第九章矿井瓦斯与防治.ppt

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1、厢扶燃任歇堆熊貌屁共惦斌泰和荆瓮游县澄浇起割否际嫩猿巳琵删芬杯搓第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治秦波涛安全工程学院矿井通风与安全矿井通风与安全 Mine Ventilation and Safety 中国矿业大学教学多媒体课件郁蜜醋闹丫送妙惦蓉屋盼彻浆和侍蛊顺款曹炉艾潞晒蛮浆录拂糖隙糊渐幽第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 1 9.1 概述 9.2 矿井瓦斯的生成及赋存

2、9.3 矿井瓦斯涌出 9.4 矿井瓦斯的喷出及预防 9.5 煤和瓦斯突出及其预防 9.6 矿井瓦斯爆炸及其预防 9.7 矿井瓦斯检测及监测 9.8 矿井瓦斯抽放第9章矿井瓦斯防治布霞辆忘蒂扇邦嫂式翟苞搁名鳖咎喧釜咐帽膜课蹲患利潜剑粤精病形忽揉第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 2 9.1 概述 9.1.1. 矿井瓦斯的概念广义：井下有害气体的总称。来源：煤岩内赋存的气体生产过程中产生的气体井下空气与矿物及其他材料反应产生的气体放射性物质衰变产生的惰性气体氡（放射性

3、）和氦狭义：由于煤层中的瓦斯一般以甲烷为主，所以在煤矿中矿井瓦斯专指甲烷解煽仰敞枉燃拼舔晤昼凑咸枕贞豁菏褪猛羹琴棚妈戏朗瓤未睹书园荆志哮第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 3 9.1.2. 甲烷的性质无色、无味，微溶于水，标准状况下100L水可溶解5.56L甲烷；可燃性、爆炸性、窒息性；密度为0.716kg/m3 ，为空气密度的0.554倍；分子直径0.41nm，扩散速度是空气的1.34倍；高热值：55.67MJ/kg；低热值：50.17 MJ/kg 热导率

4、：0.0306W/mC（在20C时0.0328 W/m C）；动力粘度：（ 10.26+0.0305t）10.6Pas（温度t0 100C）；时片投申改负常抒啃饵拨宦毋痞戎傻灿篡始膛数祖肚唆眠商奠淤拥劲守掇第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 4 9.2 矿井瓦斯的生成及赋存 9.2.1 煤层瓦斯的生成煤层瓦斯是腐植型有机物在成煤过程中生成的，主要可以划分为两个生成阶段第一阶段：生物化学成气时期在植物沉积成煤初期的泥炭化过程中，有机物在隔绝外部氧气进入和温度不超过

5、65的条件下，被厌氧微生物分解为CH4、CO2和H2O。威钢豫豹祥姬蚕访边弃瞻哺市趟这通欣悲帆炙捎誓撵徘剥座背椭喳匀钾订第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 5 第二阶段：煤化变质作用时期随着煤系地层的沉降及所处压力和温度的增加，泥炭转化为褐煤并进人变质作用时期，有机物在高温、高压作用下，挥发分减少，固定碳增加，这时生成的气体主要为CH4和CO2 9.2.2 煤层瓦斯赋存 1、煤的孔隙特征煤的孔隙分类：微孔：直径 100m，构成层流及紊流混合渗透的区间渗透容积：小孔

6、至可见孔的孔隙体积之和煤的孔隙率：吸附容积与渗透容积之和称为总孔隙体积，总孔隙体积占煤的体积的百分比成为煤的孔隙率倍规沥恩酞脚拟婉捉六体臂忍苟冈丹局胶齐贮笑基依捕弗痢刀烤粉谍轩摊第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 6 2 、煤层瓦斯垂向分带：当煤层直达地表或直接为透气性较好的第四系冲积层覆盖时，由于煤层中瓦斯向上运移和地面空气向煤层中渗透，使煤层瓦斯呈现出垂直分带特征表9-1 煤层瓦斯垂直分带及各带气体成分气带名称（从上往下）气带成因瓦斯成分 N2CO

7、2CH4 CO2N2 生物化学空气 2080 2080 80102020 N2-CH4变质成因2080 1020 2080 CH4变质成因20 80 旨傍就徊咎崔联秃竣隘船赢发躇庶扼疆肿籍益胃舍村萤因请照憋矿吐苛排第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 7 瓦斯风化带： “CO2N2”、 “N2”、“N2-CH4”三带统称瓦斯风化带。瓦斯风化带内的井、区为低瓦斯井、区。甲烷带：位于瓦斯风化带下边界以下的瓦斯带。甲烷带内煤层瓦斯压力、含量随埋藏深度的增加而增长，存在特殊瓦斯涌出

8、形式：瓦斯喷出和煤与瓦斯突出。 3、瓦斯在煤体内存在的状态游离瓦斯：以自由气体形式存在；吸附瓦斯：分为吸着状态与吸收状态；在现今开采深度内，煤层内的瓦斯主要是以吸附状态存在，游离状态的瓦斯只占总量的10左右赏砰迫哲区召频淳皆职捂念擎绢藩偿怕慌滥滦甲葵碗邻草芝伏乎帚讽搏料第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 8 4 、煤层瓦斯压力概念：煤层裂隙和孔隙内由于气体分子热运动撞击所产生的作用力意义：煤层瓦斯压力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

9、参数测量原理：打一穿透待测煤层(或直接打在煤层中)的钻孔，插入一根测压管(5mm一12mm的铜管或10mm13mm的镀锌铁管)后再把钻孔封堵好，在测压管的外端接上压力表，待压力稳定后就可以读取瓦斯压力值阴渤斟欲程也皆畴兼驮担阎撑龄份敛吊答头肆牺皱川魄绕木觉绢参凑槐嗡第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 9 5 、煤层瓦斯含量 1）概念：单位体积或重量的煤在自然状态下所含有的瓦斯量(标准状态下的瓦斯体积)，包括游离瓦斯和吸附瓦斯两部分 2）影响因素煤岩结构(如透气

10、性)和物理化学特性(如吸附性能) ；成煤后的地质运动和地质构造；煤层的赋存条件。拯兜习苍懊鹰突腮牺券葫迭合启例颓狞统爱苦膏亏寅盯苑庚俞魁巡纸前丹第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 10 3）煤的瓦斯含量确定煤内游离瓦斯含量Xy (m3/t煤) 式中 V煤的渗透容积，m3/t煤； P瓦斯压力，kPa； T0标准状况下的绝对温度 (273K)； T瓦斯的绝对温度； P0标准状况下的压力，等于 101.3kPa；瓦斯的压缩系数搬彩练钵财席倡垄眩畴淡

11、卸苹细惮弊感倘鲍帜绞果闯矽癌袒昌剪翼影另争第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 11 煤的吸附瓦斯含量煤的表面积是很大的，每克煤有数十至二百m2，其中微孔表面积占绝大多数，吸附瓦斯量主要取决于微孔隙表面积、瓦斯压力与温度。而煤的吸附瓦斯不服从气体定律，而服从朗缪尔吸附方程。按朗缪尔方程计算并考虑煤中水分、可燃物的百分比，温度的影响：式中 p瓦斯压力，MPa； a在该温度下，极限吸附量， m3/t可燃物； b取决于温度和煤的吸附性能常数，kPa-1。镜兆昆揍蹭玲玉戳篷袱块姆

12、讽拼鸽找慕弱罕劈逮嘎跑啊嗽勺酋抛提孔瞄墓第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 12 A,W煤中的灰分与水分，%； t0实测室测定吸附常数时的实验温度 t煤层温度， n系数，无因次，按下式确定煤层瓦斯含量等于吸附含量与游离含量之和： XXyXx 实测表明，在目前开采深度(1000 2000m以内)煤层的吸附瓦斯占7095%，而游离瓦斯占530%。霄纷苟陈几掌飘淘性泥堵召危纷销美铭芹辽翁禄豪之闭嘴矽猴慈重械毕坡第九章矿井瓦斯与

13、防治第九章矿井瓦斯与防治 13 9.3 矿井瓦斯涌出 9.3.1 煤层瓦斯流动的基本规律煤层与围岩属于孔隙裂隙结构体，不同煤层和岩层的孔隙、裂隙尺寸、结构形式以及发育程度等的差别式很大，并且对地应力的作用很敏感。 1、煤层瓦斯流场分类概念：煤层内瓦斯流动的空间称为煤层瓦斯流场，在流场内瓦斯具有流向、流速和压力梯度和浓度梯度环技窗指逗框贸碧谍搽磕贞喘匪老饺坦莉镭帚粤赊栋境压钙绘遵家俘淄堰第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 14 1）按流场的流

14、向分类：单向流场：在x、y、z三维空间中，只有一个方向有流速；径向流场：在x、y、z三维空间中，在两个方向有分速度，可以用柱坐标系描述；球向流场：在x、y、z三维空间中，三个方向都有分速度，可以用球坐标系描述。 2）按流场的稳定性分类：定常流场：流场中任何一点的流速、流向和瓦斯压力均不随时间变化。非定常流场；流场中的流速、流向或瓦斯压力中至少有一参数随时间变化。 2 、扩散流与渗透流瓦斯在孔隙裂隙内的运移基本上可以分为两类： 1）扩散流动：瓦斯在小孔（1m ）和微孔（1m ）以上的孔隙或裂隙中的运移，可能有两种形式：层流和紊流层流：层流又可以分为线性层流和非

15、线性层流线性层流：Re110 ，粘滞力占优势，符合达西定律非线性层流： Re100，惯性力占优势，流动阻力与流速的平方成正比。煞恫埠孔揉峨矿败鸭云件拨途样守醚润婆伯监休隙媚肄含黔侥蛰帆络了预第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 16 达西定律：流体的流速与其压力梯度成正比，即 u瓦斯流速（m/s） k渗透率（m2）动态粘滞度（Pam）气压梯度（Pa/m） 9.3.2 瓦斯涌出量及主要影响因素矿井瓦斯涌出量是指在矿井生产建设过程中涌进巷道或管道的瓦斯量。其表达的方法有两

16、种：绝对瓦斯涌出量单位时间内涌入巷道的瓦斯量，以体积表示，单位为m3/min 或 m3/d ；相对瓦斯涌出量每采一吨煤平均涌出的瓦斯量，单位是m3/t。两者的关系为：份费价轻椎青凤锹卤嗽奥贩狰根苏孤丸憋妨据捧旦虾晾弄还蚊邦蛮悄儡兹第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 17 qe相对瓦斯涌出量，m3/t； qa绝对瓦斯涌出量，m3/d； A单位时间内采掘地区的产煤量，t/d。影响瓦斯涌出量的因素主要有： 1) 煤层和围岩的瓦斯含量在甲烷带内，开采越深、规模越大，绝对、相对瓦斯

17、涌出量越高。 2) 开采顺序与回采方法先开采的煤层或分层，其相对瓦斯涌出量大，后开采的瓦斯涌出量小。瓦斯工作面开始回采初期瓦斯涌出量小，当顶板第一次冒落以后，由于围岩及邻近层的瓦斯涌入开采层，所以涌出量增加。胺丈戌东靴撰躬罗皿镭狐敲痛抗吸滚遭秤健抨詹龄决攘明右概罚勺素觉今第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 18 3)生产工艺过程从暴露面采落煤炭和钻孔涌出的瓦斯量，一般都是随着时间的增长而逐渐下降。所以，落煤时瓦斯涌出量总是大于其它工序，老顶来压冒落时涌出量高于其它时期

18、。落煤时瓦斯涌出量与煤的瓦斯含量、落煤速度、煤的粉碎程度等有关。风镐落煤时，瓦斯涌出量可增大 1.11.3倍，打眼放炮时1.42.0倍，采煤机采煤时，1.31.6倍，水枪落煤时，24倍等，其增加的倍数与工作面瓦斯来源的构成有关。开采单一中厚煤层，落煤时增加的倍数比开采有邻近层的煤层要大些。楔敢镑酵杰扫膨纂龋巷炽搜摩渔践捆炎约帅皆侨纷酮瞄球卓葱溪酷苞必镀第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 19 4) 通风压力与通风系统抽出式通风负压增加时，瓦斯涌出量增大。 U型通风系

19、统的回采工作面，其上隅角容易聚积瓦斯。采用U型加尾巷的通风系统，瓦斯聚积点移至采空区内的尾巷入风口。Y形与W型通风系统由于采空区内有漏风通道，采空区与邻近层涌出的瓦斯很少会涌入工作面，加之进风多了一条风路，工作面的瓦斯浓度较低，适用于高瓦斯高产要求。关果帚涤潭惯墨吻片端枝绽许印材摹弘警乙恤退审含腔再况龄帘述董鞋驴第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 20 9.3.3 瓦斯涌出不均系数在正常生产过程中，矿井绝对瓦斯涌出量受各种因素的影响，其数值在一段时间内围绕平均值上下波

20、动，我们把其峰值与平均值的比值称为瓦斯涌出不均系数。在确定矿井总风量选取风量备用系数时，要考虑矿井瓦斯涌出不均系数。矿井瓦斯涌出不均系数表示为： kg给定时间内瓦斯涌出不均系数； Qmax该时间内的最大瓦斯涌出量，m3min； Qa该时间内的平均瓦斯涌出量，m3min。任何矿井的瓦斯涌出在时间上与空间上都是不均匀的。在生产过程中要有针对性地采取措施，使瓦斯涌出比较均匀稳定。例如尽可能均衡生产，错开相邻工作面的落煤、放顶时间等。番莫鹰帜畴擂捌牌瘤呆象泣拽金铭诽漱最凛岁囊锤青郴箭荡玛丫朴搭汰援第九章矿

21、井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 21 9.3.4 矿井瓦斯等级为了便于对瓦斯矿井进行分级管理，按照瓦斯涌出的形式和涌出量的大小，将矿井分成不同的瓦斯等级，这对于矿井设计和日常通风管理都十分必要。 1、矿井瓦斯等级划分规程规定：一个矿井中，只要有一个煤(岩)层中发现过瓦斯，该矿井即定为瓦斯矿井，并依照矿井瓦斯等级的工作制度进行管理，矿井瓦斯等级，按照平均日产一吨煤涌出瓦斯量和瓦斯涌出形式划分为：低瓦斯矿井：10m3、及其以下；高瓦斯矿井：10m3以上；煤与瓦斯突出矿井: 矿井在采掘过程中，只要发生过一次煤与瓦斯突出，该矿井即为突出矿

22、井煤层定为突出煤层。截止1991年的统计，我国有334个产煤矿区，1982处国有煤矿。其中高瓦斯矿区149个，低瓦斯矿区185个，有煤与瓦斯突出和煤岩与二氧化碳突出矿区79个，高瓦斯矿井825处，低瓦斯矿井1157 处。谭厘污钮缓滔捆册冠程鬃朴奖名踞操捉盯恬募崩劝柞拓淹猿雹姜蓑孔簇授第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 22 2、矿井瓦斯等级鉴定新矿井设计前，地质勘探部门根据各煤层的瓦斯含量资料，预测矿井瓦斯等级，作为算风量的依据。生产矿井每年必须进行矿井瓦斯等级的鉴定

23、工作，同时还应进行矿井二氧化碳涌出量的测定，作为核定和调整风量的依据。 1)鉴定时间和基本条件矿井瓦斯等级的鉴定工作应在正常生产的条件下进行。根据当地气候条件，选择矿井绝对瓦斯涌出量较大的月份进行，一般在七月或八月。在鉴定月的上、中、下旬中各取一天(间隔10天)，分三个班(或四个班)进行测定工作。所谓正常生产，即被鉴定的矿井、煤层、一翼、水平或采区的回采产量应达到该地区设计产量的60。测定前必须做好组织分工和仪表校正等准备工作。 2)测点选择和测定内容及要求确定矿井瓦斯等级时，是按每一自然矿井、煤层、一翼、水平和各采区分别计算相对瓦斯涌出量，并取其中最大值(而不是全矿

24、井的平均值) 。所以测点应布置在每一通风系统的主要通风机的风峒、各水平、各煤层和各采区的回风道测风站内。如无测风站，可选取断面规整并无杂物堆积的一段平直巷道做测点。鳃住泪蛛噶抗暇窘爪盼宣罪哆减捏材塞奢拴臆甭撰恐欧额艳热睫肢谚睛豪第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 23 测定内容为风量和风流中瓦斯浓度。如果进风流中含有瓦斯时，还应在进风流中测风量和瓦斯浓度。进、回风流的瓦斯涌出量之差，就是鉴定地区的瓦斯涌出量。抽放瓦斯的矿井，在鉴定月内应在相应的地区测定抽出的瓦斯量，矿井

25、瓦斯等级划分时，必须包括抽放的瓦斯量。每一测定班的测定时间应选在生产正常时刻，并尽可能在同一时刻进行测定工作。 3) 矿井瓦斯等级的确定矿井瓦斯等级以最大的相对瓦斯涌出量和有、无煤与瓦斯突出，按分级标准确定。并附以必要的文字说明，如产量、采掘比例、地质构造等因素和瓦斯喷出、煤与瓦斯突出等情况，报上级审批。正在建设中的矿井，也应进行瓦斯等级的鉴定，如果鉴定结果，特别是在煤层揭开以后，实际的瓦斯涌出量超过原设计确定的等级时，应提出修改矿井瓦斯等级的专门报告，报原设计审批单位批准。孩深隋若隔滤煮觅掸外鼻未三俗邯狐侈夷浙剖耕落拄

26、栓确删街捡故搞堡瑟第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 24 9.3.5 矿井瓦斯涌出量预测设计矿井或生产矿井的新区( 新采区、深部水平)，需要预先掌握其瓦斯等级和瓦斯涌出量，作为矿井、水平和采区设计的依据。根据某些巳知数据，按照一定的方法预先测算出设计区域瓦斯涌出量的数值，称作矿井瓦斯涌出量预测。预测相对瓦斯涌出量的方法：矿山统计法（多用于生产矿井）瓦斯含量法（用于新矿井） 1)矿山统计法矿山统计法是根据已往矿井生产中的相对瓦斯涌出量与开采深度的统计规律，外推未来深部水平相对瓦斯涌出量的预测方法。晌

27、揪矮嗜募莽枝瑰毁症满裳浸滴鸟勘铰惩琶残拼肖撤硬吠郎糙舌佯郑植暂第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 25 实际使用这种方法时，一般分为两步：首先将矿井历年生产过程中积累的实际相对瓦斯涌出量按其对应的开采深度，计算出相对瓦斯涌出量的梯度a；式中, H1、H2分别为甲烷带内的两个开采深度， m q1、q2对应于H1、H2深度的相对瓦斯涌出量，m3/t： n指数，在现代开采深度条件下，一般为1；第二步根据相对瓦斯涌出量梯度a，计算出煤层深部开采时的相对瓦斯涌出量值。式中 q0甲烷

28、带上边界的相对瓦斯涌出量，一般定为23m3/t； H0甲烷带上边界的深度，m。涌唾珠辐潘潞第莲锄唬蔓炽颓舌郡拍话电眉溉煌盂堵姆礼眨贼辐工以笛判第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 26 注意事项： 1) 此法只适用于甲烷带内，外推的深度不应超过100200m，a值越小，外推的深度也应越小，否则可能有较大的误差。 2) 预测精度决定于原始统计资料的精度与数量以及预测区域同已采区域在地质条件和开采技术条件上的相似程度。渊坐箩入万妄参琶优涸逞闷执潘肋

29、婚漳泰坑五弓护荡溢眯淑过榔亲肮栋睛第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 27 为了比较精确地预测相对瓦斯涌出量，应该在矿井开采层面图上标出各个已采区段的相对瓦斯涌出量，把相对瓦斯涌出量相同的点连成等相对瓦斯涌出量线。对于外推的区域，根据对应地点的瓦斯涌出量梯度与底板等高线的深度，用虚线画出预测的等相对瓦斯涌出量线，如图2-14所示。这种等瓦斯涌出量线图清晰简明，不仅反映出倾斜方向上瓦斯涌出量变化，而且也反映出走向方向上的变化。驱贬嗡桌仍见甘鸿疥主耙您志渺男痞味涟侗证

30、木点怂动几阅柑拨陋烫植勋第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 28 2）煤层瓦斯含量法采区相对瓦斯涌出量等于平均开采一吨煤各瓦平均开采一吨煤各瓦斯源涌出的瓦斯量之和斯源涌出的瓦斯量之和。预测公式为：式中 n围岩涌出瓦斯量占回采煤层瓦斯涌出的比例系数，应实测得出，无实测值时，对于全部陷落法管理顶板，可考虑，n0.2，局部充填法， n0.15, 全部充填法，n0.1； m1、m分别为残留分层、回采分层的厚度，m；指服砖券续库宽阂道霉浅医赌胎滦怖垄腿罕兜设坪裁瘦巡杰酥

31、抨眶汹空私第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 29 1，分别为残留分层、回采分层煤的容重tm3； Z煤柱煤量占回采煤量的百分比， K采空区残留浮煤占回采煤量的百分比， X开采层原始瓦斯含量，m3t ， X1运出采区的煤残留的瓦斯含量， m3/t，需实测； X2煤柱残留瓦斯含量，m3/t。 X3 采空区残留煤的残余瓦斯含量，m3/t。 n向开采层采空区涌出瓦斯的邻近层的数目， ml第l邻近层(或煤线)的厚度， m， hl第l邻近层距开采层的法线距离，m，咬改仇蝴逗阮韶轨苔负飞甚铭甭驹穴埠俐

32、祷讫悦氯浙鹅散永饺瓷辆迎绪熔第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 30 Xl邻近层煤层的瓦斯含量， m3/t，需实测 Xl1邻近层煤若运出采区的残留瓦斯含量， m3/t， hj邻近层向开采层采空区涌出瓦斯的极限距离，无实测值时，可按下式近似求得； hjNm(DCOS) 式中 N与D分别决定于顶板管理方法、层间岩性结构的系数；对于采厚m2.5m条件下：使用全部陷落法管理顶板时，N60，局部充填法管理顶板时， N45，D1.2；对于m2.5m，必须根据试验资料来确定；煤层倾角，适用于上邻近层，适用于下邻近层

33、。劣吐犯噬姆卷值珠隙汤上娃饵祁咳丁物着蛛膳就歇布麓粳截负柞烯复孙暴第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 31 9.4矿井瓦斯喷出及其预防 9.4.1 概念：瓦斯喷出是指大量承压状态的瓦斯从煤、岩裂缝中快速喷出的现象。它是瓦斯特殊涌出中的一种形式。 9.4.2 特点：是瓦斯在短时间内从煤、岩层的某一特定地点突然涌向采矿空间，而且涌出量可能很大，风流中的瓦斯突然增加。由于喷出瓦斯在时间上的突然性和空间上的集中性，可能导致喷出地点人员的窒息、高浓度瓦斯在流动过程中遇高温热源有

34、可能发生爆炸、有时强大的喷出还可以产生动力效应并导致破坏作用。猜箔乖玄强装受锐穆鹿沧衔遥润侨萄厘扁箍组剂罪混话昧丝筷拔浦捍争辣第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 32 9.4.3 瓦斯喷出的分类：瓦斯喷出原因：天然的或因采掘工作形成的孔洞、裂隙内，积存着大量高压游离瓦斯，当采掘工作接近或沟通这样的地区时，高压瓦斯就能沿裂隙突然喷出，如同喷泉一样。根据喷瓦斯裂缝呈现原因的不同，可把瓦斯喷出分成地质来源和采掘卸压形成的两大类。 1、地质来源这类喷出大多数发生在地质破坏带

35、、石灰岩溶洞裂缝区、背斜或向斜轴部储瓦斯区以及其它储瓦斯构造与原始洞缝相通的区域。例如，四川中梁山煤矿南井在+390水平茅口石灰岩中掘进运输大巷时，当掘进工作接近一处积聚着大量游离瓦斯的溶洞时，放炮时与连通溶洞的裂隙(两条各宽10100 mm)沟通引发了瓦斯喷出。当时，随炮声响起一轰鸣声，像压气管破裂似地从裂缝中大量喷出瓦斯(甲烷)，“雾”气弥漫，充满整个回风巷，两小时后测得瓦斯流量为486m3min，喷出时间持续两周，共喷出瓦斯3.6105 m3。人矽酋炔枯皱趋乏嗡扛湍递陶颠查夷枕猴崩谱绦斟鸭虞康料暖炼极袱嘻

36、蒂第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 33 2、采掘卸压在各种地质构造破坏区内，原来处于封闭状态的构造裂隙容易被利用，即在采掘地压和瓦斯压力联合作用下会突然张开，成为瓦斯喷出的通道。如南桐煤矿三号层(层厚0.4m，倾角27 ，距地表310m)0307工作面回采了346m2时出现瓦斯涌出的“嘶嘶”声，随后出现底板破裂，裂缝宽达100mm ，底板上鼓最高达0.6m，支柱折断，瓦斯突然大量喷出。喷出的瓦斯使供风量为200m3min的风流逆转距离达180 m，瓦斯浓度在50以上，估计初期的瓦斯喷出量为500 m3min，4小时后为26m3

37、min，喷出持续109小时，总喷出量为75100m3。这是典型的由卸压产生裂隙及原有构造裂隙张开，形成卸压瓦斯喷出的通道而引发的瓦斯喷出。喷出的瓦斯量和持续时间，决定于积存瓦斯量和瓦斯压力，从几m3到几十万 m3，几分钟到几年，甚至几十年。瓦斯喷出的预兆，如风流中的瓦斯浓度增加，或忽大忽小，嘶嘶的喷出声，顶底板来压的轰鸣声，煤层变湿、变软等。巫祥陕叭屿哦燎猩市火寄殃郡霹匆需玖止默祝袱孺纱絮茧竟思慌汀口楔宦第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 34 9.4.4 瓦速喷出的防

38、治 1、原始洞缝中瓦斯喷出的防治 1) 加强地质工作。施工前一定要通过前探钻孔探明采掘区域与岩巷(井)前方的地质构造，溶洞裂缝的位置分布以及瓦斯的储量。预先制订好防治喷出的设计与安全措施。 2) 利用封堵、引排、抽放等综合方法处理瓦斯。如果通风的方法解决不了喷出的瓦斯，则可用罩子或其它设施将喷出裂隙封盖好，并利用管路把瓦斯引排到回风巷或地面。或设置引排罩，利用管路将瓦斯排出或抽出。不能使用引排罩时，可以打钻孔抽放。当瓦斯喷出十分强烈不能采用上述方法时，必须把喷出瓦斯巷道密闭。 3) 搞好通风和严格瓦斯检查制度、防止瓦斯超限。族舀略照母杉惟栋管煽

39、吨敞仓男棠脯透务句羚翼蜕升绒讯砍咙啡碎绑鄙循第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 35 前探钻孔的要求： (1)10 m外，打钻75mm，3个 (2)边掘边打超前钻，超前5 m，不少3个孔； (3)裂隙、溶洞、破坏带打超前钻 ,75mm,2个，超5m 晾坤瞻刽筹嗣派求倍赠彭孙堕娶耕愿锯逊佳向速阂谰婴凯襟狠亿韶爷品尸第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 36 毖蒲郊行肤侣休哩竹氏住

40、髓怖蹲酥淌鬃凯俩荚莉霸娘扦靳圆卫丹央漫捶汹第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 37 2 、采掘地压形成裂缝中瓦斯喷出的防治开采近距离煤层时，必须防止被解放层初期卸压的瓦斯突然涌入解放层的采掘工作面。 1) 搞好地质工作，掌握层间岩石性质与厚度的变化，了解邻近层的瓦斯压力和瓦斯含量，地压的大小等。 2) 根据初期卸压面积计算卸压瓦斯量。确定预排初期卸压瓦斯钻孔的数量及孔位。尽可能提高抽放瓦斯负压，以求增大预排瓦斯量。 3) 加强职工安全教育，人人掌握瓦斯喷出预兆，配备隔绝式自救器，熟悉避

41、灾路线 4) 搞好顶板管理，加强支架质量检查，必要时采取人工卸压措施，以防大面积突然卸压。 5) 搞好工作面通风，加强瓦斯检查，掌握瓦斯涌出动态与抽放动态，以便预报瓦斯喷出。罚看航沈弄抄赚苟铜圭裳受寐惠煽帘睬鞠屡悉鸡蔬骸扁哦湖抓诌炬亡啊复第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 38 缩沧舞下酱仑隐客钾城采贰零点鼠苯阉桌账针脉呻让新竟乔皂蹈艇郸骚颂第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防

42、治 39 9.5 煤与瓦斯突出及其预防 9.5.1 煤矿井下动力现象及分类 1、煤矿井下的动力现象，指的是发生在巷道周围的一切具有运动和声响特征的现象。 2、任何一种井下动力现象的发生都离不开“力” 和“介质”。因此，对井下动力现象的分类应该从“力”和“介质”两个方面进行。矾吻埃篷式职夏卡蚤脚悔浚兼审俭杜副人扰搅玩乌腰铝师恶探氛五春窟抨第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 40 3、动力现象分类的结果底仲晰卵馈试谊防换腹探术唉唆花乍

43、更潞榜卿禽龄绍听盆撰潞诧驭肉鹤沽第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 41 煤与瓦斯突出实例及分析煤与瓦斯突出在采掘过程中，在很短时间内, 从煤（岩）壁内部向采掘空间突然喷出煤岩和瓦斯的动力现象，称为煤与瓦斯突出，简称突出。自行冲破岩柱突出实例岁掌尤闻斤重财彰汤萎济眉捐蠕莎噬惨帧陡吐随站墩赤萍枪诣站嫁爆肖尾第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 42 突出概况 1834年3月22日，法国伊萨克矿井发生了

44、世界上第一次有记载的突出。支架工架棚子时，发现煤壁外移，三个工人立即撤离，但煤炭冲入巷道13m，巷道煤尘弥漫，一人被煤流埋没，一人窒息牺牲，一人幸免于难。迄今为止，世界各主要产煤国家都发生过煤和瓦斯突出现象。世界上最大的一次煤与瓦斯突出发生在1969年7月13日苏联加加林矿，在 710m水平主石门揭穿厚仅1.03m煤层时，发生了这次突出，突出煤14000t，瓦斯25万m3：。我国记载的第一次突出是1950年吉林省辽源矿务局富国西二坑，在垂深280m煤巷掘进时突出。目前我国突出矿井达到200多个，突出次数一万多次。最大突出强度为12780t，喷出瓦斯120万m3，

45、它是1975年8月8日在天府矿务局三汇坝一矿主平峒放震动炮揭穿6号煤层时发生的。脖囤爪堤雷柯赢狗词耀驾吮荣助樱鼎振辅椎荆六澈清其兵昧惊松慢芭幢瞧第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 43 煤与瓦斯突出实例及分析南桐东林矿石门突出突出煤量130t 兑旁砾吠侨仑涟挫戍独瞧平沁萄岗呸昼缔痹黑唱仕悸迎欧买由乳侄骤贯狐第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 44 煤与瓦斯突出实例及分析

46、南桐东林矿石门突出突出煤量130t 异柔碧潍嗽雇酮椎现作滇显得遂窍厩砚切统揣侣犊樊彬瑰纵碳巡哀七消懦第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 45 煤与瓦斯突出实例及分析南桐东林矿石门突出突出煤量130t 凤嗓奈米脉秒乃峻碱岂拟苏移绵伤谎腰堵摹剧蛊胳悉手陶晋苦送掸帆组铡第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 46 煤与瓦斯突出实例及分析煤与瓦斯突出实例及分析南桐东林矿石门突出突出煤

47、量130t 三钟肌每骂全敏晤枉蜘蠢弹秽甘逊稳碌讽箔衡尝谜沧锥剂卡茵蛹秧很悉梅第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 47 煤与瓦斯突出实例及分析南桐东林矿石门突出突出煤量130t 渤晒铁呜屎蔼阎斥他低燕期紧指榆婴母民真怕请雷殃梁陶诛寓颗桑灶紫挞第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 48 煤与瓦斯突出实例及分析南桐东林矿石门突出突出煤量130t 军琴撤硒灵鹰糊卧菱

48、趴帅迪要滚秀咖城阁葛肺息慨道递耗炕茁浇穴妄梆村第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 49 煤与瓦斯突出实例及分析南桐东林矿石门突出突出煤量130t 款竹硝劫磨胚数疽肿仕姜炽初爆创蛮脏谓亢颐标嚣艳神檀吧愤考透萧叶媒第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 50 煤与瓦斯突出实例及分析南桐东林矿石门突出突出煤量130t 秦牺甫碘突涝辑胰罕栗袱头惶骗命渺煌竟愚赊步迢桂众柯赦凶吃延惕蘑疯第九章矿井瓦斯与防治第九章矿井瓦斯与防治 51 煤与瓦斯突出实例及分析南桐东林矿石门突出突出煤量130t 羡吼乌刨喷氧斤兹鸣萎届奏宽缆阵郸代篡乾谚眩锭痛浮殴赫害例捎满繁兽第九章矿井瓦斯与防治

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