矿井灾害防治技术

目录第一章第一章 矿井瓦斯灾害防治矿井瓦斯灾害防治第二章第二章 矿井火灾防治矿井火灾防治第三章第三章 矿尘防治矿尘防治第四章第四章 矿矿井水灾井水灾防治防治第五章第五章 煤矿爆破事故防治煤矿爆破事故防治第六章第六章 煤矿顶板灾害防治煤矿顶板灾害防治第七章第七章 煤矿安全管理技术煤矿安全管理技术第一章第一章矿井瓦斯灾害防治矿井瓦斯灾害防治目目录录第一节第一节 基本概念和理论概述基本概念和理论概述第二节第二节 瓦斯爆炸及突出的规律瓦斯爆炸及突出的规律第三节第三节 瓦斯爆炸的防治与处理技术瓦斯爆炸的防治与处理技术第四节第四节 煤与瓦斯突出防治与处理煤与瓦斯突出防治与处理第五节第五节 矿井瓦斯抽放矿井瓦斯抽放 复习题复习题 问题思考问题思考第一节第一节 基本概念和理论概述基本概念和理论概述主主 要要 内内 容容一、一、矿井瓦斯的定义及性质矿井瓦斯的定义及性质二、二、矿井瓦斯的成因和分带矿井瓦斯的成因和分带三、三、煤层瓦斯的赋存状态煤层瓦斯的赋存状态四、四、矿井瓦斯的涌出矿井瓦斯的涌出五、五、瓦斯涌出的影响因素瓦斯涌出的影响因素六、六、矿井瓦斯等级矿井瓦斯等级一、矿井瓦斯的定义及性质一、矿井瓦斯的定义及性质1.矿井瓦斯的定义从广义上讲，矿井瓦斯是指从煤层或岩层中放出或生产过程中产生并涌入到矿井内的各种气体。狭义的讲，矿井瓦斯专指甲烷（CH4）。后面章节中所谈的瓦斯概念，一般为甲烷。2.矿井瓦斯的性质瓦斯是无色、无味、无臭、无毒的气体。瓦斯比空气轻，其比重为0.554，因此在煤矿井下常积聚在巷道顶部或上山迎头。瓦斯的扩散能力是空气的1.6倍，且渗透能力很强。瓦斯微溶于水，瓦斯不助燃，但条件适宜时能发生燃烧和爆炸。二、矿井瓦斯的成因和分带二、矿井瓦斯的成因和分带1.矿井瓦斯的成因成气过程可分为两个阶段：第一阶段为生物化学成气时期；第二阶段为煤化变质作用时期。2.煤层瓦斯垂直分带根据井下煤层瓦斯组分和含量，将煤层瓦斯按赋存深度不同自上而下分为4个带：N2CO2带、N2带、N2CH4带和CH4带（见图1-1-1）。图1-1-1顿巴斯煤田煤层瓦斯组分在各瓦斯带中的变化IN2-CO2；IIN2；IIIN2-CH4；IVCH4图1-1-2煤体中瓦斯的赋存状态示意图1-自由瓦斯；2-吸着瓦斯；3-吸收瓦斯；4-煤体；5-空隙三、煤层瓦斯的赋存状态三、煤层瓦斯的赋存状态1.瓦斯的赋存状态矿井瓦斯在煤、岩层中以两种状态存在，即自由状态和吸附状态。自由状态又称游离状态。吸附状态分为两种表现形式，即吸着状态和吸收状态。自由瓦斯和吸附瓦斯关系：二者是处于一种动平衡状态，即在一定条件下自由瓦斯和吸附瓦斯可以互相转化。2.影响煤层瓦斯含量的因素（1）煤田地质史（2）地质构造（3）煤层的赋存条件（4）煤层的围岩性质（5）煤的变质程度（6）岩浆活动（7）水文地质条件3.煤层瓦斯压力煤层瓦斯压力是指煤孔隙中所含游离瓦斯的气体压力，即气体作用于孔隙壁的压力。四、矿井瓦斯的涌出四、矿井瓦斯的涌出1矿井瓦斯涌出形式瓦斯从煤层或围岩中涌出的形式有两种：（1）普通涌出（2）特殊涌出2矿井瓦斯涌出量（1）Q绝=QC6024（1-1-1）式中Q矿井总回风道风量，m3/d；C回风流中的平均瓦斯浓度，%。（2）q相=Q绝n/T（1-1-2）式中Q绝矿井绝对瓦斯涌出量，m3/d；n矿井瓦斯鉴定月的工作天数，d/月；T矿井瓦斯鉴定月的产量，t/月。（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）地面气压的变化五、瓦斯涌出的影响因素五、瓦斯涌出的影响因素规程规定：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：10m3及其以下；高瓦斯矿井：10m3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。六、矿井瓦斯等级六、矿井瓦斯等级第二节第二节 瓦斯爆炸及突出的规律瓦斯爆炸及突出的规律主主要要内内容容一、一、瓦斯爆炸瓦斯爆炸二、二、煤煤(岩岩)与瓦斯突出与瓦斯突出（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：CH42O2CO2+2H2O如果煤矿井下O2不足，反应的最终式为：CH4+O2CO+H2+H2O2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。一、瓦斯爆炸一、瓦斯爆炸1.瓦斯爆炸的基本条件瓦斯浓度在爆炸界限内，一般为516；混合气体中的氧浓度不低于12；有足够能量的点火源。瓦斯爆炸的充要条件是以上三条件必须同时具备。柯瓦德爆炸三角形（二）瓦斯爆炸的条件及影响因素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。表1-2-1 瓦斯爆炸感应期火源温度/瓦斯浓度/火源温度/77582587592597510751175感应期/s678910121.081.151.251.31.41.640.580.60.620.650.680.740.350.360.370.390.410.440.200.210.220.230.240.250.120.130.140.140.150.160.0390.0410.0420.0440.0490.0550.010.0120.0150.0180.02柯瓦德爆炸三角形2.影响瓦斯爆炸发生的因素（1）其它可燃气体的影响（2）氧浓度和过量惰气的影响（表1-2-2）（3）温度的影响。（4）气压的影响。可燃气体加入的惰气惰气/可燃气(体积比率)失爆点处的气体(体积)浓度/%可燃气体O2H2N216.554.35.1CO210.205.38.4CH4N23.006.112.1CO23.207.314.6CON24.1213.96.0CO22.1618.68.6表1-2-2可燃气体H2、CH4、CO失爆所需的惰气量（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：独眼井开采。未安装主要通风机。使用局部通风机代替主要通风机。回风井筒兼作提升，矿井漏风严重，通风机不能发挥作用。矿井停工停风或掘进工作面停工停风。井下通风系统混乱，串联通风严重。掘进工作面无局部通风机。没有瓦斯检查、监测制度。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：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；充填炮泥不合格，造成放炮火焰存在时间过长；炮眼布置不合理，抵抗限过低，或者放明炮、糊炮等；爆破电路连线不合格，产生电火花；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。（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。二、煤二、煤(岩岩)与瓦斯突出与瓦斯突出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）体和已破碎的煤（岩）能快速涌出瓦斯（包括游离瓦斯和吸附瓦斯），并形成能抛出已破碎煤（岩）的瓦斯流，这是突出发展的必要条件。（三）煤(岩)与瓦斯突出的一般规律和预兆1.煤(岩)与瓦斯突出的一般规律（1）危险性随开采深度及煤层厚度增大而增大；（2）绝大多数发生在掘进工作面；（3）引起应力状态突然变化的区域：（4）主要诱导因素是采掘作业，其次为爆破、风镐、手镐作业。2.突出预兆突出预兆主要有以下几种：声响预兆；煤结构变化预兆；地压方面的预兆；瓦斯方面的预兆；其他预兆。第三节第三节瓦斯爆炸的防治与处理技术瓦斯爆炸的防治与处理技术主主要要内内容容一、一、防止瓦斯积聚的技术措施防止瓦斯积聚的技术措施二、二、防止点火源的出现防止点火源的出现三、三、加强瓦斯的检查和监测加强瓦斯的检查和监测四、四、瓦斯爆炸的处理要点瓦斯爆炸的处理要点一、防止瓦斯积聚的技术措施一、防止瓦斯积聚的技术措施（一）按照规程的要求做好通风工作（1）矿井通风必须采用机械通风；（2）所有没有封闭的巷道必须保持足以稀释瓦斯到规定界限的风量和风速；（3）采煤工作面必须保持风路畅通，避免形成串连通风；（4）掘进工作面供风最容易出现安全问题；（5）对高瓦斯矿井，必须使用“三专两闭锁”；（6）整个矿井的生产和通风是相匹配的。（二）及时处理局部聚积的瓦斯1回采工作面上隅角的瓦斯积聚处理技术处理的方法有以下几种：1）增风吹散法（1）风障引流法（2）液压局部通风机吹散法（3）脉动通风技术吹散法2）无火花设备抽排法（1）风筒引射导风法（2）移动泵站抽放法（3）尾巷排放法煤矿安全规程对该方法的应用提出如下要求：工作面风流控制必须可靠；专用排瓦斯巷道内不得进行生产作业和设置电器设备进；专用排瓦斯巷道内风速不低于0.5m/s；专用排瓦斯巷道内必须用不燃性材料支护，并应有防止产生静电、摩擦和撞击火花的安全措施；专用排瓦斯巷道必须贯穿整个工作面推进长度且不得留有盲巷；专用排瓦斯巷道内必须安设甲烷传感器，甲烷传感器应悬挂在距专用排瓦斯巷道回风口15m处；煤层的自燃倾向性为不易自燃。2刮板输送机底槽的瓦斯积聚处理技术处理的方法有以下几种：（1）设专人清理输送机底下遗留的煤炭，保证底槽畅通，使瓦斯不易积聚；（2）保持输送机经常运转，即使不出煤也让输送机继续运转，以防止瓦斯积聚；（3）如果发现输送机底槽内有瓦斯超限的区段，可把输送机吊起来，使空气流通排除瓦斯；（4）有压风管路的地点可以将压风引至底槽进行通风，排除积聚的瓦斯。3机械化采煤工作面瓦斯积聚的处理（1）加大工作面的进风量；（2）降低瓦斯涌出的不均匀性；（3）抽放瓦斯和煤壁注水；（4）采煤机附近局部瓦斯积聚，可在采煤机的切割部或牵引部安装小型局扇或水力引射器，吹散积存的瓦斯。4顶板瓦斯聚积的处理1）顶板附近瓦斯层状积聚的处理预防和处理瓦斯层状积聚的方法有两种：（1）加大巷道内风流速度；（2）加大顶板附近的风速；（3）黄泥抹缝法；（4）瓦斯抽放法，如图1-3-9所示。图1-3-9钻孔抽放裂隙带的瓦斯2）顶板冒落空洞内积存瓦斯处理（1）隔离法，见图1-3-10；（2）引风吹散法，常见的方法有：图1-3-10隔离法图1-3-11挡风板引风处理冒落空洞中的瓦斯1-挡风板；2-坑木；3-风筒导风板引风吹散法（如图1-3-11所示）；风筒分支吹散法，见图1-3-12；压风管分支吹散法。图1-3-12风筒分支法排放瓦斯5掘进工作面局部的瓦斯积聚处理技术（1）对于瓦斯涌出量大的掘进工作面尽量使用双巷掘进，每隔一定距离开掘联络巷，构成全负压通风；（2）盲巷部分要安设局部通风机供风；（3）掘进工作面及其巷道中很容易出现冒落空洞或裂隙发育带，对于这些地点积聚的瓦斯应使用上述有关方法予以及时处理；6.恢复有瓦斯积存的盲巷或在打开密闭时的瓦斯处理相关措施要注意以下几点：（1）最好在非生产班进行；（2）排放工作一般由一个救护小队操作；（3）开动局扇前必须检查局扇附近20m内瓦斯浓度是否超限，开动后要检查局扇附近是否有循环风；（4）瓦斯积存量较大时，应逐段恢复通风；（5）采用巷道积聚瓦斯自控排放装置。1加强管理，提高防火意识2防止放炮火源（1）煤矿井下的爆破必须使用符合煤矿安全规程规定的安全炸药；（2）有爆破作业的工作面必须严格执行“一炮三检”的瓦斯检查制度；（3）禁止使用明接头或裸露的放炮母线。要严格执行“三人连锁放炮”制度；（4）炮眼的深度、位置、装药量要符合该工作面作业规程的要求；（5）禁止放明炮、糊炮；（6）严格执行井下火药、雷管的存放、运输的管理规定。二、防止点火源的出现二、防止点火源的出现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（1）严禁携带烟草、点火物品入井，严禁携带易燃物品入井；（2）严禁在井口房、通风机房、瓦斯泵房周围20m范围内使用明火、吸烟或用火炉取暖。（3）不得在井下和井口房内从事电气焊作业。（4）严禁在井下存放汽油、煤油、变压器油等。（5）井下严禁使用电炉或灯泡取暖。6防止其他火源1井下各处允许的瓦斯浓度值及超限时的措施规程对井下各处允许瓦斯浓度的限值及超限时应采取的措施，都作了明确的规定，详见表1-3-1。三、加强瓦斯的检查和监测三、加强瓦斯的检查和监测地 点允许瓦斯浓（%）超过允许浓度时必须采取的措施矿井总回风或一翼回风巷0.75矿总工程师立即调查原因、进行处理并报告局总工程师采区回风巷、采掘工作面回风流1停止作业，由矿总工程师负责采取有效措施进行处理采掘工作面风流中1停止电钻打眼，采取措施1.5停止工作、切断电源，进行处理采掘工作面个别地点2立即进行处理，附近20m 内停止进行其他工作使用机械采煤或掘进的工作面局部积聚2附近20m 内必须停止机器运转，并切断电源进行处理，只有瓦斯浓度降到1 以下时，才允许开动机器放炮地点附近20m 以内风流中1禁止放炮电动机附近20m 以内的风流中1.5必须停止设备运转、切断电源进行处理，只有在瓦斯浓度降到1 以下，才允许开动机器表1-3-1井下各处允许的瓦斯浓度值及超限时的措施2规程关于矿井瓦斯检查的制度要求矿井瓦斯检查的主要地点有：所有采掘工作面、硐室、使用中的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等。其检查要求如下：（1）采掘工作面的瓦斯浓度检查次数：低瓦斯矿井每班至少检查两次，高瓦斯矿井每班至少检查3次。有煤（岩）与瓦斯突出危险的采掘工作面，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。（2）采掘工作面CO2浓度应每班至少检查两次；有煤（岩）与CO2突出危险的采掘工作面，CO2涌出量较大、变化异常的采掘工作面，必须有专人经常检查CO2浓度。本班未进行工作的采掘工作面，瓦斯和CO2应每班至少检查一次；可能涌出或积聚瓦斯或CO2的硐室和巷道的瓦斯或CO2应每班至少检查一次。（3）在有自燃发火危险的矿井，必须定期检查CO浓度、气体温度等的变化情况。（4）井下停风地点栅栏外风流中的瓦斯浓度每天至少检查一次，挡风墙外的瓦斯浓度每周至少检查一次。（5）在爆破过程中，严格执行“一炮三检制”。（6）其他作业地点或应该检查瓦斯和CO2地点，每班至少检查一次。（7）瓦斯检查人员必须执行瓦斯巡回检查制度和请示报告制度，并认真填写瓦斯检查班报。（8）通风安全管理部门的值班人员，必须审阅瓦斯检查班报表，掌握瓦斯变化情况，发现问题及时处理，并向矿调度室汇报。3.规程对矿井瓦斯检查仪器、仪表的要求4.通风或瓦斯涌出异常时期应特别注意的事项（1）煤与瓦斯突出造成短时间内涌出的大量瓦斯，易形成高瓦斯区。（2）抽放瓦斯系统停止工作时，必须及时采取增加供风、加强监测直至停产撤人的措施，防止瓦斯事故的发生。（3）排除积存瓦斯时可能会造成局部区域的瓦斯超限，必须制定排放方案和保安措施，以保证排放工作的顺利进行。（4）地面大气压力的急剧下降也会造成井下瓦斯涌出异常，必须加强监测，并有相应的防护措施。（5）在工作面接近采空区边界或老顶来压时，会使涌入工作面的瓦斯突然增加，应加强对这一特殊时期瓦斯的监测，总结规律，并做到心中有数。（6）采煤工作面大面积落煤也会造成大量的瓦斯涌出，应适当限制一次放炮的落煤量和采煤机连续工作的时间。四、瓦斯爆炸的处理要点四、瓦斯爆炸的处理要点1必须了解（询问）的内容（1）爆炸地点及其事故波及范围。（2）人员分布及其伤亡情况。（3）通风情况。（4）灾区瓦斯情况。（5）是否发生了火灾？（6）主要通风机工作情况。2必须分析判断的内容（1）通风系统破坏程度。（2）是否会产生连续爆炸？（3）能否诱发火灾？（4）可能的影响范围。3必须做出决定并下达的命令（1）切断灾区电源。（2）撤出灾区和可能影响区的人员。（3）向矿务局汇报并召请救护队。（4）成立抢救指挥部，制定救灾方案。（5）保证主要通风机和空气压缩机正常运转。（6）保证升降人员的井筒正常提升。（7）清点井下人员、控制入井人员。（8）矿山救护队到矿后，按照救灾方案部署救护队抢救遇险人员、侦察灾情、扑灭火灾、恢复通风系统、防止再次爆炸。（9）命令有关单位准备救灾物资，医院准备抢救伤员。4处理事故的具体措施（1）选择最短的路线，以最快的速度到达遇险人员最多的地点进行侦察、抢救。（2）迅速恢复灾区通风。（3）反风。（4）清除灾区巷道的堵塞物。（5）扑灭爆炸引起的火灾。（6）发生连续爆炸时，为了抢救遇险人员或封闭灾区，救护队指战员在紧急情况下，也可利用两次爆炸的间隔时间进行。（7）最先到达事故矿井的小队，担负抢救遇险人员和灾区的侦察任务。（8）第二个到达事故矿井的小队应配合第一小队完成抢救人员和侦察灾区的任务，或是根据指挥部的命令担负待机任务。（9）恢复通风设施时，首先恢复主要的最容易恢复的通风设施。五、防止瓦斯事故扩大的技术措施五、防止瓦斯事故扩大的技术措施1.生产水平和采区必须实行分区通风；2.进回风巷之间的联络巷必须安设2道联锁的正向风门和2道反向风门；3.装有主要通风机的出风井口应安装防爆门，生产矿井主要通风机必须有反风装置；4.有煤尘爆炸危险的矿井，必须采取预防和隔绝爆炸的措施；5.矿井必须设地面消防水池和井下消防管路系统。第四节第四节煤与瓦斯突出防治与处理煤与瓦斯突出防治与处理主主要要内内容容一、一、煤与瓦斯突出四位一体防治体系煤与瓦斯突出四位一体防治体系 二、二、煤与瓦斯突出的防治措施煤与瓦斯突出的防治措施三、三、煤与瓦斯突出事故的处理煤与瓦斯突出事故的处理（1）突出危险性预测（2）防治突出措施（3）防治突出措施的效果检验（4）安全防护措施“四位一体”的防治突出综合措施实施系统如图1-4-1所示。一、煤与瓦斯突出四位一体防治体系一、煤与瓦斯突出四位一体防治体系图1-4-1 防突综合措施实施系统图 二、煤与瓦斯突出的防治措施二、煤与瓦斯突出的防治措施（一）区域性防突出措施1开采保护层1）开采保护层的作用（1）地压减少，弹性潜能得以缓慢释放；（2）煤层膨胀变形，形成裂隙与孔道，透气系数增加；（3）煤层瓦斯涌出后，煤的强度增加。2）保护范围（1）垂直保护距离保护层与被保护层之间的有效垂距应符合表1-4-1所列数值。表1-4-1 保护层与被保护层间的有效垂距名 称上保护层/m下保护层/m急 倾 斜 煤 层缓倾斜与倾斜煤层605080100(2)沿倾向的保护范围煤层倾角（）（）缓倾斜倾 斜急倾斜909010011107表1-4-2(3)沿走向的保护范围保护层回采工作面始采线两侧的保护范围，必须按实际考察结果确定。我国现场多用冒落角 来确定，如图1-4-4 所示。南桐矿务局取 为6265，北票矿务局取 为80。图1-4-4沿走向的保护范围(4)煤柱的影响开采保护层还必须注意以下几点：A如煤层群中有几个保护层时，应首先考虑上保护层；B矿井中所有煤层都有突出危险时，可选择突出危险程度较小的煤层作为保护层，但在此保护层的采掘过程中，必须采取防治突出的措施；C矿井中所有可采煤层都具有严重突出危险时，也可以选择不可采的煤层作为保护层。为了减小劳动强度，可使用刨煤机、钢丝绳锯等采煤机械；D开采保护层时，应同时抽放被保护层的瓦斯。2大面积预抽煤层瓦斯（二）局部防突措施 1松动爆破 2.钻孔排放瓦斯 3水力冲孔 4超前支架（1）煤巷掘进超前支架（2）石门揭煤超前支架 5超前钻孔（三）安全防护措施 1.震动放炮 其效果取决于岩柱厚度、装药量和炮眼布置等参数。实施震动放炮措施时，应注意下列事项：（1）石门震动放炮要求一次全断面揭穿（薄煤层）或揭开（中厚煤层和厚煤层）突出煤层；（2）震动放炮前，揭穿煤层的石门工作面必须有独立的回风系统，且回风系统必须保证风流畅通；（3）在石门进风侧的巷道中，为了防止突出的瓦斯逆流进入进风系统，应设置两道坚固的反向风门；（4）震动放炮应一次起爆全部炮眼，崩开石门全断面的岩柱；（5）震动放炮必须有专门设计，设计中对爆破参数、爆破器材及起爆要求、爆破地点、反向风门位置、避灾路线及停电、撤人和警戒范围等必须做出明确的规定；（6）岩石眼不得打入煤层，眼底距煤层应保持0.2m；如已打入煤层，应在眼底充填不小于0.2m长的炮泥。（7）所有炮眼装药后都应先充填12个水炮泥，然后再封炮泥直至眼口；（8）震动放炮应采用毫秒雷管，延期总时间不准超过130ms，严禁跳段使用；（9）震动放炮时，回风系统内电器设备都必须切断电源，严禁人员作业和通过。（10）放炮地点和石门工作面的距离应根据突出后瓦斯可能波及的最大范围确定。（11）震动放炮由矿总工程师统一指挥，并有矿山救护队在指定地点值班。2.金属栅栏3.反向风门4.井下避难所（1）井下避难所（2）压风自救系统三、煤与瓦斯突出事故的处理三、煤与瓦斯突出事故的处理（1）瓦斯来源充足，并且瞬间涌出量很大、浓度很高；（2）突出的瓦斯能形成冲击气浪破坏通风系统，突出的煤岩能堵塞巷道；（3）突出的高浓度瓦斯，开始时不会立即发生爆炸，但在一定供氧条件下可能遇火源引起燃烧；（4）在处理事故过程中，如果需在突出煤层中掘进巷道用于救人或恢复通风，仍必须采取防突措施；（5）突出后，有可能在同一地点发生第二次、第三次突出。突出事故发生后，指挥人员应果断地做出的决策：（1）切断灾区和受影响区的电源，但必须在远距离断电，防止产生电火花引起爆炸；（2）撤出灾区和受威胁区的人员；（3）派人到进、回风井口及其50m范围内检查瓦斯、设置警戒，熄灭警戒区内的一切火源，严禁一切机动车辆进入警戒区；（4）派遣救护队佩戴呼吸器、携带灭火器等器材下井侦察情况，抢救遇险人员、恢复通风系统等；（5）要求灾区内不准随意启闭电器开关；（6）发生突出事故后不得停风和反风，防止风流紊乱扩大灾情；（7）组织力量抢救遇险人员；（8）制定并实施预防再次突出的措施；（9）当突出后破坏范围很大、巷道恢复困难时，应在抢救遇险人员后，对灾区封闭；（10）若突出后造成火灾或爆炸，则按处理火灾或爆炸事故进行救灾。第五节第五节矿井瓦斯抽放矿井瓦斯抽放主主要要内内容容一、一、瓦斯抽放的条件瓦斯抽放的条件二、二、矿井瓦斯抽放方法矿井瓦斯抽放方法 三、三、布孔及抽放参数的确定布孔及抽放参数的确定 四、四、抽放瓦斯装备及抽放监控系统抽放瓦斯装备及抽放监控系统 衡量一个瓦斯矿井是否有必要抽放，可以根据以下几点：（1）对于生产矿井，由于矿井的通风能力已经确定，所以矿井瓦斯涌出量超过通风所能稀释瓦斯量时，即应考虑抽放瓦斯；（2）对于新建矿井，当采煤工作面瓦斯涌出量5m3/min，掘进工作面瓦斯涌出量3m3/min，采用通风方法解决瓦斯问题不合理时，应该抽放瓦斯；（3）对于全矿井，一般认为，绝对瓦斯涌出量30m3/min，或相对瓦斯涌出量1525m3/t时应抽放瓦斯；（4）开采保护层时可考虑抽放保护层瓦斯；对于突出煤层，可以考虑用预抽瓦斯的方法防止突出。一、瓦斯抽放的条件一、瓦斯抽放的条件二、矿井瓦斯抽放方法二、矿井瓦斯抽放方法依据分类适 用 条 件按抽出瓦斯来源分本煤层抽放井下开采工作所遇到的瓦斯主要来自本煤层，且涌出量大邻近煤层抽放由于采动的影响，开采层上、下邻近煤层内的瓦斯涌入开采层的回采工作面而威胁生产时采空区抽放在工作面后方的采空区或者采空区经常泄出瓦斯，导致工作面、采区总回风或全矿井总回风中的瓦斯严重超限按抽放区是否卸压分未卸压抽放适用于透气系数较大的开采煤层卸压抽放适用于透气系数较差的开采煤层按抽放与采掘的时间配合分预先抽放用于够消除回采和掘进时的瓦斯危害边采边抽适用于预先抽放效果不理想或接续紧张条件下的瓦斯抽放按抽放工艺分井下钻孔抽放本煤层、邻近层、采空区抽放瓦斯皆可使用，是最常见的瓦斯抽放通道巷道抽放煤层较厚透气性好，采掘时有大量瓦斯涌出时钻孔、巷道混合抽放邻近层或工作面开区抽放采空区封闭抽放采空区丢煤太多，放顶后涌出瓦斯量大的情况地面钻孔抽放采区距地表较浅，地面有施工条件的地方表1-5-1瓦斯抽放方法分类（一）本煤层瓦斯抽放开采煤层的瓦斯抽放，是在煤层开采之前或采掘的同时，用钻孔或巷道进行该煤层的抽放工作。按照煤层的透气系数评价未卸压煤层预抽瓦斯的难易程度的指标如表1-5-2。表1-5-2煤层抽放瓦斯难易程度分级表等级煤层透气系数m2.MPa-2.d-1煤层百米钻孔瓦斯涌出衰减系数/d-1容易抽放可以抽放较难抽放10100.10.10.0150.030.030.05 0.051未卸压钻孔抽放（1）穿层钻孔（2）顺层钻孔2卸压钻孔抽放（1）随掘随抽（2）随采随抽3人工增加煤层透气系数的措施（1）水力压裂（2）水力割缝（3）深孔爆破（4）酸液处理（二）邻近层的瓦斯抽放1上邻近层瓦斯抽放1）顶板穿层钻孔法具体应考虑：（1）钻孔的终孔点要在冒落带以上的裂隙带内；（2）钻孔仰角和夹角要保证工作面推过后不断孔，并且要使钻孔处于卸压带以内；（3）根据工作面上隅角或采空区瓦斯分布，钻孔伸入工作面水平投影距离应在10m以上。2）顶板走向钻孔法3）顶板巷道抽巷道法（1）倾斜高抽巷（2）走向高抽巷（三）采空区抽放采空区瓦斯抽放可分为封闭式抽放和开放式抽放两类。1封闭式采空区瓦斯抽放技术2开放式采空区瓦斯抽放技术开放式采空区瓦斯抽放方法主要有以下几种：（1）引巷密闭插管抽放法（2）钻孔抽放法（3）埋管抽放法（4）顶板（煤）巷抽放法抽放的瓦斯混合气体，应符合下述要求，一旦发现有关指标异常，应立即停止抽放，采取防止自燃的措施。氧气浓度不得大于7%，最高不大于10%；一氧化碳浓度不得大于临界值（临界值指标由开采矿井考查确定。抚顺矿区煤炭自燃发火的临界值指标CO临50PPm）；瓦斯（CH4）浓度不得低于25%或30%（采用水环式真空泵抽放时，不低于25%；采用干式鼓风机抽放时，不低于30%)；混合气体温度不得大于所在场所（地点）的空气温度；回采工作面回风流和上隅角的瓦斯和一氧化碳浓度不得超过煤矿安全规程的规定。三、布孔及抽放参数的确定三、布孔及抽放参数的确定1钻孔间距2钻孔个数和钻孔长度3钻孔直径4钻孔方向5抽放负压抽放瓦斯的设备主要有钻机、封孔装置、管道、瓦斯泵、安全装置和检测仪表。（一）钻机钻机按动力种类可分为液动、电动和风动钻机三种；按传动方式分为全液压传动杯机械液压传动两种；按结构形式分为滑台动力头式和立轴回转式两种。（二）抽放瓦斯的管道一般用钢管或铸铁管。管道直径是决定抽放投资和抽放效果的重要因素之一。（三）瓦斯抽放泵矿用瓦斯抽放泵大致可分为三类，即水环式真空泵、离心式鼓风机和回转式鼓风机。（四）其他装置1放水器2防爆、防回火装置四、抽放瓦斯装备及抽放监控系统四、抽放瓦斯装备及抽放监控系统（五）抽放瓦斯监控系统1瓦斯泵房及抽放管道监控系统瓦斯抽放泵房及抽放管道监控系统，用于井下或地面抽放泵站对瓦斯抽放管中的甲烷浓度、温度、抽放负压、抽放瓦斯的混合流量和纯流量进行流动检测和连续监测。其主要功能是：（1）对抽放泵站和加压泵站瓦斯管道抽放参数及相应的机电设备工况运行参数进行监测，并完成相应的控制；（2）对抽放泵房和加压泵房环境参数的监控；（3）对配气站（储气罐）管道参数、供气参数和自控阀门等机电设备的监控；（4）全系统信息管理、数据显示、报警显示、数据储存、报表、打印。2采空区瓦斯抽放监控装备对于采空区瓦斯抽放来讲，除监控抽放量、瓦斯浓度和抽放负压等参数外，尚需监测抽放瓦斯中的一氧化碳浓度，以防止采空区煤炭自燃；至于采空区瓦斯抽放参数的控制，基于采空区的特点，主要是控制抽放负压。控制抽放负压是根据抽放瓦斯浓度的高低，当其低于规定界限时，即应调整（减小）抽放负压，如浓度增高时，尚可适当增大负压，以增加抽放量和提高抽放效果。如在抽放过程中一氧化碳浓度高于限界，将据其实施控制，即停止抽放。复习题复习题1什么是矿井瓦斯？瓦斯的主要物理及化学性质有哪些？2瓦斯是如何生成的？煤内实际含有的瓦斯量是否等于生成量？3瓦斯在煤内存在的形态有哪些？相互之问有何关系？4煤层瓦斯压力和煤层瓦斯含量有什么关系？影响煤层瓦斯含量的因素有哪些？5.矿井瓦斯涌出形式有哪些？矿井的瓦斯涌出量如何表示？6某采区的月产量为9000t，月工作日为30天，测得该采区的回风量为480m3min，瓦斯浓度为0.16。求该采区的瓦斯涌出量。（答案：2.88m3/min；13.8m3/t。）7影响瓦斯涌出量的因素有哪此？8我国的矿井瓦斯等级是如何划分的？9瓦斯爆炸的条件是什么？爆炸界限是多少？10.局部地点的瓦斯积聚是造成瓦斯爆炸事故的根源，积聚原因主要是什么？瓦斯爆炸的点火源？11小煤矿的瓦斯积聚的主要特点是什么？12煤(岩)与瓦斯突出分类。13煤与瓦斯突出的一般规律和预兆有哪些？14怎样防止采煤工作面上隅角的瓦斯积聚？15如何处理机械化采煤工作面瓦斯积聚？16如何处理顶板冒落空洞内积存瓦斯处理？17如何处理掘进工作面局部积聚的瓦斯？18规程关于井下各处允许的瓦斯浓度值分别是多少？超限时的处理措施有哪些？19规程关于矿井瓦斯检查的制度要求有哪些？20通风或瓦斯涌出异常时期应特别注意哪些事项？21煤与瓦斯突出四位一体防治体系的主要内容是什么？22什么是开采保护层？开采保护层的作用是什么？怎样划定保护范围？23大面积预抽煤层瓦斯的作用是什么？有哪些方式？24局部防突措施有哪些？25安全防护措施有哪些？26震动放炮作为安全防护措施的作用是什么？进行震动放炮要注意哪此事项？27瓦斯抽放的条件是什么？本煤层瓦斯抽放的方法有哪些？28人工增加煤层透气系数的措施有哪些？29邻近层的瓦斯抽放的方法有哪些？30采空区抽放的方法有哪些？采空区抽放时为防止煤炭自燃，应采取哪些措施？问题思考问题思考1何谓瓦斯的引火延迟性？煤矿生产中如何利用这一特性？2怎样从开采技术因素方面降低瓦斯的涌出量和瓦斯涌出的不均匀性？3为什么在瓦斯矿井中多采用抽出式通风？地面大气压和风量变化对瓦斯涌出的影响如何？4为什么邻近层抽放总能抽出瓦斯？抽放效果决定于哪些因素？为什么邻近层离开采煤层越近，抽放率越低？