矿井瓦斯防治教材VIP免费

矿井瓦斯防治教材第一节矿井瓦斯基础知识矿井瓦斯是煤矿生产过程中，从煤层和围岩内涌出的以甲烷（CH4）为主的各种有毒有害气体的总称。有时单指甲烷。一、瓦斯的性质及其赋存状态1、瓦斯的性质瓦斯是一种无色、无味、无臭的气体，相对密度为0.554，几乎比空气轻一半，所以在井下空气中，它总是存在于巷道的顶部。因此，测定风流中的瓦斯浓度通常要求在距离巷道顶板一定距离的上部测定，以防止测得数据不能真实反映巷道中瓦斯积聚的状况，特别是上山巷道。瓦斯渗透性很强，在空气中具有较强的扩散性。它具有燃烧性、爆炸性，微溶于水，无助于呼吸。如果空气中的瓦斯浓度增加，则氧气浓度相对降低，从而使空气具有窒息性。当空气中的瓦斯浓度达到19%时，氧气浓度会降低到17%，人的呼吸会感到困难；当空气中的瓦斯浓度达到43%，氧气浓度会降低到12%，人会因窒息死亡。2、瓦斯的赋存状态煤是一种多孔性固体。煤体中分布着大量的各种不同直径的孔隙，瓦斯就赋存在这些孔隙中，这就使瓦斯有可能以两种状态存在煤体或围岩中。（1）游离状态：瓦斯以自由气体状态存在于煤层或岩层的孔隙和裂隙中，又称自由瓦斯。这种状态的瓦斯可以自由运动，并呈显一定的压力。但是这种状态的瓦斯含量很小，一般仅占总量的10%～20%左右。（2）吸附状态：由于瓦斯分子和煤分子或围岩分子间的吸引力的作用，使瓦斯可以被吸附在煤体和岩体的表面形成一层薄膜，这种形式叫做吸着瓦斯。另外还有部分瓦斯是被溶解于煤体和岩体中，类似气体被溶解于液体中的现象叫做吸收瓦斯。这些瓦斯分子受到煤、岩1分子的引力约束，而不能以一种自由气体状态存在，所以也不呈显压力，吸附状态的瓦斯约占煤层瓦斯问题的80%～90%。在一定条件下，这两种状态的瓦斯是可以转换的，处于动态平衡。3、瓦斯含量煤层瓦斯含量是指煤层未采动前，单位体积或单位质量的煤所含有的瓦斯量。通常以m3/t或m3/min作为单位，表示瓦斯含量的大小。瓦斯含量的大小主要取决于煤层保存瓦斯的自然条件。在不同的情况下，其含量的大小有很大的差别。煤层中所含有的瓦斯量主要与下列因素有关。（1）地质构造：封闭型的地质构造有利于瓦斯的存储，而开放的地质构造有利于瓦斯排放。（2）煤层倾角：在相同的条件下，煤层的倾角越小，瓦斯含量越大。（3）围岩性质：煤层的围岩致密、完整、不透气时，瓦斯容易保存；反之则瓦斯容易散失。（4）煤的吸附特性：一般情况下煤的炭化程度越高，存贮瓦斯的能力越强。（5）煤层的埋藏深度：一般情况下煤层的埋藏深度越深，煤层中瓦斯含量就越大。（6）水文地质条件：地下水活跃的地区，可以带走大量瓦斯，降低煤层瓦斯含量。二、矿井瓦斯的涌出（一）瓦斯的涌出形式瓦斯涌出是指由于受采动影响的煤层、岩层以及采落的煤、矸石向井下空间释放瓦斯的现象。根据瓦斯涌出的特点不同，瓦斯涌出可分普通涌出和特殊涌出两种。1、普通涌出：瓦斯从煤（岩）层以及采落的煤、矸石表面细微的裂隙、孔隙中缓慢、均匀地涌出称为瓦斯普通涌出。其特点是瓦斯涌出范围广、时间2长、总量大、速度缓慢而均匀，易于防范。普通涌出是瓦斯涌出的主要形式。2、特殊涌出：瓦斯特殊涌出形式包括瓦斯喷出、煤与瓦斯突出。（1）瓦斯喷出：是指在开采过程中，从煤体或岩体裂隙、孔洞中大量瓦斯异常涌出的现象。其特点是时间短、喷出量大、不带煤岩。在较短的时间内，采掘工作空间突然充满大量爆炸窒息性瓦斯是非常危险的。（2）煤与瓦斯突出：是指在开采过程，在矿山压力和瓦斯压力的共同作用下，破碎的煤、岩和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘工作空间抛出的异常动力现象。矿井瓦斯突出对安全生产危害极大，它往往摧毁设备，堵塞巷道，造成人员伤亡事故。（二）瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量是指矿井生产过程中，从开采煤层、围岩和邻近层涌出瓦斯量的总和。瓦斯涌出量有绝对涌出量和相对涌出量两种表示方法。1、绝对瓦斯涌出量：是指矿井在单位时间内的瓦斯涌出总量。其单位是m3/min。矿井绝对瓦斯涌出量的计算公式为：Q绝＝Q×C×1440式中Q绝——矿井绝对瓦斯涌出量，m3/min；Q——矿井总回风量，m3/min；C——矿井总回风流中的平均瓦斯浓度，%；1...