瓦斯突出及防治

1、矿井灾害防治知识一、矿井瓦斯1、矿井瓦斯的概念矿井瓦斯是成煤过程中的一种伴生气体，是指煤矿井下以甲烷 (CH4)为主的有毒、有害气体的总称，有时单独指甲烷。矿井瓦斯 来自煤层和煤系地层，2、瓦斯的性质瓦斯通常指甲烷，分子式为CH4，它是一种无色、无味的气体。 在标准状态下(气温为0C,大气压为1.01x105Pa), 1m3甲烷的质量 为0.7618kg,而1m3空气的质量为1.293kg,因此，瓦斯比空气轻， 其相对密度为0.554,瓦斯有很强的扩散性，扩散速度是空气的1.34 倍。巷道内瓦斯浓度的分布取决于其涌出源的分布和涌出强度。当无 瓦斯涌出源时，瓦斯在井巷断面内的分布是均匀的；当有瓦

2、斯涌出源 时，在其涌出的侧壁附近会出现瓦斯浓度增高，巷道顶板、冒落区顶 部往往积聚高浓度瓦斯，这不是因为瓦斯表现出上浮力，而是说明这 里有瓦斯涌出源。瓦斯具有燃烧和爆炸性。3、矿井瓦斯的危害瓦斯窒息。甲烷本身虽然无毒，但空气中甲烷浓度较高时，就 会相对降低空气中氧气浓度，在压力不变的情况下，当甲烷浓度达到 43%时，氧气浓度就会被冲淡到12%，人就会感到呼吸困难；当甲烷 浓度达到57%时，氧气浓度就会降到9%,这时人若误入其中，短时间 内就会因缺氧窒息而死亡。瓦斯的燃烧和爆炸。当瓦斯与空气混合达到一定浓度时，遇到 高温火源就能燃烧和发生爆炸，一旦形成灾害事故，会造成大量井下 作业人员的伤亡，严

3、重影响和威胁矿井安全生产，会给国家财产和职 工生命造成巨大损失。瓦斯爆炸事故是矿井五大自然灾害之首。4、矿井瓦斯涌出的形式当煤层被开采时，煤体受到破坏，贮存在煤体内的部分瓦斯就会 离开煤体而涌入采掘空间，这种现象叫做瓦斯涌出。普通涌出。瓦斯从采落的煤炭及煤层、岩层的暴露面上，通过 细小的孔隙缓慢而长时间的涌出。特殊涌出，如果煤层或岩层中含有大量瓦斯，采掘时，这些瓦 斯有时会在极短的时间内，突然的、大量的涌出，可能还伴有煤粉、 煤块或岩块，瓦斯的这种涌出形式称为特殊涌出。瓦斯特殊涌出是一 种动力现象，分为瓦斯喷出和煤与瓦斯突出。瓦斯特殊涌出的范围是 局部的、短暂的、突发性的，但其危害极大。5、瓦

4、斯爆炸的条件（1） 、一定的瓦斯浓度，瓦斯爆炸的界限一般认为是5%16%。（2）、一定的引火温度，点燃瓦斯所需的最低温度，称为引火温 度。瓦斯的引火温度一般认为是650750C。明火、煤炭自燃、电 气火花、赤热的金属表面、吸烟、放炮、安全灯网罩、架线火花、甚 至撞击和摩擦产生的火花等都足以引燃瓦斯。（3）、充足的氧气含量，一旦氧气浓度达到12%以上时，就有发 生爆炸的可能。二、煤与瓦斯突出1、煤与瓦斯突出的概念在煤矿井下由于地应力和瓦斯压力（二氧化碳）的共同作用，在 极短的时间内，破碎的煤和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出 的异常的动力现象，称为煤与瓦斯突出。2、煤与瓦斯突出的分类1）煤与

5、瓦斯突出（简称突出）2）煤突然被压出并涌出大量瓦斯（简称压出）3）煤突然倾出并涌出大量瓦斯（简称倾出）3、突出强度的分类突出强度是指每次突出抛出的煤岩量或喷出的瓦斯量按突出强 度可分为：小型突出：100t。中型突出：等于或大于100t、小于500t。大型突出：等于或大于500t、小于1000t。特大型突出：等于或大于1000t。4、煤与瓦斯突出的预兆及规律绝大多数的煤与瓦斯突出，在突出发生前都有预兆，没有预兆的 突出时极少数的，突出的预兆可分为有声预兆和无声预兆。1）、有声预兆响煤炮。由于各矿区、各采掘工作面的地质条件、采掘方法、 瓦斯及煤质特征的不同，所以预兆声音的大小、间隔时间、在煤体深

6、处发出的响声种类也不同。有的像炒豆似的噼噼叭叭声，有的像鞭炮 声，有的像机关枪连射声，有的似跑车一样的闷雷、嘈杂、沙沙声、 嗡嗡声以及气体穿过含水裂缝时的吱吱声等。其他有声预兆。发生突出前，因压力突然增大，支架会出现嘎 嘎响、劈裂折断声，煤岩壁会开裂，打钻时会喷煤、喷瓦斯等。2）、无声预兆煤层结构构造方面表现为：煤层层理紊乱，煤变软、变暗淡、 无光泽、煤层干燥和煤尘增大，煤层受挤压，褶曲变粉碎、厚度变大、 倾角变陡。地压显现方面表现为：压力增大，使支架变形，煤壁外鼓、片 帮、掉渣、顶底板出现凸起台阶、断层、波状鼓起、手扶煤壁感到震 动和冲击，炮眼变形装不进药，打眼时跨孔，夹钻等。其他方面的预兆

7、有：瓦斯涌出异常，忽大忽小，煤尘增大，空 气气味异常、闷人，有时变热。5、煤与瓦斯突出的防治规程规定有突出危险的煤矿必须采取综合防突措施，包括突 出危险性预测、防治突出措施、防突的效果检验和安全防护。三、矿尘1、矿尘的危害矿尘的危害主要表现在以下3个方面：、矿尘污染劳动环境，降低了生产场所的可见度，影响劳动 效率和操作安全。、工人长期在含矿尘浓度较高的环境中作业，吸入大量矿尘后， 轻者能引起呼吸道炎症，重者可导致尘肺病，严重影响人体健康和寿 命。、矿尘中的煤尘，有的还具有燃烧爆炸性，在一定的条件下可 能发生爆炸，造成大量的人员伤亡和财产损失。2、煤尘爆炸的条件煤尘发生爆炸，必须同时具备以下条件

8、：煤尘本身具有爆炸危险性。(2)定浓度的浮游煤尘存在。我国试验表明，煤尘爆炸下限浓度为45g/m3,上限浓度为1500-2000 g/mso爆炸威力最强的煤尘浓度 为 300-400 g/m3o高温引爆火源的存在。一般为610 1050C，多数为700 900。空气中氧浓度大于18%o3、综合防尘措施主要包括煤层注水、湿式凿岩、水泡泥、喷雾洒水、采掘机内外 喷雾、放炮前后喷雾、装煤(岩)洒水、移架喷雾、转载点喷雾、净 化通风、除尘器、个体防护等。四、顶板事故的原因、预兆1、采煤工作面局部冒顶的原因采煤工作面局部冒顶常发生在上下出口、煤壁线、放顶线、地质 构造处及采煤机附近。其原因主要有：采空区

9、顶板跨落不好，悬顶面积过大；顶板中存在断层、裂隙、层理等地质构造，将顶板切割成不连 续的岩块，回柱后岩块失稳，推倒支柱造成冒顶。回柱操作顺序不合理。工作面支护质量部好，支护密度不够、初撑力低、迎山角不合 理等。在遇见未预见的地质构造时，没及时采取措施。工作面上、下出口连接风巷和运输巷，控顶面积大。2、采煤工作面局部冒顶预兆主要有：发生响声。岩层下沉断裂，顶板压力急剧增大时，木支架有劈裂 声；金属支柱活柱下缩，支柱钻底时严重都可能发生响声；掉渣；煤 体压酥，片帮煤增多；顶板裂隙增多，裂隙变大；顶板出现离层；漏 顶；瓦斯涌出量突然增大；顶板淋水明显增加。3、巷道冒顶的原因巷道发生冒顶的原因主要有：

10、巷道开掘后没有得到及时支护；巷道顶板围岩压力大，支护失效；4、巷道发生冒顶预兆主要有：顶板发生响声。顶板压力急剧加大时，顶板岩层下沉，断裂发 出响声；另外，由于支架压力增大，支架及刹杆压弯断裂发出响声；掉渣、漏顶。冒顶前，破碎的伪顶或直接顶有时会因背板不严 和支架不牢出现漏顶，掉渣；顶板有裂缝；顶板出现离层；淋水量增加。五、矿井防治水1、透水前的预兆：“挂汗”。积水区的水通过煤岩裂隙而在采掘工作面的煤岩壁 上聚结成许多水珠的现象叫挂汗。“挂红”。矿井水中若含有含铁的氧化物，它通过煤岩裂隙渗 到采掘工作面的煤岩表面时,会呈现暗红色水锈，这种现象叫“挂红”。水叫。含水层或积水区内的高压水向煤壁裂隙挤压时，与两臂 摩擦会发出“嘶嘶”声，说明采掘工作面距积水区或水源较近了，透 水即将发生。空气变冷。采掘工作面接近积水区时，空气温度会骤然下降， 煤壁发凉，人进入工作面有阴冷的感觉，但如果积水区内的水温较高， 采掘工作面接近时反而温度升高。出现雾气。如采掘工作面气温较高时，从煤壁渗出的积水，会