1、2022-5-24煤矿安全技术资环学院煤矿安全技术煤矿安全技术2022-5-24煤矿安全技术资环学院q第一部分第一部分:矿井瓦斯的生成矿井瓦斯的生成q第第二二部分部分:矿井瓦斯的涌出矿井瓦斯的涌出q第第三三部分部分:矿井瓦斯爆炸与预防矿井瓦斯爆炸与预防q第第四部分四部分:矿井瓦斯的监测矿井瓦斯的监测q第第五五部分部分:瓦斯喷出与预防瓦斯喷出与预防2022-5-24煤矿安全技术资环学院第一部分：矿井瓦斯的生成第一部分：矿井瓦斯的生成 矿井瓦斯、矿尘、矿井火灾、矿井水灾及冒顶事故矿井瓦斯、矿尘、矿井火灾、矿井水灾及冒顶事故等构成煤矿的“五大自然灾害五大自然灾害”。而瓦斯爆炸又是煤矿生产中最严重的灾
2、害，所以，系统地了解矿井瓦斯的基本知识，掌握瓦斯燃烧、爆炸和突出的防治措施，对提高矿井防灾抗灾能力，保障井下作业人员的人身安全极为重要。一、矿井瓦斯的概念矿井瓦斯是成煤过程成煤过程中的一种伴生气体。地质学上称之为煤成气。2022-5-24煤矿安全技术资环学院煤的形成 煤是一种固态的可燃有机岩。凡是由动植物残骸等有机质形成的岩石都称作有机岩，将可燃烧的有机岩称作可燃有机岩。煤是植物残骸经过复杂的生物化学、物理化学以及地球化学变化转变而来的，由植物死亡、堆积一直到转变为煤经过了一系列的演变过程，在这个转变过程中所经受的各种作用总称为成煤作用。2022-5-24煤矿安全技术资环学院煤的形成 成煤作用
3、大致可分为两个阶段两个阶段：第一阶段主要发生于地表的泥炭沼泽、湖泊以及浅海滨岸地带，植物死亡后的遗体在各种微生物的参与下，不断地分解、化合、聚积，在这一阶段中起主要作用的是表生的生物地球化学作用，结果使低等植物转变为腐泥，高等植物则形成泥炭，因此成煤作用的第一阶段称为腐泥化阶段或泥炭化阶段腐泥化阶段或泥炭化阶段：已形成的泥炭或腐泥，由于地完沉降等原因被沉积物覆盖掩埋于地下深处成煤作用就进入第二阶段，即煤化作用阶段煤化作用阶段。在成煤作用的第二阶段中，起主导作用的是使煤在温度、压力温度、压力条件下进一步转化的物理化学作用，即煤的成岩作用和变质作用煤的成岩作用和变质作用。泥炭转变为年轻褐煤所经受的
4、作用，称作成岩作用，从年轻褐煤再转变为老褐煤、烟煤、无烟煤所经受的作用，称为变质作用。2022-5-24煤矿安全技术资环学院二、矿井瓦斯的生成 瓦斯是伴随着煤的形成而生成的。瓦斯是伴随着煤的形成而生成的。早在远古时代，成煤植物的残骸被泥砂和海水所淹没，与空气隔绝。在高温高压的环境中，在微生物的分解发酵作用下，成煤植物的残骸逐渐转化成泥炭、褐煤、烟煤及无烟煤。与此同时生成了大量的气态物质，主要是瓦斯。成煤过程成煤过程中生成的瓦斯，不能逸散到大气中时，就被保留在煤层和围岩中，当中生成的瓦斯，不能逸散到大气中时，就被保留在煤层和围岩中，当进行开采时，就会逸散出来。进行开采时，就会逸散出来。2022-
5、5-24煤矿安全技术资环学院一对双胞胎：煤和瓦斯一对双胞胎：煤和瓦斯 2022-5-24煤矿安全技术资环学院看不到，闻不着，愿往高处藏看不到，闻不着，愿往高处藏 如何检测瓦斯？无毒为什么能产生危害？2022-5-24煤矿安全技术资环学院大危害大危害2022-5-24煤矿安全技术资环学院三、瓦斯在煤层中的赋存状况1、瓦斯在煤层中的垂直分布 煤层多数为倾斜赋存，当煤层具有露头或在地下水活跃的冲积层之下有煤层时，煤层中的瓦斯将不断向地表移动，而空气从地表向煤层深部扩散，结果造成沿煤层垂深，气体主要成分形成四个分带。2022-5-24煤矿安全技术资环学院2022-5-24煤矿安全技术资环学院2、瓦斯在
6、煤体中的赋存状态自由状态自由状态(1)吸着状态吸着状态(2)吸收状态吸收状态(3)2022-5-24煤矿安全技术资环学院为什么要弄清瓦斯的存在状态？为什么要弄清瓦斯的存在状态？它与瓦斯涌出有什么关系？它与瓦斯涌出有什么关系？2022-5-24煤矿安全技术资环学院 吸附状态的瓦斯分子，由于受煤体分子的吸引不能自由运动，因而不呈现压力。 在未受采动影响的条件下，煤层中自由状态瓦斯占5%-30%， 而吸附状态的瓦斯占占70%-95%，造成吸附瓦斯比例大的原因是煤体中的微孔及其表面积数量大。 煤体中瓦斯存在的状态不是固定不变的，当外界条件发生变化时，自由状态的瓦斯与吸附状态的瓦斯可以相互转化。例如，当
7、外界的压力升高或温度降低时，一部分自由瓦斯可以转化为吸附瓦斯，称之为吸附现象；反之，当外界的压力降低或温度升高时，则一部分吸附瓦斯将转化为自由瓦斯，称之为解吸现象。在开采煤层时，受采动影响的自由瓦斯首先放散出来，随之一部分吸附瓦斯解吸为自由瓦斯也放散出来，使解吸现象不断地进行，形成煤矿瓦斯不断涌出。2022-5-24煤矿安全技术资环学院四、矿井瓦斯的含量 瓦斯含量是指煤层或围岩在自然条件下所含有的瓦斯数量，即是指自由状态的瓦斯与吸附状态的瓦斯之和。 煤、岩中瓦斯含量的大小决定于两方面因素：一是古代植物残骸在成煤和炭化过程中瓦斯生成量的多少；二是瓦斯在煤、岩中被保存下来的条件如何。不同的情况，煤
8、、岩中瓦斯含量有很大的差别。煤的吸附性质煤的吸附性质煤层的赋存条件煤层的赋存条件煤田的地质条件煤田的地质条件变质程度、炭化程度、孔隙率、水。埋藏深度、倾角及其顶、底板岩层的透气性、煤层周围地下水活动。属于海相海相沉积的含煤地层，其煤层瓦斯含量高，而属于陆相陆相沉积的含煤地层，其煤层瓦斯含量低。2022-5-24煤矿安全技术资环学院 沉积相沉积相 地球表面可以划分出若干个不同的地理景观单元，如山脉、河流、湖泊、沙漠、海洋。这些不同的地理单元均有其独特的与其它单元不同的特点，通常把它们称为自然地理环境。可以研究现代各种自然地理景观单元的物理化学特点、生物特点以及沉积物特点。运用“将今论古”的原则，
9、通过对保留下来的沉积地层和古生物的研究和分析，来推断其形成时的沉积环境。一定的沉积环境可以形成特定的地层、岩石类型及古生物组合。换言之，一定的岩石类型、地层及古生物组合代表特定的沉积环境。研究沉积岩，一方面研究其特征，另一方面研究其成因及沉积环境，这样，就引入了“相”的概念。 2022-5-24煤矿安全技术资环学院 沉积相沉积相 沉积相是指沉积环境以又在该环境中所形的沉积岩（物）特征综合。完整的、准确的沉积相概念，包括两层含义:一是反映沉积岩的特征，二是揭示沉积环境。 沉积相也将可分陆相、海相和海陆过渡相陆相、海相和海陆过渡相这三大类型。 河流相河流相:河流环境沉积相(属于大陆环境沉积相).
10、海相海相:海洋环境沉积相 陆相陆相:大陆环境沉积相. 2022-5-24煤矿安全技术资环学院2022-5-24煤矿安全技术资环学院2022-5-24煤矿安全技术资环学院 瓦斯从煤层或岩层中涌出的形式有两种：一是普通涌出，二是特殊涌出。在煤矿生产中，瓦斯普通涌出是瓦斯放散的主要形式，它的特点是范围大，时间长、涌出量均匀，速度缓慢。而瓦斯的特殊涌出即是瓦斯的喷出或突出，它是瓦斯矿井少见的一种瓦斯放散形式。 瓦斯涌出量的表示方法绝对瓦斯涌出量相对瓦斯涌出量第一部分：矿井瓦斯的涌出第一部分：矿井瓦斯的涌出一、瓦斯涌出的表示方法2022-5-24煤矿安全技术资环学院 绝对瓦斯涌出量 是指生产矿井一定时间
11、内瓦斯涌出量。Q绝 Q绝=Q C% 60 24 式中：Q表示矿井总回风道风量； C%表示回风流中的平均瓦斯浓度。1、矿井的生产规模。2、矿井的产量。2022-5-24煤矿安全技术资环学院 相对瓦斯涌出量 指矿井在正常生产的情况下，平均生产一吨煤瓦斯的涌出量。 q相=Q绝 n/T 式中：n表达瓦斯鉴定月的工作天数。 T表示瓦斯鉴定月的产量。 相对瓦斯涌出量是以矿井产量为基础的，因此，它可以作为判定矿井瓦斯涌出严重程度的标准，矿井的瓦斯涌出等级是以相对瓦斯涌出量来划分的。2022-5-24煤矿安全技术资环学院 （一）自然因素1、煤层和围岩的瓦斯含量2、开采深度3、地面大气压 开采技术条件1、开采规
12、模2、开采方法3、通风方法及采空区管理二、影响瓦斯涌出的因素2022-5-24煤矿安全技术资环学院矿井瓦斯的来源矿井瓦斯的来源 采煤区瓦斯采煤区瓦斯 掘进区瓦斯掘进区瓦斯 采空区瓦斯采空区瓦斯采空区的瓦斯来之于遗留的煤柱和丢煤。采空区的瓦斯涌出量所占比采空区的瓦斯来之于遗留的煤柱和丢煤。采空区的瓦斯涌出量所占比重，随采空区面积及通风、瓦斯管理情况的不同而不同，变化很大。重，随采空区面积及通风、瓦斯管理情况的不同而不同，变化很大。 在矿井初建时期，掘进区瓦斯涌出量最大；当矿井达到设计能力时，在矿井初建时期，掘进区瓦斯涌出量最大；当矿井达到设计能力时，则采煤区的瓦斯涌出量较大；当矿井进入尾声时，采
13、空区瓦斯涌出量则采煤区的瓦斯涌出量较大；当矿井进入尾声时，采空区瓦斯涌出量变大。变大。2022-5-24煤矿安全技术资环学院2022-5-24煤矿安全技术资环学院 （一）矿井瓦斯等级的划分 根据规程规定，矿井瓦斯等级，按照平均日产一吨煤瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分： 低瓦斯矿井： 立方米及其以下； 高瓦斯矿井： 立方米以上； 煤和瓦斯突出矿井。 在一个矿井中，只要有一个煤、岩层中发现过一次瓦斯。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。 矿井在采掘过程中，只要发生过一次煤（岩）与瓦斯（或二氧化碳）突出，该矿井即定为煤（岩）与瓦斯（或二氧化碳）突出矿井。三、矿井瓦斯等级及其鉴定
14、方法2022-5-24煤矿安全技术资环学院 矿井瓦斯涌出量不是固定不变的。矿井瓦斯涌出量不是固定不变的。 矿井的瓦斯等级也不是固定不变的。所以，对矿井瓦斯等级必矿井的瓦斯等级也不是固定不变的。所以，对矿井瓦斯等级必须每年进行鉴定，及时更正矿井瓦斯等级，以便安全有效地进须每年进行鉴定，及时更正矿井瓦斯等级，以便安全有效地进行生产管理。行生产管理。2022-5-24煤矿安全技术资环学院 （二）矿井瓦斯等级鉴定方法1、鉴定条件矿井瓦斯等级的鉴定工作应在正常生产正常生产条件下进行。矿井瓦斯等级的确定，按每一自然矿井中的矿井、煤层、一翼、水平或采区分别计算月平均日产一吨煤月平均日产一吨煤瓦斯涌出量，并采
15、取其中最大值瓦斯涌出量，并采取其中最大值。但被鉴定的矿井、煤层、一翼、水平或采区的回采产量应达到该地区总产量的60%60%。2、鉴定时间由省（区）煤炭局根据矿井生产和气候变化规律。选择瓦斯涌出量较大的一个月作为鉴定时间。一般在7 7月或月或8 8月月。3、鉴定内容与测定要求在鉴定月内上、中、下三旬中各取一天（间隔十天）分三个班（或四个班）进行测定工作。在矿井、煤层、一翼、水平或采区的回风巷道回风巷道中，分别测定风量和瓦斯浓度。每一工作班的测定工作应在正常生产时间进行。2022-5-24煤矿安全技术资环学院4、测定记录整理与计算 矿井、煤层、一翼、水平或采区测定基础数据填表并计算。 计算煤层、一
16、翼、水平或采区的瓦斯涌出量时，应扣去相应的进风流中瓦斯量。5、矿井瓦斯等级鉴定报告 在签定月上、中、下旬进行测定的三天中，选取瓦斯涌出量最大的一天作为计算生产一吨煤瓦斯涌出量的数据。 1440最大一天瓦斯涌出量平均生产一吨煤瓦斯涌出量 ，m/t3 月平均日产量2022-5-24煤矿安全技术资环学院意义意义 矿井瓦斯涌出量的多少和有无特殊涌出，各矿不一，对矿井安全生产的影响矿井瓦斯涌出量的多少和有无特殊涌出，各矿不一，对矿井安全生产的影响程度亦不相同，管理上的要求也有较大差别，所以，根据矿井瓦斯涌出量的程度亦不相同，管理上的要求也有较大差别，所以，根据矿井瓦斯涌出量的大小和涌出方式，把矿井划分为
17、不同类别以便分级管理，具有十分明显的现大小和涌出方式，把矿井划分为不同类别以便分级管理，具有十分明显的现实意义。具体说，划分矿井瓦斯等级的目的有四：实意义。具体说，划分矿井瓦斯等级的目的有四： 确定稀释矿井瓦斯的供风标准；确定稀释矿井瓦斯的供风标准； 确定矿井电气设备的选型；确定矿井电气设备的选型； 确定检测瓦斯的周期（次数）；确定检测瓦斯的周期（次数）； 确定特殊开采方法及其相应的管理制度和处理措施。确定特殊开采方法及其相应的管理制度和处理措施。2022-5-24煤矿安全技术资环学院2022-5-24煤矿安全技术资环学院矿井瓦斯鉴定记录表2022-5-24煤矿安全技术资环学院矿井瓦斯等级鉴定
18、报告表2022-5-24煤矿安全技术资环学院 瓦斯含量计算法 矿山统计法1、根据煤层的瓦斯含量，分别预计采煤、掘进、围岩和采空区的瓦斯涌出量，汇总为新矿井、新水平、新采区的瓦斯涌出量。2、根据已往矿井生产中的相对瓦斯涌出量与开采深度的统计规律，推算深部水平相对瓦斯涌出量的预测方法。四、矿井瓦斯涌出量预测2022-5-24煤矿安全技术资环学院2022-5-24煤矿安全技术资环学院第三部分第三部分:矿井瓦斯爆炸与预防矿井瓦斯爆炸与预防七台河矿业精煤（集团）有限责任公司某煤矿”2.14“特大瓦斯爆炸事故 1999年2月14日6时10分，七煤集团公司某煤矿九采区406采煤工作面废机道巷内发生一起特大瓦
19、斯 爆炸事故，死亡48人，伤7人，直接经济损失290万元。 事故的直接原因： 406回采工作面封闭的废机道巷与工作面回采的90高瓦斯煤层采空区相通，并受断层影响造成瓦斯积聚达到瓦斯爆炸界限；受406采煤工作面采动影响，废机道巷压力集中，坚硬石英砂岩顶板冒落时摩擦引起瓦斯爆炸。2022-5-24煤矿安全技术资环学院 矿井瓦斯爆炸现象第三部分第三部分:矿井瓦斯爆炸与预防矿井瓦斯爆炸与预防222224222452. 722179222NOHCONOCHOHCOOCH2022-5-24煤矿安全技术资环学院 瓦斯氧化、燃烧、爆炸的通常解释为链锁反应理论链锁反应理论。该理论认为，反应物质之间的相互作用，需
20、要消耗可观的热能，其反应要经过一系列由中间产物组成的阶段。当瓦斯空气混合爆炸性气体吸收引火热源提供的一定热能后，某些气体分子的链即行断裂，离解成自由原子或自由基（也称自由原子团），它们有很大的化学活性，成为反应进行的活化中心。在有利的条件下，每一反应可以生成两个以上新的自由原子或自由基。这样循环不已，自由原子与自由基越来越多，同时反应产生的热能也促使越来越多的气体分子离解成自由原子或自由基，化学反应变成累进加速过程，即发展成为燃烧、爆炸。 根据瓦斯空气混合气体燃烧、爆炸时的火焰传播速度及冲击波压力的大小，可以把瓦斯的燃爆类型分为三种：2022-5-24煤矿安全技术资环学院 速燃：火焰传播速度在
21、10m/s以内；冲击波压力在0.15大气压内。它可以使人烧伤，引起火灾。 爆燃：火焰传播速度在音速以内；冲击波压力高于0.15大气压。它对人和设施有较强的杀伤能力和摧毁作用。 爆炸：火焰传播速度超过音速，达到每秒数千米；冲击波压力达到数个至数十个大气压。它对人和设施有强烈的杀伤能力和摧毁作用。2022-5-24煤矿安全技术资环学院 瓦斯能爆炸，其客观原因是因为它具备了化学爆炸的三个要素具备了化学爆炸的三个要素：1、瓦斯氧化属放热反应，且放热量很大；2、瓦斯浓度在爆炸范围内时，氧化反应速度快；3、瓦斯与氧气反应结果，生成大量二氧化碳、一氧化碳和水，水在高温情况下立即变成蒸汽。 瓦斯爆炸的人为原因
22、就是某些人员违章作业或擅离职守（失职），造成瓦斯积聚、产生引爆火源而导致瓦斯爆炸。大量事实说明，多数瓦斯爆炸事故是因某些人、尤其负有特殊工作的人员，如瓦检员、放炮员、电钳工及班组长等，不能尽职尽责，麻痹大意，违章违纪造成的。前车之鉴，定当铭记。2022-5-24煤矿安全技术资环学院 爆炸气体以极高的速度从爆源往外冲击，称为正向冲击波；由于往外冲击及爆炸时产生的部分水蒸汽凝结，使爆源附近形成气体稀薄的低气压区，于是爆源以外的气体以很高的速度反向冲回爆源，称为反向冲击波。冲击波具有很大的破坏力，它不仅伤害矿工的生命，而且还严重地摧毁矿井的巷道和设施。特别是反向冲击波，虽然它的力量比正向冲击波小，但
23、它是沿着已经遭到破坏的区域反冲击，因此，其破坏性更大。如果反向冲击的气体中有足够爆炸的瓦斯和氧气，而爆源附近仍有火源时，还会发生第二次爆炸和连续爆炸。如：1940 年，抚顺龙凤矿曾在一昼夜中发生过43次瓦斯爆炸。此外，冲击波还会扬起煤尘，因此，有时还能引起煤尘爆炸及导致火灾发生。2022-5-24煤矿安全技术资环学院气体名称气体名称氧气氧气氮气氮气二氧化碳二氧化碳一氧化碳一氧化碳浓度（浓度（%）61082884824某矿瓦斯爆炸后气体组成分析2022-5-24煤矿安全技术资环学院 瓦斯爆炸的“三把刀”1、瞬时温度可达18502650度。2、压力可达9个大气压。3、冲击波（正向冲击波，反向冲击波
24、）4、有害气体。2022-5-24煤矿安全技术资环学院19901999年，仅重大瓦斯爆炸事故就死亡20625人 1991年4月21日，山西省洪洞县三交河煤矿掘进工作面发生瓦斯爆炸，爆炸冲击波又扬起煤尘，引起全矿井煤尘传导爆炸，井下147人全部遇难。爆炸冲击波还冲出井口，造成地面2人重伤，4人轻伤。2022-5-24煤矿安全技术资环学院 1960年5月9日，山西省大同老白洞煤矿发生特大瓦斯煤尘爆炸，死亡684人。棺木几乎排满整个山坳，哭嚎声惊天动地，现场惨不忍睹。 2000年9月27日，贵州省水城木冲沟煤矿发生特大瓦斯煤尘爆炸死亡162人。在全国人民欢度国庆前夕发生如此重大事故，举国震惊，世界震
25、惊，严重危害社会的安定，损害了国家的形象。2022-5-24煤矿安全技术资环学院 瓦斯爆炸浓度一般为516。如果有其它可爆炸的气体或煤尘飞扬，火源温度较高，瓦斯浓度低于3也可爆炸。 当瓦斯浓度为9.5%时，爆炸最强。5%9.5%时，逐渐变强，9.5%16%时，逐渐变弱。 瓦斯爆炸界限并不是固定不变的，其影响因素较多。瓦斯爆炸的条件瓦斯爆炸的条件1、瓦斯浓度、瓦斯浓度2022-5-24煤矿安全技术资环学院 其他气体的混入其他气体的混入可以按下式计算：,%2211CxCxxC）可燃气体的 总燃气；%的体积体积百分混体气体中各种体气体,；%）体的爆炸下限（或上限混体气体中各种体气体,；%按体积混合气
26、体的爆炸下限，2132121xxxxxxxCCC2022-5-24煤矿安全技术资环学院2022-5-24煤矿安全技术资环学院 煤尘混入。煤尘能燃烧，有的本身还能爆炸；同时，当温度在300400度时，从煤尘中可以挥发出可燃气体。因此，煤尘混入到瓦斯+空气的混合气体中，使瓦斯的爆炸下限降低，爆炸的危险性增加。 初始温度。温度是热能的体现，温度高说明具有的热能大。瓦斯+空气混合气体爆炸时的初始温度高低影响瓦斯的爆炸界限。实践证明，初始温度越高，爆炸范围越大（即上限上升，下限下降）。 初始压力。压力本身就是能量。瓦斯+空气混合气体爆炸时的初始压力大小影响瓦斯爆炸界限。实测表明，初始压力越大，瓦斯爆炸范
27、围越大。2022-5-24煤矿安全技术资环学院 引火温度是指点燃瓦斯所需要的最低温度，一般认为是650-750度。与瓦斯的浓度有关。瓦斯爆炸的条件瓦斯爆炸的条件2、引火温度、引火温度瓦斯浓度23.46.57.68.19.51114.7点燃温度8106655125105145255395653、氧的含量、氧的含量 当氧气的浓度低于12%时，混体气体中的瓦斯失去爆炸性。2022-5-24煤矿安全技术资环学院 瓦斯在混体气体中的浓度超过爆炸下限，即形成瓦斯积聚。 混体气体中的氧气浓度不低于12%. 存在高温引燃瓦斯的热源并且存在时间比感应期。总总 结结2022-5-24煤矿安全技术资环学院煤矿瓦斯爆
28、炸原因煤矿瓦斯爆炸原因2022-5-24煤矿安全技术资环学院火源火源2022-5-24煤矿安全技术资环学院火源火源2022-5-24煤矿安全技术资环学院火源火源2022-5-24煤矿安全技术资环学院火源火源2022-5-24煤矿安全技术资环学院火源火源2022-5-24煤矿安全技术资环学院火源火源2022-5-24煤矿安全技术资环学院火源火源2022-5-24煤矿安全技术资环学院2022-5-24煤矿安全技术资环学院2022-5-24煤矿安全技术资环学院2022-5-24煤矿安全技术资环学院2022-5-24煤矿安全技术资环学院2022-5-24煤矿安全技术资环学院瓦斯爆炸的点火源 （1） 井
29、下爆破 据统计，近年来因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，抵抗线过低，回都放明炮，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。2022-5-24煤矿安全技术资环学院（2）电火花 因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，主要原因有线路接头不符合要求，电器失爆，需电维修，违章私自打开矿灯或矿灯失爆，使用非煤矿用的电器设备等。（3）摩擦撞击火花 井下工作中的摩擦和撞击有时难以避免，因
30、此，在瓦斯高浓度的区域，例如排放瓦斯的路线上，U+L形通风的瓦斯尾巷，应该减少或停止工作。这类事故原因仅次于两类点燃源。 （4）明火点燃 井下使用明火的情况很少，属于严格限制作业，此类引爆原因多是发生在小煤矿井下的吸烟以及矿井火灾时期封闭火区引起的瓦斯爆炸，或者自然发火引超导空区小规模的瓦斯爆炸等。 2022-5-24煤矿安全技术资环学院瓦斯积聚瓦斯积聚 工作面上隅角处，是采空区漏风主要出口，漏风将积存在采空区上部的高浓度瓦斯带出；工作面上出口的风流直角拐弯，在上隅角处形成涡流区，瓦斯难于被风流带出；上隅角附近往往设置回柱绞车等机电设备；该处的采煤工作面煤体在集中应力作用下变得疏松，自由面较多
31、，放炮时易发生虚炮，因此产生火源的机会也多。 采煤机工作时切割机构附近，由于快速切割煤体，煤体破碎严重，大量瓦斯迅速地从新暴露面和采落的煤块内涌出。据统计，有的综采工作面的平均绝对瓦斯涌出量每分钟可达数十立方米。此外，采煤机切割机构附近，不但瓦斯涌出量大，而且风流容易形成涡流区，造成瓦斯积存。同时，采煤机切割煤体（特别是岩体）产生的火花又提供了引火热源。2022-5-24煤矿安全技术资环学院 此外，由于矿井通风系统不合理，通风巷道失修，供风量不足，管理不善造成风流短路及自然风压大的矿井在倒风季节等均会造成瓦斯积存。 近年来，井下运输的胶带化，胶带摩擦起火事故增加；高分子材料产品在井下使用的范围
32、越来越大，因此，静电火花引燃现象增加；随着井下和采区电压的提高和用电量增加，电以大地为回路的漏电增加，出现了杂散电流火花引燃事故。 造成瓦斯爆炸的原因，国内外统计资料说明，还有因为思想上的麻痹，管理上的松懈。例如，瓦斯涌出量小的矿井瓦斯燃烧事故往往多于瓦斯涌出量大的矿井。我国西北一个没发现瓦斯的矿井，在一次处理火灾事故时，发生了瓦斯爆炸。2022-5-24煤矿安全技术资环学院瓦斯积聚瓦斯积聚2022-5-24煤矿安全技术资环学院 井下容易积聚瓦斯的地点主要有：盲巷；供风不足或停风的采掘工作面；采煤工作面上隅角；局部冒空区和瓦斯异常涌出地点。 2000年9月1日，黑龙江省双鸭山东保卫矿一采区，由
33、于回风上山通风设施严重漏风，导致工作面处于微风状态而积聚瓦斯，作业人员违章试验放炮器打火时，引起瓦斯爆炸，死亡14人。2022-5-24煤矿安全技术资环学院瓦斯积聚（1）工作面风量不足引起瓦斯积聚 在回采工作面主要回风转角处以及风速过低和风量不足等。 在掘进工作面主要是风筒漏风，局个通风机能力不足，串联通风，风筒安设不当，出风口距离工作面过远。单台局部通风机向多台供风等以及供给通风机安装位置距离回风口过近造成循环风。（2） 通风设施质量差，管理为善引起瓦斯积聚 正常生产时期，煤矿井下的通风设施绝不允许非专业人员随意改其状态。每一通风设施都有其控制风流目的，改变其状态，往往造成风流短路和某些巷道
34、，工作面风量的减少。由此引起的瓦斯积聚通常出乎意料，一旦发现损坏，立即进行修理（如：风桥。风门，密闭等）以保证其控制风流的有效 。2022-5-24煤矿安全技术资环学院 （3）串联通风，不稳定分支等引起瓦斯积聚 采掘工作面的串联通风必严格按照煤矿安全规程的规定实施和管理。由于上工作面的乏风要进入下工作面，因此，必须能够监测进入下工作面风流中的瓦斯，防止瓦斯涌出叠加而超限。不稳定分支会造成井下风流的无计划流动，从而造成难以预测的瓦斯积聚。除总进风，总回风外，采区之间应尽量避免角联分支的出现。这些分支的风流方向受到自然风压及其它分支主力的影响，可能会发生改变，从而使原来污染进风，造成瓦斯的超限和积
35、聚。 （4）局部通风机停止运转造成的瓦斯积聚 从瓦斯爆炸条件计标示例可见，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，因此，对局部通风机严格和风电闭锁等措施，是防止这类事故的根本。从对事故原因的统计分析可以看到，设备检修时随意开动风机供风等造成掘进工作面瓦斯积聚和瓦斯爆炸事故的主要原因，通常局部风机等机电设备数机电部门维修管理，而掘进瓦斯监测数通风部门管理，因此，两部门之间的协调工作管理好掘时工作面的瓦斯时分重要因建立相应的制度。2022-5-24煤矿安全技术资环学院（5）恢复通风排放瓦斯时期容易造成瓦斯积聚 对封闭的区域或停工一般时间的工作面恢复通风，必须制定专门的排放瓦斯措施
36、排放积存在停风区域内的高浓度瓦斯。此时，必须严格控制排出瓦斯速度，以保证混合风流中的瓦斯浓度不超过规定的限制。否则，很容易使排放风流中的瓦斯浓度达到爆炸界限。巷道贯通等风流流动状态改变时，都容易出现这样问题。 （6）采空区及盲巷积聚的瓦斯 采空区和盲巷往往积聚大量的瓦斯当大气压力发生变化或采空区发生大面积冒预时，这些区域的瓦斯会突然涌出造成采掘空间的瓦斯积聚。2022-5-24煤矿安全技术资环学院（7）瓦斯异常涌出造成的瓦斯积聚 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，使得正常通风状况下供给的风量不足以稀释涌出瓦斯，造成瓦斯积聚。煤与瓦斯突出矿井发生突出灾害，有瓦斯抽放系
37、统的矿井抽放出系统突然出现故障时等情况，都可归属于瓦斯异常涌出，这些特殊时期的瓦斯爆炸防治重点，应着重放在断电，停工撤人等防止点火源的出现。 （8）巷道冒落空洞的瓦斯积聚 巷道冒落空洞由于通风不良形成瓦斯积聚，而采区煤仓虽然瓦斯涌出量不大，但也是瓦斯容易积聚的地点。 2022-5-24煤矿安全技术资环学院 （9）小煤矿瓦斯积聚的原因小煤矿的瓦斯积聚原因多样，主要有： （1）独眼井开采，没有形成通风系统。 （2）未安装主要通风机，依靠自然风压进行通风。 （3）使用局部通风机代替主要通风机，风机能力不匹配，井下风量过小。 （4）回风井兼作提升，矿井漏风严重通风机不能发挥作用。 （5）矿井停工停风功
38、掘进工作面停风停工。 （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机或一台局部通风机给多个掘进头通风。 （8）矿井无瓦斯检查监测制度或制度很不完善矿井无专门的安全技术人员从事安全管理工作，或安全技术及管理人员的素质太低等。2022-5-24煤矿安全技术资环学院 预防煤矿爆炸事故，就是消除引发爆炸的基本条件，即防止瓦斯积聚和点火源的出现。 1、防止瓦斯积聚的技术措施 煤矿井下容易发生瓦斯积聚地点是采掘工作面和通风不良的场所，每一个矿井必须从采掘工作生产管理上采取措施，保持工作场所通风良好，防止瓦斯积聚。第三部分第三部分:矿井瓦斯爆炸与预防矿井瓦斯爆炸与预防2022-5-24煤矿
39、安全技术资环学院（1）保证工作面供风量 所有没有封闭的巷道，采掘工作面和硐室必须保持风量和风速，足以稀释瓦斯到规定界限瓦斯没有积聚的条件。应保证采为工作面风路的畅通，对每个掘进工作在开始工作前都应构造合理的进，回风路线，避免形成串联通风。对于瓦斯涌出量大的煤层或采空区，在采用通风方法处理瓦斯不合理时，应采取瓦斯抽放措施。 （2）处理好盲巷排瓦斯问题 当停风区中瓦斯浓度超过3%时，必须制定安全排放瓦斯措施，并报矿负责人批准，与原规程相比，增加了报批的内容。 2022-5-24煤矿安全技术资环学院（3）处理采煤工作面回风隅角的瓦斯积聚 采用的方法主要有风障引流，移动泵站采空区抽，尾巷排放，增加风量
40、，密实工作面的上下隅角以减少向采空区漏风，充填置换等，也可以改变工作面的通风方认，如果用Y型通风，Z型通风等消除回风瓦斯积聚的现象，也可采用调压的方法，有效的解决瓦斯超限。 1）本煤层瓦斯处理 有三种途径一是通风稀释；二是瓦斯排放；三是尾排分流，但这些方法要因地制宣，合理适用。 2022-5-24煤矿安全技术资环学院2）工作面上隅角瓦斯超限的常见处理A、挡：在工作面未端设立风障，以增加上隅角风量，稀释上隅角瓦斯。B、堵：沿切顶线上端架设风障，已达到防止瓦斯涌出的目的。C、排：采用负压风筒引排的方法处理上隅角瓦斯 。D、抽：利用真空泵抽放和离位负压抽放方式。E、尾排：尾巷排放瓦斯是利用与工作面回
41、风巷平行的专门瓦斯排放巷道，通过其与采空区相连的联络巷排放瓦斯的方法2022-5-24煤矿安全技术资环学院 （4）掘进工作面局部瓦斯积聚处理 掘进工作面的供风量一般都比较小，因此，出现瓦斯局部积聚的可能性大，应该特别注意防范，加强监测工作。掘进工作面或巷道中的瓦斯积聚，通常出现在一些冒落空洞或裂隙发育，涌出速率较大的地点，对于这些地点的瓦斯积聚可采用充填法，引风法，风筒分支排放法，黄泥抹缝法等。 （5）刮板动输机底槽瓦斯积聚的处理 刮板输送机停止运转时，底槽附近有时会积聚高浓度的瓦斯。由于刮板与底槽之间运煤时，产生摩擦火花能引起瓦斯燃烧爆炸，因此，必须排除该处的瓦斯。 处理方法： （1）设专人
42、清理运输机底下遗留的煤炭。 （2）保持运输机经常动转。 （3）吊起运输机处理瓦斯积聚。 （4）用压风管理排放瓦斯。2022-5-24煤矿安全技术资环学院引导风流带走上隅角瓦斯引导风流带走上隅角瓦斯风障法风障法 回风尾巷法回风尾巷法改变风流带走瓦斯改变风流带走瓦斯2022-5-24煤矿安全技术资环学院利用局部风机排出上隅角瓦斯利用水利通风机排出上隅角瓦斯改变风流带走瓦斯改变风流带走瓦斯2022-5-24煤矿安全技术资环学院Y型通风系统W型通风系统改善通风系统改善通风系统2022-5-24煤矿安全技术资环学院双Z型通风系统带尾巷的U型通风系统改善通风系统改善通风系统2022-5-24煤矿安全技术资
43、环学院巷道局部冒顶处积聚瓦斯处理方法巷道局部冒顶处积聚瓦斯处理方法用分支导风筒吹散瓦斯 用导风板冲淡瓦斯 用充填黄土消除积存瓦斯2022-5-24煤矿安全技术资环学院改变采空区漏风方向，带走瓦斯改变采空区漏风方向，带走瓦斯2022-5-24煤矿安全技术资环学院 2、防止火源的出现 防止点燃火源的出现，就是要严禁一切非生产火源，严格管理和限制生产中可能出现的火源，热源，特别是容易积聚瓦斯地点更应该重点防范。 （1）加强管理，提高防火意识 （2）防止放炮火源 1）煤矿井下爆破必须符合煤矿安全规程规定的安全炸药，严禁使用不合格和变质，超期的炸药。 2）在爆破的作业工作面上严格执行一炮三检的瓦斯检查制
44、度，保证放炮前后的瓦斯浓度在规定限内。 3）禁止使用明接头或裸露的放炮母线，放炮连线。放炮等工作要有专门人员操作，严格执行放炮制。2022-5-24煤矿安全技术资环学院 4）炮眼深度，位置，装药量要合乎要求，炮眼充填物要充满，填实，要坚持水炮泥。 5）禁止井下放明炮，糊炮。 6）严格执行井下火药雷管的存放，运输管理规定，放炮员要坚持上岗。（3）防止电气火源和静电火源 （4）防止摩擦和撞击点火 （5）防止明火点燃 2022-5-24煤矿安全技术资环学院3、加强瓦斯的检查和监测 （1）严格执行瓦斯检查制，配备相应瓦斯检查仪器和仪表。 （2）安全监测的使用仪表必须定期进行调试校正，每日至少一次，甲烷
45、传感器，便携式甲烷检测报警仪等采用摧化元件的设备，每7天必须使用按标准气体标定一次。4、防止灾害扩大措施 瓦斯爆炸的突发性，瞬间性，使得在爆炸发生时难以进行救治。因此，防止灾害扩大的措施应该等中在灾害发生前的预备设施无灾害发生时的快速反应。具体措施有隅爆，阻爆两个方面，即分区通风和利用爆炸产生的高温冲击波设置自动阻爆装置，灾害处理计划的制定对快速有效的救灾也是十分重要的定义 。 2022-5-24煤矿安全技术资环学院 防止瓦斯爆炸灾害扩大的措施：防止瓦斯爆炸灾害扩大的措施： 实行分区通风。每一生产水平和每一采区，都必须布置单独的回风道，回采工作面和掘进工作面都应采用独立通风。 通风系统力求简单
46、。总进风道与总回风道布置间距不得太近，以防发生爆炸时造成风流短路。采空区必须及时封闭。 装有主要通风机的出风井口，应安装防爆门，以防止发生爆炸时通风机被毁，造成救灾和恢复生产的困难。 生产矿井主要通风机必须装有反风设施，必须能在10分钟内改变巷道中风流方向。 开采有煤尘、瓦斯爆炸危险的矿井，在矿井的两翼、相邻的采区、相邻的煤层和相邻的工作面，都必须用岩粉棚或水棚隔开。在所有运输巷道和回风巷道中必须撒布岩粉。 每一矿井，每年必须由矿总工程师组织编制矿井灾害预防和处理计划，报矿务局总工程师批准。2022-5-24煤矿安全技术资环学院瓦斯检测瓦斯检测 矿井瓦斯检查的主要内容有：瓦斯检查制度、井下不同
47、地点瓦斯及二氧化碳的规定、矿井瓦斯检查的主要地点、瓦斯及二氧化碳浓度检查次数、瓦斯及二氧化碳检查方法等。一、矿井瓦斯检查的主要地点及检查次数（一）矿井瓦斯检查的主要地点 采掘工作面 硐室 机械电气设备的设置地点 有人员作业的地点 瓦斯可能超限或积聚的地点2022-5-24煤矿安全技术资环学院具体地点：具体地点： 矿井总回风 一翼回风 水平回风 采区回风 采掘工作面及其进回风巷 采煤工作面隅角 采煤机附近 采煤工作面输送机槽 采煤工作面采空区侧2022-5-24煤矿安全技术资环学院具体地点：具体地点： 机电硐室 钻场 密闭、盲巷 顶板冒落或突出孔洞 爆破地点、电动机及其开关附近 局部通风机及其开
48、关附近 回风流中机械电气设备附近2022-5-24煤矿安全技术资环学院（二）瓦斯及二氧化碳检查次数 采掘工作面的瓦斯浓度检查次数：低瓦斯矿井中每班至少检查2次；高瓦斯矿井中每班至少检查3次；有煤（岩）与瓦斯突出危险的工作面，有瓦斯喷出危险的采掘工作面和瓦斯涌出量较大、变化异常的采掘工作面，都必须有专人经常检查瓦斯，并安设甲烷断电仪。 采掘工作面二氧化碳浓度应每 班至少检查2次，有煤（岩）与二氧化碳突出危险的采掘工作面，二氧化碳涌出量较大、变化异常的采掘工作面，都必须有专人经常检查二氧化碳浓度。 本班未进行工作的采掘工作面，瓦斯和二氧化碳每班至少检查1次；可能涌出或积聚瓦斯或二氧化碳的硐室和巷道
49、，瓦斯或二氧化碳应每班次。至少检查1次。 其他作业地点或应该检查瓦斯、二氧化碳的地点，瓦斯、二氧化碳检查次数由矿总工程师决定，但每班至少检查1次。2022-5-24煤矿安全技术资环学院检查方法：检查方法：巷道风流中瓦斯和二氧化碳浓度的检查测定巷道风流中瓦斯和二氧化碳浓度的检查测定 井下瓦斯及二氧化碳浓度的测定，应在所测地点的巷道风流中进行。巷道风流是指距巷道顶、底板及两帮一定距离的巷道空间内的风流。巷道风流范围的拟定：有支架的巷道，距支架和巷底各为50mm的巷道空间内的风流；无支架或用锚喷、砌碹支护的巷道，距巷道顶、帮、底各为200m的巷道空间内的风流。 测定瓦斯浓度时，应在巷道风流的上部进行
50、，即将光学甲烷检3次，测仪的进气口置于巷道风流的上部边缘进行抽气连续测定取其平均值。测定二氧化碳浓度时，应在巷道风流的下部进行，即将光学甲烷检测仪进气管口置于巷道风流的下部边缘进行抽气，首先测出该处瓦斯浓度，然后去掉二氧化碳吸收管，测出该处瓦斯和二氧化碳混合气体浓度，后者减去前者乘上校正系数即是二氧化碳的浓度，这样连续测定3次，取平均值。2022-5-24煤矿安全技术资环学院检查方法：检查方法：矿井总回风、一翼回风、水平回风和采区回风巷风流中瓦斯和二氧化碳浓矿井总回风、一翼回风、水平回风和采区回风巷风流中瓦斯和二氧化碳浓度的检查测定度的检查测定 矿井总回风、一翼回风、水平回风和采区回风巷道的风
