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1、矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,第一讲 矿井瓦斯爆炸及其预防,众所周知，制约煤矿生产的五大自然灾害是水、火、瓦斯、煤尘、顶板灾害，其中，瓦斯爆炸是极其严重的一种灾害，一旦发生，不仅造成大量的人员伤亡，而且还会严重摧毁矿井设施，中断生产。有时还会引起煤尘爆炸、矿井火灾、井巷垮塌和顶板冒落等二次灾害，从而加重了灾害后果，使生产难以在短期内恢复。例如，1942年日本侵占我国东北时期，在本溪煤矿由电气火花引起瓦斯爆炸，进而导致更严重的煤尘连续爆炸，共有1549人死亡。又如，河南郑煤集团大平煤矿由于煤与瓦斯突出积聚大量瓦斯，最后发生瓦斯爆炸，造成148人死亡；所以预防矿井瓦斯爆炸是一项重大的
2、任务，研究与掌握瓦斯爆炸的防治技术，对煤矿的安全生产具有重大的意义。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,第一节 矿井瓦斯爆炸机理,一、瓦斯的性质 1、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。它含有甲烷、二氧化碳、氮和数量不等的重烃以及微量的稀有气体等，但主要以甲烷为主。瓦斯是一种无色、无味的气体，相对空气密度为0.554。由于比空气轻，故经常积聚在巷道的顶部、上山掘进工作面及顶板冒落的空洞中。瓦斯的扩散性很强，会很快扩散在空气中。瓦斯本无毒，但是不能供人呼吸。瓦斯不能助燃，但与空气混合达到一定程度后，遇到高温火焰时能燃烧爆炸。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井
3、瓦斯爆炸及其预防,2、瓦斯在煤体内存在状态游离态：也叫自由态，这种状态的瓦斯以自由气体存在，呈现出压力并服从自由气体定律，存在于煤体或围岩的裂隙和较大孔隙内，游离瓦斯量的大小与贮存空间的容积和瓦斯压力成正比，与瓦斯温度成反比。吸附态：瓦斯主要吸附在煤的微孔表面上（吸着瓦斯）和煤的微粒结构内部（吸收瓦斯），吸着状态是在孔隙表面的固体分子引力作用下，瓦斯分子被紧密地吸附于孔隙表面上，形成很薄的吸附层。而吸收状态是瓦斯分子充填到几埃（1埃=10-10m）到十几埃,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,的微细孔隙内，占据着煤分子结构的空位和煤分子之间的空间，如同气体溶解于液体中的状态。3、影响煤
4、层瓦斯含量的因素煤的吸附特性煤的吸附性能决定于煤化程度，一般情况下煤的煤化程度越高，存储瓦斯的能力越强。煤层露头煤层如果有或曾经有过露头长时间与大气相通，瓦斯含量就不会很大。反之就越大。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,煤层的埋藏深度煤层的埋藏深度越深，煤层中的瓦斯向地表运移的距离就越长，散失就越困难，同时，深度的增加也使煤层在压力的作用下降低了透气性，有有利于保存瓦斯。围岩透气性煤系岩组合和煤层围岩性质对煤层瓦斯含量影响很大。如果围岩为致密完整的低透气性岩层，如泥层，完整的石灰岩，煤层中的瓦斯就易于保存下来。围岩由厚层中粗砂岩、砾岩或裂隙溶洞发育的石灰岩组成，则煤层瓦斯含量小。,
5、矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,煤层倾角埋藏深度相同时，煤层倾角越小，瓦斯含量越大。因为瓦斯沿水平方向流动比垂直方向流动容易。例如芙蓉煤矿北翼煤层倾角40-48，相对瓦斯涌出量20m3/t；而南翼煤层倾角为6-12，相对瓦斯涌出量高达150m3/t，并且还有瓦斯突出现象。水文地质条件虽然瓦斯在水中的溶解度很小，但是如果煤层中有较大的含水裂隙或流通的地下水通过时，经过漫长的地质年代，也能从煤层中带走大量瓦斯，降低煤层的瓦斯含量。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,地质构造地质构造是影响煤层瓦斯含量的重要因素之一。在围岩属低透气性的条件下，封闭型地质构造有利于瓦斯的储存，而开
6、放型地质构造有利于排放瓦斯。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,4、煤层内的瓦斯压力煤层的瓦斯压力，是处于煤的裂隙和孔隙中的游离瓦斯分子热运动撞击所产生的作用力。二、矿井瓦斯涌出1、瓦斯涌出量瓦斯涌出量是指矿井建设和生产过程中从煤与岩石内涌出的瓦斯量，对应于整个矿井的叫矿井瓦斯涌出量。瓦斯涌出量大小的表示方法有2种：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，单位为m3/t。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,2、影响瓦斯涌出的因素1）自然因素煤层和围岩的瓦斯含量，是决定瓦斯涌出量多少的最重要的因素。单
7、一的薄煤层和中厚煤层开采时，瓦斯主要来自煤层暴露面和采落的煤炭，因此煤层瓦斯含量越高，开采时的瓦斯涌出量也越大。在开采煤层赋存有瓦斯含量大的煤层或岩层时，由于煤层回采的影响，在采空区上下形成大量的裂隙，这些煤层或岩层中的瓦斯就能不断的流向开采煤层的采空区，再进入生产空间，从而增加矿井的瓦斯涌出量。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,地面大气压变化地面大气压在一年内夏冬两季的差值可达5.38kpa，一天内，个别情况下可达22.7kpa。地面大气压变化引起井下大气压的相应变化，它对采空区或坍冒处瓦斯涌出的影响比较显著。当地面大气压突然下降时，瓦斯积存区的气体压力降高于风流的压力，瓦斯就会
8、更多地涌入风流中，使矿井的瓦斯涌出量增大，反之，矿井的瓦斯涌出量将减少。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,2）开采技术因素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。在甲烷带内，随着开采深度的增加，相对瓦斯涌出量增大。矿井产量与矿井瓦斯涌出量间的关系比较复杂，一般情况下：a.矿井达产之前，绝对瓦斯涌出量随着开拓范围的扩大而增加。大致与产量成正比，相对瓦斯涌出量数值偏大而没有意义。b.矿井达产后，绝对瓦斯涌出量基本随产量变化并在一个稳定数值上下波动。相对瓦斯涌出量也相对稳定。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,C.开采工作逐渐收缩时，绝对瓦斯涌出量又随产量的减少而
9、减少，并最终稳定在某一数值，这是由于巷道和采空区瓦斯涌出量不受产量减少的影响，这时相对瓦斯涌出量的数值又会因产量低而偏大，再次失去意义。2）开采顺序与回采方法若首先开采的煤层瓦斯涌出量大。因除其本煤层的瓦斯涌出外，邻近煤层的瓦斯也要通过回采产生的裂隙与孔隙渗透出来，使瓦斯涌出量增大。因此，瓦斯涌出量大的煤层群同时回采时，如有可能应首先回采瓦斯含量较小的煤层。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,采空区丢失煤炭多，回采率低的采煤方法，采空区瓦斯涌出量大。顶板管理采用陷落法比充填法能造成顶板更大范围的破坏和卸压，邻近层瓦斯涌出量就比较大。回采工作面周期来压时，瓦斯涌出量也会大大增加。3）生
10、产工艺瓦斯从煤层暴露面（煤壁）和采落的煤炭内涌出的特点是，初期瓦斯涌出的强度大，然后大致按指数函数的关系逐渐衰减。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。工作面放炮时增大1.42.0倍，采煤机割煤时增大1.41.6倍。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,4）风量变化矿井风量变化时，瓦斯涌出量和风流中的瓦斯浓度会发生扰动，但很快就会转变为另一稳定状态。无邻近层的单一煤层回采时，由于瓦斯主要来自煤壁和采落的煤炭，采空区积存的瓦斯量不大,回风流中的瓦斯随风量的减少而减少。煤层群开采和综采放顶煤工作面的采空区内、煤巷的冒顶孔洞内，往往积存大量高浓度瓦斯的瓦斯
11、，一般情况下，风量增加时，起初由于负压和采空区漏风的加大，一部分高浓度瓦斯被漏风从采空区带出，绝对瓦斯涌出量迅速增加，回风流中的瓦斯浓度可能急剧上升。然后，浓度开始下,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,降，经过一段时间，绝对瓦斯涌出量恢复到或接近原有值，回风流中的瓦斯浓度才能降到原有值下；当风量减少时，情况相反。所以采区风量调节时、反风时、综放工作面放顶煤时，必须密切注意风流中的瓦斯浓度。5）采空区密闭质量采空区内往往积存大量高浓度瓦斯（可达6070%），如果封闭的质量不好，或进、回风侧的 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。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯
12、爆炸及其预防,6）采区通风系统采区通风系统对采空区和回风流中瓦斯浓度分布有着重要影响（如工作面通风方式的选择）三、瓦斯涌出不均系数在正常生产过程中,矿井绝对瓦斯涌出量受各种因素影响,其数值是经常变化的,但在一段时间内只在一个平均值上下波动,我们把其峰值与平均值的比值称为瓦斯涌出不均系数,其表示为:,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,K=Qmax/Qa式中 k给定时间内瓦斯涌出不均系数;Qmax该时间内的最大瓦斯涌出量,m3/minQa该时间内的平均瓦斯涌出量,m3/min确定瓦斯涌出不均系数的方法是:根据需要,在待确定地区(工作面、采区、翼或全矿)的进、回风流中连续测定一段时间（一个
13、班、一天、一月或一年）的风量和瓦斯浓度，一般以测定结果中的最大一次瓦斯涌出量和各次测定的算术平均值代入上式计算k值。测定瓦斯涌出不均系数的目的：通风设计针对瓦斯涌出不均采区针对性措施，使瓦斯涌出比较均匀。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,四、矿井瓦斯等级1、矿井瓦斯等级划分为了方便对于矿井进行分级管理，按照瓦斯涌出的形式和大小，将矿井分成不同等级：低瓦斯矿井：10m3/t或40m3/min；高瓦斯矿井：10m3/t或40m3/min；煤与瓦斯突出矿井；2、矿井瓦斯等级鉴定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。,矿
14、井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,鉴定时间和基本条件矿井瓦斯等级鉴定工作应在正常生产的条件下进行，根据当地气候条件，选择矿井绝对瓦斯涌出量较大的月份进行，一般在七月或八月，在鉴定月的上、中、下旬中各取一天（间隔10天），分三班（或四班）进行测定工作。测定前必须做好组织分工和仪表校正等准备工作。测点选择和测定内容及要求确定矿井瓦斯等级时，是按每一自然矿井、煤层、一翼、水平和各采区分别计算相对瓦斯涌出量，并取其中最大值（不是平均值）。所以测点应布置在每一通风系统的主要通风机风峒、各水平、各煤层和各采区的回风道测风站内。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,测定内容为风量和风流中瓦斯
15、浓度。如果进风流中含有瓦斯时，还应在进风流中测风量和瓦斯浓度。进、回风流的瓦斯涌出量之差，就是鉴定地区的瓦斯涌出量。抽放瓦斯的矿井，在鉴定月内在相应的地区测定抽出的瓦斯量，矿井瓦斯等级鉴定划分时，必须包括抽放瓦斯量。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,五、瓦斯爆炸过程 爆炸是气体快速扩展的结果。物理变化和化学变化都可以造成爆炸，而矿井瓦斯爆炸是以甲烷为主的可燃性气体和空气组成的爆炸性混合气体在火源引发下发生的一种迅猛的氧化反应的结果。其反应方程式为：CH4+2O2=CO2+2H2O+能量（882.6KJ/mol）CH4+O2=CO+H2+H2O+能量,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆
16、炸及其预防,第二节 瓦斯爆炸的传播及其后果,1、瓦斯爆炸的分类 物质从一种状态迅速变成另一种状态，并在瞬间放出大量能量的同时产生巨大声响的现象称为爆炸。爆炸可以分为物理性爆炸和化学性爆炸两类。物理性爆炸前后物质的性质及化学成分均不改变（如锅炉爆炸、气体超压爆炸等），而化学性爆炸是由于物质发生迅速的化学反应、产生高温、高压而引起的爆炸，化学性爆炸前后物质的性质和成分均发生了变化，矿井瓦斯爆炸属于化学性爆炸。根据爆炸传播速度可将瓦斯爆炸分为三类：爆燃传播速度为每秒数十厘米至数米；爆炸传播速度为每秒数十米至数百米；爆轰传播速度超过声速，可达每秒数千米。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,2
17、、瓦斯爆炸的传播 正向冲击爆炸（爆燃、爆炸、爆轰）发生时，爆源附近的气体向外产生的冲击。反向冲击爆炸（爆燃、爆炸、爆轰）发生时，爆源附近的气体向外冲击，加之反应产物生成的水蒸气凝成液态体积缩小，在爆源附近形成负压区，因此爆炸气体又从外围反向冲回爆源，这种现象称为反向冲击。尽管反向冲击比正向冲击的力量小，但是，由于它是在已遭破坏巷道的基础上进行的，所以破坏的后果更严重。反向冲击时，如果气体中含有可爆的烷空气体，则可能造成二次爆炸，后果就更加严重。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,3、瓦斯爆炸的后果 瓦斯爆炸时会产生三个致命的因素：火焰锋面、冲击波和井巷大气成分的变化。1）火焰锋面 是
18、瓦斯爆炸时沿巷道运动的化学反应带和燃烧的气体的总称。其危害：（1）可使人的衣服被扯下，造成大面积皮肤的深度烧伤、呼吸器官甚至食道和胃的粘膜烫伤；（2）烧坏电气设备与电缆，当电缆有电时可能引起二次性的电气火灾；（3）引燃井巷的可燃物造成二次性灾害火灾。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,2）冲击波 在正向冲击波传播时，其波峰的压力可从数十kPa到2MPa的范围变化；当正向冲击波叠加和反回时，可形成高达10MPa的压力。其危害：（1）人体创伤，在大多数情况下，这些创伤具有综合和多样的特征，如创伤和烧伤综合，这给急救造成困难，需要细心护理；（2）移动、翻倒和破坏电气设备、机械设备，甚至可能
19、发生二次性着火；（3）破坏支架、堵塞巷道、引起冒顶，破坏通风设施与通风系统，这不仅会扩大灾情，而且会使抢险救灾、救人困难化复杂化。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,3）井巷大气成分的变化 瓦斯爆炸时，矿井大气成分会发生下列变化：氧浓度下降；产生有毒有害气体；形成爆炸性气体。爆炸在完全反应的情况下生成的CO2和H2O最多，否则，生成的CO、H2和H2O较多。高浓度的CO2（大于5%）犹如有毒气体，它溶于血液内能造成死亡性中毒。高浓度热水蒸气可能造成内脏器官的烫伤。CO是一种剧毒物质，当浓度达到0.5%时，仅几分钟人员即有死亡危险。据实验资料,甲烷等碳氢化合物与空气混合的爆炸效应,1k
20、g碳氢化合物相当于4kg的梯恩梯炸药。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,第三节 煤矿爆炸性气体的安全技术参数,1、爆炸性气体安全技术参数甲烷的爆炸下限为5%（体积浓度），上限为15%；乙烷的爆炸下限为3.0%（体积浓度），上限为12.5%；丙烷的爆炸下限为2.1%（体积浓度），上限为9.5%。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,2、影响爆炸界限的主要因素1）温度对爆限的影响随着温度的升高，甲烷的爆炸下限下降，上限升高，即爆炸范围扩大。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,2）气压对爆限的影响随着环境压力的升高，甲烷的爆炸
21、下限变动很小，而上限升高很大，即爆炸范围扩大。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,3）氧浓度对爆限的影响氧浓度降低，烷空气体的爆炸范围缩小，爆炸压力也减小。4）煤尘的影响飞扬在烷空气体中的煤尘，会降低甲烷的爆炸下限。因为不仅煤尘本身可能有爆炸性，而且煤尘遇热时可能会干馏出可燃气体，这些都可使甲烷爆炸下限下降，从而导致爆炸范围扩大。5）其它可燃气体存在的影响当烷空气体中混有其它可燃气体时，混合气体的爆炸范围将发生改变。6）引火源点燃能量的影响引火源向邻近的烷空气体层传输的能量越大，爆炸范围越宽。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,7
22、）惰气的影响如果在烷空气体中混入了惰性气体，则爆炸下限提高，上限降低。3、感应期烃类氧化具有感应期，感应期后烃类氧化反应速度骤增，从接触引火源起到可燃气体与空气混合物氧化反应转为快速燃烧时止的时间间隔称为感应期。感应期的长短取决于可燃气体的种类、浓度、气压以及引火源的温度等。从表1-5可知，随着引火源温度的升高和甲烷浓度的下降，感应期将缩短。矿用安全炸药正是利用了烷空气体存在感应期的特征。在遵守煤故矿安全规程的条件下，安全炸药爆破时的高温寿命短于烷空气体的感应期，所以一般不会引燃瓦斯。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,第四节 瓦斯爆炸的原
23、因分析,1、瓦斯爆炸的条件甲烷爆炸的必要条件有3条：1）甲烷的浓度处于爆炸范围内（在常温常压条件下，形成515%CH4积存）；2）氧气浓度大于12%（一般情况下）；3）存在引爆火源（引火源的能量大于最小点燃能量0.28mJ、温度高于最低点燃温度595C和点燃时间长于感应期）。在一般矿井条件下，氧浓度是满足的，只要瓦斯积存和火源两大基本因素同时具备就会发生瓦斯爆炸事故。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,2、瓦斯积存的原因及规律 瓦斯积存的基本原因是瓦斯不断的大量涌出而对其冲淡的风量不足甚至停风。据统计，瓦斯积存的规律是，越是靠近瓦斯涌出源区瓦斯积存的概率越高，越是供风停顿或供风不足的
24、时间越长，瓦斯积存量越大。因此在采掘工作面采掘机械落煤部、钻机钻孔见煤或瓦斯源处、放炮落煤过程、排放瓦斯下游井巷、冒高处、密闭区域、通风不良区、停风、无风区、瓦斯喷出、瓦斯大量涌出以及煤与瓦斯突出等都是在时间上与空间上积存瓦斯概率最高的。瓦斯积存原因统计详见（表16）。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,3、引爆火源 煤矿井下引火源多种多样，大体可分为下列十种：化学性火源：1）明火，2）自燃发火，3）炮火，4）导爆索、雷管火；冲击性火源：5）冲击、摩擦火，6）绝热压缩高温；电气性火源：7）电火花、电弧，8）静电火花，9）雷电；高温性火源：1
25、0）高温表面，11）热辐射。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,第五节 预防瓦斯爆炸的技术措施,预防瓦斯爆炸的技术措施主要包括三个方面：防止瓦斯积存与超限；防止出现引燃火源；防止瓦斯爆炸事故扩大的措施。1、防止瓦斯积存与超限 所谓瓦斯积存是指体积大于0.5m3的空间内积存的瓦斯浓度达到2%的现象。矿井必须从采掘设计、生产管理上采取措施防止瓦斯积存。当发生瓦斯积存时，必须及时进行处理。通风异常与瓦斯涌出异常是造成瓦斯积存的根本原因。因此，防止瓦斯积存的根本措施就是避免这些异常的发生，或一旦发生，必须及时采取措施，在未造成事故或灾害之前，使其恢
26、复正常。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,1）通风异常的原因、类别和对策（1）停电：主扇停电、局扇停电（2）通风系统或通风设施遭到破坏或出现异常（3）反风2）瓦斯涌出异常的类别和对策（1）煤（岩）与瓦斯突出（2）与抽放有关的异常（3）排放瓦斯时出现的异常（4）冲击地压和顶板大面积陷落时出现的瓦斯涌出异常（5）大气压力急剧下降时出现的瓦斯涌出异常（6）采掘工作面大面积落煤时出现的瓦斯涌出异常,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,2、防止瓦斯引燃的措施防止瓦斯引燃的的原则是：严禁和杜绝一切非生产火源，严格管理和限制生产中可能发生的火、热源。3、防止瓦斯爆炸事故扩大的措施预备性措
27、施：灾害预防及处理计划设置安全设施：风门、避难硐室、防爆门等。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,第六节 采掘工作面瓦斯治理措施,1、掘进工作面瓦斯治理措施1）合理布置工作面位置,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,2）合理风排,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,3）先抽后掘,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,4）局部瓦斯治理,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,2、采煤工作面瓦斯治理措施,1）开采解放层2）瓦斯抽放,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（1）集中抽放巷预抽,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（2）本煤层预抽,矿井
28、瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（3）高位巷抽放,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（4）留管抽放,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,3）合理风排4）局部瓦斯治理,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,第七节 瓦 斯管理制度,（一）回采（回收）工作面瓦斯管理制度 1、瓦斯检查工作必须安排经专门培训取得合格证的人员担任，并持证上岗。2、瓦检员必须对采面的进、回风巷、采面、采面上隅角、老塘边以及局部冒高点进行瓦斯检查，发现问题要及时进行处理，并向区调度汇报。严禁空班漏检和瓦斯超限作业。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（一）回采（回收）工作面瓦斯管理制
29、度,3、采煤工作面风流中瓦斯浓度达到1%时，停止用煤电钻打眼。4、采煤工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时，必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理；电动机及其开关地点附近20米范围内风流中瓦斯浓度达到1.5%时，必须停运转，撤出人员，切断电源，进行处理。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（一）回采（回收）工作面瓦斯管理制度,5、采煤工作面内，在体积大于0.5M空间中,局部积聚瓦斯浓度达到达2%时,附近20米范围内,必须停止工作,撤出人员,切断电源,进行处理。6、凡因瓦斯浓度超过规定而切断电源的电气设备，都必须在瓦斯浓度降到1%以下时，方可复电开动机器。,矿井瓦斯爆炸及其预防,
30、矿井瓦斯爆炸及其预防,（一）回采（回收）工作面瓦斯管理制度,7、采面回风巷风流中瓦斯浓度超过0.8%时,采面不许生产，采取措施进行处理；采面回风巷风流中瓦斯浓度超过1%或二氧化碳浓度超过1.5%时，都必须停止工作，撤出人员，查明原因，及时向区、矿汇报，由矿总工程师负责采取措施进行处理。8、采面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时,必须停止工作,撤出人员，查明原因，制定措施报矿总工程师批准，进行处理。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（一）回采（回收）工作面瓦斯管理制度,9、采面放炮时，瓦检员负责检查采面回风巷、上隅角、采面上出口往下20米范围内的瓦斯情况；若采空区顶板未冒落时，还必须检
31、查切顶线以里（采空区一侧）1.2米范围内和炮机附近的瓦斯情况，但切顶线以里（采空区一侧）瓦斯浓度按局部瓦斯进行管理，若瓦斯浓度超过规程规定，严禁放炮。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（一）回采（回收）工作面瓦斯管理制度,10、采面放炮必须严格执行“一炮三检查”和“三人联锁”放炮制度，放炮后，经验炮确认无危险后，方准进入作业地点作业。11、加强采面上隅角瓦斯检查和管理，瓦检员要监督生产单位将采面上隅角支柱及时回收，不准超前或滞后回收。若采面上隅角冒落不好造成瓦斯积存，采面必须停止工作，进行隔离处理好后方可恢复工作，并且隔离墙不得回收利用。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防
32、,（一）回采（回收）工作面瓦斯管理制度,12、采面推进前方如有盲巷、老巷时，在距采面20米以前，矿生产技术科应事先通知通风区启封盲巷、老巷排放瓦斯，并保证正常通风，只有在瓦斯浓度不超限时，采面方可向前推透。13、瓦斯检查汇报次数，一般每班不得少于3次，对瓦斯涌出较大或异常的采面必须随时检查、汇报并按规定时间填写瓦检小票和瓦斯记录牌板。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（一）回采（回收）工作面瓦斯管理制度,14、瓦检员班中不得脱离岗位，不得看书或睡觉，不得漏检和假汇报，否则给予开除矿籍的处罚。15、瓦检员负责对采面所属风门、风帐、隔爆设施、监测装置进行看管，发现损坏、丢失等要及时向区
33、调度汇报。若设施损坏、丢失等而瓦检员未发现或未汇报的，一律按失职论处。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（一）回采（回收）工作面瓦斯管理制度,16、采面回收过程中，一旦发现无风、微风或瓦斯超限时，必须立即停止回收工作，待解决好通风、瓦斯浓度不超限后，方可继续回收。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（二）掘进（老巷套修）工作面瓦斯管理制度,1、瓦斯检查员必须是由经过专门培训取得合格证的人员担任，并持证上岗。2、瓦斯检查员对工作面风流、回风流、局部冒高等处进行瓦斯检查，发现问题及时处理，并向区调度汇报。严禁空班漏检和瓦斯超限作业。3、工作面风流中瓦斯浓度达到1%时，必须停止
34、用煤电钻打眼，放炮地点附近20米范围内风流中的瓦斯浓度达到1%时，严禁放炮。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（二）掘进（老巷套修）工作面瓦斯管理制度,4、工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时，必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理。电动机及其开关地点附近20米范围内风流中瓦斯浓度达到1.5%时，必须停止运转，撤出人员，切断电源，进行处理。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（二）掘进（老巷套修）工作面瓦斯管理制度,5、掘进（套修）巷道内，帮、顶等局部积聚瓦斯浓度达到或超过2%时，无论体积大小，附近20米范围内，必须停止工作，撤出人员，切断电源，采取增设局扇、出风袖
35、、设导风障等有效措施进行处理，只有局部积聚瓦斯浓度降至2%以下时，方可恢复工作。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（二）掘进（老巷套修）工作面瓦斯管理制度,6、工作面回风流中瓦斯浓度超过1%或二氧化碳浓度超过1.5%时,都必须停止工作，撤出人员，由矿总工程师负责采取措施进行处理。7、凡因瓦斯浓度超过规定而切断电源的电气设备，都必须在瓦斯浓度降到1%以下时，方可人工复电。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（二）掘进（老巷套修）工作面瓦斯管理制度,8、工作面放炮严格执行“一炮三检查”和“三人联锁”放炮制度。9、工作面放炮必须检查附近20米范围内风流和局部冒高处、盲洞以及炮机
36、附近20米范围内的瓦斯浓度，若瓦斯浓度超过规程规定，严禁放炮。10、工作面放炮前后，瓦检员必须监督现场作业人员对距迎头20米范围内的巷道进行洒水灭尘。否则，不准放炮、出货。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（二）掘进（老巷套修）工作面瓦斯管理制度,11、瓦检员在班中对工作面的瓦斯检查和汇报次数不应少于三次，并按时填写瓦检小票和瓦斯记录牌板。对瓦斯涌出量较大或涌出异常的工作面要经常检查、汇报。凡发现作业现场与规程、措施等规定不符时，有权停止工作，直至整改符合规定后，方准恢复生产。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（二）掘进（老巷套修）工作面瓦斯管理制度,12、工作面前方如
37、透老巷、小窑等，由生产技术科提前通知有关单位距老巷、小窑的距离，待采取切实可行的安全措施后，方可掘进。13、工作面套修前方如遇空洞时，要立即停止套修，待瓦检员详细检查空洞内瓦斯，在瓦斯浓度不超限的情况下，方可继续套修；若瓦斯浓度超限时，应先排出空洞内瓦斯，不超限后，才允许继续套修。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（二）掘进（老巷套修）工作面瓦斯管理制度,14、瓦检员班中不得脱离岗位，不得看书和睡觉，不得漏检和假汇报，一经发现，开除矿籍。15、瓦检员对所管辖内的风筒、防灭尘设施、隔爆设施、瓦斯监测系统等进行监督管理，发现损坏、丢失等必须及时向区调度汇报，不汇报或不知道的，要追究瓦检
38、员的责任。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（二）掘进（老巷套修）工作面瓦斯管理制度,16、瓦检员发现工作面瓦斯忽大忽小，有异常变化时，要立即停止工作，撤出人员，及时向区、矿调度汇报，请示矿总工程师，采取有效措施进行处理。17、矿总工程师要求停止工作进行观察的工作面，在恢复生产前，必须请示矿总工程师批准后才能复工。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（三）两巷贯通瓦斯管理制度,1、当贯通的两工作面相距20米（综合机械化掘进相距50米）时，必须停止一个工作面的掘进工作，由另一个工作面掘进贯通，停掘工作面必须保持正常通风。2、通风区在接到放炮警戒通知书后，必须及时下达允许贯通
39、通知书，通知书要详细说明被贯通巷道内的瓦斯情况及通风情况。3、施工单位在未收到通风区下达的允许贯通通知书前，不得进行贯通工作。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（三）两巷贯通瓦斯管理制度,4、进入放炮警戒范围后，正常掘进工作面每次装药放炮前，本头瓦检员必须与被贯通工作面的瓦检员取得联系，并实行签字贯通措施。5、被贯通工作面的瓦检员必须详细检查预透点附近20米范围内风流、回风流、局部瓦斯浓度，只有两工作面供风正常，瓦斯浓度都不超限时，方可掘进贯通，否则，严禁贯通。6、贯通期间，必须严格执行两巷贯通的安全技术措施。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（四）井下烧焊瓦斯管理制度
40、,1、瓦检员必须对烧焊现场的瓦斯检查全面负责。2、烧焊前，瓦检员必须对烧焊地点前后各20米范围内风流、裂缝和局部冒高空间等地点的瓦斯进行详细检查。3、只有在电焊、气焊和喷灯地点前后20米范围内风流中瓦斯浓度都不超过0.5%，20米范围内局部积聚瓦斯浓度在2%以下，体积小于0.5m3时，方可进行烧焊工作。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（四）井下烧焊瓦斯管理制度,4、烧焊地点前后20米范围内，发现有煤尘飞扬和积聚时，必须洒水灭尘后方可进行烧焊工作，否则，不得进行烧焊。5、井下从事电焊、气焊、喷灯焊接等工作，必须严格执行规程第223条的规定，并办理烧焊使火手续，没有办理生火票和制定安
41、全措施及提前通知的，通风区有权不派瓦检员参加现场工作。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（四）井下烧焊瓦斯管理制度,6、指定专人在现场检查和监督。电焊、气焊和喷灯等工作地点的前后两端各10m的井巷范围内，应是不燃性材料支护，并应有供水管路，有专人负责喷水。工作面地点应至少备有2个灭火器。在井口房、井筒和倾斜巷道内进行电焊、气焊和喷灯等工作时，必须在工作地点的下方用不燃性材料设施接受火星。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（四）井下烧焊瓦斯管理制度,电焊、气焊和喷灯等工作完毕后，工作地点再次用水喷洒，并应有专人在工作地点检查1h，发现问题，立即处理。在有煤（岩）与瓦斯突出
42、危险的矿井中进行电焊、气焊和喷灯时，必须停止突出危险区内的一切工作。7、使火前，必须提前一个班办完使火手续，并及时送交有关单位。8、使火票及使火措施，必须是当次有效、不得连续使用。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（五）井下瓦斯巡回检查管理制度,1、检查地点：井下所有采掘工作面、峒室、密闭前、水仓及非生产性巷道。2、瓦斯检查工作必须安排取得合格证的人员担任，并持证上岗。3、对井下采煤工作面：（1）、瓦斯员交接班时必须交待清楚该采面的通风、瓦斯及其它详细情况，有问题及时处理汇报。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（五）井下瓦斯巡回检查管理制度,（2）、瓦检员接班后按采面回
43、风巷上隅角采面下运巷的路线详细检查回风流、上隅角、局部、风流等地点的瓦斯浓度（包括电器设备附近20米范围内的瓦斯情况）。（3）、正常情况下，瓦检员必须按上述路线及地点在班初、班中、班末至少检查三次瓦斯情况并汇报；发现问题及时处理，特殊情况，随时检查。（4）、瓦检员每次巡回检查瓦斯并汇报后，必须返回至采面上隅角附近坚守岗位。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（五）井下瓦斯巡回检查管理制度,4、掘进工作面：（1）、瓦检员交接班时，必须交待清楚该掘进工作面的通风、瓦斯及其它详细情况，有问题及时处理汇报。（2）、瓦检员接班后，必须按回风（风筒出风口往外至开口点）风流（风筒出风口至迎头）的路
44、线详细检查回风流、风流、局部等地点的瓦斯情况（包括电器设备附近20米范围内的瓦斯情况）。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（五）井下瓦斯巡回检查管理制度,（3）、正常情况下，瓦检员必须按上述路线及地点在班初、班中、班末至少检查三次瓦斯情况 并汇报，发现问题及时处理，特殊情况按上述路线及地点随时检查瓦斯情况。（4）、瓦检员每次巡回检查瓦斯并汇报后，无特殊情况，必须返回至掘进工作面迎头坚守岗位。（5）、瓦检员每班必须对该掘进工作面局部通风机10米范围内的瓦斯情况详细检查一次。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（五）井下瓦斯巡回检查管理制度,5、瓦检班长每班必须按回风石门（包
45、括通上）采掘工作面（或大眼、压眼）运输石门的路线详细检查包括密闭前、局部、冒高处在内的瓦斯情况，发现问题及时处理并汇报。6、井下各峒室、水仓（临时水窝）、煤仓、煤仓上口及非生产性巷道每周必须安排瓦检员详细检查一次瓦斯情况，每旬由测风员进行一次风量测定。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,（五）井下瓦斯巡回检查管理制度,7、生产系统内的峒室、水仓等的瓦斯情况由当班跑片的瓦检员进行检查。8对井下检查出的瓦斯问题，必须立即处理，不能处理的，严格按矿有关制度、措施执行。9、通风区组织人员不定时对井下瓦斯检查情况进行抽查，发现问题严格按矿有关规定进行处理。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及
46、其预防,第八节 如何安全排放瓦斯,排放瓦斯有局部通风机（简称局扇）排放瓦斯和全风压排瓦斯两大类，其中局扇排放瓦斯又分掘进工作面临时停风排瓦斯和已封闭巷道或长期不通风巷道的瓦斯排放。全风压排瓦斯包括尾排处理采面隅角瓦斯。除掘进面排瓦斯外都有一个启封密闭排瓦斯问题。局扇排放瓦斯掘进工作面临时停风的瓦斯排放1扎风筒法：在启动局扇前先把局扇前的风筒扎起来，只留小孔，开动局扇，向工作面供风。瓦斯在巷道整体向外推移。进入全风压处被稀释，扎风筒的大小按瓦斯量大小确定。排完瓦斯再把扎风筒处全打开。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,第八节 如何安全排放瓦斯,2挡局扇法：在启动局扇前用木板或皮带把局扇
47、挡上一部分，再启动局扇，根据瓦斯情况确定挡的大小，等到排完瓦斯把挡板或皮带移开。3设三叉风筒排瓦斯：在局扇前设一个三叉风筒，一个叉向工作面供风，另一个叉平时正常通风时扎严不许漏风，遇到需要排瓦斯时把三叉打开，再启动局扇，一部分新风供向工作面，一部分新风在三叉处出来直接进入回风巷道。工作面风流也是把巷道的瓦斯向外推移到全风压处再稀释，根据瓦斯情况，控制三叉处风量，直到排完瓦斯把三叉风筒漏风扎严。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,第八节 如何安全排放瓦斯,4断开风筒法：在启动局扇前，排瓦斯人员向工作面方向检查瓦斯，在瓦斯浓度达到1%处，将风筒断开，直接启动局扇，根据瓦斯浓度将风筒半对接
48、，一人在断开风筒后方5米10米处检查瓦斯，浓度不准超过1.5%，超过了就把风筒移开一些，多些新风，浓度降下来就把风筒多对上点儿，如此反复直到瓦斯不超就全部接上风筒。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,第八节 如何安全排放瓦斯,对这四种排放瓦斯方法进行比较：前三种方法的优点是简单易行、省事。它的原理都是减少向工作面供风，瓦斯整体向外推移，瓦斯到全风处得到稀释。缺点：一是供风少，瓦斯向外移动慢，如果一条巷道几百米或上千米排瓦斯时间过长。二是高浓度瓦斯什么时间到全风压处不易掌握，要经常检查瓦斯，人就容易接触高浓度瓦斯。三是开始排放瓦斯时，供风过大又是一风吹。四是调节风量都是在局扇附近，噪声
49、大，联系不便。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,第八节 如何安全排放瓦斯,第四种方法的优点是用全部局扇的风量稀释瓦斯，排放时间短，瓦斯浓度易控制，人不接触高浓度瓦斯，高浓度瓦斯仅存于高瓦斯区域。缺点是需要断开风筒，然后到外边启动局扇，遇有突然停电，人员应立即撤出掘进巷道。撤人是比较安全的，因外边瓦斯全在1.5%以下。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,第八节 如何安全排放瓦斯,前三种方法缺点较多，如果全风压回风道是陡立的上山或立眼，检查瓦斯非常困难。第四种方法适应性强，一般掘进巷道，如无特殊瓦斯涌出点，外边巷道瓦斯释放时间长，瓦斯涌出量下降，瓦斯都先从工作面逐渐向外不断延
50、长超限区域。用断风筒法能迅速排出瓦斯，减少瓦斯积聚的时间，迅速恢复正常通风。,矿井瓦斯爆炸及其预防,矿井瓦斯爆炸及其预防,第八节 如何安全排放瓦斯,如果巷道瓦斯涌出量特别大，整个掘进巷道全部瓦斯超限，必须在全风压处控制瓦斯浓度，要在启动风机时采取特殊措施。可以用皮带或木板把风机集风器口挡上，启动风机后再把挡的皮带或木板根据瓦斯情况逐渐移开。这种方法适用于全风压供风较大的掘进工作排瓦斯。1991年新建煤矿003掘进队施工二水平西主运巷，断面16，三台28KW局扇供风，供风量840m3/min，瓦斯涌出量最大时达到10 m3/min。（当时没有开展瓦斯抽放工作）停风瓦斯超限，500 m600 m长
