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煤矿五大灾害防治 凤凰山矿通风区 张智斌 五大灾害 一、矿井瓦斯 二、矿井火灾 三、矿尘 四、矿井水灾 五、矿井顶板 一、矿井瓦斯防治 矿井瓦斯是指煤矿井下从煤、岩层中涌出的以及生产过程中产生的以甲烷（CH4）为主的有毒有害气体的总称，有时单独指甲烷。甲烷是一种无色、无味、无臭的气体，比空气轻。风速较低时，瓦斯会积聚在巷道顶部及冒顶处上部，因此，必须加强这些地方瓦斯的检查和处理。瓦斯具有很强的渗透性，即在一定的瓦斯压力和地压力共同作用下，瓦斯能从煤岩体中向采掘空间涌出，甚至喷出或突出。 矿井瓦斯防治 1.矿井瓦斯的危害 矿井瓦斯给安全生产带来极大的威胁，主要表现在以下几个方面： （1）井下空气中瓦斯浓度较高时，会相对地降低空气中氧气含量，使人窒息死亡。 （2）瓦斯爆炸后产生高温，即爆炸产生的热量迅速加热周围空气，一般情况下温度在1850℃以上；瓦斯爆炸后产生高压，即周围气体温度急剧升高时，就必然引起气体压力的突然增大，一般爆炸后的压力可以达到爆炸前的9倍；瓦斯爆炸后产生正向及反向冲击，直接造成人员伤亡、设备损失，巷道破坏；瓦斯爆炸后产生一氧化碳等有害气体，使人中毒而亡；瓦斯爆炸要消耗大量氧气，使爆炸现场氧气浓度急剧下降，使人窒息而亡。 （3）某些地区煤（岩）体内的瓦斯量较大时，瓦斯会因采掘活动的影响而以突然的、猛烈的形式被释放出来，同时带出大量的煤（岩），直接造成人员伤亡，设备、设施或巷道的破坏。 矿井瓦斯防治 2.矿井瓦斯涌出及瓦斯等级 （1）瓦斯涌出的概念 矿井在生产或建设中，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。 （2）瓦斯涌出的形式 1）普通涌出。瓦斯沿着煤、岩体内的微细空隙缓缓地、连续地涌向采掘空间的现象，称为矿井瓦斯的普通涌出。 2）特殊涌出。如果煤岩层中含有大量瓦斯，采掘工作进入这些地段时，这些瓦斯就会在极短时间内，突然大量地涌出，可能还伴有碎煤或岩块，这种现象叫特殊涌出。它包括瓦斯喷出及煤与瓦斯突出。 矿井瓦斯防治 （3）瓦斯涌出量 矿井瓦斯涌出量是指矿井在生产过程中实际涌进巷道的瓦斯量。表示矿井瓦斯涌出量的方法有两种。 1）绝对瓦斯涌出量。单位时间内涌进采掘巷道的瓦斯量，称为绝对瓦斯涌出量。用m3/min或m3/d表示。 2）相对瓦斯涌出量。矿井在正常生产条件下，平均日产1t煤所涌出的瓦斯量，用m3/t表示。 矿井瓦斯防治 （4）影响瓦斯涌出的因素。 1）开采规模。开采范围越大，瓦斯涌出量越大。 2）开采深度。开采深度越深，瓦斯涌出量越大。 3）煤层瓦斯含量。它是影响瓦斯涌出量的决定因素。瓦斯含量越高，其涌出量就越大。 4）地面大气压力的变化。地面大气压力增大，矿井瓦斯涌出量减少；相反，则瓦斯涌出量增大。 5）生产工艺。打眼、放炮、落煤时，瓦斯涌出量增加；其余时间瓦斯涌出量减少。 6）矿井通风方式。抽出式通风的矿井，瓦斯涌出量大；压入式通风的矿井，瓦斯涌出量相对较少。7）开采顺序、采煤方法、顶板管理、采空区管理以及开采层的地质构造都对瓦斯涌出量的影响较大。因此，可根据矿井的具体条件，找出主要影响因素，采取有效的防治措施。 矿井瓦斯防治 （5）矿井瓦斯等级的确定 《煤矿安全规程》规定：矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分。划分的类型有： 1）低瓦斯矿井。矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t，且矿井绝对瓦斯涌出量小于40m3/min。 2）高瓦斯矿井。矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。 3）煤与瓦斯突出矿井。 矿井按照瓦斯涌出量的大小和瓦斯涌出的不同形式，划分成不同类型的瓦斯矿井，以便于矿井开采设计、便于矿井的安全管理、便于矿井设备的选择和资金投入。 矿井瓦斯防治 3.瓦斯爆炸的条件及其影响因素 瓦斯爆炸的条件是：一定浓度的瓦斯、高温火源的存在和充足的氧气，三者缺一不可。 （1）瓦斯浓度 瓦斯爆炸有一定的浓度范围，我们在把空气中瓦斯遇火后能引起爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限为5%—16%，5%为爆炸下限，16%为爆炸上限。 瓦斯爆炸界限不是固定不变的，它受许多因素的影响。1）可燃气体的混入，使瓦斯爆炸界限扩大。2）惰性气体的混入，降低了氧浓度，使瓦斯爆炸的危险性和爆炸界限降低。3）煤尘掺入可降低瓦斯爆炸下限。4）瓦斯与空气混合气体的初始压力越大，爆炸界限范围越大。5）瓦斯与空气混合气体的初始温度越高，爆炸界限范围越大。 矿井瓦斯防治 （2）引火温度 瓦斯的引火温度，即点燃瓦斯的最低温度。一般认为瓦斯的引火温度是650—750℃。但因受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素影响而变化，当瓦斯含量在7%—8%时，最易引燃；当混合气体的压力增高时