矿山安全技术.doc

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1、第一章矿井瓦斯1・试述瓦斯的主要物理及化学性质。了解这些性质对于预防处理瓦斯危害有何意义？矿井瓦斯是煤矿生产过程中，从煤、岩内涌出的以甲烷为主的各种有害气体的总称。瓦斯的化学名甲烷，是无色、无味、无毒的气体。可以在微小的煤体孔隙和裂隙里流动。密度比空气轻，若巷道上部有瓦斯源，风速低时，容易在顶板附近形成瓦斯积聚层。微溶于水。甲烷虽然无毒，但是超过一定量时，能使空气中氧浓度大大下降。通风不良的巷道，往往积存大量瓦斯。若贸然进入，容易造成昏迷、窒息。适当浓度能燃烧和爆炸。采掘生产过程屮，条件适合时，会发生瓦斯喷岀或煤与瓦斯突出。煤层及其顶底

2、板I韦I岩中所含瓦斯是重要的矿物资源Z-o2・瓦斯在煤内存在的形态有那些？相互之间有何关系？主要存在形态是什么？瓦斯能以游离和吸附两种状态存在丁煤体内。煤体中的瓦斯含量是一定的，但以游离状态和吸附状态存在的瓦斯量是可以相互转化的，这取决丁温度和压力以及煤屮水分等条件的变化。煤层内的瓦斯主要是以吸附状态存在，游离态瓦斯只占总量的10%左右。在断层，大的裂隙、孔洞和砂岩内，瓦斯主耍以游离态赋存。3・影响煤层瓦斯含量的因素有哪些?(1)煤的吸附性能，煤的吸附性能主耍取决于煤化程度，一般而言，煤化程度越高，存储瓦斯的能力越强；另一方面，煤化程度

3、越高，成煤过程中瓦斯生成量也越大；(2)煤层露头，煤层有露头或者在冲击层下有露头，煤层中瓦斯含量低，反Z,则高；(3)煤层埋藏深度，煤层埋藏越深，煤层中的瓦斯向地表运移距离就越长，煤层透气性降低，瓦斯散失就越困难，瓦斯含量增加；(4)围岩透气性，围岩透气性越好，瓦斯含量就越小；反Z,则大。(5)煤层倾角，煤层埋藏深度相同时，倾幷越大，瓦斯含量就越低；(6)地质构造，封闭型地质构造有利于瓦斯的储存，而开放黑地质构造有利丁•瓦斯的排放；(7)水文地质条件，较大含水层裂隙或流通的地下水通过，经漫长的地质年代，能带走大量的瓦斯。地下水活跃的地区

4、，可带走鬧岩屮的可溶性物质，增加煤系地层透气性，有利于瓦斯的流失。4.影响瓦斯涌出量的因素有哪些？(一)自然因素:(1)煤层和围岩的瓦斯含量。它是决定瓦斯涌出量多少的最重耍因索。单•薄煤层和屮厚煤层开采时，瓦斯主耍来自煤层暴露而或采落的煤炭，煤层瓦斯含量越高，开采时瓦斯涌出量也越人C在开采层附近赋存有瓦斯含量大的煤层时，受采动影响，采空区上下形成大量裂隙，瓦斯就会流向采空区，进入生产空间。(2)地面大气变化。它对采空区或坍冒处瓦斯涌出的影响比较显著。(二)开采技术因素：(1)开采规模。开采规模指开采深度、开拓与开采范围和矿井产量。开采深

5、度的增加，相对瓦斯涌出量增大。开拓与开采范I韦I越广，煤岩暴露面越大，涌岀量也就越大。(2)开采顺序与回采方法。首先开采的煤层瓦斯涌出量大。采空区丢失煤炭多，回采率低的采煤方法，采区瓦斯涌出量人。陷落法比充填法涌出量大。周期来压时，涌出量大。(3)生产工艺。初期瓦斯涌出量大，然后大致按指数函数关系逐渐衰减°落煤时瓦斯涌出量增大，增大值与落煤量、新暴露煤面大小和煤块的破碎程度有关。综合机械化工作面推进速度快，产量高，在瓦斯含量犬的煤层内工作时，瓦斯涌出量很大。(4)风量变化。矿井风量变化时，瓦斯涌出量和风流屮的瓦斯浓度会发生扰动，但很快会

6、转变为另…稳定状态。(5)采区通风系统。采区通风系统对采空区内和回风流中瓦斯浓度分布有重要影响。(6)采空区的密闭质量。若封闭的密闭墙质量不好，或进、冋风侧的通风压差较大，就会造成采空区大量漏风，使矿井的瓦斯涌出量增大。5・矿井瓦斯等级分几级？如何鉴定矿井的瓦斯等级?(1)低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小丁或等于1()H矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40；(2)高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10或矿井绝对瓦斯涌出量大于40；(3)煤与瓦斯突出矿井。6・煤与瓦斯突出有何特点和危害？煤矿地下采掘过程中，在极短的时间内，从煤、岩内以极快的速

7、度向采掘空间内喷出煤和瓦斯的一种动力现象，称为煤与瓦斯突出。它所产生的高速瓦斯流能够推毁巷道设施，破坏通风系统，共至造成风流逆转；喷出的瓦斯由儿百到儿万,能使井巷充满瓦斯，造成人员窒息，引起瓦斯燃烧或爆炸；喷岀的煤、岩由儿千吨到万吨以上，能够造成煤流埋人；猛烈地动力效应可能导致冒顶和火灾事故的发生。煤矿内单纯的岩石与瓦斯突出发生丁•井HI深部开采时，近年有逐步增多的趋势。突出的外部特征是：(1)突出的煤、岩在高压气流搬运过程中，呈现分选性堆积，即近处块度大，远处粒度小，堆积坡度小丁煤的自然安息角；(2)突出过程中煤岩进一步被粉碎，产生极

8、细的粉尘，有时突出的堆积物好似风力充填一样密实;(1)突岀孔洞口小肚大，呈梨型、倒瓶型，其轴线往往沿煤层倾斜向上延伸，或与倾向线成不大的夹角；(4)突出的相对瓦斯涌出量可以大丁煤层的瓦斯含量。煤层平巷、煤层