 、 电 缆 明 接 头 及 带电 作 业 所 占 比 例 较 大 。 放 炮 火 花 。 放 炮 火 花 引 起 瓦 斯 爆 炸 的 比率 约 为 40%。 主 要 是 炮 泥 充 填 不 满 、 最 小 抵抗 线 不 够 和 放 明 炮 、 糊 炮 等 。 撞 击 摩 擦 火 花 。 因 摩 擦 火 花 引 起 的 爆 炸事 故 起 数 仅 次 于 前 两 位 。 明 火 。 静 电 火 花 和 地 面 雷 击 。 瓦 斯 爆 炸 事 故 原 因 分
12、析 引 起 瓦 斯 爆 炸 的 主 要 原 因 。 违 章 作 业 、违 章 指 挥 ， 安 全 技 术 措 施 不 完 善 、 不 落 实 ，安 全 技 术 水 平 不 高 。 爆 炸 发 生 地 点 。 绝 大 多 数 发 生 在 采 掘工 作 面 。 引 爆 火 源 。 以 爆 破 火 焰 居 多 ， 其 他 依次 为 明 灯 、 失 爆 、 撞 击 、 吸 烟 和 摩 擦 火 花等 。预防瓦斯爆炸的措施一、防止瓦斯积聚: 1、加强通风。（基本措施） 2、加强瓦斯检查。 3、及时处理局部积聚的瓦斯。 4、对瓦斯涌出量较大的矿井或采区，要采取瓦斯抽放的措施。 5、安装风电、瓦斯电闭锁。二
13、防 止 点 火 源 的 出 现 （ 一 ） 加 强 管 理 ， 提 高 防 火 意 识 ， 防 止 明 火 源 点 燃 加 强 安 全 教 育 ， 提 高 职 工 素 质 ， 加 大 安 全 管 理 力 度 。 严 禁 携 带 烟 火 、 易 燃 品 下 井 ； 严 禁 在 井 口 房 、 通 风 机 房 周 围 20m范 围 内 使 用 明 火 、 吸烟 、 用 火 炉 取 暖 等 ； 加 强 井 下 火 区 管 理 ； 井 下 严 禁 使 用 电 炉 或 灯 泡 取 暖 ； 井 下 烧 焊 必 须 制 定 安 全 措 施 ； 防 止 放 炮 火 源 爆 破 工 作 符 合 规 程 规 定
14、， 保 证 炸 药 符 合 要 求 ； 严 格 执 行 一 炮 三 检 、 三 人 联 锁 制 度 ； 炮 眼 深 度 、 位 置 、 装 药 量 符 合 规 定 ； 禁 止 放 明 炮 、 糊 炮 ； 严 格 执 行 炸 药 、 雷 管 存 放 、 运 输 管 理 规 定 。 二 防 止 点 火 源 的 出 现 （ 二 ） 防 止 电 气 火 源 和 静 电 火 源 井 下 严 禁 带 电 检 修 ， 井 下 供 电 做 到 无 “ 鸡 爪子 ” 、 无 “ 羊 尾 巴 ” 和 明 接 头 ， 有 各 类 保 护 ， 坚持 使 用 检 漏 继 电 保 护 器 、 煤 电 钻 综 合 保 护
15、等 。 防 止 摩 擦 和 撞 击 火 花 在 摩 擦 发 热 的 装 置 上 安 设 过 热 装 置 ； 在 摩 擦 部 件 金 属 表 面 附 着 活 性 低 的 金 属 ， 使火 花 难 以 引 燃 瓦 斯 ； 工 作 面 遇 坚 硬 夹 石 或 硫 化 铁 夹 层 时 ， 应 放 炮处 理 ； 定 期 检 查 截 齿 和 其 后 的 喷 水 装 置 ， 保 证 其 工作 正 常 ； 严 格 执 行 炸 药 、 雷 管 存 放 、 运 输 管 理 规 定 。 防 止 其 他 火 源 防 止 地 面 闪 电 、 突 发 电 流 进 入 井 下 。 防 止 瓦 斯 爆 炸 灾 害 扩 大 措
16、 施 分 区 通 风 要 求 通 风 系 统 力 求 简 单 。 井 下 各 区 域 实 行分 区 通 风 。 每 一 水 平 、 每 一 采 区 都 必 须 布置 单 独 的 回 风 道 ， 严 格 禁 止 各 采 区 、 水 平之 间 串 联 通 风 ， 尽 量 避 免 采 区 之 间 角 联 风路 的 存 在 。下 井 人 员 必 须 带 自 救 器 隔 爆 、 阻 爆 措 施 用 岩 粉 棚 阻 爆 。 定 期 将 岩 粉 撒 布 于 积存 煤 尘 的 采 掘 工 作 面 和 巷 道 中 。 用 水 预 防 和 阻 隔 爆 炸 。 以 用 水 槽 或 水袋 棚 代 替 岩 粉 棚 。
17、使 用 效 果 较 好 。 自 动 式 隔 爆 棚 。 使 用 压 力 或 温 度 或 传感 器 ， 在 爆 炸 时 发 生 时 探 测 爆 炸 波 的 传 播 ，及 时 将 预 先 放 置 的 水 、 岩 粉 等 喷 洒 到 巷 道中 ， 准 确 、 可 靠 地 扑 灭 爆 炸 火 焰 。 编 制 矿 井 灾 害 预 防 和 处 理 计 划 当 前 安 全 、 生 产 状 况 。 有 反 映 时 间 情 况 的 各类 图 纸 。 灾 害 处 理 计 划 爆 炸 发 生 后 可 能 造 成 的 影 响 区 域 ； 如 何 恢 复 灾 区 的 通 风 和 确 定 灾 区 人 员 的 避 灾 路线 ； 灾 害 区 域 的 断 电 方 法 ； 如 何 防 止 爆 炸 引 起 的 火 灾 、 二 次 爆 炸 等 ； 救 灾 人 员 的 安 全 路 线 。
