蔡成功矿井瓦斯综合治理

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1、矿井瓦斯综合治理主讲:蔡成功教授Tel:15893051269Email:caicg6421@163.com河南理工大学二○一○年一月二十日1蔡成功：博士、教授河南理工大学瓦斯地质研究所副所长电话:15893051269Email:caicg6421@163.com曾任：煤科总院抚顺分院突出研究室主任煤科总院安全技术研究所总工程师21矿井瓦斯基础理论2煤矿瓦斯抽采及抽放设计3《防治煤与瓦斯突出规定》解读4煤与瓦斯突出预测方法5石门揭煤防突措施教授主要内容31矿井瓦斯基础理论矿井瓦斯概念井下有害气体的总

2、称广义专指甲烷狭义41矿井瓦斯基础理论瓦斯成因在植物沉积成煤初期的泥炭化过程中，有机物在隔绝外部氧气进入和温度不超过65℃的条件下，被厌氧微生物分解为CH4、CO2和H2O。泥炭时期埋深不大，生成的瓦斯通过渗滤和扩散排放到大气中，因此，生物化学作用产生的瓦斯一般不会保留在煤层内。生物化学成气时期煤化变质作用时期随着煤系地层的沉降及所处压力和温度的增加，泥炭转化为褐煤.有机物在高温、高压作用下，处于变质造气时期，挥发分减少，固定碳增加，生成的气体主要为CH4和CO2。51矿井瓦斯基础理论61矿井瓦斯基础

3、理论瓦斯在煤体内存在状态吸附瓦斯游离瓦斯吸收状态吸着状态以自由气体分子存在于煤体或围岩的较大裂隙、孔隙和空洞之中。在与颗粒固体在分子之间引力作用下，被吸着在煤体孔隙的内表面上。图例瓦斯在煤层内存在状态1-游离瓦斯；2-吸收瓦斯；3-吸着瓦斯瓦斯分子进入煤体颗粒结构内部，与煤体固体分子相结合。71矿井瓦斯基础理论矿井瓦斯来源煤（岩）层和地下水释放出来的天然气。化学及生物化学作用产生的。如坑木腐烂、煤氧化的气态产物。煤炭生产过程中产生的。如井下作、比人员呼吸、火药爆破、充电等。81矿井瓦斯基础理论瓦斯性质

4、甲烷重烃氢气甲烷二氧化碳氮气一氧化碳硫化氢二氧化硫二氧化氮可燃性室息性有毒性甲烷氢气爆炸性91矿井瓦斯基础理论101矿井瓦斯基础理论煤层瓦斯含量主要决定因素水文地质条件地质构造煤层赋存条件煤层围岩性质煤层有露头瓦斯易于排放，无露头瓦斯易于保存；对同一煤层，瓦斯风化带以下，煤层瓦斯含量随深度加大而增大；在其它条件相同，同一开采深度上，煤层倾角越小，煤层所含瓦斯越多。围岩致密完整、不透气时，煤层瓦斯易于保存；反之，煤层瓦斯易于逸散。地下水交换活跃地区，水能从煤层中带走大量瓦斯，从而使煤层瓦斯含量明显减少。

5、开放性构造是煤层有利于瓦斯的放散，因此开放性构造发育煤层，瓦斯含量就小；封闭性构造，阻断瓦斯放散通道，相应煤层瓦斯含量大。煤的变质程度煤的变质程度越高，生成的瓦斯量越大。当其它条件相同，煤的变质程度越高，煤层瓦斯含量就越大。111矿井瓦斯基础理论矿井瓦斯涌出方式特殊涌出一般涌出煤与瓦斯突出瓦斯喷出由采落煤炭和煤层、岩层的新鲜暴露面，通过孔隙、裂隙，缓慢、长时间的涌出。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。瓦斯（CO2）喷出从煤体或岩体裂隙、孔洞或炮眼

6、中大量瓦斯(CO2)异常涌出的现象。在20m巷道范围内，涌出瓦斯量≥1.0m3/min，且持续时间在8h以上时，该采掘区即定为瓦斯（CO2）喷出危险区域。121矿井瓦斯基础理论煤层瓦斯含量矿井瓦斯涌出量主要影响因素采煤方法开采顺序厚煤层分层开采时，首分层瓦斯涌出量最大，最后一个分层瓦斯涌出量最小。开采规模越大，矿井的绝对瓦斯涌出量也就越大；但就矿井的相对瓦斯涌出量来说，情况比较复杂。是决定因素。瓦斯含量越高，矿井瓦斯涌出量就越大。陷落法比充填法工作面的瓦斯涌出量大。采煤方法的回采率越低，瓦斯涌出量就越

7、大，因为丢煤中所含瓦斯的绝大部分仍要涌入巷道。顶板管理方法生产工序通风压力大气压力变化负压通风，风压越高瓦斯涌出量越大；正压通风，风压越高瓦斯涌出量越小。地面大气压的变化对对采空区瓦斯涌出有较大的影响。落煤时瓦斯涌出量大于其它工序。开采规模一般采空区存有大量瓦斯，未封闭或封闭不严，采空区瓦斯大量涌出，矿井瓦斯涌出量增大。采空区管理方式131矿井瓦斯基础理论矿井瓦斯等级划分高瓦斯矿井低瓦斯矿井矿井相对瓦斯涌出量小于10m3/t，且矿井绝对瓦斯涌出量小于40m3/min。矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t

8、或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。煤与瓦斯突出矿井发生煤（岩）与瓦斯突出矿井、鉴定有煤与瓦斯突出危险的矿井。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为：低瓦斯矿井中，相对瓦斯涌出量大于10m3/t或有瓦斯喷出的个别区域（采区或工作面）为高瓦斯区，该区按高瓦斯矿井管理。141矿井瓦斯基础理论矿井瓦斯等级鉴定测点选择鉴定时间和基本条件在七月或八月上、中、下旬中各取一天（间隔10天），分三个班（或四个班）进行测定工作。被鉴定的矿井、