瓦斯防治与之矿井瓦斯基础知识 .ppt

课题一 矿井瓦斯基本知识 矿井瓦斯通常也简称瓦斯，它是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体，有时也单独指甲烷。瓦斯是煤矿井下的主要灾害性事故之一。煤矿有多种事故与瓦斯有关，其中最主要的是瓦斯爆炸事故和煤与瓦斯突出事故，其次还有瓦斯窒息事故、瓦斯燃烧事故、瓦斯喷出事故。近年来，我国煤矿瓦斯爆炸事故和煤与瓦斯突出事故还经常发生，造成了大量的人员伤亡和财产损失，危害极大。瓦斯是一种无色、无味、无嗅的气体，对空气的相对密度是0.554，微溶于水。瓦斯有很强的扩散性，扩散速度是空气的1.34倍。 1、瓦斯在煤层中的赋存状态 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。 课题一 矿井瓦斯基本知识 2、煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量一般是指单位质量或体积的煤中含有的瓦斯量（包括游离状态的瓦斯和吸附状态的瓦斯），单位m3/m3或m3/t。 煤层瓦斯含量受多种因素影响，主要因素如下：（1）煤层露头。 成煤的地质年代中，若有露头长时间与大气相通，瓦斯沿煤层流动，煤层瓦斯往往沿煤层露头排放，瓦斯含量大为减少。（2）煤层倾角。 煤层倾角愈大，煤层瓦斯含量愈低。（3）埋藏深度。 埋深增加，地应力增高，煤层的透气性变差，瓦斯向地表运移距离增加，有利于封存瓦斯。4）围岩性质。煤层围岩对瓦斯赋存的影响，决定于它的隔气、透气性能。 当煤层顶板岩性为致密完整的岩石，如页岩、油母页岩时，煤层中的瓦斯容易被保存下来；顶板为多孔隙或脆性裂隙发育的岩石，如砾岩、砂岩时，瓦斯容易逸散。 例如北京京西煤矿，不论是下侏罗统或是石炭二叠系的煤层，尽管煤的牌号为无烟煤，由于煤层顶板为12～16m的厚层中粒砂岩，透气性好，因此煤层瓦斯含量小，矿井瓦斯涌出量低。 （5）、地质构造。 是影响煤层瓦斯含量的主要因素之一。 表现：一方面是造成了瓦斯分布的不均衡，另一方面是形成了有利于瓦斯赋存或有利于瓦斯排放的条件。 课题一 矿井瓦斯基本知识 课题一 矿井瓦斯基本知识 a.褶皱构造。褶皱的类型、封闭情况和复杂程度，对瓦斯赋存均有影响。当煤层顶板岩石透气性差，且未遭构造破坏时，背斜有利于瓦斯的储存，是良好的储气构造，背斜轴部的瓦斯会相对聚集，瓦斯含量增大。形成“气顶”。 在向斜盆地构造的矿区，顶板封闭条件良好时，瓦斯沿垂直地层方向运移是比较困难的，大部分瓦斯仅能沿两翼流向地表。煤包、地 垒、地堑都为高瓦斯区。 b.断层 断层破坏了煤层的连续完整性，使煤层瓦斯运移条件发生变化。有的断层有利于瓦斯排放，也有的断层对瓦斯排放起阻挡作用，成为逸散的屏障。前者称开放型断层，后者称封闭型断层 课题一 矿井瓦斯基本知识 （6）．水文地质条件。地下水与瓦斯共存于煤层及围岩之中，其共性是均为流体，运移和赋存都与煤、岩层的孔隙、裂隙通道有关。由于地下水的运移，一方面驱动着裂隙和孔隙中瓦斯的运移，另一方面又带动溶解于水中的瓦斯一起流动。瓦斯在水中的溶解度仅为1～4%。地下水和瓦斯占有的空间是互补的，这种相逆的关系，常表现为水大地带瓦斯小，反之亦然。 课题一 矿井瓦斯基本知识 二、矿井瓦斯涌出形式及涌出量 （一）瓦斯涌出形式有普通涌出和特殊涌出，特殊涌出又分为煤与瓦斯突出和瓦斯喷出。 普通涌出是指由采落煤炭和煤层、岩层的新鲜暴露面，通过孔隙、裂隙，缓慢、长时间的涌出。 特殊涌出是指采掘时，在极短的时间内，瓦斯又煤体、围岩内突然、大量的涌出，有时还伴有煤粉、煤块和岩石等。（二）矿井瓦斯涌出量 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-- 单位时间涌出的瓦斯体积，单位为m3/d或m3/min：相对瓦斯涌出量--平均日产一吨煤同期所涌出的瓦斯量，单位是 m3/t 。 课题一 矿井瓦斯基本知识 （三）、影响矿井瓦斯涌出的因素 决定于自然因素和开采技术因素的综合影响。 1、 自然因素 （1）、煤层和围岩的瓦斯含量， （2）、地面大气压变化。 2、开采技术因素 （1）、开采规模—产量与瓦斯涌出量的关系复杂 （2）、开采顺序与回采方法 ---先开采，大；回采率低，大；顶板管理 （3）、生产工艺-初期大，呈指数下降 （4）、风量变化---单一煤层，随风量减而增，煤层群 （5）、采区通风系统 （6）、采空区的密闭质量 课题一 矿井瓦斯基本知识 矿井瓦斯等级的鉴定方法与步骤 1）、确定鉴定时间 矿井瓦斯等级鉴定应当根据实际测定的瓦斯涌出量、瓦斯涌出形式、回风巷瓦斯浓度和实际发生的瓦斯动力现象、实测的突出危险性参数等进行。鉴定时间一般