瓦斯基礎(chǔ)知識(shí)2

1、第一節(jié)礦井瓦斯概述瓦斯：礦井中主要由煤層氣構(gòu)成的以甲烷為主的有害氣體，有時(shí)單獨(dú)指甲烷。它是種無 色、無味、無臭、無毒的氣體，對(duì)空氣的相對(duì)密度為）.554。因比空氣輕，所以常積聚于巷道 的頂部、上山獨(dú)頭或冒落高頂處。它微溶于水，不助燃也不能供呼吸，但空氣中沼氣含量過 大時(shí)，因缺氧會(huì)使人窒息。沼氣的分子直徑很小，擴(kuò)散能力比空氣大1.6倍，易從煤巖層穿過 而進(jìn)入井巷中。純沼氣不燃燒也不爆炸，只有和適當(dāng)?shù)目諝饣旌虾蟛庞腥紵院捅ㄐ?。?斯的爆炸界限為5%16%。盡管煤礦瓦斯具有窒息性、燃燒性和爆炸性，若將井下空氣中的瓦斯含量控制在安全含 量以下，并杜絕一切引燃引爆的火源，煤礦瓦斯的窒息、燃燒或爆炸事

2、故是可以避免的。一、煤層瓦斯的生成及分帶1、煤層瓦斯的生成煤層瓦斯組分礦井瓦斯是指井下以甲烷ch4為主的有毒、有害氣體的總稱。有時(shí)單指甲烷。礦井瓦斯是成煤過程中的一種伴生產(chǎn)物。古代植物遺體在形成泥炭過程中，由于厭氧菌 的作用，植物的纖維質(zhì)被分解、發(fā)酵，逐漸生成腐植酸和瀝青質(zhì)，同時(shí)生成瓦斯；此后，在 煤的炭化變質(zhì)過程中，隨著化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)的變化，泥炭轉(zhuǎn)變成褐煤、煙煤和無煙煤，同時(shí) 繼續(xù)有大量瓦斯伴隨生成。在長期的地質(zhì)年代里，由于地層變動(dòng)造成的斷裂和裂隙，部分瓦 斯逸散到大氣中去，另一部分則被保存在煤體和圍巖之中。礦井瓦斯是各種氣體的混合物，其成分是很復(fù)雜的，它含有甲烷、二氧化碳、氮和數(shù)量 不等的

3、重?zé)N以及微量的稀有氣體等，但主要成分是甲烷。因此，習(xí)慣上所說的礦井瓦斯就是 指甲烷而言。國內(nèi)外對(duì)煤層瓦斯組分的大量測(cè)定表明，煤層瓦斯有約20種組分：甲烷及其同 系烴類氣體（乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等）、二氧化碳、氮、二氧化硫、硫化氫、一氧 化碳和稀有氣體（氦、氖、氬、氪、氙）等。其中甲烷及其同系物和二氧化碳是成煤過程的 主要產(chǎn)物。當(dāng)煤層賦存深度大于瓦斯風(fēng)化帶深度時(shí)，煤層瓦斯的主要組分（80% ）是甲烷。煤層瓦斯的生成煤是一種腐植型有機(jī)質(zhì)高度富集的可燃有機(jī)巖，是植物遺體經(jīng)過復(fù)雜的生物、地球化學(xué)、 物理化學(xué)作用轉(zhuǎn)化而成。從植物死亡、堆積到轉(zhuǎn)變?yōu)槊阂?jīng)過一系列演變過程，這個(gè)過程稱 為成煤作用。在

4、整個(gè)成煤過程都伴隨有烴類、二氧化碳、氫和稀有氣體的產(chǎn)生。結(jié)合成煤過 程，大致可劃分為兩個(gè)造氣時(shí)期，即生物化學(xué)造氣時(shí)期和煤化變質(zhì)作用造氣時(shí)期。生物化學(xué)造氣時(shí)期這是成煤作用的第一階段，即泥炭化或腐泥化階段。在該階段，植物在泥炭沼澤、湖泊 或淺海中不斷繁殖，其遺體在微生物參加下不斷分解、化合和聚積。在這個(gè)階段中起主導(dǎo)作 用的是生物化學(xué)作用，低等植物經(jīng)生物化學(xué)作用形成腐泥，高等植物形成泥炭。在泥炭化過 程中，有機(jī)組分的變化是十分復(fù)雜的。一般認(rèn)為，泥炭化過程的生物化學(xué)大致分為兩個(gè)階段: 第一階段，植物遺體中的有機(jī)化合物，經(jīng)過氧化分解和水解作用，轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的化學(xué)性質(zhì)活 潑的化合物；第二階段，分解產(chǎn)物相互作

5、用進(jìn)一步合成新的較穩(wěn)定的有機(jī)化合物，如腐植酸、 瀝青質(zhì)等。植物各有機(jī)組分抵抗微生物分解的能力不同。以植物中主要組分之一的纖維素為例，當(dāng) 存在需氧性細(xì)菌時(shí)，可把纖維素水解為葡萄糖等單糖，單糖進(jìn)一步分解為二氧化碳和水；當(dāng) 環(huán)境逐漸轉(zhuǎn)化為缺氧時(shí)，纖維素、果膠質(zhì)又可在厭氧細(xì)菌作用下，產(chǎn)生發(fā)酵作用，形成甲烷、 水、丁酸、醋酸等。其化學(xué)反應(yīng)式可描述如下：f細(xì)菌分解見。+。110 FGII如6（纖維素）（單糖）C6II|2O6 + 6（）2 6C6 + 61120 放熱3CJl2O6 2C+HS（X + 2C2II,O2 + 2H2O + 2CU, （單糖（丁酸）（醋酸）（甲烷）煤化變質(zhì)作用造氣時(shí)期這是成煤

6、作用的第二階段，即泥炭、腐泥在以溫度和壓力為主的作用下變化為煤的過程。 在該階段中，由于埋藏較深且覆蓋層已固化，故在壓力和溫度影響下，泥炭進(jìn)一步變?yōu)楹置海?褐煤再變?yōu)闊熋汉蜔o煙煤。煤的有機(jī)質(zhì)基本結(jié)構(gòu)單元是帶側(cè)鍵官能團(tuán)并含有雜原子的縮合芳香核體系。在煤化作用 過程中，側(cè)鍵官能團(tuán)因斷裂、分解而減少，芳香核環(huán)數(shù)則不斷增加，芳香核縱向堆積加厚， 排列逐漸趨于有序化，從而造成有機(jī)質(zhì)一系列物理的和化學(xué)的變化。在芳香核縮合和側(cè)鍵與 官能團(tuán)脫落分解過程中，伴隨有大量烴類氣體的產(chǎn)生，其中主要的是甲烷。成煤作用各階段形成甲烷的示意反應(yīng)式可描述如下：Clf）HSO5 *C57H56Ojo + 4CQz + 3CI1

7、4 + 2114）（泥炭）（褐煤）CHOk號(hào)&以 + CO2 + 2GH4 + 3H2O（褐煤）（瀝青煤）ClHi4。一 -CntL+ 2CH4 + H20（煙煤）（無煙煤）一般認(rèn)為，在埋藏深度小于1000m條件下，地溫低于50C時(shí)，泥炭變?yōu)楹置?。這一階段， 仍以生物化學(xué)作用為主，可以產(chǎn)生甲烷、乙烷和丙烷等。隨著埋藏深度增大，地溫進(jìn)一步升 高到50160C時(shí)，細(xì)菌的生化作用已不明顯，由溫度產(chǎn)生的熱分解起決定作用，這時(shí)煤化作 用處于長焰煤到瘦煤的階段，以甲烷為主的烴類物質(zhì)大量產(chǎn)生。熱模擬煤化過程的試驗(yàn)表明， 兩次甲烷生氣高峰皆出現(xiàn)在該階段內(nèi)，甲烷產(chǎn)生量在焦煤時(shí)期達(dá)最高值。在焦煤和部分肥煤 階段是

8、重?zé)N產(chǎn)率最高的時(shí)期，也是液態(tài)烴主要的產(chǎn)出階段。該階段產(chǎn)氣的特點(diǎn)是甲烷與重?zé)N 兼生并存。當(dāng)埋藏深度達(dá)60007000m時(shí)，地溫超過160200C，貧煤轉(zhuǎn)變?yōu)闊o煙煤。在該階 段，由于有機(jī)質(zhì)芳香化程度和苯環(huán)縮聚大為增加，大部分富氫側(cè)鍵脫落，以及先期生成的重 烴在高溫下裂解等，均可導(dǎo)致甲烷生成。在該階段生成的氣體組分中，甲烷占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。煤層瓦斯生成規(guī)模煤礦開采實(shí)踐表明，煤層瓦斯含量一般不超過2030m3/t，成煤過程生成瓦斯的絕大部分己逸散入大氣中，擴(kuò)散到煤層圍巖或運(yùn)移至儲(chǔ)氣構(gòu)造的形成煤成氣田。2、煤層瓦斯沿深度的帶狀分布在漫長地質(zhì)年代中，變質(zhì)作用過程中生成的瓦斯在其壓力差與濃度差的驅(qū)動(dòng)下不斷向古 大

9、氣中運(yùn)移，而地表空氣通過滲透和擴(kuò)散也不斷向煤層深部運(yùn)移，這就導(dǎo)致沿煤層垂深出現(xiàn) 了特征明顯的四個(gè)分帶，即CO -N帶、N帶、N-CH帶和CH帶，見圖3-1。按照各帶的成因222244和組分變化規(guī)律，第I、II、III帶又統(tǒng)稱為瓦斯風(fēng)化帶，第W帶稱為甲烷帶。0 0.51.01.52.0m7t00 0.51.01.52.0m7t0 E0 4。60%圖3-1煤層瓦斯垂向分帶圖I、II、III瓦斯風(fēng)化帶；W一帶稱為甲烷帶確定瓦斯風(fēng)化帶和甲烷帶的深度是很重要的，因?yàn)樵诩淄閹?nèi)，煤層中瓦斯含量、瓦斯 壓力以及在開采條件變化不大的前提下的瓦斯涌出量都隨著深度的增加而有規(guī)律地增大。研 究這些規(guī)律及影響因素，是

10、防治礦井瓦斯災(zāi)害的基本工作之一。二、瓦斯在煤層中的賦存狀態(tài)瓦斯在煤層及圍巖中的賦存狀態(tài)有兩種，一種是游離狀態(tài)（也稱自由狀態(tài)），另一種是吸 附狀態(tài)，如圖3-2所示。圖3-2圖3-2煤層瓦斯賦存狀態(tài)示意圖1-游離瓦斯；2-吸著瓦斯；3-吸收瓦斯1、游離狀態(tài)。這種瓦斯以完全自由的氣體狀態(tài)存在于煤體或圍巖的較大裂縫、孔隙或空 洞之中（如圖3-2中1所示）。游離瓦斯可以自由運(yùn)動(dòng)或從煤（巖）層的裂隙中散放出來，因 此表現(xiàn)出一定壓力。煤體內(nèi)游離瓦斯的多少取決于儲(chǔ)存空間的容積、瓦斯壓力及圍巖溫度等 因素。2、吸附狀態(tài)（也稱結(jié)合狀態(tài)）。按其結(jié)合形式的不同，又分為吸著和吸收兩種狀態(tài)。吸 著狀態(tài)是瓦斯氣體分子在其與

11、煤粒固體分子間的引力作用下而被吸著在煤體孔隙的內(nèi)表面上 所呈現(xiàn)的狀態(tài)，其形成一層很薄的吸附層（如圖3-2中2所示）；吸收狀態(tài)是瓦斯分子進(jìn)入煤 體膠粒結(jié)構(gòu)內(nèi)部與煤分子結(jié)合而呈現(xiàn)的一種狀態(tài)，其類似氣體溶解于液體的現(xiàn)象（如圖3-2 中3所示）。吸附狀態(tài)存在的瓦斯量的多少，取決于煤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、炭化程度等。游離狀態(tài)與吸附狀態(tài)的瓦斯并不是固定不變的，而是處于不斷交換的動(dòng)平衡狀態(tài)。當(dāng)條 件發(fā)生變化，這一平衡就會(huì)遭到破壞。在壓力降低、溫度升高或煤體結(jié)構(gòu)受到破壞時(shí)，部分 吸附狀態(tài)的瓦斯就轉(zhuǎn)化為游離狀態(tài)，這種現(xiàn)象叫解吸；反之，當(dāng)壓力增大或溫度降低時(shí)，部 分游離的瓦斯也會(huì)轉(zhuǎn)化為吸附狀態(tài)，這種現(xiàn)象叫吸附。三、礦井瓦斯

12、涌出形式當(dāng)煤層被開采時(shí)，煤體受到破壞，貯存在煤體內(nèi)的部分瓦斯就會(huì)離開煤體而涌入采掘空 間，這種現(xiàn)象叫做瓦斯涌出。礦井瓦斯涌出的形式一般分為普通涌出和特殊涌出兩種。1、普通涌出即瓦斯從采落的煤炭及煤層、巖層的暴露面上，通過細(xì)小的孔隙緩慢而長時(shí)間的放出。 首先是游離瓦斯，而后是部分解吸的吸附瓦斯。普通涌出是礦井瓦斯涌出的主要形式，不僅 范圍廣，而且數(shù)量大。2、特殊涌出如果煤層或巖層中含有大量瓦斯，采掘時(shí)，這些瓦斯有時(shí)會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)、突然的、 大量的涌出，可能還伴有煤粉、煤塊或巖石，瓦斯的這種涌出形式稱為特殊涌出。瓦斯特殊 涌出是一種動(dòng)力現(xiàn)象，分為瓦斯噴出和煤與瓦斯突出、傾出、壓出等幾種形式。瓦斯

13、特殊涌 出的范圍是局部的、短暫的、突發(fā)性的，但其危害極大。四、礦井瓦斯涌出量1、礦井瓦斯涌出量礦井瓦斯涌出量是指礦井生產(chǎn)過程中涌入巷道空間的瓦斯量，可用絕對(duì)瓦斯涌出量和相 對(duì)瓦斯涌出量?jī)蓚€(gè)參數(shù)來表示。絕對(duì)瓦斯涌出量礦井絕對(duì)瓦斯涌出量是指礦井在單位時(shí)間內(nèi)涌出瓦斯的體積，通常所用的單位為m3/min 或m3/d?？捎孟率接?jì)算：Qch = Q C或= 1440*Q*C式中QchQS一礦井（或采區(qū)，）絕對(duì)瓦斯涌出量MgnF/d；q礦井（或采區(qū)）總回風(fēng)量，獨(dú)3/mm；C礦井（或采區(qū)）總回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛龋?;14401晝夜的分鐘數(shù).相對(duì)瓦斯涌出量144OQai4*N礦井相對(duì)瓦斯涌出量是指礦井在正常生產(chǎn)條

14、件下采1t煤所涌出的瓦斯體積，單位是 144OQai4*N頃七=4式中qg 礦井（或采區(qū)）相對(duì)瓦斯涌出量，杼/ q：礦井（或采區(qū)）絕對(duì)瓦斯涌出量將/mi苻A礦井（或采區(qū)）月產(chǎn)煤量,世N礦井（或采區(qū)）的月工作天數(shù)，犬2、影響礦井瓦斯涌出量的主要因素礦井瓦斯涌出量對(duì)于整個(gè)礦井來說，稱為礦井瓦斯涌出量；對(duì)個(gè)別煤層、水平、采區(qū)或 工作面而言，則分別稱為煤層、水平、采區(qū)或工作面的瓦斯涌出量。瓦斯涌出量的大小主要 取決于下列自然因素和開采技術(shù)因素。、煤層和圍巖的瓦斯含量煤層（包括可采層和非可采層）和圍巖的瓦斯含量是瓦斯涌出量大小的決定因素，瓦斯 含量越高，瓦斯涌出量越大。當(dāng)前礦井的瓦斯涌出量預(yù)測(cè)把煤層瓦斯

15、含量作為主要依據(jù)。、開采規(guī)模開采規(guī)模是指礦井的開采深度、開拓、開采范圍以及礦井的產(chǎn)量而言。隨著開采深度的 增大，煤層的瓦斯含量將增大，因而瓦斯涌出量也相應(yīng)地增大。對(duì)某一礦井來說，開采規(guī)模 越大，礦井的絕對(duì)瓦斯涌出量也就越大，但就礦井的相對(duì)瓦斯涌出量來說，情況比較復(fù)雜。 如果礦井是靠改進(jìn)采煤工藝，提高工作面單產(chǎn)來增大產(chǎn)量的，則相對(duì)瓦斯涌出量明顯地減少， 原因?yàn)椋阂皇桥c采面無關(guān)的瓦斯源的瓦斯涌出量在產(chǎn)量提高時(shí)無明顯增大；二是隨著開采速 度加快，鄰近層及采落煤的殘存瓦斯量將增大。如果礦井僅是靠擴(kuò)大開采規(guī)模來增大產(chǎn)量的， 則礦井相對(duì)瓦斯涌出量或保持不變或增大。、開采順序與開采方法在開采煤層群中的首采煤

16、層時(shí)，由于其涌出的瓦斯不僅來源于開采層本身，而且還來源 于上、下鄰近層，因此，開采首采煤層時(shí)的瓦斯涌出量往往比開采其他各層時(shí)大好幾倍。為 了使礦井瓦斯涌出量不發(fā)生大波動(dòng)，在開采煤層群時(shí)，應(yīng)搭配好首采煤層和其他各層的比例。采煤方法的回采率越低，瓦斯涌出量就越大，因?yàn)閬G煤中所含瓦斯的絕大部分仍要涌入 巷道。在開采煤層群時(shí)，由于采用陷落法管理頂板比采用充填法管理頂板時(shí)能造成頂板更大 范圍的破壞與松動(dòng)，因而采用陷落法管理頂板的工作面的瓦斯涌出量比采用充填法管理頂板 的工作面的瓦斯涌出量大。、地面大氣壓力的變化地面大氣壓力變化，必然引起井下空氣壓力的變化。根據(jù)測(cè)定，地面大氣壓力在1年內(nèi) 的變化量可達(dá)（5

17、8）X10-3MPa, 1天內(nèi)的最大變化量可達(dá)（24）X10-3MPa，但與煤層瓦 斯壓力相比，地面大氣壓的變化量是很微小的。地面大氣壓的變化對(duì)煤層暴露面的瓦斯涌出 量沒有太大影響，但對(duì)采空區(qū)瓦斯涌出有較大的影響。在生產(chǎn)規(guī)模較大，采空區(qū)瓦斯涌出量 占很大比重的礦井，當(dāng)氣壓突然下降時(shí)，采空區(qū)積存的瓦斯會(huì)更多地涌入風(fēng)流中，使礦井瓦 斯涌出量增大；當(dāng)氣壓變大時(shí)，礦井瓦斯涌出量會(huì)明顯減小。3、礦井瓦斯涌出的區(qū)域分布分析和測(cè)定瓦斯涌出的區(qū)域分布的目的是采取相應(yīng)的措施，更好地防治瓦斯事故。井下 瓦斯分布空間上可分為采煤區(qū)、掘進(jìn)區(qū)、采空區(qū)三部分。測(cè)定這三部分瓦斯的方法是在礦井 采煤區(qū)和掘進(jìn)區(qū)的進(jìn)、回風(fēng)流中測(cè)

18、定瓦斯的濃度和風(fēng)量，計(jì)算其絕對(duì)瓦斯涌出量，然后以全 礦井的絕對(duì)瓦斯涌出量為百分之百，在計(jì)算采煤區(qū)、掘進(jìn)區(qū)和采空區(qū)瓦斯涌出量的百分比。、采煤區(qū)瓦斯。采煤區(qū)瓦斯的一部分來源于暴露的煤壁及采落的煤炭，另一部分來源 于工作面后方的采空區(qū)。采空區(qū)涌出的瓦斯量與其有無鄰近層及頂板管理方法有關(guān)。、掘進(jìn)區(qū)瓦斯。采用壁式采煤法時(shí)，采煤前需掘進(jìn)大量的煤巷，煤巷排放出的瓦斯構(gòu) 成了掘進(jìn)區(qū)瓦斯。其大小與煤層瓦斯含量、煤巷掘進(jìn)方式、掘進(jìn)速度等因素有關(guān)。、采空區(qū)瓦斯。采空區(qū)瓦斯來源于遺留的煤柱和丟煤。采空區(qū)瓦斯涌出量所占比重， 隨采空區(qū)面積及通風(fēng)、瓦斯管理情況的不同而不同，變化很大。通過對(duì)瓦斯涌出來源及構(gòu)成比較關(guān)系的分析

19、，可以找出主要瓦斯來源并采取相應(yīng)措施進(jìn) 行重點(diǎn)控制與管理，盡量減少其涌出量。五、礦井瓦斯等級(jí)鑒定煤礦安全規(guī)程第133條規(guī)定：一個(gè)礦井中只要有一個(gè)煤（巖）層發(fā)現(xiàn)瓦斯，該礦井 即為瓦斯礦井。瓦斯礦井必須依照礦井瓦斯等級(jí)進(jìn)行管理。礦井瓦斯等級(jí)，根據(jù)礦井相對(duì)瓦斯涌出量、礦井絕對(duì)瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式劃分為:（一）低瓦斯礦井：礦井相對(duì)瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且礦井絕對(duì)瓦斯涌出量小于 或等于40m3/min。（二）高瓦斯礦井：礦井相對(duì)瓦斯涌出量大于10m3/t或礦井絕對(duì)瓦斯涌出量大于40m3/min。（三）煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井。每年必須對(duì)礦井進(jìn)行瓦斯等級(jí)和二氧化碳涌出量的鑒定工作，

20、報(bào)省（自治區(qū)、直轄市） 負(fù)責(zé)煤炭管理的部門審批，并報(bào)省級(jí)煤礦安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)備案。第二節(jié)瓦斯爆炸及其防治一、瓦斯爆炸的條件瓦斯爆炸的概念瓦斯是一種能夠燃燒和爆炸的氣體，瓦斯爆炸就是空氣中的氧氣與瓦斯進(jìn)行劇烈氧化反 應(yīng)的結(jié)果。其化學(xué)反應(yīng)式為CH +2O 高溫 CO +2H O+882.6kj/mol4222從上式中看出：瓦斯在高溫火源作用下，與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)二氧化碳和水，并 放出大量的熱，這些熱量能夠使反應(yīng)過程中生成的二氧化碳和水蒸氣迅速膨脹，形成高溫、 高壓并以極高的速度向外沖擊而產(chǎn)生動(dòng)力現(xiàn)象，這就是瓦斯爆炸。瓦斯爆炸的危害瓦斯爆炸的危害主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面。1、爆炸溫度實(shí)驗(yàn)研究表明，當(dāng)

21、瓦斯?jié)舛葹?.5%時(shí)，爆炸產(chǎn)生的瞬時(shí)溫度，在自由空間內(nèi)可達(dá)1850C， 在封閉空間內(nèi)可高達(dá)2650C。由于井下巷道是半封閉空間，其內(nèi)的瓦斯爆炸溫度在1850C與 2650C之間，而這樣高的溫度，不僅會(huì)燒傷人員、燒壞設(shè)備，還可能引起火災(zāi)，擴(kuò)大災(zāi)情。2、爆炸壓力瓦斯爆炸產(chǎn)生的高溫，會(huì)使氣體突然膨脹而引起氣體壓力的驟然增大，再加上爆炸波的 疊加作用或瓦斯連續(xù)爆炸，爆炸產(chǎn)生的沖擊壓力會(huì)越來越高。據(jù)測(cè)定，瓦斯爆炸后的壓力約 為爆炸前的10倍，在高溫高壓的作用下，爆源處的氣體以每秒幾百米的速度向前沖擊。瓦斯 爆炸時(shí)，常常伴生正向和反向兩種沖擊。3、有毒有害氣體瓦斯爆炸后，將產(chǎn)生大量有害氣體。據(jù)分析，瓦斯爆

22、炸后的氣體成分為：氧氣（O ） 6%、2氮?dú)猓∟2） 82%88%、二氧化碳（CO2） 4%8%、一氧化碳（CO） 2%4%。爆炸后生成量就會(huì) 更大，危害就更為嚴(yán)重。統(tǒng)計(jì)資料表明，在發(fā)生的瓦斯、煤塵爆炸事故中，死于一氧化碳中 毒的人數(shù)占總死亡人數(shù)的70%以上。因此煤礦安全規(guī)程規(guī)定，入井人員必須佩帶自救器。瓦斯爆炸的基本條件瓦斯爆炸必須具備下面三個(gè)基本條件。1、空氣中的瓦斯?jié)舛葢?yīng)達(dá)到爆炸界限范圍在新鮮空氣中，瓦斯的爆炸濃度界限一般認(rèn)為是5%16%。當(dāng)空氣中瓦斯?jié)舛鹊陀?%時(shí)， 遇火不爆炸，只能在火源外圍形成穩(wěn)定的燃燒層，火源呈淺藍(lán)色或淡青色。瓦斯?jié)舛雀哂?6% 時(shí)，遇火既不燃燒也不爆炸，但當(dāng)有新

23、鮮空氣供入時(shí)，則能在含瓦斯混合氣體與新鮮空氣接 觸面進(jìn)行燃燒。瓦斯爆炸界限并不固定不變，當(dāng)有其它可燃?xì)怏w（如乙烯、一氧化碳等）混入或有煤塵 時(shí)，其爆炸界限會(huì)擴(kuò)大；混合氣體溫度壓力增高時(shí)，爆炸界限也擴(kuò)大；但若混入惰性氣體（如 CO2），則可減小其爆炸性。2 2、高溫火源的存在時(shí)間應(yīng)長于瓦斯爆炸的引火感應(yīng)期點(diǎn)燃瓦斯爆炸所需的最低溫度稱為引火溫度，一般為650750C。煤礦井下的明火、電 火花、煤層自燃、摩擦或撞擊火花、放炮等都可引爆礦井瓦斯。因此，消滅井下一切火源是 預(yù)防瓦斯爆炸的重要措施之一。3、空氣中氧氣濃度超過12%瓦斯爆炸界限隨混合氣體中氧濃度的降低而縮小。當(dāng)氧濃度降低到12%時(shí)，混合氣體

24、即 失去爆炸性。對(duì)于已經(jīng)封閉的火區(qū)或打開火區(qū)時(shí)，控制火區(qū)內(nèi)的氧濃度上升是防止瓦斯爆炸 的有效途徑。二、預(yù)防瓦斯爆炸的措施1、防止瓦斯積聚的措施1）、加強(qiáng)通風(fēng)、保證礦井通風(fēng)系統(tǒng)合理，合理計(jì)算各地點(diǎn)需風(fēng)量并按要求配足；、進(jìn)回風(fēng)井之間和主要進(jìn)回風(fēng)巷之間的每個(gè)聯(lián)絡(luò)巷中，必須砌筑永久性風(fēng)墻；需要使 用的聯(lián)絡(luò)巷，安設(shè)兩道聯(lián)鎖的正向風(fēng)門和2道反向風(fēng)門；、建立獨(dú)立完善的通風(fēng)系統(tǒng)、采空區(qū)及時(shí)封閉、通風(fēng)設(shè)施齊全、位置合理。2）、安全監(jiān)控設(shè)施、安全儀器儀表上齊，配備到位；瓦斯檢查設(shè)置點(diǎn)全面、合理；專職 瓦斯檢查員必須持證上崗，嚴(yán)格執(zhí)行瓦斯、二氧化碳其他有害氣體檢查制度、請(qǐng)示匯報(bào)制度、 交接班制度及報(bào)表審批制度等。3

25、）、井下全部實(shí)現(xiàn)采掘供電分開，煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)工作面實(shí)現(xiàn)瓦斯風(fēng)電閉鎖，巖巷 掘進(jìn)工作面實(shí)現(xiàn)風(fēng)電閉鎖。4）、臨時(shí)停風(fēng)地點(diǎn)必須立即停電撤人，在獨(dú)頭巷道口不超過3m處設(shè)置柵欄、掛上明顯 警標(biāo)牌或派專人在巷道口的新鮮風(fēng)流中看守，嚴(yán)禁人員入內(nèi)。長期停風(fēng)區(qū)必須在24h內(nèi)封閉 完畢。5）、不得出現(xiàn)無計(jì)劃停風(fēng)，有計(jì)劃停風(fēng)的必須有專項(xiàng)通風(fēng)安全措施。2、及時(shí)處理局部積存瓦斯1）、為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除巷道頂板附近的瓦斯層狀積聚和靠支架空洞的瓦斯積聚，首先 要加強(qiáng)出現(xiàn)瓦斯積聚地區(qū)的瓦斯?jié)舛葴y(cè)量，瓦斯監(jiān)測(cè)儀表配置瓦斯檢定杖或膠皮導(dǎo)氣管，測(cè) 量時(shí)應(yīng)將其置于巷道頂板附近及伸入靠支架的空洞中；其次是全面地或局部地（靠瓦斯涌出

26、 源）增加風(fēng)速。局部增加風(fēng)速的方法有：采用鋪設(shè)在巷道中安設(shè)風(fēng)障；靠頂板掛傾斜擋板； 安設(shè)水射流風(fēng)機(jī)或局部通風(fēng)機(jī)；壓風(fēng)等。2）、防止和消除打鉆時(shí)瓦斯層狀和局部積聚的主要方法為：a、增加打鉆巷道的供風(fēng)量；b、依靠在巷道中安設(shè)風(fēng)障、傾斜擋板、局部通風(fēng)機(jī)等，以便局部增加鉆孔孔口附近的風(fēng)速；c、在鉆孔中瓦斯涌出量很大時(shí)，應(yīng)在孔口按設(shè)專門的密封裝置，并把瓦斯引入抽放管路中。3）、防止采煤機(jī)附近的瓦斯積聚：a、采用水力引射器或小型局部通風(fēng)機(jī)向機(jī)組局部送風(fēng)； b適當(dāng)加大工作面風(fēng)量。4）、巷道冒落空洞內(nèi)瓦斯積聚：a、用導(dǎo)風(fēng)板或風(fēng)筒吹入新風(fēng)，沖散并排出瓦斯；b、用 混凝土加木板充填巷道空洞；c、當(dāng)巷道風(fēng)速小而在頂

27、板形成瓦斯積聚時(shí)，可采取提高巷道風(fēng) 速的方法處理。5）、炮眼內(nèi)瓦斯積存：打好炮眼后要及時(shí)裝藥；裝藥前要用跑棍在炮眼內(nèi)來回捅一捅， 以便排出炮眼內(nèi)的瓦斯。炸藥要頂?shù)脚谘鄣锥?，裝藥后應(yīng)趕快用炮泥充實(shí)、添滿。放炮時(shí)附 近不準(zhǔn)有空炮眼，否則，應(yīng)先添滿空炮眼再放炮。6）、工作面隅角瓦斯積聚：a、超限不多時(shí)，可在工作面隅角附近設(shè)置一道風(fēng)障或木板隔 墻迫使一部分風(fēng)流向隅角處；b、當(dāng)采空區(qū)涌出較大時(shí)，可利用無火花風(fēng)機(jī)進(jìn)行抽排，選擇礦 用塑料外電機(jī)抽出或軸流局部通風(fēng)機(jī)，安設(shè)在回風(fēng)巷距煤壁側(cè)110120m，并隨瓦斯涌出量的 大小移動(dòng)吸風(fēng)口，保證吸入側(cè)瓦斯?jié)舛刃∮?%，并且隅角瓦斯?jié)舛刃∮?.5%； c、利用水射

28、流風(fēng)機(jī)、壓風(fēng)、增加配風(fēng)量等措施。7）、刮板輸送機(jī)底槽內(nèi)瓦斯積聚：a、刮板輸送機(jī)下邊全部用焊鐵板隔絕；b、機(jī)頭機(jī)尾 設(shè)專人摧煤粉，防止產(chǎn)生循環(huán)煤，以利于底槽通風(fēng)；c、機(jī)頭機(jī)尾每隔一定距離（約60m）在 溜槽側(cè)幫打眼，接風(fēng)管向底槽吹風(fēng)等。3、防止瓦斯引燃的措施防止瓦斯引燃的原則是禁止一切非生產(chǎn)火源，對(duì)生產(chǎn)中產(chǎn)生的火源嚴(yán)格管理與控制。1）、禁止攜帶煙草及點(diǎn)火工具下井。2）、電氣設(shè)備的選用、管理符合煤礦安全規(guī)程要求。3）、停電停風(fēng)，實(shí)行風(fēng)電閉鎖。停風(fēng)恢復(fù)送電時(shí)，必須先檢后送。4）、嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢”制度。5）、嚴(yán)格按煤礦安全規(guī)程要求管理瓦斯，防止瓦斯?jié)舛瘸蕖?）、防止機(jī)械摩擦火花和摩擦發(fā)熱，采煤機(jī)

29、截齒要定期檢查，保持完整和尖銳狀態(tài)，在 截齒后部噴霧等措施。4、防止瓦斯爆炸事故擴(kuò)大1）、設(shè)置隔爆水棚，將其阻隔，以防外延。2）、實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。3）、風(fēng)井井口設(shè)置防爆門，以防沖擊波沖毀主要通風(fēng)機(jī)。4）、通風(fēng)系統(tǒng)力求簡(jiǎn)單，不用的巷道及時(shí)封閉。5）、按設(shè)計(jì)選定的防火門位置構(gòu)筑好防火門墻，并儲(chǔ)備足夠數(shù)量的封閉防火門的材料。5、瓦斯排放的分級(jí)管理1）一級(jí)管理停風(fēng)區(qū)中最高瓦斯?jié)舛炔怀^1.0%和最高二氧化碳濃度不超過1.5%，且局部通風(fēng)機(jī)及其 開關(guān)附近10m以內(nèi)風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛榷疾怀^0.5%時(shí)，方可人工開啟局部通風(fēng)機(jī)。2）、二級(jí)管理停風(fēng)區(qū)中瓦斯?jié)舛瘸^1.0%或二氧化碳濃度超過1.5%，最高瓦斯?jié)舛群?/p>

30、二氧化碳濃度不 超過3.0%時(shí)，由通風(fēng)部門制訂措施，瓦斯檢查員按措施要求進(jìn)行排放。3）、三級(jí)管理啟封火區(qū)、恢復(fù)已封閉的停工區(qū)、瓦斯?jié)舛然蚨趸紳舛瘸^3%的停風(fēng)區(qū)或采掘工作 接近這些地點(diǎn)時(shí)，由通風(fēng)部門編制措施，總工程師批準(zhǔn)，救護(hù)隊(duì)負(fù)責(zé)實(shí)施，安監(jiān)、通風(fēng)部門 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督執(zhí)行。實(shí)現(xiàn)正常通風(fēng)后，瓦斯?jié)舛冉档?.0%以下，二氧化碳濃度降到1.5%以下時(shí)，非救護(hù)隊(duì)人員方可進(jìn)入。三、礦井瓦斯?jié)舛鹊挠嘘P(guān)規(guī)定序號(hào)地點(diǎn)允許瓦斯?jié)舛瘸^允許值時(shí)必須采取的措施1礦井總回風(fēng)巷或一翼回風(fēng)巷C%W0.75%必須立即查明原因，進(jìn)行處理2采區(qū)回風(fēng)巷、采掘工作面回風(fēng)巷風(fēng)流 中CH4W1.0%CO2W1.5%必須停止工作，撤出人員，采取措 施，進(jìn)行處理3采掘工作面及其他作業(yè)地點(diǎn)風(fēng)流中CH41.0%CO21.5%必須停止用煤電鉆打眼4爆破地點(diǎn)附近20m以內(nèi)風(fēng)流中CH41.0%嚴(yán)禁裝藥、爆破5米掘工作面、電動(dòng)機(jī)或其開關(guān)安設(shè)地 點(diǎn)附近20m以內(nèi)風(fēng)流中CH41.5%必須停止工作，切斷電源，撤出人 員，進(jìn)行處理6采掘工作面及其他巷道內(nèi)，體積大于 0.5m3的空間內(nèi)CH42%必須停止工作，切斷電源，撤出人 員，進(jìn)行處理7停風(fēng)區(qū)CH43.0%CO23.0%不能立即處理時(shí)，必須