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煤矿灾害防治技术;目 录;第一章 矿井瓦斯灾害防治目 录;第一节 基本概念和理论概述主 要 内 容;一、矿井瓦斯的定义及性质;二、矿井瓦斯的成因和分带;
;;
;四、矿井瓦斯的涌出;(1)煤层和围岩的瓦斯含量
(2)开采深度
(3)开采规模
(4)开采顺序与开采方法。
(5)地面气压的变化。; 《 规程》规定:一个矿井中,只要有一个煤(岩)层中发现过瓦斯,该矿井即定为瓦斯矿井,并依照矿井瓦斯等级的工作制度进行管理,矿井瓦斯等级,按照平均日产一吨煤涌出瓦斯量和瓦斯涌出形式划分为: 低瓦斯矿井:10 m3 及其以下;高瓦斯矿井:10 m3以上。
煤与瓦斯突出矿井: 矿井在采掘过程中,只要发生过一次煤与瓦斯突出,该矿井即为突出矿井,发生突出的煤层定为突出煤层。
;第二节 瓦斯爆炸及突出的规律主 要 内 容;(一)瓦斯爆炸的过程及其危害
1. 瓦斯爆炸的化学反应过程
最终的化学反应式为:
CH4+2O2=CO2+2H2O
如果煤矿井下O2不足,反应的最终式为:
CH4+O2=CO+H2+H2O
2.瓦斯爆炸的产生与传播过程
3.瓦斯爆炸的危害
矿内瓦斯爆炸的有害因素是:高温、冲击波和有害气体。;1、瓦斯爆炸的基本条件
① 瓦斯浓度在爆炸界限内,一般为5%~16% ;
② 混合气体中的氧浓度不低于12% ;
③ 有足够能量的点火源
以上三条件必须同时具备。; 瓦斯与高温热源接触后,不是立即燃烧或爆炸,而是要经过一个很短的间隔时间,这种现象叫引火延迟性,间隔的这段时间称感应期。;柯瓦德爆炸三角形 ;可燃气体;(三)矿井瓦斯爆炸的致因
1.瓦斯积聚
瓦斯积聚是指体积超过0.5m3时的空间瓦斯浓度超过2%的现象。积聚原因主要有以下几个方面:
(1)通风系统不合理。
(2)正常生产时期,煤矿井下的通风设施被随意改变其状态。
(3)采掘工作面的串联通风。
(4)局部通风机停止运转可能使掘进工作面很快达到瓦斯爆炸的界限。
(5)对封闭的区域或停工一段时间的工作面恢复通风,未制定专门的排放瓦斯措施。
(6)采空区和盲巷中往往积存大量高浓度的瓦斯。 ;(7)当采掘工作面推进到地质构造异常区域时,有可能发生瓦斯异常涌出,造成瓦斯积聚。
(8)巷道冒落空洞由于通风不良容易形成瓦斯积聚。
(9)小煤矿的瓦斯积聚除上述几个方面外,还有以下几点:
① 独眼井开采。
② 未安装主要通风机。
③ 使用局部通风机代替主要通风机。
④ 回风井筒兼作提升,矿井漏风严重,通风机不能发挥作用。
⑤ 矿井停工停风或掘进工作面停工停风。
⑥ 井下通风系统混乱,串联通风严重。
⑦ 掘进工作面无局部通风机。
⑧ 没有瓦斯检查、监测制度。
⑨ 无专门的安全技术人员从事安全管理工作。;2.瓦斯爆炸的点火源
(1)井下爆破引起的瓦斯爆炸和燃烧事故呈增加的趋势,存在的问题主要有:
① 使用了不符合安全要求的炸药或炸药已经超过安全有效期限。
② 充填炮泥不合格,造成放炮火焰存在时间过长。
③ 爆破炮眼布置不合理,抵抗限过低,或者放明炮、糊炮等。
④ 爆破电路连线不合格,产生电火花。
⑤ 放炮器不合格或使用明电放炮等。
(2)电火花引起的瓦斯爆炸与电器设备的不合格和人员违章操作有关。
(3)摩擦撞击火花有时难以避免。
(4)井下严禁使用明火。
(5)其他情况有。 ;(一)煤(岩)与瓦斯突出分类
按照突出物质的不同,突出可分为煤与甲烷突出、岩石与甲烷突出、砂岩和二氧化碳突出,以及煤、岩、二氧化碳和甲烷突出。
按照突出动力源的不同,突出又可分为倾出、压出和突出。
(二)煤(岩)与瓦斯突出的机理和条件
1. 突出机理
煤(岩)与瓦斯突出是一种力学现象,是地应力、瓦斯和煤(岩)的物理力学性质3 个因素综合作用的结果。地应力、瓦斯和煤(岩)强度是突出的主要自然因素,突出的发生与否取决于这3 个因素的一定组合。
典型的煤(岩)与瓦斯突出过程可归结为准备、激发、发展和终止4 个阶段。有些突出不是一次完成的,而是有多个循环。;2. 突出的条件
突出发生必须同时满足以下3 个条件:
(1)放炮落煤、石门突然揭开煤层、采掘工作面进入地质构造带、打钻、悬顶冒落等使工作面附近煤(岩)体应力状态突然改变,并导致煤(岩)体局部的突然破坏,这是突出的诱发条件。
(2)突出诱发后,煤(岩)的暴露面处于高地应力和高瓦斯压力区,使煤(岩)体能产生自发地连续破碎,这是突出的发展条件。
(3)煤(岩)体和已
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