第二章矿井瓦斯防治技术思考题解析.docx

精品名师归纳总结其次章矿井瓦斯防治技术摸索题2、试述瓦斯的主要物理及化学性质，明白这些性质对于预防处理瓦斯危害有何意义？矿井瓦斯成分很复杂，其主要成分是甲烷 〔CH4〕，其次是二氧化碳 〔CO2〕和氮气 〔N2〕 ，仍含有少量或微量的重烃类气体（乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等）、氢（ H2 ）、一氧化碳（CO）、二氧化硫 〔SO2〕、硫化氢 〔H2S〕等甲烷（ CH4 ，俗称沼气），是无色、无味、无毒的气体甲烷分子的直径为 0.3758×10-9m，可以在微小的煤体间隙和裂隙里流淌其扩散速度是空气的 1.34 倍，从煤岩中涌出的瓦斯会很快扩散的巷道空间甲烷标准状态时的密度为 0.716kg/m3，比空气轻，与空气相比的相对密度为 0.554假如巷道上部有瓦斯涌出源，风速低时，简洁在顶板邻近形成瓦斯积聚层瓦斯微溶于水甲烷虽然无毒，但其浓度假如超过 57%，能使空气中氧浓度降低至 10%以下瓦斯矿井通风不良或不通风的煤巷，往往积存大量瓦斯假如未经检查就贸然进入，因缺 O2 而很快的昏迷、窒息，直至死亡瓦斯在适当的浓度能燃烧和爆炸在煤矿的采掘生产过程中，当条件合适时，会发生瓦斯喷出或煤与瓦斯突出，产生严峻的破坏作用，甚至造成庞大的财产缺失和人员伤亡。

3、瓦斯是如何生成的，而煤内实际的瓦斯量是否等于生成量 .煤层瓦斯是腐植型有机物（植物）在成煤过程中生成的成气过程两个阶段一是生物化学成气时期二是煤化变质作用时期古代植物在成煤过程中，经厌氧菌的作用，植物的纤维质分解产生大量瓦斯此后，在煤的碳化变质过程中，随着煤的化学成分和结构的变化，连续有瓦斯不断生成煤层瓦斯含量的大小，打算于成煤过程中生成的瓦斯量和煤层储存瓦斯的条件煤的变质程度越高，生成的瓦斯量越多成煤过程生成的瓦斯，大部分都已转移到围岩或大气中去了，煤层实际瓦斯含量的因素，主要是煤炭生成后储存瓦斯的条件，如煤的结构和物理化学特性，成煤后的的质运动和的质构造，煤层的赋存条件，围岩性质等所以煤层中的瓦斯含量远远小于其生成的瓦斯量5、在全部成煤过程中，每形成一吨无烟煤，大约可以伴生多少 m3 的瓦斯？在全部成煤过程中，每形成一吨烟煤，大约可以伴生 600m3 以上的瓦斯而由长焰煤变质为无烟煤时，每吨煤又可以产生约 240m3 的瓦斯6、什么是矿井肯定瓦斯涌出量和相对涌出量？影响瓦斯涌出量的因素有哪些？ 瓦斯涌出量大小的表示方法有肯定瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量两种 1） .肯定瓦斯涌出量矿井在单位时间内涌出的瓦斯量，单位为 m3/d 或 m3/min。

它与风量、瓦斯浓度的关可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结系：QCH 4Q风 C可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结式中 QCH4－肯定瓦斯涌出量， m3/min Q 风－瓦斯涌出的区的风量， m3/min C－风流中的瓦斯体积浓度 2） .相对瓦斯涌出量矿井在正常生产条件下，平均日产 1t 煤涌出的瓦斯量，单位为 m3/t4QCHqCH 4T式中 qCH4－相对瓦斯涌出量， m3/t可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结QCH4－肯定瓦斯涌出量， m3/min T－产煤量 t/d影响瓦斯涌出的因素瓦斯涌出量的大小，打算于自然因素和开采技术因素的综合影响如煤、岩的瓦斯含量、煤的物理化学特性、开采规模、回采次序、落煤方式、通风系统、的面大气压、风压和风量的变化，等等8、影响煤层瓦斯含量的因素有哪些？ 主要影响因素：（1） ）、煤的吸附特性（2） ）、.煤层赋存状态 1）露头 2）煤层倾角 3）埋藏深度（3） ）、煤层和围岩的透气性（4） ）、的质构造 1〕 褶皱构造 2）断层（5） ）、水文的质条件（6） ）、岩浆活动9、煤层内瓦斯压力分布的一般规律如何？ 在未受采动影响煤层内（1） ）沿深度 〔沿煤层倾向 〕未受采动影响的煤层内的瓦斯压力，随深度的增加而有规律的增加，可以大于、等于或小于静水压。

2） ）沿走向在的质条件相近的块段内，相同深度的同一煤层，具有大体相同的瓦斯压力采动影响区煤层瓦斯压力发生变化，非常复杂，一般随深度增加瓦斯压力逐步增大11 、矿井瓦斯等级是如何划分的？矿井瓦斯等级按矿井肯定瓦斯涌出量、相对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：①低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量≤ 10m3/t 且矿井肯定瓦斯涌出量≤ 40m3/min②高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量＞ 10m3/t 或矿井肯定瓦斯涌出量＞ 40m3/min③煤〔岩〕与瓦斯〔二氧化碳 〕突出矿井：发生过一次煤 〔岩〕与瓦斯〔二氧化碳 〕突出的矿井16、瓦斯爆炸的危害因素有哪些？各有哪些特点和危害？矿内瓦斯爆炸的有害因素是，高温、冲击波和有害气体1） 、火焰锋面瓦斯爆炸时沿巷道运动的化学反应带和燃烧带的总称特点：（ 1）传播速度几 m/s～ 2500m/s 2）温度大于 1000℃ 3）传播距离几十 m～几百 m 危害：（1） ）造成人员大面积皮肤深度烧伤，呼吸器官粘膜烫伤2） ）破坏电气设备3） ）引燃井巷可燃物2） 、冲击波在瓦斯爆炸过程中，由于才能突然释放即会产生冲击波，它是由压力波进展而成的正向冲击波传播时，其压力一般为 10kPa～2MPa ，但其遇叠加或反射时，常常可形成高达10MPa 的压力。

冲击波的传播速度高于音速（ 340m/s）正向冲击波：波峰压力几十 kP ～ 2 Mpa可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结反向冲击波：压力波叠加，压力高达 10MPa， 冲击波传播速度≮音速传播距离几千 m，甚至波及的面危害：冲击波通过时会对人体造成危害，多数情形下，这些创伤具有综合（创伤、烧伤等）多样的特点3） 、高温灼热在瓦斯浓度为 9.5%条件下，爆炸时的瞬时温度在自由空间内可达 1850℃在封闭空间内最高可达 2650℃井下巷道呈半封闭状态，其爆温将在 1850℃与 2650℃之间这样高的火焰温度，很短时间内足以灼伤人的皮肤和肌肉、损耗人的器官，点爆煤尘，点燃坑木4） 、井巷大气成分变化由瓦斯爆炸反应，我们知道，由于瓦斯浓度和氧气浓度的不同，使得爆炸产生的有毒气体 CO 和 CO2 的浓度差异很大，特殊是由于瓦斯爆炸破坏了通风系统，使爆炸后的有毒气体 CO 和 CO2 不易扩散和稀释从以往事故分析看：爆炸后的有毒有害气体的中毒是造成人死亡的主要缘由，占死亡总数的 70～80%特点：（1） ） O2 大幅度下降2） ）产生大量有毒、有害气体（ CO2、CO、H2O）。

3） ）形成爆炸性气体（ CO ）4） ）影响范畴极远，与通风系统、通风量及爆炸时对通风系统的破坏情形等有关危害：（1） ）引起人员中毒和死亡2） ）造成人员窒息死亡3） ）造成后果严峻18、什么是瓦斯爆炸界限？影响爆炸界限的因素受有那些？瓦斯的爆炸界限不是固定不变的，它受到很多因素的影响，其中有：（1） ）、瓦斯浓度瓦斯只在肯定的浓度范畴内爆炸，这个浓度范畴称瓦斯的爆炸界限其最低浓度界限为爆炸下限，最高浓度界限为爆炸上限瓦斯在新奇空气中的爆炸下限为 5%～ 6%，上限为14%～ 16%在正常空气中瓦斯浓度为 9.5%时，化学反应最完全，产生的温度与压力也最 大瓦斯浓度 7%～8%是最简洁爆炸瓦斯浓度低于爆炸下限时，遇高温火源并不爆炸，只能在火焰外围形成稳固的燃烧层， 此燃烧层呈浅兰或淡青色浓度高于爆炸上限时，在该混合气体内不会爆炸，也不燃烧如有新奇空气供应时，可以在混合气体与新奇空气的接触面上进行燃烧2） ）、环境温度环境温度上升甲烷的爆炸下限下降、上限上升即爆炸界限扩大3） ）、气压爆炸初始时环境的气压对烷空气体的爆炸界限有很大的影响， 气压上升甲烷的爆炸下限变化很小，上限上升4） ）、氧浓度常温下， CH4 的爆炸界限与混合气体中氧浓度的关系，呈三角形，人们称为 “爆炸三角形”。

试验说明，瓦斯爆炸界限随混合气体中氧浓度的降低而缩小当氧浓度降低时，瓦斯爆炸下限缓慢的增高，如图中的 BE 线所示，爆炸上限就快速下降，如图中的 CE 线所示氧浓度降低到 12%时，瓦斯混合气体即失去爆炸性，遇火也不会爆炸5） ）、煤尘的影响降低 CH4 的爆炸下限可编辑资料 -- -- -- 欢迎下载精品名师归纳总结由于煤尘本身有爆炸性，且煤尘遇热（ 300～400℃时）会干馏出可燃气体，使爆炸下限降低6） ）、其它可燃气体当烷空气体混有碳氢类气体或 CO 时，可用勒 .查特里埃（ Le.Chatelier）法就运算混合气体的爆炸界限7） ）、引火源点火能量的影响引火源向邻近的烷空气体传输的能量愈大，爆炸范畴愈大8） ）、惰性气体的影响惰性气体的混入，使氧浓度降低，并阻碍活化中心的形成，可以降低瓦斯爆炸的危急性爆炸下限提高，上限降低，即爆炸范畴缩小20、什么是瓦斯爆炸的感应期？瓦斯与高温热源接触时，不是立刻燃烧或爆炸，而是要经过一个很短的间隔时间，这种现象称引火推迟性，间隔的这段时间称感应期感应期的长短与瓦斯浓度、火源温度和火源性质有关，而且瓦斯燃烧的感应期总是小于爆炸的感应期。

依据为瓦斯爆炸的感应期与火源温度关系可知，火源温度上升，感应期快速下降瓦斯浓度增加，感应期略有增加21、在相同条件下瓦斯爆炸时的最大爆炸压力与爆炸空间的几何外形有何关系？ 最大爆炸压力与爆炸空间的几何外形的关系：相同条件下 : 圆球体＞正方体＞圆柱体＞立方体22、何谓瓦斯积聚？预防措施有哪些？瓦斯积聚是指局部空间的瓦斯浓度达到 2%，其体积超过 0.5m3 的现象防止瓦斯积聚的基本方法如下：(1) 保证工作面的供风量用适当的风量将井下涌出的瓦斯准时冲淡并排至的面，是预防瓦斯积聚的基本措施①合理挑选通风系统，正确确定矿井风量，并进行合理安排，使井下全部工作的点都有足够的风量②每一矿井都必需采纳机械通风，主要通风机的安装和使用，必需符合《规程》规定③每一生产水平和每一采区，都必需布置单独的回风巷，实行分区通风在预备采区时，必需在采区构成通风系统后，方可开掘其他巷道采煤工作面必需构成全风压通风系统后，方可回采④采煤工作面和掘进工作面都应采纳独立通风⑤掘进巷道应采纳矿井全风压通风或局部通风机通风，不得采纳扩散通风⑥正确挑选构筑物的位置，并加强爱护与治理，防止大量漏风2) 仔细进行瓦斯检查与监测严格依据《规程》规定进行瓦斯检查与监测是准时发觉和处理瓦斯积聚的前提。

矿井必需建立瓦斯检查制度低瓦斯矿井的采掘工作面，每班至少检查 2 次高瓦斯矿井中每班至少检查 3 次有突出危急的采掘工作面，有瓦斯喷出危急的采掘工作面和瓦斯涌出较大、变化反常的采掘工作面，必需有专人常常检查，并安设甲烷断电仪3) 准时处理局部积存的瓦斯生产中简洁积存瓦斯的的点有：采煤工作面上隅角，独头掘进工作面的巷道隅角，顶板冒落的空洞内，低风速巷道的顶板邻近，停风的盲巷中，采煤工作面采空区边界处，以及采掘机械切割部四周，等等准时处理生产井巷中局部积存的瓦斯，是矿井日常瓦斯治理的重要内容，也是预防瓦斯爆炸事故，保证安全生产的关键工作通常采纳的方法有：向瓦斯积聚的点加大风量和。