矿井瓦斯及其防治教学课件培训讲座

,矿井灾害防治理论与技术,第,2,章 矿井瓦斯及其防治,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,矿井灾害防治理论与技术,第,2,章 矿井瓦斯及其防治,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,矿井灾害防治理论与技术,第,2,章 矿井瓦斯及其防治,第,1,节 概述,第,2,节 矿井瓦斯的生成与赋存,第,3,节 矿井瓦斯涌出,第,4,节 矿井瓦斯喷出及其防治,第,5,节 瓦斯喷出与突出及其防防,第,6,节 矿井瓦斯爆炸及其预治,第,7,节 矿井瓦斯抽放,瓦斯在煤岩中的流动,一、瓦斯流动场,瓦斯在煤层中的流动是,从高压区流向低压区,。,一旦矿井开拓开采揭露了煤层，该地点的瓦斯压力就大幅下降，周围高压力的瓦斯就会向该点流动。,瓦斯流动的范围称为流动场。,流动场的范围是随时间而变化的。,补充信息,流动场的类型,（,1,）从空间几何形状来划分，可分为,3,类：,单向流动,径向流动,球向流动,补充信息,流动场从时间上来说，分为稳定和不稳定两种。,稳定流动场,有固定的瓦斯源，流动场中任何一点的流速和压力不随时间而变。,不稳定流动场,没有外来的瓦斯来源，而是由流动场内本身供给的，因此流动场随着流动时间而变化。,煤层中的瓦斯流动都是不稳定的，因为瓦斯的来源是流动场本身所含有的瓦斯，所以瓦斯涌出量也是随时间不断变化的。,补充信息,二、瓦斯在煤岩中的流动,（,1,）,矿井瓦斯等线图,瓦斯在煤层中是以具有压力的气体存在着的，在甲烷带内，瓦斯压力一般沿煤层倾斜随深度而增加，而沿煤层走向变化较小。由于各个地点瓦斯压力不同，在未开采煤层的小范围内，存在着比较稳定的瓦斯压力等值线的分布。,补充信息,（,2,）瓦斯流动的特点,在开采多煤层中涌出的瓦斯，来自本煤层的瓦斯仅占一部分，在很多高瓦斯矿井中，矿井的相对瓦斯涌出量远远大于煤层本身瓦斯含量；开采单一煤层，采掘的相对瓦斯涌出量也大于煤层的瓦斯含量。,瓦斯的来源不仅来自采掘的煤炭，而且还来自煤壁。,补充信息,（,3,）瓦斯在煤岩中的流动方式,瓦斯在煤层中流动，目前认为存在,2,种类型，即,扩散流动,和,层流流动,。,扩散流动在微孔结构中或在低透气系数煤层中占主导地位,;,层流流动在大孔和裂隙中或在高透气系数煤层中占主导地位。,补充信息,三、影响煤层瓦斯流动的因素,影响煤层瓦斯流动的因素，如,煤层赋存状态,、,瓦斯压力,、,透气性,、,吸附瓦斯的能力,、,孔隙率,、,煤层暴露面的几何形状,、,放散瓦斯的时间,、,采掘方法,、,开采空间,和,地应力活动规律,、,煤层和岩层的物理力学性质,、,支架和顶板管理的方法,、,矿井通风制度,和,水文地质条件,等。在这些影响因素中，除时间空间条件外，对煤层本身而言，,煤层瓦斯压力,、,透气性、煤的吸附能力,和,孔隙率,是影响瓦斯涌出的基本参数。,补充信息,（,1,）煤层瓦斯压力,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。煤层瓦斯压力是决定煤层瓦斯含量的一个主要因素，当煤的吸附瓦斯能力相同时，,煤层瓦斯压力越高,，煤中所含瓦斯量也就,。,瓦斯压力,是造成突出的重要动力。,煤矿安全规程,规定，开采有煤与瓦斯突出危险煤层时，必须测定煤层的瓦斯压力。,补充信息,越大,（,2,）煤层的透气性,煤是一种多孔介质,在一定压力梯度下,气体和液体可以在煤体内流动。煤层透气性反映了煤层中流体的流动能力。,煤层的透气性是很低的,瓦斯在煤层中的流速也很小,每天仅几厘米到几米。,地压对渗透率的影响,瓦斯压力对渗透率的影响,煤层中的水对渗透率的影响,补充信息,*,矿井瓦斯涌出,*,第四节 矿井瓦斯涌出,一、瓦斯涌出量及计算,二、矿井瓦斯来源,三、影响瓦斯涌出的因素,四、矿井瓦斯等级与鉴定,五、矿井瓦斯涌出量预测,难点？,重点！,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,来自邻近煤层、煤线和岩层的瓦斯普遍涌出,1-,泄压圈,2-,冒落圈,3-,开采煤层,4-,卸压层,5-,瓦斯流向,第,3,节 矿井瓦斯涌出,复习引入,*,矿山采动的主要影响？,打破了煤,/,岩体中瓦斯存在的正常压力平衡状态，使游离状态的瓦斯不断涌向压力低的采掘空间。,吸附状态的瓦斯也以不同形式涌出。,第,3,节 矿井瓦斯涌出,复习引入,【,思考题,】,在煤层或其附近进行采掘工作时，煤岩的原始状态由于采动影响受到破坏，发生破裂、泄压膨胀变形、地应力重新分布等变化，部分煤岩的透气性,。,游离瓦斯在其压力作用下,经煤层的裂隙通道或暴露面渗透流出并涌向采掘空间。随着游离瓦斯的流出,煤体里的瓦斯压力,从而破坏了原有的动平衡,一部分吸附瓦斯将解吸转化为游离瓦斯并涌出。,下降,增加,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,一、矿井瓦斯涌出,【,思考,】,采掘工作 煤体和围岩受采动影响的范围不断扩大，瓦斯动平衡破坏的范围也不断扩展。,瓦斯能够,长时间地、持续地,从煤体中释放出来，这是瓦斯涌出的基本形式，又叫 。,与其对应的瓦斯异常涌出则指在,:,时间上突然,空间上集中,瓦斯涌出的大量,瓦斯的普遍涌出,第,3,节 矿井瓦斯涌出,瓦斯喷出,煤与瓦斯突出,*,1,、瓦斯涌出的形式,正常涌出（普遍涌出）,瓦斯喷出,第四节内容,异常涌出（特殊涌出）,煤与瓦斯突出,第五节内容,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,2,、瓦斯涌出量表达方法,瓦斯涌出量？,在矿井建设和生产过程中从,与,内涌出的瓦斯量，对应于整个矿井的叫,矿井瓦斯涌出量,。,对应于翼、采区或工作面的，叫,翼、采区或工作面的瓦斯涌出量,。,煤,岩石,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,3,、瓦斯涌出量计量的表达方式,1,、,绝对瓦斯涌出量,(q,a,),单位时间内涌出的瓦斯体积量，,m,3,/d,或,m,3,/min,。,2,、,相对瓦斯涌出量,(q,e,),平均产,1t,煤所涌出的瓦斯量，单位为,m,3,/t,。,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,【,讨论,】,相对瓦斯涌出量,单位的表达式与,煤层瓦斯含量,单位的表达式的,，但两者的物理含义是,其数值也是,。,瓦斯涌出量,中除开采煤层涌出的瓦斯外，还有来自临近层和围岩的瓦斯，,相对瓦斯涌出量一般要比煤层瓦斯含量大,。,矿井瓦斯涌出量是确定,瓦斯等级,和,计算风量,的依据。,相同,不同,不相等,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,4,、矿井瓦斯涌出量,（,1,）,绝对瓦斯涌出量,q,a,_,矿井,1,昼夜时间所涌出的瓦斯量。,q,a,QC%2460,式中,q,a,：瓦斯绝对涌出量，,m,3,/d,；,Q,：矿井总回风量,水平、阶段、翼、采区、工作面风量,，,m,3,/min,；,C,：总回风流中平均瓦斯含量，,%,。,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,（,2,）,相对瓦斯涌出量,q,g,_,矿井正常生产情况下平均,日,产一吨煤瓦斯的涌出量,q,e,q,a,/A,式中,q,e,：矿井相对瓦斯涌出量，,m,3,/t,；,A,：矿井,日,产量，,t/d,；（某日可以一定时间）,或,q,e,=q,a,*n/T,n,：月工作天数；,T,：生产煤的月产量。,第,3,节 矿井瓦斯涌出,绝对和相对瓦斯涌出量的相互关系,m,3,/t m,3,/min,q,e,:,相对瓦斯涌出量，,m,3,/min,C,C,o,:,回风、进风中的瓦斯浓度，,%,Q,：风量，,m,3,/min,T:,月产量，,t/month,n,：月工作日，,d/month,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,【,例题,】,某矿井日产煤,500,吨，同期绝对瓦斯涌出量平均值为,5m,3,/min,，则其相对瓦斯涌出量是多少？,q,e,q,a,/A,5*60*24/500,14.4 m,3,/t,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,二、矿井瓦斯来源划分,三种划分方式：,（,1,）按,水平、翼、采区,进行划分，作为风量分配的依据之一；,（,2,）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；,（,3,）按,开采区、邻近区划分,，它是采煤工作面治理瓦斯工作的基础。,第,3,节 矿井瓦斯涌出,三、影响瓦斯涌出的因素,自然因素,和,开采技术因素,煤层和围岩的瓦斯含量,地面大气压变化,开采深度,开采规模,开采顺序与回采方法,生产工艺,通风压力及通风系统,(,矿井通风,),第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,影响瓦斯涌出量的因素,因素,表现,具体原因,内因,瓦斯在煤或岩体中的存在状态和瓦斯的含量是影响瓦斯涌出量的决定因素,原始瓦斯含量越高，涌出量越大,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,影响瓦斯涌出量的因素,因素,表现,具体原因,外因,地面大气压力,开采规模,开采程序,采煤方法与顶板管理,生产工序,通风压力,采空区管理,大气压力突然降低时，会破坏原来的平衡状态，瓦斯涌出量就增大,开采深度越深、开拓与开采范围越大、条件相同时，产量高的，瓦斯涌出量越大,厚煤层开采时，上分层的瓦斯涌出量大，下分层的瓦斯涌出量显著减小,机械化采煤、采用全部陷落法管理顶板比采用充填法管理顶板，瓦斯涌出量大；水力采煤，瓦斯涌出量小,放炮或割煤时瓦斯涌出量大，较平时多,1,到几倍,采用抽出式通风，风压越高瓦斯涌出量越大；采用压入式通风，风压越高瓦斯涌出量越小,多数采空区都积存大量瓦斯，其管理优劣对瓦斯涌出量影响很大；该封闭未封闭或封闭质量差，会造成采空区瓦斯涌出,第,3,节 矿井瓦斯涌出,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,U,形通风系统,上隅角是采空区漏风的主要出口，工作面风流在上隅角形成涡流区，瓦斯难于被风流带走排出，形成积聚。,上隅角附近设有回柱绞车等机电设备，上隅角在集中应力作用下变得疏松，自由面较多，放炮时容易产生虚炮，创造了火源条件,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,U+L,形通风系统,1-,回风巷,2-,尾巷,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,矿井瓦斯鉴定,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,1,、矿井瓦斯等级鉴定,法律法规,新矿井设计前，地质勘探部门根据各煤层的瓦斯含量资料，预测矿井瓦斯等级，作为计算风量的依据。生产矿井每年必须进行矿井瓦斯等级的鉴定工作，同时还应进行矿井二氧化碳涌出量的测定，作为核定和调整风量的依据。,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,2.,执行标准,煤矿安全规程,规定,:,一个矿井中只要有一个煤,岩,层中发现瓦斯,，该矿井即为瓦斯矿井。瓦斯矿井必须按照矿井瓦斯等级进行管理。,矿井瓦斯等级根据,矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式,划分。,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,3,、矿井瓦斯等级标准,低瓦斯矿井,相对瓦斯涌出量,q,e,10m,3,/t,且绝对涌出量,q,a,40m,3,/min,；,高瓦斯矿井,相对瓦斯涌出量,q,e,10m,3,/t,或,绝对,涌出量,q,a,40m,3,/min,；,煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,补充信息,（,1,）矿井瓦斯等级管理,每年,必须对矿井进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量的鉴定工作，,报省（自治区、直辖市）负责煤炭行业管理的部门审批，并报省级煤矿安全监察机构备案,。,上报时应包括开采煤层最短发火期和自燃倾向性、煤尘爆炸性的鉴定结果。,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,补充信息,（,2,）矿井瓦斯鉴定,2.1,目的,矿井管理的依据,设备选择与运行的依据,预测下水瓦斯涌出的基础,每年必须进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量的鉴定工作,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,补充信息,2.2,方法,2.2.1,测量时间,月：绝对瓦斯涌出量变化大的月份，一般是每年的,7,月或,8,月,天：每月上、中、下旬，间隔,10,天，如，,5,日、,15,日、,25,日等,3,天,时：每天早晨、中晚,3,班，每班至少,3,次。,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,补充信息,2.2.2,测定内容,每测点均需测断面尺寸、风量、温度、大气压力、湿度、风流内瓦斯浓度、风流内二氧化碳浓度,每个参数每班都要测,3,次，如果前后相差悬殊，要再测,1,2,次,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,补充信息,2.2.3,测定地点,风机系统总回风或矿总回风,各采区、水平、采面回风,有测风站的地点,无测风站的，则选择断面规整、无杂物堆积的一段平直巷道,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,补充信息,2.2.4,鉴定准备,校验风表,瓦斯检测器等仪器,培训人员,制订表格,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,补充信息,资料整理,计算每天的绝对瓦斯和二氧化碳涌出量，然后选择最大一天的数据计算相对涌出量,各测点三班平均绝对瓦斯涌出量：,Q,瓦斯,：测点三班平均绝对瓦斯涌出量，,m,3,/min,Q,1,、,Q,2,、,Q,3,：分别为三个班测得的风量，,m,3,/min,C,1,、,C,2,、,C,3,：分别为三个班测得的瓦斯浓度，,%,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,补充信息,各测点相对瓦斯涌出量：,Q,沼,：测点三班平均绝对沼气涌出量，米,3/,分,n,：月工作天数，,d,T,：月产煤量，,t,CO,2,的三班平均绝对涌出量与相对涌出量根据测得的风量及,CO,2,的浓度同样进行计算,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,补充信息,3.0,矿井瓦斯等级鉴定,将各测点各旬的甲烷相对涌出量计算出后，取三个旬最大的一旬相对瓦斯涌出量为该测点（即该点代表的区域）相对瓦斯涌出量；,按规程的分级标准，找出各个测点代表的区域的等级；,以各煤层或采区中最大的相对瓦斯涌出量和无煤与瓦斯突出，按分级标准确定；,其余各煤层或采区的鉴定结果供管理用，调整风量计算；,矿井瓦斯鉴定等级时，还应考虑年度内各月的瓦斯涌出情况及各地区瓦斯涌出资料,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,补充信息,3.0,矿井瓦斯等级鉴定,矿井,CO,2,同甲烷一样处理，也是矿井风量计算的依据。当二氧化碳的相对涌出量大于甲烷的相对涌出量时，计算风量时以,CO,2,相对涌出量为依据，而管理制度以瓦斯等级为准。,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,矿井瓦斯涌出量预测,矿井瓦斯涌出量的预测,?,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。,新建矿井、生产矿井的新水平或新采区,，需要预测瓦斯涌出量，并将其作为设计的依据。,煤矿风量的主要因素是瓦斯涌出量,.,预测瓦斯涌出量的方法，分为统计法和计算法两类。,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,1,、,生产矿井,统计法预测瓦斯量,（,1,）统计期内,矿井产煤的加权平均开采深度,式中,h,i,：统计期内，第,i,采煤区段的开采深度，,m,；,T,i,：统计期内，第,i,采煤区段的产量,t,；,T,i,：统计期内，采煤区段总产量,t,。,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,1,、,生产矿井,统计法预测瓦斯量,（,2,）统计期内矿井相对瓦斯涌出量,q,e,式中,q,e,：同一统计期内相对瓦斯涌出量，,m,3,；,Q,CH4,：统计期总瓦斯涌出量, m,3,；,T,i,：统计期内，采煤区段总产量,t,。,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,1,、,生产矿井,统计法预测瓦斯量,（,3,）瓦斯涌出量梯度,a,式中,H,1,、,H,2,：分别为甲烷带内的两个开采深度，,m,；,q,1,、,q,2,：对应于深度,H,1,、,H,2,的相对瓦斯涌出量, m,3,/t,；,n,：指数，在现代开采技术条件下，一般为,1,。,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,1,、,生产矿井,统计法预测瓦斯量,（,4,）预测深部水平的相对瓦斯涌出量,q,e,式中,H,0,:,甲烷带上边界,或瓦斯风化带下边界,的深度,m,；,q,0,:,甲烷带上边界的相对瓦斯涌出量,约,2,3m,3,/t,；,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,1,、,生产矿井,统计法预测瓦斯量,（,5,）统计预测相对瓦斯涌出量方法应用要求,只适用于甲烷带内，外推的深度不超过,200,米,瓦斯涌出梯度越小，外推深度越小,预测精度决定于原始资料的精确度及预测区与已采区地质条件和生产技术条件相似程度,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,2,、,新建矿井,煤层瓦斯含量法预测瓦斯量,（,1,）单一煤层开采时预测相对瓦斯涌出量,q,e,:,回采相对瓦斯涌出量，,m,3,/t,n,:,围岩涌出瓦斯量占回采煤层瓦斯涌出的比例系数，应实测得出。全陷落法管理顶板,n,=0.2,局部充填法,n,，全部充填法，,n,；,m,1,、,m,2,:,分别为残留分层、回采分层的厚度，,m,；,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,2,、,新建矿井,煤层瓦斯含量法预测瓦斯量,r,1,、,r,2,：分别为残留分层、回采分层的厚度，,t/m,3,Z,：煤柱煤量占回采煤量的百分比，,%,K,：采空区残留浮煤占回采煤量的百分比，,%,X,：开采层原始瓦斯含量，,m,3,/t,X,1,:,运出采区的煤残留的瓦斯含量，可实则，,m,3,/t,X,2,:,煤柱残留瓦斯含量，,m,3,/t,X,3,:,采空区残留煤的残余瓦斯含量，,m,3,/t,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,2,、,新建矿井,煤层瓦斯含量法预测瓦斯量,运出矿井煤残留瓦斯参考表,挥发,分,%,2,8,8,12,12,18,18,26,26,35,35,42,42,50,运出,煤残,留瓦,斯,X,1,12,8,8,7,7,6,6,5,5,4,4,3,3,2,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,2,、,新建矿井,煤层瓦斯含量法预测瓦斯量,（,2,）开采有临近层的煤层时预测相对瓦斯涌出量,n:,向开采层采空区涌出瓦斯的邻近层的数目,q,el,:,第,l,邻近层向开采层涌出的相对瓦斯量（可从瓦斯来源测定或瓦斯含量测定其值），,m,3,/t,其它符号同前,如果邻近层的瓦斯含量与开采层相同，而且邻近层涌出的瓦斯量随着距开采层的距离增加而成直线减小，当层间距达到极限距离,hj,时，实际上就不再向开采层涌出瓦斯。,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,2,、,新建矿井,煤层瓦斯含量法预测瓦斯量,（,2,）开采有临近层的煤层时预测相对瓦斯涌出量,第,l,层邻近层向开采层涌出的瓦斯量近似计算：,m,l,:,第,l,邻近层（或煤线）的厚度，,m,h,l,:,第,l,邻近层距开采层的法线距离，,m,m,：开层煤层的厚度，,m,第,3,节 矿井瓦斯涌出,*,2,、,新建矿井,煤层瓦斯含量法预测瓦斯量,（,2,）开采有临近层的煤层时预测相对瓦斯涌出量,h,j,:,邻近层向开采层采空区涌出瓦斯的极限距离，可实测，或近似,h,j,Nm(Dcos),N,D:,分别决定于顶板管理方法、层间岩性结构的系数,当采层厚度，全部陷落法,N=60,、局部充填法,N=45,，当开采厚,m,必须用试验确定,:,煤层倾角,：适用于上邻近层；：适用于下邻近层,第,3,节 矿井瓦斯涌出,第,1,节 概述,第,2,节 矿井瓦斯的赋存与含量,第,3,节 矿井瓦斯涌出,第,4,节 矿井瓦斯喷出及其防治出,第,5,节 煤与瓦斯突出及其防治防,第,6,节 矿井瓦斯爆炸及其预治,第,7,节 矿井瓦斯抽放,*,【,讨论引入,】,大量承压状态的瓦斯从煤、岩裂缝中快速喷出的现象,它是瓦斯特殊涌出的一种形式。,瓦斯喷出和煤与瓦斯突出的区别在于喷出的物质只有气相，而突出的物质同时包括气相（瓦斯）和固相（煤岩）。,产生原因是天然的或因采掘工作形成的孔洞、裂隙内积存着大量高压游离瓦斯，当采掘工作接近或沟通这样的地区时，高压瓦斯就能沿裂隙突出喷出。,第,4,节 矿井瓦斯喷出及其防治,*,一、瓦斯喷出的特点与分类,1.,瓦斯喷出,?,大量的,状态的瓦斯从可见的,煤、岩裂缝,中快速喷出的现象。,2.,瓦斯喷出,裂缝,的显现原因不同,(,分三大类,),地质来源的,采掘地压活动形成的,冲击地压形成的,承压,第,4,节 矿井瓦斯喷出及其防治,*,瓦斯喷出和煤与瓦斯突出都是矿井瓦斯的特殊涌出现象。,瓦斯喷出和煤与瓦斯突出能使工作面或井巷充满瓦斯，造成窒息与爆炸条件；能破坏通风系统，造成风流紊乱或短时逆转；突出的煤流和瓦斯流能堵塞巷道，破坏支架，破坏设备与设施。,*,（,1,）瓦斯沿原始地质构造洞缝喷出,发生区域？,地质破坏带,、,断裂带,、,石灰岩溶洞裂缝区,、,背斜或向斜轴部储瓦斯区,以及其他,储瓦斯构造附近有原始洞缝,相通的区域,。,喷瓦斯裂缝多属于开放性裂缝（张性或张扭性断裂）,它们与储气层（煤层、砂岩层等）、溶洞或断层带相通。,有何特点？,流量大,持续时间长,无明显的地压显现现象。,第,4,节 矿井瓦斯喷出及其防治,*,瓦斯沿原始地质构造洞缝喷出,预防方法：,加强地质工作，超前钻探,利用封堵、引排、抽放等综合方法处理瓦斯,搞好通风和严格瓦斯检查制度，防止瓦斯超限,第,4,节 矿井瓦斯喷出及其防治,*,（,2,）瓦斯沿采掘地压活动形成的裂缝喷出,裂缝喷出通道的开成原因？,封闭状态的构造裂隙,在采掘地压与瓦斯压力联合作用下很容易张开（扩展），地压显现时的,卸压区,，其裂隙封闭型开放型。,喷出的特点是？,伴随着地压显现效应，出现多种显现预兆，喷出持续的时间较短，其流量与卸压区面积、瓦斯压力和瓦斯含量大小等因素有关。,第,4,节 矿井瓦斯喷出及其防治,*,（,2,）瓦斯沿采掘地压活动形成的裂缝喷出,瓦斯来源,煤层卸压区内存储的瓦斯。,上保护层与突出危险层的层间距过小时，上保护层掘进或回采工程,（卸压瓦斯喷出，喷出瓦斯源是突然卸压煤层所含的高压瓦斯）。,喷出发生前预兆？,地压活动显现加剧，支架来压破坏，煤层变软、湿润，瓦斯流动声响等。,第,4,节 矿井瓦斯喷出及其防治,*,（,2,）瓦斯沿采掘地压活动形成的裂缝喷出,瓦斯喷出预防方法？,搞好地质工作,根据初期卸压面积计算卸压瓦斯量,教育，瓦斯喷出预兆，隔绝式自救器，避灾线路,顶板管理，加强支护，人工卸压，防大面积卸压,机械通风，瓦斯检查，涌出动态，抽放和预报,第,4,节 矿井瓦斯喷出及其防治,*,（,3,）被煤柱封闭积存瓦斯的采空区基本顶发生大面积冲击，压缩瓦斯风暴冲破窄煤柱形成孔洞喷出,采空区四周被,煤柱所封闭；,巷道被填堵,设置密闭墙,击伤,窒息,火灾,爆炸,坚硬的基本顶冲破窄煤柱形成贯通巷道的,孔洞并喷出瓦斯,瓦斯风暴,基本项坚硬,长时间悬空,突然冒落,第,4,节 矿井瓦斯喷出及其防治,第,1,节 概述,第,2,节 瓦斯的赋存与含量,第,3,节 瓦斯涌出,第,4,节 矿井瓦斯喷出及其防治出,第,5,节 煤与瓦斯突出及其防治防,第,6,节 矿井瓦斯爆炸及其预,第,7,节 矿井瓦斯抽放,*,一、煤（岩）与瓦斯突出的定义,煤（岩）与瓦斯突出？,在,地应力和瓦斯,的共同作用下，,破碎的煤（岩）和瓦斯由煤（岩）体,内向采掘空间突然喷出的现象，简称,“,突出,”,。,突出的危害？,摧毁井巷设施，破坏通风系统，窒息，火灾，瓦斯爆炸。,突出物质？,固体主要是煤炭，有时伴有岩石 ，涌出,CH,4,、,CO,2,、或,CH,4,和,CO,2,的混合气体。,第,5,节 煤与瓦斯突出,*,二、煤（岩）与瓦斯突出的分类及其特征,1.,按,突出的强度,分类,小型突出：突出煤（岩）量小于,50t,；,中型突出：突出煤（岩）量,50-99t,次大型突出：突出煤（岩）量,100-499,大型突出：突出煤（岩）量,500-999t,特大型突出：突出煤（岩）量大于或等于,1000t,突出强度：,指每次突出现象抛出的煤（岩）数量,以,t,为单位,和涌出的瓦斯量,以,m,3,为单位,。它表示每次突出释放潜能的大小和动力现象强弱的重要标志。,第,5,节 煤与瓦斯突出,*,2.,按突出的动力特征分类,煤与瓦斯（或二氧化碳）突出,_,简称突出,煤突然压出并强烈涌出瓦斯,_,简称压出,煤突然倾出并强烈涌出瓦斯,_,简称倾出,第,5,节 煤与瓦斯突出,*,煤与瓦斯（或二氧化碳）突出,的基本特征？,具,有气体搬运,特征，颗粒呈分选性堆积，煤、岩被瓦斯流运至远处，随巷道拐弯，向上抛至一定高度，煤堆积度小于煤的自然安息角。,具有被高压气体粉碎的特征,.,大量的极细的微尘是突出时煤被高压瓦斯膨胀粉碎的结果,有时突出物被捣固压实,需要用镐来清理。,有大量瓦斯（甲烷或二氧化碳）喷出，,瓦斯逆流,达千米以上，破坏矿井通风系统与设施。,突出孔洞口小肚大，呈梨形、倒瓶形。其轴线沿煤层倾斜向上伸延或与倾向线成不大的夹角，长数米至数十米，看不到孔洞，被位移的煤或碎煤所充填。,瓦斯逆风流前进，一百吨以下的中型突出，,瓦斯逆流为数十米，一千吨以下的大型突出，,瓦斯逆流为几百米，超过千吨的特大型突出，,高压瓦斯,第,5,节 煤与瓦斯突出,*,煤层突出,第,5,节 煤与瓦斯突出,*,煤层突出,第,5,节 煤与瓦斯突出,*,煤突然压出,并强烈涌出瓦斯的基本特征？,固体物按,弹性能释放,的方向堆积,，即压出的煤堆积在原来位置的对面，或在煤自重的参与下偏向铅垂方向，煤堆积坡度一般小于煤的自然安息角,。,压出的煤呈大小不同的碎块杂乱无章，有时煤整体位移，向外鼓出。,大量瓦斯涌出,从压裂裂缝喷出瓦斯,极少见到瓦斯逆流现象,。,出现楔形、缝形或袋形孔洞，口大肚子小，外宽内窄，深度一般为数米，不少压出实例没有孔洞，,推走设备，折断支架。,弹性能,第,5,节 煤与瓦斯突出,*,煤突然倾出,并强烈涌出瓦斯基本特征？,倾出的煤按,重力方向堆积,堆积在原来位置的下方。煤堆积的坡度等于自然安息角。,倾出的煤呈大小不同的碎块、杂乱无章。,随大量瓦斯涌出,，,一般无瓦斯逆流现象。,有规则的孔洞，呈舌形、梨形、袋形等口小腔大形状，孔洞轴线沿煤层倾斜方向伸延，其倾角大于,45,。位于原集中应力带内，孔洞的深度数米至数十米。,自身重力,第,5,节 煤与瓦斯突出,*,煤层突出,第,5,节 煤与瓦斯突出,*,三、,矿井煤与瓦斯突出的机理？,瓦斯作用说,地应力说,综合说,地应力、煤内瓦斯和煤的结构性能综合作用的结果,第,5,节 煤与瓦斯突出,*,四、,矿井煤与瓦斯突出的规律？,瓦斯突出一般发生在一定的采掘深度以下。瓦斯突出量随矿井深度增加面增加，强度也随之增大,瓦斯突出多发生在地质构造带内,瓦斯突出多发生在应力集中区,瓦斯突出次数和强度，随煤层厚度，特别是软分层厚度的增大而增大。煤层倾角越大，瓦斯突出的危险性也越大,第,5,节 煤与瓦斯突出,*,5.,瓦斯突出的危险性与煤层的瓦斯含量和瓦斯压力没有固定关系,6.,煤层越湿润，矿井涌水量越大，瓦斯突出的危险性越小；反之，危险性越大,7.,煤层顶底板坚硬致密、厚度较大，瓦斯突出危险性大；反之，危险性越小,第,5,节 煤与瓦斯突出,第,1,节 概述,第,2,节 矿井瓦斯的赋存与生成,第,3,节 矿井瓦斯涌出,第,4,节 矿井瓦斯喷出及其防治,第,5,节 瓦斯喷出与突出及其防防,第,6,节 矿井瓦斯爆炸及其预治,第,7,节 矿井瓦斯抽放,*,*,预防煤与瓦斯突出的主要技术措施,1.,开采保护层,2.,大面积预抽煤层瓦斯,3.,煤层注水,4.,超前钻孔,5.,松动爆破,6.,水力冲孔,7.,多排水,【,课后作业,】,*,按下表名单分组，排在第一个位置的为组长，负责组织本组讨论。对选择的预防煤与瓦斯突出技术措施进行分析，组长负责制作,PPT,，上讲台用,5,分钟,时间进行讲解，其余同学将理解和分析的资料做在作业本上。成果资料应包括以下内容：,1.,技术措施的特点,2.,技术措施作用,3.,技术措施的应用范围,4.,主要工工艺方法,5.,主要技术参数,6.,主要工程设备,7.,主要注意的问题,【,课后作业,】,