矿井瓦斯与矿尘.ppt
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1、矿井瓦斯与矿尘 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第一节第一节 矿井瓦斯的存在状态矿井瓦斯的存在状态第二节第二节 矿井瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量第三节第三节 瓦斯爆炸及其预防瓦斯爆炸及其预防第四节第四节 瓦斯喷出与突出及其预防瓦斯喷出与突出及其预防第五节第五节 瓦斯抽放瓦斯抽放第六节第六节 矿尘矿尘主要内容主要内容第一节第一节 矿井瓦斯的存在状态矿井瓦斯的存在状态一、瓦斯的生成一、瓦斯的生成瓦斯是在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气体。在成煤的过程中瓦斯是
2、在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气体。在成煤的过程中生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期,纤维素和有机质经厌生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期,纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。另外,在高温、高压的环境下中,在成煤氧菌的作用分解而成。另外,在高温、高压的环境下中,在成煤的同时,由于物理和化学作用,可继续生成瓦斯。的同时,由于物理和化学作用,可继续生成瓦斯。第一节第一节 矿井瓦斯的存在状态矿井瓦斯的存在状态二、瓦斯的性质二、瓦斯的性质瓦斯是瓦斯是无色、无味、无臭无色、无味、无臭的气体,但的气体,但有时可以闻到类有时可以闻到类似苹果的香味,这是出于芳香族的碳氢气体同瓦斯同似苹果的香味,这是出
3、于芳香族的碳氢气体同瓦斯同时涌出的缘故时涌出的缘故。瓦斯对空气的相对密度是瓦斯对空气的相对密度是0.5440.544,在标准状态下瓦斯的,在标准状态下瓦斯的密度为密度为0.716kg/m0.716kg/m3 3。助燃也不能维持呼吸,瓦斯在空。助燃也不能维持呼吸,瓦斯在空气中达到一定浓度时,遇火能燃烧或爆炸。气中达到一定浓度时,遇火能燃烧或爆炸。在煤矿的采掘过程中,当条件合适时,会发生瓦斯突在煤矿的采掘过程中,当条件合适时,会发生瓦斯突出(喷出),产生严重的破坏作用。出(喷出),产生严重的破坏作用。三、瓦斯的存在状态三、瓦斯的存在状态游离瓦斯:以自由气体形式存在;游离瓦斯:以自由气体形式存在;吸
4、附瓦斯:分为吸着状态与吸收状态;(吸附瓦斯:分为吸着状态与吸收状态;(80%80%)第一节第一节 矿井瓦斯的存在状态矿井瓦斯的存在状态第二节第二节 矿井瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量一、煤层瓦斯的含量一、煤层瓦斯的含量 煤层瓦斯含量是指单位质量或单位体积的煤体,煤层瓦斯含量是指单位质量或单位体积的煤体,在一定压力和温度下所含的瓦斯数量在一定压力和温度下所含的瓦斯数量(即游离瓦斯和吸即游离瓦斯和吸着瓦斯的总和着瓦斯的总和),用,用m m3 3t t或或m m3 3m m3 3表示。表示。二、瓦斯的涌出形式二、瓦斯的涌出形式 (1 1)普通涌出:瓦斯从煤层或岩层表面非常细微)普通涌出:瓦斯从煤层或岩层表
5、面非常细微的缝隙中缓慢、均匀而持久地涌出。这种涌出的方式的缝隙中缓慢、均匀而持久地涌出。这种涌出的方式涌出的面积大、时间长,是瓦斯涌出的主要形式。涌出的面积大、时间长,是瓦斯涌出的主要形式。(2 2)特殊涌出:瓦斯喷出和煤与瓦斯突出。)特殊涌出:瓦斯喷出和煤与瓦斯突出。第二节第二节 矿井瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量三、瓦斯涌出量的计算三、瓦斯涌出量的计算1 1)矿井绝对瓦斯涌出量:指矿井在一定时间或单位时间内所涌)矿井绝对瓦斯涌出量:指矿井在一定时间或单位时间内所涌出的瓦斯数量,通常用出的瓦斯数量,通常用m m3 3d d或或m m3 3minmin来表示。即:来表示。即:QQCH4CH4=QC=
6、QC 式中式中 QQCH4CH4绝对瓦斯涌出量,绝对瓦斯涌出量,m3/minm3/min;QQ风量,风量,m3/minm3/min;C C风流中的平均瓦斯浓度,。风流中的平均瓦斯浓度,。2 2)矿井相对瓦斯涌出量:)矿井相对瓦斯涌出量:平均日产一吨煤同期所涌出的瓦斯量平均日产一吨煤同期所涌出的瓦斯量 q qCH4CH4=Q=QCH4CH4/T/T 式中:式中:T T 日产量,日产量,t/dt/d注意:注意:相对瓦斯涌出量单位的表达式虽然与瓦斯含量的相同,但相对瓦斯涌出量单位的表达式虽然与瓦斯含量的相同,但两者的物理含义是不同的,其数值也是不相等的。两者的物理含义是不同的,其数值也是不相等的。第
7、二节第二节 矿井瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量四、矿井瓦斯等级四、矿井瓦斯等级依据:煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法依据:煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法(安监总煤装安监总煤装20111622011162号号)第第六六条条 矿矿井井瓦瓦斯斯等等级级应应当当依依据据实实际际测测定定的的瓦瓦斯斯涌涌出出量量、瓦瓦斯斯涌涌出出形形式式和和实实际际发发生生的的瓦瓦斯斯动动力力现现象象、实实测测的的突突出出危危险险性性参参数数等确定。等确定。第七条第七条 矿井瓦斯等级划分为:矿井瓦斯等级划分为:(1 1)煤与瓦斯突出矿井(简称突出矿井);)煤与瓦斯突出矿井(简称突出矿井);(2 2)高瓦斯矿井;)高瓦斯矿井;(3 3)瓦斯矿
8、井)瓦斯矿井第二节第二节 矿井瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量四、矿井瓦斯等级四、矿井瓦斯等级第九条第九条 具备下列情形之一的矿井为高瓦斯矿井:具备下列情形之一的矿井为高瓦斯矿井:(1 1)矿井)矿井q qCH4CH410m10m3 3/t/t;(2 2)矿井)矿井Q QCH4CH4 40m40m3 3/min/min;(3 3)矿井任一掘进工作面)矿井任一掘进工作面Q QCH4CH4 3m3m3 3/min/min;(4 4)矿井任一采煤工作面)矿井任一采煤工作面Q QCH4CH4 5m5m3 3/min/min。第十条第十条 同时满足以下条件的矿井为瓦斯矿井:同时满足以下条件的矿井为瓦斯矿井:(1
9、 1)矿井)矿井q qCH4CH410m10m3 3/t/t;(2 2)矿井)矿井Q QCH4CH4 40m40m3 3/min/min;(3 3)矿井各掘进工作面)矿井各掘进工作面Q QCH4CH4均均 3m3m3 3/min/min;(4 4)矿井各采煤工作面)矿井各采煤工作面Q QCH4CH4均均 5m5m3 3/min/min。第三节第三节 瓦斯爆炸及其预防瓦斯爆炸及其预防一、瓦斯爆炸的条件及其影响因素一、瓦斯爆炸的条件及其影响因素瓦斯爆炸的三个充分必要条件:瓦斯爆炸的三个充分必要条件:瓦斯浓度、引火温瓦斯浓度、引火温度和氧的浓度。度和氧的浓度。爆炸爆炸供氧供氧爆炸限爆炸限引爆热源引爆
10、热源第三节第三节 瓦斯爆炸及其预防瓦斯爆炸及其预防1.1.瓦斯浓度瓦斯浓度瓦斯只在一定浓度范围内爆炸,该浓度范围瓦斯只在一定浓度范围内爆炸,该浓度范围称为瓦斯爆炸界限,其最低浓度界限叫爆炸称为瓦斯爆炸界限,其最低浓度界限叫爆炸下限,最高浓度界限叫爆炸上限,瓦斯在空下限,最高浓度界限叫爆炸上限,瓦斯在空气中的爆炸下限为气中的爆炸下限为5%5%6%6%,上限为,上限为14%14%16%16%当瓦斯浓度低于爆炸下限时,遇高温火源并当瓦斯浓度低于爆炸下限时,遇高温火源并不爆炸,但能在火焰外围形成稳定的燃烧层。不爆炸,但能在火焰外围形成稳定的燃烧层。当瓦斯浓度高于爆炸上限时,失去其爆炸性,当瓦斯浓度高于
11、爆炸上限时,失去其爆炸性,但在空气中遇火仍会燃烧。在正常空气中瓦但在空气中遇火仍会燃烧。在正常空气中瓦斯浓度为斯浓度为9.5%9.5%时,其爆炸威力最大。当瓦斯时,其爆炸威力最大。当瓦斯浓度为浓度为7%7%8%8%时最容易爆炸时最容易爆炸第三节第三节 瓦斯爆炸及其预防瓦斯爆炸及其预防2 2、氧的浓度、氧的浓度在煤矿井下巷道及采场在煤矿井下巷道及采场等一般氧浓度均满足瓦等一般氧浓度均满足瓦斯爆炸条件(氧浓度斯爆炸条件(氧浓度12%12%)。井下含瓦斯的)。井下含瓦斯的混合气体中氧的浓度降混合气体中氧的浓度降低时,瓦斯爆炸界限随低时,瓦斯爆炸界限随之提高。当氧的浓度低之提高。当氧的浓度低于于12%
12、12%时,混合气体即时,混合气体即失去爆炸性。失去爆炸性。第三节第三节 瓦斯爆炸及其预防瓦斯爆炸及其预防二、预防瓦斯爆炸的措施二、预防瓦斯爆炸的措施1 1、防止瓦斯积聚的措施、防止瓦斯积聚的措施1 1)加强通风)加强通风2 2)及时处理局部聚集的瓦斯)及时处理局部聚集的瓦斯3 3)加强瓦斯监测检测)加强瓦斯监测检测2 2、防止瓦斯引燃措施、防止瓦斯引燃措施1 1)在井口和井口房内,禁止使用明火。)在井口和井口房内,禁止使用明火。2 2)在瓦斯矿井,要使用防爆型或安全火花型电器设备,对其防)在瓦斯矿井,要使用防爆型或安全火花型电器设备,对其防爆性能要经常检查,不符合要求的要及时更换。爆性能要经常
13、检查,不符合要求的要及时更换。3 3)严格执行放炮制度。)严格执行放炮制度。4 4)严格管理火区,防止密闭墙漏风,并定期测定火区温度)严格管理火区,防止密闭墙漏风,并定期测定火区温度。爆炸爆炸供氧供氧爆炸限爆炸限引爆热源引爆热源第四节第四节 瓦斯喷出与突出及其预防瓦斯喷出与突出及其预防一、瓦斯喷出及其预防一、瓦斯喷出及其预防1 1、瓦斯喷出的特点、瓦斯喷出的特点 瓦斯喷出瓦斯喷出:大量承压状态的瓦斯从煤、岩裂隙中快速喷出的:大量承压状态的瓦斯从煤、岩裂隙中快速喷出的现象。现象。特点特点:时间突然,空间上集中,动力效应。:时间突然,空间上集中,动力效应。危害危害:造成局部地区、采区、一翼充满高浓
14、度瓦斯;:造成局部地区、采区、一翼充满高浓度瓦斯;窒息、遇火燃能引起瓦斯爆炸、火灾。窒息、遇火燃能引起瓦斯爆炸、火灾。原因原因:天然的或因采掘工作面形成的孔洞、裂隙内,积存:天然的或因采掘工作面形成的孔洞、裂隙内,积存的大量高压游离瓦斯,沿裂隙突然喷出,像喷泉。的大量高压游离瓦斯,沿裂隙突然喷出,像喷泉。第四节第四节 瓦斯喷出与突出及其预防瓦斯喷出与突出及其预防2 2、喷出的预防与处理、喷出的预防与处理预防与处理瓦斯喷出的措施,应根据瓦斯喷出量的大小和瓦斯压力的预防与处理瓦斯喷出的措施,应根据瓦斯喷出量的大小和瓦斯压力的高低来拟定。有些矿井总结为探、排、引、堵四类方法。高低来拟定。有些矿井总结
15、为探、排、引、堵四类方法。1 1)探探明地质构造。在掘进工作面的前方和两侧打钻,探明含有大量明地质构造。在掘进工作面的前方和两侧打钻,探明含有大量瓦斯的断层、断裂和溶洞,以及它们的位置、范围和瓦斯情况。瓦斯的断层、断裂和溶洞,以及它们的位置、范围和瓦斯情况。2 2)排排放(或抽放)瓦斯。如探明的高压瓦斯带范围不大,含量不多放(或抽放)瓦斯。如探明的高压瓦斯带范围不大,含量不多时,可让其自然排放。若范围较大,瓦斯时较多时可将钻孔封堵,时,可让其自然排放。若范围较大,瓦斯时较多时可将钻孔封堵,接入瓦斯管路进行抽放。接入瓦斯管路进行抽放。3 3)将瓦斯)将瓦斯引引至回风流。当喷出瓦斯的裂隙范围小和瓦
16、斯量不大时,至回风流。当喷出瓦斯的裂隙范围小和瓦斯量不大时,可用金属罩或帆布将喷瓦斯的裂隙盖住,然后在罩上接风筒或管可用金属罩或帆布将喷瓦斯的裂隙盖住,然后在罩上接风筒或管子将瓦斯引至回风流,以保证工作面放炮、掘进安全。子将瓦斯引至回风流,以保证工作面放炮、掘进安全。4 4)封)封堵堵裂隙。喷瓦斯的裂隙较小,瓦斯量较少时,可用黄泥或其它裂隙。喷瓦斯的裂隙较小,瓦斯量较少时,可用黄泥或其它材料封堵裂隙,阻止瓦斯喷出。材料封堵裂隙,阻止瓦斯喷出。二、煤与瓦斯突出及其预防二、煤与瓦斯突出及其预防(一)煤与瓦斯突出的特点与危害(一)煤与瓦斯突出的特点与危害第四节第四节 瓦斯喷出与突出及其预防瓦斯喷出与
17、突出及其预防二、煤与瓦斯突出及其预防二、煤与瓦斯突出及其预防(一)煤与瓦斯突出的特点(一)煤与瓦斯突出的特点(1 1)煤与瓦斯突出多发生在地质构造附近,如断层、褶曲、扭转等;)煤与瓦斯突出多发生在地质构造附近,如断层、褶曲、扭转等;(2 2)高应力集中区,如巷道上隅角、受煤柱集中应力影响的位置等;)高应力集中区,如巷道上隅角、受煤柱集中应力影响的位置等;(3 3)突出次数、强度随煤厚(特别是软分层厚度)、倾角等增大二危)突出次数、强度随煤厚(特别是软分层厚度)、倾角等增大二危险性增大;险性增大;(4 4)突出与采掘的工序有关,且多发生在放炮和落煤时或其后;)突出与采掘的工序有关,且多发生在放炮
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