二、煤礦瓦斯及其防治技術(shù)

　　(一)瓦斯性質(zhì)及瓦斯參數(shù)測定

　　1.瓦斯性質(zhì)

　　瓦斯是指礦井中主要由煤層氣構(gòu)成的以甲烷為主的有害氣體，有時(shí)單獨(dú)指甲烷。瓦斯是一種無色、無味、無臭、可以燃燒或爆炸的氣體，難溶于水，擴(kuò)散性較空氣高。瓦斯無毒，但濃度很高時(shí)，會引起窒息。

　　2.煤層瓦斯賦存狀態(tài)

　　瓦斯在煤層中的賦存形式主要有兩種狀態(tài)：在滲透空間內(nèi)的瓦斯主要呈自由氣態(tài)，稱為游離瓦斯或自由瓦斯，這種狀態(tài)的瓦斯服從理想氣體狀態(tài)方程;另一種稱為吸附瓦斯，它主要吸附在煤的微孔表面上和在煤的微粒內(nèi)部，占據(jù)著煤分子結(jié)構(gòu)的空位或煤分子之間的空間。實(shí)測表明，在目前開采深度下(1000～2000m以內(nèi))煤層吸附瓦斯量占70%～95%，而游離瓦斯量占5%～30%。

　　3.煤層瓦斯含量及測定

　　煤層瓦斯含量是指單位質(zhì)量煤體中所含瓦斯的體積，單位為m3/t。煤層瓦斯含量是確定礦井瓦斯涌出量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是礦井通風(fēng)及瓦斯抽放設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。煤層在天然條件下，未受采動影響時(shí)的瓦斯含量稱原始含量;受采動影響，已有部分瓦斯排出后而剩余在煤層中的瓦斯量，稱殘存瓦斯含量。

　　影響煤層原始瓦斯含量的因素很多，主要有：煤化程度、煤層賦存條件、圍巖性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件等。

　　煤層瓦斯含量測定方法目前主要有地勘鉆孔測定法，實(shí)驗(yàn)室間接測定法和井下快速直接測定法3種。

　　4.煤層瓦斯壓力及測定方法

　　煤層瓦斯壓力是存在于煤層孔隙中的游離瓦斯分子熱運(yùn)動對煤壁所表現(xiàn)的作用力。煤層瓦斯壓力是用間接法計(jì)算瓦斯含量的基礎(chǔ)參數(shù)，也是衡量煤層瓦斯突出危險(xiǎn)性的重要指標(biāo)。測定方法主要有直接測定法和間接測壓法。

　　(二)礦井瓦斯涌出及瓦斯等級

　　1.礦井瓦斯涌出的形式

　　開采煤層時(shí)，煤體受到破壞或采動影響，貯存在煤體內(nèi)的部分瓦斯就會離開煤體而涌入采掘空間，這種現(xiàn)象稱為瓦斯涌出。礦井瓦斯涌出形式可分普通涌出和特殊涌出兩種。

　　2.礦井瓦斯涌出量及主要因素

　　礦井瓦斯涌出量是指開采過程中正常涌入采掘空間的瓦斯數(shù)量，瓦斯涌出量的表示方法有兩種：絕對瓦斯涌出量——單位時(shí)間涌入采掘空間的瓦斯量，單位為m3/min;相對瓦斯涌出量——單位質(zhì)量的煤所放出的瓦斯數(shù)量，單位為m3/t。

　　影響礦井瓦斯涌出量的因素主要有煤層瓦斯含量、開采規(guī)模、開采程序、采煤方法與頂板管理方法、生產(chǎn)工序、地面大氣壓力的變化、通風(fēng)方式和采空區(qū)管理方法等。

　　3.礦井瓦斯等級及其鑒定

　　《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，一個(gè)礦井中只要有一個(gè)煤(巖)層發(fā)現(xiàn)瓦斯，該礦井即為瓦斯礦井。瓦斯礦井必須依照礦井瓦斯等級進(jìn)行管理。

　　根據(jù)礦井相對瓦斯涌出量、礦井絕對瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式劃分為：低瓦斯礦井、高瓦斯礦井和煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井。

　　低瓦斯礦井：礦井相對瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且礦井絕對瓦斯涌出量小于或等于40m3/min;

　　高瓦斯礦井：礦井相對瓦斯涌出量大于10m3/t或礦井絕對瓦斯涌出量大于40m3/min;

　　煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井：礦井在采掘過程中，只要發(fā)生過一次煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出，該礦井即定為煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井。

　　《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：每年必須對礦井進(jìn)行瓦斯等級和二氧化碳涌出量鑒定。

　　(三)瓦斯噴出及預(yù)防

　　1.瓦斯噴出

　　礦井瓦斯噴出是指從煤體或巖體裂隙、孔洞或炮眼中大量瓦斯異常涌出的現(xiàn)象。在20m巷道范圍內(nèi)，涌出瓦斯量大于或等于1.0m3/min，且持續(xù)時(shí)間在8h以上時(shí)，該采掘區(qū)域即定為瓦斯噴出危險(xiǎn)區(qū)域。

　　瓦斯噴出的預(yù)兆：礦壓活動顯現(xiàn)激烈，煤壁片幫嚴(yán)重、底板突然鼓起、支架承載力加大甚至破壞，煤層變軟、潮濕等。

　　2.瓦斯噴出的預(yù)防

　　(1)加強(qiáng)礦井地質(zhì)工作，摸清采掘地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造情況;

　　(2)在可能發(fā)生噴出的地區(qū)掘進(jìn)巷道時(shí)，打前探鉆孔或抽排鉆孔;

　　(3)加大噴出危險(xiǎn)區(qū)域的風(fēng)量;

　　(4)將噴出的瓦斯直接引入回風(fēng)巷或抽放瓦斯管路;

　　(5)掌握噴出的預(yù)兆，及時(shí)撤離工作人員，并配備自救器，安設(shè)壓氣自救系統(tǒng);

　　(6)掌握礦壓規(guī)律，避免礦壓集中，及時(shí)處理頂板，以防大面積突然卸壓造成瓦斯噴出。

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