矿井瓦斯防治

1、 矿井瓦斯防治 张俭让张俭让 ( ( 教授教授, ,国家注册安全工程师国家注册安全工程师 ) ) 单单 位：位： 西安科技大学西安科技大学 地地 址：址： 雁塔路中段雁塔路中段58号号 邮邮 编：编： 710054 电电 话：话： 02985583142（办）（办）传传 真：真： 02985583143 E-mail ： zhang 一、我国煤矿安全生产形势 能源是人类进行生产和赖以生存的重要物质基础，是经济发展和社会发展的重要物质基础。 能源的种类很多。 煤炭是我国重要的基础能源和原料，在国民经济中具有重要的战略地位。 煤矿安全会诊。（一）煤矿安全生产事故基本特点

2、1重特大事故多发 2瓦斯重特大事故居高不下 3乡镇煤矿事故多发 4煤矿职业危害严重 5与先进采煤国家安全生产水平差距大 （二）煤矿地质条件及自然灾害状况 1地质条件 2瓦斯 3水害 4顶板 5煤尘 6煤层自然发火 7冲击地压 8热害 9矸石山灾害 （三）煤矿防灾系统与安全装备状况 1通风系统 2瓦斯抽采系统 3防治水系统 4防灭火系统 5防尘系统 6安全监测监控系统 7安全装备 （四）煤矿安全科技状况 （五）煤矿安全生产存在问题和面临挑战 1存在问题 (1)行业管理弱化对煤矿安全生产影响深远 (2)企业安全生产主体责任落实不到位 (3)煤矿安全投入不足、安全装备水平低 (4)煤矿安全科技水平低

3、，重大灾害预防与治理关键技术亟待解决 (5)煤矿专业技术人才匮乏，从业人员整体素质偏低 (6)煤矿安全监管监察执法环境有待改善 2面临的机遇与挑战 (1) 确立安全发展的指导原则，迫切要求煤炭行业实现安全生产 (2)国民经济快速发展对煤炭需求大幅度增加，煤矿安全生产压力增大 (3)煤炭行业从业人员结构变化将增加煤矿安全管理难度 （六）改善煤矿安全生产状况的基本对策 (1)落实煤矿安全生产责任 (2)强化煤矿安全生产监管监察 (3)依靠科学技术，加大安全投入，促进安全状况好转 (4)深化煤矿安全专项整治 (5)强化安全教育培训 (6)建立规范的工伤保险体系 (7)加快安全管理信息网络化建设 (8

4、)加快煤炭行业的改革和发展 (9)推进本质安全型矿井建设 二、防治煤与瓦斯突出规定 2009年4月30日国家安全生产监督管理总局局长办公会议审议通过。 自2009年8月1日起施行。 共七章一百二十四条。第一章 总则 第二章 一般规定第三章 区域综合防突措施 第四章 局部综合防突措施第五章 防治岩石与二氧化碳（瓦斯）突出措施第六章 罚则第七章 附则 （一）制定目的（二）适用范围（三）突出煤层及突出矿井（四）修订出台背景（五）颁布实施的作用（六）修订的总体思路 以人为本 源头治理 依法治突 （七）主要特点 强制性 超前性 完整性（八）如何贯彻落实 （九）区域综合防突 1、区域突出危险性预测 2、区

5、域防突措施 3、区域措施效果检验 4、区域验证（十）局部综合防突 1、工作面突出危险性预测 2、工作面防突措施 3、工作面措施效果检验 4、安全防护措施 （十一）突出矿井的通风系统应当符合下列要求： 井巷揭穿突出煤层前，具有独立的、可靠的通风系统； 突出矿井、有突出煤层的采区、突出煤层工作面都有独立的回风系统。采区回风巷是专用回风巷； 在突出煤层中严禁任何两个采掘工作面之间串联通风； 煤（岩）与瓦斯突出煤层采区回风巷及总回风巷安设高低浓度甲烷传感器； 突出煤层采掘工作面回风侧不得设置调节风量的设施。易自燃煤层的回采工作面确需设置调节设施的，须经煤矿企业技术负责人批准； 严禁在井下安设辅助通风机

6、； 突出煤层掘进工作面的通风方式采用压入式。三、新版煤矿安全规程 （一）修订 1、历次修订 2、近年来的修订 2006年 2009年 2010年（二） 2010年的修订 1、修订的主要背景 2、修订的重要意义 3、修订的总体思路和原则 4、修订的主要内容 明确了同一采区采掘工作面数量的规定 严格了采掘工作面通风管理措施 明确了低浓度瓦斯利用的规定 严格了突出矿井鉴定工作的管理 完善了防治水的相关规定 5、如何贯彻落实（三)煤矿安全规程主要内容 第一编 总则 第二编 井工部分 第三编 露天部分 第四编 职业危害 四、煤矿瓦斯抽采基本指标 标准号:AQ1026-2006 2006年11月2日国家安

7、全生产监督管理总局发布 2006年12月1日实施（一）标准制定的原则 （1）促进煤矿安全生产 （2）技术经济合理 （3）便于监管（二）标准制定的法律地位 （三）必须进行瓦斯抽采的矿井 有下列情况之一的矿井，必须建立地面永久抽采瓦斯系统或井下临时抽采瓦斯系统：（1）一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m m3 3/minmin或一个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m m3 3/minmin，用通风方法解决瓦斯问题不合理时；（2）矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的： 40m m3 3/minmin； 年产量1.01.5Mt， 30 m m3 3/minmin 年产量0.61.0Mt， 25 m m3 3/mi

8、nmin 年产量0.40.6Mt， 20 m m3 3/minmin 年产量0.4Mt， 15 m m3 3/minmin （3）开采有煤与瓦斯突出危险煤层。（四）应达到的主要指标 1、采掘作业前能通过瓦斯抽采达到消除突出危险性的目的 2、瓦斯抽采使采煤作业前瓦斯量降低到正常通风能够解决的程度 3、矿井瓦斯抽采率确保矿井正常通风能力足以满足要求、限制不合理地增加矿井风量。 4、工作面瓦斯抽采应确保工作面风速不超、瓦斯浓度不超。 五、煤与瓦斯突出防治（一）概述 1、国内外煤与瓦斯突出概况 世界上各主要产煤国家都发生过煤与瓦斯突出 世界上最大的突出 我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家 我国最大的

9、一次煤与瓦斯突出 2、煤与瓦斯突出的分类（1）按动力现象的力学(能源)特征分类 突出 压出 倾出（2）按动力现象的强度分类 小型突出 中型突出 次大型突出 大型突出 特大型突出 3、煤与瓦斯突出发生的一般规律 (1)突出危险性随着深度的增加而增大 (2)突出危险性随着煤层厚度的增加而增大，尤其是软分层的增厚 (3)突出大多数发生在掘进工作面 (4)突出多发生在地质构造带 (5)突出预兆 有声预兆 无声预兆4、防突技术的发展5、煤与瓦斯突出机理（1）瓦斯为主导作用的假说（2）地压为主导作用的假说（3）化学本质作用假说（4）综合作用假说（1）流变假说（2）球壳失稳作用假说（3）突出发动中心扩展假说

10、 （二）防治煤与瓦斯突出的技术原埋 1、应力释放原理 2、瓦斯排放原理 3、煤体强度增加原理（三）煤与瓦斯突出危险性预测与评价 1、瓦斯赋存状况的预测与评价 （1）瓦斯含量 （2）瓦斯压力 2、应力状况的预测与评价 3、煤岩体的物理性质预测与评价 4、煤与瓦斯突出危险区域预测与评价 综合指标D与K法 5、采掘工作面煤与瓦斯突出危险预测与评价 （1）钻屑瓦斯解吸指标 （2）钻屑量指标 （3）钻孔瓦斯涌出初速度 （4）钻孔瓦斯涌出初速度结合瓦斯涌出衰减系数 （5）瓦斯涌出动态预测法 （6）声发射(AE)预测法 （7）电磁辐射法 声发射监测系统示意图声发射监测系统示意图 （四）突出煤层的合理采掘部署

11、 1、合理的开采程序 2、合理的开拓部署 3、合理的抽掘采接替 4、合理的通风系统 5、合理的产量规模（五）煤与瓦斯突出防治技术简介 1、煤与瓦斯突出综合防治措施概述“四位一体”防突措施 突出危险性预测 防治突出措施 防突措施的效果检验 安全防护措施 2 2、煤与瓦斯突出防治措施的原则与分类 （1）原则 （2）分类 3、区域性防突措施概述 4、局部防突新技术概述 5、机掘巷道防突技术概述六、矿井瓦斯爆炸机理及其主要影响因素 （一）瓦斯爆炸机理及传播过程 1、瓦斯爆炸的化学反应过程 CH4+2O2 = CO2+2H2O CH4+O2=CO+H2+H2O热链式反应 CH4 CH3+ H CH3+O

12、2CH2O+OH H +O2OH +O OH+CH4 CH3+ H2O O +CH4 OH+ CH3 CH2O+ O2CO+O + H2O CO+ O2CO2+O 、瓦斯爆炸的产生与传播过程、瓦斯爆炸的产生与传播过程初燃(初爆) 焰面 冲击波 新的爆炸混合物、瓦斯爆炸的危害、瓦斯爆炸的危害（二）瓦斯爆炸的主要参数 1 1、瓦斯的爆炸浓度、瓦斯的爆炸浓度 瓦斯爆炸界限影响因素 （1 1） 氧的浓度氧的浓度 （2）其它可燃气体 N =100 / /（C1/N/N1+C2/ /N2+Cn/ /Nn） （3）煤尘 （4）空气压力 （5）惰性气体 2、瓦斯的最低点燃温度和最小点燃能量 3、瓦斯的引火延迟

13、性 瓦斯爆炸必须同时具备的三个条件 （三）瓦斯爆炸易发区域和原因 七、矿井瓦斯风险评价技术 （一）风险基础知识 1、风险及其构成 （1）风险的含义 “风险”一词早在17世纪就已经出现。 随着社会的发展，“风险”这一概念的含义不断丰富。风险定义有: 风险是损失的可能性 风险是损失的机会或概率 风险是潜在损失 风险是潜在损失的变化范围与幅度 风险具有的两个基本特征： 不确定性 损失性 在工业生产系统中，风险可以理解为在特定条件下，某一危害事件发生的概率与危害后果的组合。 R=f (P,L)2、风险的构成要素（1）风险因素（2）风险事件（3）风险损失 直接损失 间接损失（二）风险分析与评价方法 1、安全检查表法 2、预先危险性分析法 3、故障假设/ /检查表法 4、危险性和可操作性研究 5、道化学火灾、爆炸指数评价法 6、ICI蒙德法 7、事件树分析 8、事故树分析 9、风险矩阵法 10、概率危险评价法 11、模糊综合评价法 煤巷掘进工作面防尘安全检查表煤巷掘进工作面防尘安全检查表 危险性预先分析 危险等级的划分 危险性预先分析表格 事件树分析法 事故树分析法 （三）矿井瓦斯风险评价