矿井瓦斯防治及粉尘防治课件eblr.docx
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1、第一章矿矿井瓦斯斯防治矿井瓦斯斯从广义义上说是是井下有毒毒有害气气体的总总称。它它的主要要成分通通常是以以甲烷(沼沼气)为为主的烃烃类气体体。它的的来源一一般分为为四个方方面:一一是在煤煤层与围围岩内赋赋存并能能涌入到到矿井的的气体;二是生生产过程程中生成成的气体体,如放放炮时产产生的炮炮烟、充充电过程程产生的的氢气;三是井井下空气气与煤岩岩、支架架和其它材材料之间间的化学学或生物物化学的的反应生生成的气气体;四四是放射射性物质质蜕变过过程生成成的或地地下水放放出的放放射性惰惰性气体体氡(RRn)及及惰性气气体氦。第一节 矿井井瓦斯的的生成与与赋存 一、矿矿井瓦斯斯的生成成煤层瓦斯斯的来源源主
2、要是是煤层和和煤系地地层,它它主要是是腐植型型有机物物在成煤煤过程中中生成的的。一般般分为两两个成气气时期:一是从植植物遗体体到形成成泥炭属属于生物物化学成成气时期期;二是是地层在在高温高高压作用用下从褐褐煤到无无烟煤属属于煤的的化学作作用成气气时期。瓦瓦斯生成成的多少少主要取取决于原原始母质质的组成成和煤的的化学作作用所处处的阶段段。二、煤层层瓦斯的的赋存煤层进过过漫长的的地质年年代煤化化过程生生成的瓦瓦斯,在在其压力力和浓度度差的驱驱动下进进行运移移,其中中大部分分脱离产产气煤层层排放到到古大气气中;当当在运移移中遇到到良好的的圈闭和和储存条条件下时时,会聚聚集起来来形成天天然的气气藏。留
3、留存在现现今煤层层中的瓦瓦斯,仅仅是其中中的一小小部分(占占3%24%)。煤煤层瓦斯斯含量的的多少,主主要取决决于封闭闭条件。如如煤层埋埋藏深度度、煤层层与围岩岩的透气气性、地地质构造造与存储储条件。如如煤的吸吸附能力力、孔隙隙率、含含水程度度、温度度与压力力等。 三、瓦瓦斯的存存在状态态瓦斯在煤煤层或岩岩层中存存在的状状态有两两种:一一种叫游游离状态态;另一种叫叫吸附状状态。游游离瓦斯斯存在于于煤层、岩岩层的裂裂隙或空空洞中,它它可以自自由地从从煤层或或岩层的的裂隙中中散放出出来。吸吸附瓦斯斯是指被被吸附在在煤体或或掩体孔孔隙壁上上,形成成一个极极薄的薄薄膜或进进入煤体体内部,瓦瓦斯分子子与
4、煤的的分子之之间由于于引力作作用,紧紧密的吸吸附着。以以吸附状状态存在在的瓦斯斯含量大大小,决决定于煤煤的孔隙隙结构特特点、瓦瓦斯压力力、煤的的温度和和湿度等等。据估算,在在天然条条件下,煤煤体中以以吸附状状态储存存的瓦斯斯约占990,而而以游离离状态存存在的瓦瓦斯的约仅占100。这这说明瓦瓦斯绝大大多数是是以吸附附状态存存在。但但是,在一定定条件下下,煤体体中的游游离瓦斯斯和吸附附瓦斯又又是可以以相互转转化的。例例如,当当外界压力力升高或或温度降降低时,部部分瓦斯斯将由游游离状态态瓦斯转化化为吸附附状态瓦瓦斯。反之,如如外界压压力降低低或温度度升高时时,就会会有部分分吸附状状态瓦斯斯转化为为
5、游离状状态瓦斯斯。 四、影响响煤层瓦瓦斯含量量的因素素煤层瓦斯斯含量的的大小主主要取决决于煤层层保存瓦瓦斯的地地质条件件,即煤煤层和围围岩的透透气性,地地质构造造的圈闭闭条件以以及煤层层本身的的存储条条件等。1.埋藏藏深度煤层埋藏藏深度的的增加,不仅会会因地应应力增高高而使煤煤层及围岩的的透气性性差,而且且瓦斯向向地表运运移的距距离也增增大,两两者都不不利于瓦瓦斯的封存。当深度度不大时时,煤层层瓦斯含含量随埋埋深呈线线性增加加;当埋埋深很大大时,煤煤层瓦斯斯含量趋趋于常量量。2.煤层层和围岩岩的透气气性:煤系地层层岩性组组合及其其透气性性对煤层层瓦斯含含量有很很大影响响。煤层层及其围围岩的透透
6、气性越越大,瓦瓦斯越易易流失,煤煤层瓦斯斯含量就就越小;反之,瓦瓦斯易于于保存,煤煤层的瓦瓦斯含量量大。3.煤层层倾角在同一埋埋深下,煤煤层倾角角越小,煤煤层瓦斯斯含量越越高。4.地质质构造:地质构造造是影响响煤层瓦瓦斯赋存存及含量量的最重重要条件件之一。第二节 矿井井瓦斯的的涌出一、瓦斯斯涌出的的形式与与特征瓦斯自煤煤层或岩岩层中涌涌出,有有普通涌涌出和特特殊涌出出两种形形式:普普通涌出出是煤矿矿井下瓦瓦斯涌出出的一种种形式,也也是井下下瓦斯的的主要来来源。他他的特点点是涌出出范围大大、持续续时间长长,均匀匀而缓慢慢地从巷巷道、采采掘工作作面、采采空区等等地点的的煤层或或岩层的的所用暴暴露面
7、,从肉眼看不见的细微孔隙,或裂缝中散放出来。涌出的首先是游离瓦斯,而后是吸附瓦斯转化为游离瓦斯。这种涌出一般察觉不出来。但在湿润的煤壁上有时能听到微弱的“吱吱”声;这种现象称为瓦斯涌出,它是煤矿井下瓦斯的主要来源。特殊涌出出又称异异常涌出出,这种种涌出主主要受矿矿山压力力、煤体体瓦斯压压力的影影响,在在短时间间内突然然涌出大大量瓦斯斯,突然然涌出的的同时往往往带有有大量的的煤粉、岩岩石抛出出。其特特点是:涌出强强度大,只只影响局局部地区区,而且且时间短短,伴随随机械动动力作用用而产生生。特殊殊涌出的的形式主主要有以以下4种种:1.瓦斯斯喷出。瓦斯喷出的主要原因是在含瓦斯的煤岩中,在某些地质破坏
8、带内天然的空洞或裂缝中,往往积存有高压的瓦斯,当采掘工作面或钻孔接近这些地点时,瓦斯便急剧地向低压区涌出。特点:时间突然,空间上集中,动力效应。2.煤压压出。煤煤压出的的主要原原因是当当煤层结结构不均均匀并有有软分层层煤存在在时,工工作面前前方在应应力集中中和煤层层瓦斯压压力的作作用下,破破坏了煤煤体的完完整性,压压碎煤炭炭向工作作面抛出出,同时时伴有大大量瓦斯斯喷出。3.煤倾倾出。主主要是在在煤质松松软和工工作面指指甲不良良,瓦斯斯含量较较大的煤煤层,煤煤因自重重塌落而而同时涌涌出大量量的瓦斯斯。二、矿井井瓦斯涌涌出量矿井瓦斯斯涌出量量分为绝绝对瓦斯斯涌出量量和相对对瓦斯涌涌出量。矿井瓦斯涌
9、出量的大小,取决于自然因素和开采技术因素的综合影响。(1)自自然因素素1)煤层层和邻近近层的瓦瓦斯含量量煤层和邻邻近层的的瓦斯含含量是瓦瓦斯涌出出量大小小的决定定因素。开开采煤层层的瓦斯斯含量高高,瓦斯斯的涌出出量就大大。当开开采煤层层的上部部或下部部都有瓦瓦斯含量量大的煤煤层或岩岩层时,由由于未受受采动影影响,这这些邻近近层内的的瓦斯也也要涌人人开采层层,从而而增大了了矿井瓦瓦斯涌出出量。2)地面面大气压压及气温温地面大气气压的变变化与瓦瓦斯涌出出量的大大小有密密切关系系。地面面大气压压力升高高时,矿矿井瓦斯斯涌出量量减少。地地面大气气压力下下降,瓦瓦斯涌出出量增大大。气温温的影响响体现在在
10、其变化化导致大大气压的的变化,进进而影响响瓦斯涌涌出量的的大小。(2)开开采技术术因素1)开采采规模开采规模模是指开开采深度度、开拓拓、开采采范围及及矿井的的产量而而言。开开采深度度越深,随随着瓦斯斯含量的的增加,瓦瓦斯涌出出量就越越大。在在瓦斯赋赋存条件件相同时时,一般般是开拓拓、开采采范围越越大,则则瓦斯绝绝对涌出出量越大大,而瓦瓦斯相对对涌出量量差异不不大;产产量增减减,往往往瓦斯绝绝对涌出出量有明明显的增增减,而而相对涌涌出量的的变化不不很明显显。当矿矿井的开开采深度度与规模模一定时时,若矿矿井涌出出的瓦斯斯主要来来源于采采落的煤煤,产量量变化时时,对绝绝对涌出出量的影影响比较较明显,
11、对对相对涌涌出量的的影响不不大;若若瓦斯主主要来源源于采空空区,产产量变化化时,绝绝对瓦斯斯涌出量量变化较较小,相相对瓦斯斯涌出量量则有明明显变化化。2)开采采顺序与与回采方方法首先开采采的煤层层(或上上分层)排排放了邻邻近层的的瓦斯,因因此,瓦瓦斯涌出出量大。后后退式开开采程序序比前进进式开采采程序瓦瓦斯涌出出量要少少,属于于回采率率低的采采煤方法法,采区区瓦斯涌涌出量大大。陷落落法管理理顶板比比充填法法瓦斯涌涌出量大大。3)生产产过程瓦斯涌出出量一般般随开采采过程的的进行而而随时间间的延续续迅速下下降。4)矿井井风压理论上,与与大气压压对瓦斯斯涌出量量的影响响相同。抽抽出式通通风的矿矿井,
12、瓦瓦斯涌出出量随矿矿井通风风压力(负负压)的的提高而而增加。压压人式通通风矿井井,瓦斯斯涌出量量随矿井井通风压压力(正正压)的的提高而而减少。5)空区区的管理理采空区的的密闭质质量影响响瓦斯涌涌出量。抽抽出式通通风的矿矿井,瓦瓦斯涌出出量随密密闭质量量的提高高而减少少;压入入式通风风矿井则则正好相相反。第三节 矿井井瓦斯的的危害 一、瓦瓦斯性质质瓦斯是指指矿井中中主要由由煤层气气构成的的以甲烷烷为主的的有害气气体,有有时单独独指甲烷烷。瓦斯斯是一种种无色、无无味、无无臭、可可以燃烧烧或爆炸炸的气体体,难溶溶于水,扩扩散性较较空气高高。瓦斯斯无毒,但但浓度很很高时,会会引起窒窒息。二、瓦斯斯的危
13、害害矿井瓦斯斯的危害害主要有有以下33个方面面:1.瓦斯斯爆炸。瓦瓦斯爆炸炸产生高高温高压压;产生生很强的的冲击波波;产生生连续性性爆炸;产生大大量有毒毒有害气体体。2.瓦斯斯燃烧。3.中毒毒窒息。三、瓦斯斯爆炸的的条件矿井瓦斯斯爆炸必必须同时时具备三三个条件件:一定定浓度的的瓦斯、一一定的温温度引火火源和足足够的氧氧气。1. 瓦斯浓度度。(55%-116%)2. 引火温度度(65507500)3. 氧气浓度度(氧含含量不得得低于112%)第四节 预预防瓦斯斯事故的的主要措措施瓦斯的危危害是严严重的,可可能造成成人员重重大伤亡亡,使国国家财产产遭受严严重损失失,甚至至矿毁人人亡。但但是,瓦瓦斯
14、这种种自然灾灾害又是是可以认认识和预预防的。我我知道了了瓦斯的的主要来来源、去去向和和和聚集、爆爆炸的剧剧本规律律。而且且又掌握握了一套套行之有有效的措措施。这这些措施施包括纺纺织瓦斯斯积聚和和防止井井下产生生任何可可能引燃燃瓦斯等等措施。1防止止瓦斯积积聚(11.加强强机械式式通风。22.坚决决消灭独独眼井和和自然通通风。33.及时时处理局局部瓦斯斯聚积。4.加强瓦斯检查。2.杜绝绝火源(11.严格格执行检检查搜身身制度。22.加强强电器设设备维护护管理。33.防治治放炮引引起的火火源。44.加强强局部通通风机计计管理。55.防治治机械设设备摩擦擦、碰撞撞产生火火花。66.加强强火区管管理。
15、)3.防治治事故范范围扩大大(1)每每一生产产水平、每每一采区区都要布布置单独独的口风风道,实实行分区区通风。(2)通通风系统统力求简简单,总总进风道道与总回回风道布布置间距距不得太太近,以以防发生生爆炸时时使风流流短路。报报废的巷巷道应及及时封闭闭。(33)装有有主要扇扇风机或或分区扇扇风机的的出风井井,必须须安装防防爆门,以以防发生生爆炸时时扇风机机被摧毁毁,造成成救灾和和恢复生生产的困困难。(44)矿井井主要扇扇风机必必须装有有反风装装置,要要能在110分钟钟内改变变矿井风风流的方方向。(55)在连连接矿井井的两翼翼、相邻邻的采区区、相邻邻的煤层层和采掘掘工作面面等处的的巷道中中,设置置
16、“隔爆水水棚”或“岩粉棚棚”,水幕幕或撤布布岩粉,以阻止止爆炸火火焰的传传播。(6)编编制周密密的矿井井灾害预预防和瓦瓦斯爆炸炸事故处理理计划。第二章 矿井井粉尘防防治第一节 矿尘尘的性质质及危害害一、矿尘尘的性质质及危害害1、矿尘尘的性质质:(1)11:矿尘尘中游离离SiOO2含量量矿尘中游游离SiiO2的的含量是是危害人人体的决决定因素素,其含含量越高高,危害害越大。(2)矿矿尘分散散度矿尘分散散度的重重要意义义矿尘的的分散度度直接影影响着它它的比表表面积的的大小,矿矿尘分散散度越高高,其比比表面积积越大,矿矿尘的溶溶解性、化化学活性性和吸附附能力等等也愈强强。矿尘分分散度对对尘粒的的沉降
17、速速度有显显著的影影响。矿矿尘在空空气中的的沉降速速度主要要取决于于它的分分散度、密密度及空空气的密密度和粘粘度。矿尘分分散度对对尘粒在在呼吸道道中的阻阻留有直直接影响响。综上所述述,矿尘尘的分散散度愈高高,危害害性愈大大,而且且愈难捕捕获。(3)矿矿尘的湿湿润性指矿尘与与液体的的亲和能能力。分分为亲水水性和疏疏水性矿矿尘。(4)矿矿尘的荷荷电性悬浮于空空气中的的尘粒,因因空气的的电离作作用和尘尘粒之间间或尘粒粒与其他他物体碰碰撞、摩摩擦、吸吸附而带带有电荷荷,设计计和使用用除尘器器有重要要意义。(5)矿矿尘的燃燃烧性和和爆炸性性矿尘爆炸炸时产生生高温、高高压,生生成大量量的有毒毒有害气气体,
18、对对矿井安安全生产产威胁极极大。一般认为为,含硫硫大于110的的硫化矿矿尘即有有爆炸性性,发生生爆炸的的粉尘浓浓度范围围为255015000g/m3,引引燃温度度为4335 4550。二、矿尘尘的危害害1、污染染工作场场所,危危害人体体健康,引引起尘肺肺病;2、某些些矿尘在在一定条条件下可可以爆炸炸;3、加速速机械磨磨损,减减少精密密仪表的的使用时时间;4、降低低工作场场所的能能见度,增增加工伤伤事故的的发生。第二节 煤尘尘爆炸一、煤尘尘爆炸的的必备条条件煤尘爆炸炸必须同同时具备备以下33个条件件:1、煤尘尘本身具具有爆炸炸性其爆炸性性是经技技术鉴定定和实验验测出的的:一是是在煤尘尘瓦斯爆爆炸
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