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矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯通风与安全培训课件通风与安全培训课件徐矿集团张集煤矿通风技术主管徐矿集团张集煤矿通风技术主管徐矿集团张集煤矿通风技术主管徐矿集团张集煤矿通风技术主管 黄永梁黄永梁黄永梁黄永梁Tle:0516-85671823Tle:0516-85671823Email:zjktfhyl@Email:zjktfhyl@Email:zjktfhyl@Email:zjktfhyl@矿井瓦斯防治基础知识矿井瓦斯防治基础知识1矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯防治基础知识矿井瓦斯防治基础知识第一章 煤层瓦斯赋存与运移特征 第一节 矿井瓦斯的性质及其生成 第二节 煤层瓦斯的生成 第三节 矿井瓦斯涌出第二章 瓦斯爆炸及其预防措施 第一节 瓦斯爆炸过程及其危害 第二节 瓦斯爆炸的主要参数 第三节 煤矿井下瓦斯爆炸事故原因分析 第四节 预防瓦斯爆炸的措施 第五节 局部瓦斯积聚的处理方法 第六节 防止瓦斯爆炸灾害事故扩大的措施    第七节   瓦斯与煤尘爆炸事故时的自救与互救    第八节 自救器的性能及使用条件2矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯第一章第一章 煤层瓦斯赋存与运移特征煤层瓦斯赋存与运移特征 瓦斯（甲烷），这一煤炭开采过程中的伴生物，早在15世纪就开始被人们认识。

我国明代宋应星在《天工开物》（初刊于1637年）一书中曾介绍过，在煤炭开采时煤层中存在着一种能使人窒息和可燃的气体，并提出了利用竹管引排的方法16世纪末，英国和其它西欧国家在采煤时，也遇到了“有害的”气体，但未引起人们的重视只是到了18世纪初期，英国深井开始发生瓦斯爆炸1839年美国煤矿也发生瓦斯爆炸此后，断断续续又发生了许多次爆炸，导致了人员和设备财产的严重损失，这是人们才逐渐重视并开始研究爆炸的原因及应采取的防范措施3矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯第一节第一节 矿井瓦斯的性质及其生成矿井瓦斯的性质及其生成 从广义上讲，矿井瓦斯是井下有害气体（包括CH4、H2、CO2、CO、NO2、SO2、H2S、Rn等）的总称 瓦斯：是煤矿生产过程中，从煤、岩内涌出的各种气体的总称煤矿术语中的瓦斯指的就是甲烷 物物理理化化学学性性质质：：无色、无味、无毒、比空气轻，微溶于水 危害危害：：爆炸，突出，人员窒息、环境污染 作用作用：：能源、化工原料4矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯§瓦斯通常指甲烷(CH4)，是一种无色、无味、无臭的气体，在标准状态下1m3甲烷的质量为0.7168kg，对空气的相对密度为0.554。

由于瓦斯比空气轻，故常积聚在巷道的顶部、上山迎头及顶板冒落的空洞内瓦斯的扩散性很强，扩散速度是空气的1.34倍，如果一处涌出瓦斯，会很快地扩散到巷道附近空间5矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯§当井下空气中瓦斯深度增高时，会相对的降低空气中的氧气含量，使人窒息；另一方面，当瓦斯与空气混合到一定范围内，遇火就会爆炸或燃烧严重影响和威胁矿井安全生产，且一旦形成灾害事故，将给国家及职工生命健康造成巨大损失§瓦斯是煤矿生产过程中的五大自然灾害之首§矿井瓦斯的危害主要有四种形式：爆炸，突出，人员窒息、环境污染6矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯第二节第二节 煤层瓦斯的生成煤层瓦斯的生成一、瓦斯的成因与赋存一、瓦斯的成因与赋存（一）（一）煤层瓦斯的生成§虽然人们对于瓦斯的认识和研究在15世纪早期就开始了，但是有关瓦斯生成及来源的问题，直到20世纪40年代人们才开始逐步重视并对此进行研究§煤矿井下的瓦斯主要来自煤层和煤系地层，关于它的成因可以认为是在成煤作用过程中伴生的煤的原始母质沉积以后，一般经历2个成气时期：从泥炭到褐煤的生物化学成气时期和在地层的高温高压作用下从烟煤直到无烟煤的变质作用成气时期7矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯§瓦斯的生成和煤的形成是同时进行且贯穿于整个成煤过程的。

与煤的成因息息相关，它除与成煤物质、成煤环境、煤岩组成、围岩性质、成煤阶段等均有关系外，还与两个不同成气时期有很大的关系§一般情况下，瓦斯的成气母质可分为两大类，即高等植物在成煤过程中形成的腐植型有机质和低等植物在成煤过程中形成的腐泥型有机质，它们在成煤和成气过程中的差异，构成了各自持有的地球化学标志和各自不同的特点8矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯 （二）生物化学成气时期瓦斯的生成§这个时期是从成煤原始有机物堆积在沼泽相和三角洲相环境中开始的在温度不超过65℃条件下，成煤原始物质经厌氧微生物分解成瓦斯该过程用纤维素的化学反应式表示：§4C6H1005→7CH4↑+ 8C02 ↑ +3H20+C9H60§或§2C6H10O5 → CH4 ↑ +2C02 ↑十+5H20+C9H609矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯§在这个阶段，成煤物质生成的泥炭层埋深浅，上覆盖层的胶结固化不好，生成的瓦斯通过渗透和扩散容易排放到古大气中去因此，生化作用生成的瓦斯一般不会保留在现有煤层内此后，随着泥炭层的下沉，上覆盖层越来越厚，成煤物质中所受的温度和压力也随之增高生物化学作用逐渐减弱直至结束在较高的压力与温度作用下泥炭转化成褐煤，并逐渐进入变质作用阶段。

10矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯 （三）变质作用时期瓦斯的生成§褐煤层进一步沉降，便进入变质作用造气阶段在100℃高温及其相应的地层压力下，煤层中的煤体就会产生强烈的热力成气作用在变质作用的初期，煤中有机质基本结构单元主要是带有羟（qiang）基(－OH)、甲基(－CH3)、羧（suo）基(－COOH)、醚基(－0－)等侧链和官能团的缩合稠环芳烃体系煤中的碳元素则主要集中在稠环中由于一般情况下，稠环的键结合力强、稳定性好，侧链和官能团之间及其与稠环之间的结合力弱、稳定性差因此，随着地层下降、压力及温度的增大与升高，侧链和官能团即不断发生断裂与脱落，生成CO2、CH4和H2O等挥发性气体11矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯§ 变质作用过程中有机质分解、脱出甲基侧链和含氧官能团而生CO2、CH4和H2O是煤成气形成的基本反应，煤化作用过程中生成的瓦斯以甲烷为主要组分§在瓦斯产出的同时，芳核进一步缩合，碳元素进一步集中在碳网中随着变质作用的加深，基本结构单元中缩聚芳核的数目不断增加，到无烟煤时，主要由缩聚芳核所组成从烟煤到无烟煤，煤的变质作用程度越高，生成的瓦斯量也越多但是，各个变质阶段生成的气体组分不仅不同，而且数量上也有很大变化。

12矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯（１）腐植质在煤化作用阶段成气演化的一般模式 （２）各煤化阶段甲烷生成量曲线13矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯§苏联学者B．A．索科洛夫等人给出的腐植型有机煤在变质作用阶段成气的一般模式从图（１）中可以看出，CH４的生成是个连续相，即在整个变质阶段的各个时期都不断地有CH ４生成，只是各阶段生成的数量有较大的波动而已；但是，重烃的生成则是个不连续相实践表明，这个以人工热演化产生瓦斯为基础的模型与实测的结果在趋势上是一致的14矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯§实际上，由于泥炭向褐煤过渡时期生成的甲烷很容易流失掉，所以，目前估算煤层生成甲烷量的多少，一般都是以褐煤作为计算起点但是，由于自然界的实际煤化过程远比带有许多假设进行的理论计算复杂§在煤和石油共生矿区，有时煤层瓦斯同油气田的瓦斯侵入有关例如，四川中梁山煤矿10号煤层的瓦斯，与底板石灰岩溶洞中的瓦斯有关；而陕西铜川矿务局焦坪煤矿井下的瓦斯，又与顶底板砂岩含油层的瓦斯有关§ 一般来说，世界各国煤田中所含瓦斯均以CH4为主，在某些煤层中还含有C2H6、C3H8等重烃气体及C02等其他气体15矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯（四）影响瓦斯生成的因素（四）影响瓦斯生成的因素§由于煤层中的瓦斯主要是煤化变质作用的产物，所以煤中瓦斯生成量的多少和煤岩组分、煤的变质程度及其变质分带有一定的关系。

§煤岩组分§煤是一种固体可燃有机岩，其岩石组成比较复杂煤岩组分是组成煤的基本单元，可分成镜质组、丝质组和壳质组从煤岩学角度看，煤层瓦斯的生成取决于成煤作用和煤岩组分在同一变质阶段，相对丝质组而言，镜质组碳含量少、氢含量多，挥发分产率高，瓦斯生成量大，植物结构保存程度低壳质组在整个成煤过程中都产生瓦斯，其挥发分产率和瓦斯生成量最高；但是，它在煤中所占比例很少，作用不大16矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯§煤的变质程度及其变质分带§在煤化变质作用过程中，瓦斯不断地产生，而煤层瓦斯的伴生量直接依赖于煤化变质程度，故煤的变质程度越高，产生的瓦斯量就越多§我国的聚煤期多，煤炭储量丰富，煤种繁多，变质分带明显，在一定程度上影响着煤层瓦斯的生成§目前，从地质时代上看，煤变质总的规律表现为：晚古生代以中、高变质煤占较大比例，尚未发现低变质煤；中生代以中、低变质煤为主，并伴随有高变质烟煤以至无烟煤；第三纪不仅有褐煤，而且也有低变质烟煤从地区上看，大致在北纬380以北，包括东北地区和西北大部分地区，基本上以褐煤和低、中变质烟煤为主；17矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯§而北纬380以南的华北地区则具有各种变质程度的烟煤和无烟煤；西南地区主要是中、高变质烟煤赋存的地区；而东南地区则以高变质烟煤和无烟煤占优势。

§这种分布规律与煤矿瓦斯分布有一定的吻合性，其具体表现在西北地区为低、中瓦斯区，华北地区为中瓦斯区，而华南地区则为高瓦斯区；但是，对东北地区而言，情况则比较复杂，一般情况下，在褐煤分布范围内低瓦斯矿井居多，在低、中变质煤分布范围内则多数矿井瓦斯量较大，这种情况的出现还和其他地质条件有一定的关系18矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯二、瓦斯在煤体内存在的状态二、瓦斯在煤体内存在的状态 煤体是一种复杂的多孔性固体，既有成煤胶结过程中产煤体是一种复杂的多孔性固体，既有成煤胶结过程中产生的原生孔隙，也有成煤后的构造运动形成的大量孔隙和生的原生孔隙，也有成煤后的构造运动形成的大量孔隙和裂隙，形成了很大的自由空间和孔隙表面裂隙，形成了很大的自由空间和孔隙表面 煤层中瓦斯赋存两种状态：煤层中瓦斯赋存两种状态： 1 1、、游离状态（游离状态（10-20%10-20%）） 2 2、、吸附状态（吸附状态（80-90%80-90%）） 3 3、、吸收状态吸收状态 4 4、、煤体煤体 5 5、、空隙空隙19矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯三、煤层中瓦斯垂直分带三、煤层中瓦斯垂直分带 形形成成原原因因：：当煤层直达地表或直接为透气性较好的第四系冲积层覆盖时，由于煤层中瓦斯向上运移和地面空气向煤层中渗透，使煤层内的瓦斯呈现出垂直分带特征。

四带四带：：COCO2 2- N- N2 2带、带、N N2 2带、带、N N2 2—CH—CH4 4带、带、CHCH4 4带20矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯瓦斯风化带下界深度确定依据：瓦斯风化带下界深度确定依据： 可以根据下列指标中的任何一项确定 （1）煤层的相对瓦斯涌出量等于2～3m3/t处； （2）煤层内的瓦斯组分中甲烷及重烃浓度总和达到80%（体积比）； （3）煤层内的瓦斯压力为0.1～0.15MPa； （4）煤的瓦斯含量达到下列数值处：长焰煤1.0～1.5 m3/t（C.M.），气煤1.5～2.0m3/t（C.M.），肥煤 与 焦 煤 2.0～ 2.5m3/t(C.M)， 瘦 煤 2.5～3.0m3/t(C.M.)，贫煤3.0～4.0m3/t(C.M.)，无烟煤5.0～7.0m3/t(C.M.)（此处的C.M.是指煤中可燃质既固定碳和挥发分）21矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯四、影响煤层瓦斯含量及因素四、影响煤层瓦斯含量及因素 煤的瓦斯含量煤的瓦斯含量是指单位体积或重量的煤在自然状态下所含有的瓦斯量（标准状态下的瓦斯体积），单位：单位：m m3 3/m/m3 3(cm(cm3 3/cm/cm3 3) )或或m m3 3/t(cm/t(cm3 3/g)/g)。

煤煤的的瓦瓦斯斯含含量量：：包括游离瓦斯和吸附瓦斯含量之和22矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯影响煤层瓦斯含量主要因素：影响煤层瓦斯含量主要因素：P27P271 1、、煤煤层层的的埋埋藏藏深深度度－－埋藏深度的增加不仅地应力增高而使煤层和围岩的透气性降低，而且瓦斯向地表运移的距离增大，这两者的变化均朝着有利于封存瓦斯，而不利于放散瓦斯的方向发展2 2、、煤煤层层和和围围岩岩透透气气性性－－煤系地层岩性组合及其透气性对煤层瓦斯含量有很大的影响透气性大，瓦斯流失；透气性小，如泥岩、完整石灰岩，瓦斯散发不出去，瓦斯含量高屏障层、透气层、半屏障层3 3、、煤层倾角煤层倾角－－同一埋藏深度及条件相同的情况下，煤层倾角越小，瓦斯沿层运移的路径长，阻力大，瓦斯不易流失，导致瓦斯含量大；反之，瓦斯含量小23矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯4 4、、煤煤层层露露头头－－煤层露头是瓦斯向地面排放的出口，因此，露头存在时间越长，瓦斯排放越多，地表无露头的煤层，瓦斯含量较高，一般为背斜构造5 5、、煤煤的的变变质质程程度度－－煤是天然的吸附体煤的吸附程度越高，其存储瓦斯的能力越强6 6、、煤煤系系地地层层的的地地质质史史－－成煤有机物沉积以后直到现今煤化阶段，经历了漫长的地质年代，其间地层多次下降或上升，覆盖层加厚或剥蚀、陆相-海相会交替变化，可能会遭受地质构造运动破坏等，所以有这些地质过程及其延续时间的长短，都对煤层瓦斯含量的大小有巨大的影响。

24矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯7 7、地史演化过程中的风化、剥蚀程度、地史演化过程中的风化、剥蚀程度－－封闭性的含煤地层沉积后，后期抬升的幅度和剥蚀程度对煤层瓦斯的赋存也有较大的影响8 8、地质构造、地质构造－－封闭性的背斜或穹隆，储存瓦斯，瓦斯含量大，开放性的断层，瓦斯小9 9、水文地质条件、水文地质条件－－有水流，带 走部分溶解的瓦斯；水流通道， 形成瓦斯通道；使围岩及煤层卸 压，透气性增大，瓦斯流失25矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯五、瓦斯带内瓦斯压力变化规律：五、瓦斯带内瓦斯压力变化规律： 末受采动影响的煤层内的瓦斯压力，随深度的增加而有规律地增加，可以大于、等于或小于静水压 瓦斯压力梯度：瓦斯压力梯度： 或或式中：式中：P—预测的甲烷带内深H(m)处的瓦斯压力，MPa gp—瓦斯压力梯度，MPa/m P1，P2—甲烷带内深度为H1、H2(m)处的瓦斯压力，MPa P0--甲烷带上部边界处瓦斯压力，取0.2MPa H0---甲烷带上部边界深度，m。

26矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯第三节第三节 矿井瓦斯涌出矿井瓦斯涌出 瓦斯涌出分为两种形式：瓦斯涌出分为两种形式：1 1、普通涌出；、普通涌出；2 2、特殊涌出、特殊涌出一、瓦斯涌出量一、瓦斯涌出量1、含义：矿井建设或生产过程中从煤岩内涌出的瓦斯量2、瓦斯涌出量表示方法绝对瓦斯涌出量绝对瓦斯涌出量---- 单位时间涌出的瓦斯体积，单位为m3/d或m3/min：相相对对瓦瓦斯斯涌涌出出量量----平均日产一吨煤同期所涌出的瓦斯量，单位是 m3/t 二、影响瓦斯涌出的因素二、影响瓦斯涌出的因素 决定于自然因素和开采技术因素的综合影响 (一一) ) 自然因素自然因素 1、煤层和围岩的瓦斯含量， 2、地面大气压变化 27矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯（二）（二）影响矿井瓦斯涌出量主要因素有以下几点：影响矿井瓦斯涌出量主要因素有以下几点： §(1)煤层瓦斯含量它是影响瓦斯涌出量的决定因素，被开采煤层的原始瓦斯量越高，瓦斯涌出量就越大§(2)开采规模开采规模是指矿井的开采深度、开拓与开采的范围及矿井产量而言开采深度越深，煤层瓦斯含量越高，瓦斯涌出量越大；开拓与开采范围越大，瓦斯涌出的暴露面积越大，其涌出量也就越大；在其他条件相同时，产量高的矿井，其瓦斯涌出量一般较大。

28矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯§(3)开采程序厚煤层采用分层开采时，首先开采的分层，瓦斯涌出量较大，这是由于采动的影响，其他分层的瓦斯也会沿裂隙渗入开采分层的缘故§(4)采煤方法与顶板管理方法机械化采煤，煤破碎严重，瓦斯涌出量较大；采用全部陷落法管理顶板时，造成顶底板更大范围的松动及采空区存留有大量散煤，会使其瓦斯涌出量比采用充填法管理顶板时大；回采率低的采煤法，采空区瓦斯涌出量也较大29矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯§(5)生产工序从煤体暴露面和采落的煤炭中涌出的瓦斯量，一般是随着时间的延长而下降的，因此，落煤时瓦斯涌出量大于其他工序§(6)地面大气压力的变化当大气压力突然降低时，瓦斯涌出的压力就高于风流压力，破坏了原来相对平衡状态，瓦斯涌出量就会增大；反之，瓦斯涌出量就会变小因此，当地面大气压力突然下降时必须百倍警惕，加强瓦斯检查与管理，防止出现重大瓦斯事故§(7)矿井通风压力抽出式通风的矿井，瓦斯涌出量大；压入式通风的矿井，瓦斯涌出量减少30矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯三、矿井瓦斯涌出来源的分析与分源治理三、矿井瓦斯涌出来源的分析与分源治理 按划分目的的不同，对矿井瓦斯来源有三种划分方式：§按水平、翼、采区来进行划分，作为风量分配的依据之一；§按掘进区、回采区和已采区来划分，它是日常治理瓦斯工作的基础；§按开采区、临近区划分，它是采煤工作面治理瓦斯工作的基础。

31矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯四、瓦斯涌出不均系数 正常生产过程中，矿井绝对瓦斯涌出量受各种因素的影响其数值是经常变化的，但在一段时间内只在一个平均值上下波动，峰值与平均值的比值称为瓦斯涌出不均系数 矿井瓦斯涌出不均系数表示为： kg=Qmax/Qa 式中：kg－给定时间内瓦斯涌出不均系数； Qmax－该时间内的最大瓦斯涌出量，m3/min； Qa－该时间内的平均瓦斯涌出量，m3/min； 作用：确定区域，进回风量、瓦斯浓度32矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯五、矿井瓦斯等级五、矿井瓦斯等级1.1.矿井瓦斯等级划分矿井瓦斯等级划分 依依据据：：按照平均日产一吨煤涌出瓦斯量（相对瓦斯涌出量）和瓦斯涌出形式 划分为：低瓦斯矿井；10m3及其以下；高瓦斯矿井：10m3以上；煤与瓦斯突出矿井2 2、、矿井瓦斯等级鉴定矿井瓦斯等级鉴定（1）鉴定时间和基本条件 矿井瓦斯等级的鉴定工作应在正常生产的条件下进行；（2）测点选择和测定内容及要求；（3）矿井瓦斯等级的确定33矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯六、矿井瓦斯涌出量预测六、矿井瓦斯涌出量预测 瓦斯涌出量的预测：指根据某些已知相关数据，按照一定的方法和规律，预先估算出矿井或局部区域瓦斯涌出量的工作。

瓦斯涌出量的预测的方法：瓦斯涌出量的预测的方法： （（1 1））统计法统计法 A、瓦斯涌出量梯度：深度与相对涌出量的比值 B、物理含义 C、计算 （（2 2））计算法计算法: :以煤层瓦斯含量为基础进行计算34矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯§七．矿井瓦斯的危害七．矿井瓦斯的危害§(1)从矿井安全角度而言，矿井瓦斯是一种有害气体当井下空气中瓦斯浓度较高时，会相对地降低空气中的氧气浓度，当氧的浓度降到12％以下时，人就会因缺氧窒息死亡§(2)当瓦斯与空气混合达到一定浓度时，遇火就能燃烧或爆炸，严重影响和威胁矿井生产安全，一旦形成灾害事故，会危及职工生命并给国家财产造成巨大损失20世纪90年代我国共发生2767起瓦斯爆炸事故，死亡20625人，平均每年276.7起，死亡2062.5人35矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯§(3)瓦斯爆炸时伴生大量的有害气体据分析，瓦斯爆炸后空气中的氧气含量仅为6％～10％、氮气为82％～88％、二氧化碳为4％～8％、一氧化碳为2％～4％特别是一氧化碳，会造成大量人员中毒死亡统计资料表明，在瓦斯、煤尘爆炸事故中，死于一氧化碳中毒的人数占死亡总人数的70％以上。

36矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯§如1997年11月13日安徽省淮南潘三矿发生的瓦斯爆炸，死亡的86人中，绝大多数是由于一氧化碳中毒而死的因此，入井人员正确佩戴自救器是非常必要的§(4)瓦斯爆炸时产生高温、高压产生的高温瞬间高达1850～2650℃；产生的瞬间高压达1000kPa并形成正、反向冲击波，毁坏设备，冲垮巷道，造成人员伤亡37矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯 第二章第二章 瓦斯爆炸及其预防措施瓦斯爆炸及其预防措施第一节第一节 瓦斯爆炸过程及其危害瓦斯爆炸过程及其危害１１. .瓦斯爆炸的化学反应过程瓦斯爆炸的化学反应过程 最终的化学反应式为：CH4+2O2 → CO2+2H2O+882.6kj/mol 如果O2不足，反应的最终式为：CH4+O2 → CO+H2+H2O 矿井瓦斯爆炸是一种热－链反应过程(也称连锁反应)２２. .瓦斯爆炸的产生与传播过程瓦斯爆炸的产生与传播过程 爆炸性的混合气体与高温火源同时存在， 初燃(初爆) 焰面 冲击波 新的爆炸混合物３、瓦斯爆炸的危害３、瓦斯爆炸的危害 高温--1850～2650℃；高压--约9个大气压；有害气体CO--2～4%；冲击波--每秒数百米甚至可达千米高温高温38矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯第二节第二节 瓦斯爆炸的主要参数瓦斯爆炸的主要参数1 1、瓦斯的爆炸浓度、瓦斯的爆炸浓度 在正常的大气环境中，瓦斯只在一定的浓度范围内爆炸，这个浓度范围称瓦斯的爆炸界限，其最低浓度界限叫爆炸下限，其最高浓度界限叫爆炸上限，瓦斯在空气中的爆炸下限为5～6％，上限为14～16％。

瓦斯爆炸界限不是固 定不变的，它受到许 多因素的影响，其中 重要的有： （1）氧的浓度 ≮12%　　　　39矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯（（2 2）其它可燃气体）其它可燃气体 混合气体中有两种以上可燃气体同时存在时，其爆炸界限决定于各可燃气体的爆炸界限和它们的浓度可由公式求出： N —多种可燃气体同时存在时的混合气体爆炸上限或下限，％； C1、C2、C3...Cn—分别为各可燃气体占可燃气体总的体积百分比，％； C1+ C2+ C3+...Cn =100％ N1、N2、N3...Nn—分别为各可燃气体的爆炸上限或下限，％；40矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯（（3 3））煤煤尘尘 — 本身具有爆炸，空气中含量为5g/m3时，下限降低到3%；含量为8g/m3时，下限降低到2.5%4 4））空空气气压压力力 — 压力大，分子接近，碰撞几率增加，范围扩大 （（5 5））惰惰性性气气体体 — 可以降低瓦斯爆炸的危险性（N2、CO2）41矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯2 2、瓦斯的最低点燃温度和最小点燃能量、瓦斯的最低点燃温度和最小点燃能量 瓦斯的最低点燃温度和最小点燃能量决定于空气中的瓦斯浓度，瓦斯-空气混合气体的最低点燃温度，绝热压缩时565℃，其它情况时650℃。

最低点燃能量为0.28mJ3 3 瓦斯的引火延迟性瓦斯的引火延迟性 引引火火延延迟迟性性（（瓦瓦斯斯爆爆炸炸感感应应期期））：：一般情况下，火源的表面积越大，存在时间越长，容易点燃瓦斯；反之，不能引爆瓦斯42矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯第三节第三节 煤矿井下瓦斯爆炸事故原因分析煤矿井下瓦斯爆炸事故原因分析 1、火源：井下的一切高温热源→电气、放炮、摩擦、静电等 2、发生地点及原因： 掘进工作面占80%～90%，采煤工作面占10%～20% 采煤工作面发生地点：上隅角、采煤机附近、老塘、切顶线、放顶煤支架后等 掘进面发生的原因：无计划停电停风、高冒区、瓦斯喷出、突出等43矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯防止瓦斯爆炸的措施的具体内容防止瓦斯爆炸的措施的具体内容§防止瓦斯爆炸，要从瓦斯爆炸的3个条件着手瓦斯爆炸的3个条件中，氧浓度在井下的通风区域总是能满足瓦斯爆炸需求的；而其余的两个条件是防止瓦斯爆炸的切入点，只要不让瓦斯积聚和不出现引爆火源，就能防止瓦斯爆炸§1．防止瓦斯积聚§预防瓦斯积聚的措施很多，主要有以下方面：§（1）加强对“一通三防”工作的领导，做到责任落实，管理到位，特别是落实好各级领导干部责任制。

44矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯§（2）加强通风、矿井瓦斯管理§①建立完善、合理的矿井通风系统各采掘工作面应实行独立通风；做到稳定、连续地向井下所有用风地点供风，保持足够的风量；防止漏风，避免循环风，严防风流短路或风量不足引起瓦斯积聚尤其是局部通风的管理，是防止瓦斯爆炸事故的重点工作之一§②严格执行《规程》有关瓦斯检查与管理的规定，严禁空班漏检，严格执行瓦斯巡回检查制度和请示报告制度认真及时填写有关日报和记录防止和及时发现、处理局部瓦斯积聚；严禁超限作业45矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯§③对于瓦斯涌出量大或异常的区域，采用通风方法无法解决瓦斯超限时，必须抽放煤层中的瓦斯，以减少开采过程中的瓦斯涌出量§④建立完善的安全监测机构，按规定安设瓦斯断电仪，并及时检查维护，保证灵敏可靠和正常运行46矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯§（3）及时处理局部瓦斯积聚§凡井下瓦斯涌出量较大，通风不良或风流达不到的地点，都极易发生局部瓦斯积聚，主要地点有：采煤工作面上隅角、刮板输送机底槽内、顶板冒落的空洞、风速低的巷道顶板附近、临时停风的掘进工作面和盲巷、采煤工作面采空区边界外、水采工作面、采煤机附近，都易积聚瓦斯实际工作中，应根据具体情况，采取切实可行的措施来处理瓦斯积聚。

常用处理瓦斯积聚的方法有：风障法，风筒排除法，尾巷排除法等47矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯§2．防止出现引爆火源§防止引爆火源的措施是严禁和杜绝井下出现一切火源；严格管理和控制生产中可能发生的火、热源主要有如下方面：§(1)防止出现明火遵守《规程》的有关规定，井口房和通风机房附近20m内，不得有烟火或用火炉取暖；严禁携带烟草和点火物品入井；防止煤炭自燃，加强火区管理等§(2)防止出现爆破火焰爆破产生的火焰是最容易引起瓦斯爆炸的火源之一，因此，必须严格执行“一炮三检”制度；严禁放明炮、糊炮；不准使用不合格或变质的炸药；严格按《规程》规定装药和放炮等48矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯§(3)防止出现电火花瓦斯矿井必须采用安全型、防爆型和安全火花型的设备；井口和井下电气设备必须设有防雷电和防短路保护装置；所有电缆接头不准有“鸡爪子”、“羊尾巴”和明接头；不准带电作业；严禁在井下拆开、敲打、撞击发爆器、矿灯的灯头和灯盖等§(4)防止出现其他火源在搬运机械设备过程中要轻搬轻运，防止因摩擦、撞击而出现火花；采取有针对性措施，防止金属、岩石等坚硬物体从高处落下，以防产生撞击火花；严禁穿化纤衣服下井等49矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯第五节第五节 局部瓦斯积聚的处理方法局部瓦斯积聚的处理方法 瓦斯积聚：是指瓦斯浓度超过2％，体积超过0.5m3的空间内积聚的瓦斯。

1）采煤工作面上隅角瓦斯积聚的处理；（2）掘进巷道积聚瓦斯的处理；（3）全风压巷道局部积聚瓦斯的处理；（4）综合机械化机组附近积聚瓦斯的处理；（5）刮板运输机下部积聚瓦斯的处理；（6）防止钻空孔瓦斯积聚瓦斯和引燃的措施；（7）恢复有大量瓦斯积存盲巷或打开封闭的瓦斯处理50矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯第六节第六节 防止瓦斯爆炸灾害事故扩大的措施防止瓦斯爆炸灾害事故扩大的措施§煤矿井下一旦发生瓦斯爆炸事故，其破坏性是很大的，为了防止事故的扩大，应采取以下措施：§1．实行分区式通风，各水平、采区或工作面都应有其独立的进、回风系统§2．每一入井人员必须了解和熟悉井下一旦发生瓦斯爆炸时的撤退和躲避地点，加强矿山救护工作§3．井下必须设置隔爆设施，如水袋、岩粉棚等，以阻止瓦斯爆炸火焰的传播§4．每一入井人员必须随身佩戴自救器，并能熟练使用§5．矿井必须设置坚固可靠的防爆门和反风装置§6．通风系统力求简单，不用的巷道及时封闭51矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯第七节  瓦斯与煤尘爆炸事故时的自救与互救§1．防止瓦斯爆炸时遭受伤害的措施．防止瓦斯爆炸时遭受伤害的措施§据亲身经历过瓦斯爆炸的人员回忆，瓦斯爆炸前感觉到附近空气有颤动的现象发生，有时还发出嘶嘶的空气流动声，一般被认为是瓦斯爆炸前的预兆。

§井下人员一旦发现这种情况时，要沉着、冷静、采取措施进行自救具体方法是：背向空气颤动的方向，俯卧倒地，面部贴在地面，以降低身体高度，避开冲击波的强力冲击，并闭住气暂停呼吸，用毛巾捂住口鼻，防止把火焰吸入肺部最好用衣物盖住身体，尽量减少肉体暴露面积，以减少烧伤爆炸后，要迅速按规定佩戴好自救器，弄清方向，沿着避灾路线，赶快撤退到新鲜风流中若巷道破坏严重，不知撤退是否安全时，可以到棚子较完整的地点躲避等待救护52矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯§2．掘进工作面瓦斯爆炸后矿工的自救与互救措施§如发生小型爆炸，掘进巷道和支架基本未遭破坏，遇险矿工未受直接伤害或受伤不重时，应立即打开随身携带的自救器，佩戴好后迅速撤出受灾巷道到达新鲜风流中对于附近的伤员，要协助其佩戴好自救器，帮助撤出危险区；不能行走的伤员，在靠近新鲜风流30～50 m范围内，要设法抬运到新鲜风流中，如距离远，则只能为其佩戴自救器，不可抬运撤出灾区后，要立即向矿调度室报告§如发生大型爆炸，掘进巷道遭到破坏，退路被阻，但遇险矿工受伤不重时，应佩戴好自救器，千方百计疏通巷道，尽快撤到新鲜风流中如巷道难以疏通，应坐在支护良好的棚子下面，或利用一切可能的条件建立临时避难硐室，相互安慰、稳定情绪、等待救助，并有规律地发出呼救信号。

对于受伤严重的矿工要为其佩戴好自救器，使其静卧待救并且利用压风管道、风筒等改善避难地点的生存条件53矿井瓦斯矿井瓦斯矿井瓦斯§3．采煤工作面瓦斯爆炸后矿工的自救与互救措施§如果进回风巷道没有垮落堵死，通风系统破坏不大，所产生的有害气体，较易被排除这种情况下，采煤工作面进风侧的人员一般不会受到严重伤害，应迎风撤出灾区回风侧的人员要迅速佩带自救器，经最近的路线进入进风侧§如果爆炸造成严重的塌落冒顶，通风系统被破坏，爆源的进、回风侧都会聚积大量的一氧化碳和其他有害气体，该范围所有人员都有发生一氧化碳中毒的可能为此，在爆炸后，没有受到严重伤害的人员，要立即打开自救器佩戴好在进风侧的人员要逆风撤出，在回风侧的人员要设法经最短路线，撤退到新鲜风流中如果冒顶严重撤不出来，首先要把自救器佩带好，并协助重伤员在较安全地点待救；附近有独头巷道时，也可进入暂时躲避，并尽可能用木料、风筒等构筑临时避难场所，并把矿灯、衣物等明显的标识物挂在避难场所外面明显的地方，然后进入室内静卧待救。