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第三章瓦斯第一节矿井瓦斯一、 矿井瓦斯的形成以及在采掘过程中的涌出矿井中的瓦斯是亿万年以前森林与沼泽中的古代植物，经过地壳运动被埋入地下，在成煤过程中，由于地热和厌氧菌的作用与煤同时产生的。在长期的地质年代里，大部分已逸散了，只有一小部分被保存在煤体和围岩里，以游离状态和吸附状态艳情在于煤岩的孔隙与裂隙中，随着采掘工作的进行，部分游离瓦斯在瓦斯压力的作用下，由煤层的暴露面渗透出来。涌向掘空间，部分吸附瓦斯转化为游离了状态。这是瓦斯涌出的基本形成，但在某些特定条件下，还会出现瓦斯喷出或煤岩与瓦斯突出的异常现象。在采掘过程中，煤层暴露面和采落煤炭中涌出的瓦斯量都随着时间的增长而下降，在同一个工作面，落煤工序的瓦斯涌出量又与落煤的多少，煤壁暴露的大小和煤块的破碎程度有关。二、瓦斯的成分、性质及危害1、成分：瓦斯主要是沼气，其他成分还有二氧化碳，氮气以及微量的氢气，乙烷，二气化硫及一氧化碳等混合气体。2、性质：无色，无味，无臭，无毒体，比重0.554。3、危害：在空气中的含量达到一定浓度时，遇火燃烧甚至爆炸，浓度达到40%以上时，能使人立即窒息。三、矿井瓦斯等级的划分按照平均日产一吨的瓦斯涌出量和瓦斯涌出的形式分：1、 低瓦斯矿井：10m3/t.d及其以下。2、 高瓦斯矿井：10m3/t.d以上。3、 煤与瓦斯突出矿井。四、构成瓦斯爆炸事矿的主要环节瓦斯爆炸必须同时具备三个条件：瓦斯浓度在爆炸范围；高温热源存在时间大于瓦斯的引火感应期；瓦斯与空气混合气体中氧的浓度大于12%。1、 瓦斯浓度的爆炸范围：首先是瓦斯聚积，这是构成爆炸的最根本条件，在新鲜空气中，瓦斯浓度达516%。遇火源就会引起爆炸，瓦斯浓度在78%时，最容易爆炸，当瓦斯浓度在9.5%时，爆炸最为剧烈。2、 高温热源存在时间在于瓦斯的引火感应期：瓦斯与高温热源接触时，不是立即燃烧或爆炸，而是要经过一个很秀才不出门的间隔时间，这种现象叫引导火延迟性，间隔的这段时间称感应期，在正常大气条件下，瓦斯在空气中的着火温度为650750度，因此，明火，放炮炎焰，电火花，煤的自然发火，甚至摩擦火花，都不能可能引导燃，引爆瓦斯，这种引燃的最低温度与瓦斯在空气混合中的浓度，混合气体的压力，火源的性质以及引燃瓦斯的时间有关。3、 氧气与空气混合气体中的氧浓度大于12%：如果瓦斯与空气混合气体中的氧浓度低于12%，即使遇有火源，一般是不会引起爆炸的，但是在生产井巷中，（冒顶区，未封闭的采空区）空气中的氧含量都是大于12%的。如果通风，防尘，隔爆等安全措施完善，即便发生瓦斯爆炸，也可能限制在局部范围内，不致扩大灾害影响。五、瓦斯检查的规定1、检查地点：包括所有采掘工作面与可能涌出或积聚瓦斯，二氧化碳的巷道和硐室，瓦斯枪柄牌板的位置地点如下：回采工作面的上下出口处20米以内；掘进工作面的放炮中躲避地点；硐室的值班人员或司机的停留处；无人硐室的调节内窗处；盲巷的栅栏前。2、检查次数：高瓦斯矿井每班至少检查三次；低瓦斯矿井每班至少检查两次；突出矿井的采掘面或瓦斯涌出量大，变化大异常的个别工作面，必须设专人随时检查；对没有人工作的工作面，每班至少在进出口检查一次。3、瓦斯检查人员必须按规定的巡回检查路线执行巡回检查制度和请示报告制度，填写瓦斯检查班报，检查结果记入检查点的牌板和检查员手册中，并通知在场工作人员。必须做到瓦斯检查牌板，手册，和日表一致，三者缺一不可，这称为“三对口”。4、通风部部的值班人员，必须审阅瓦斯检查班报，掌握井下瓦斯变化情况，发现问题及时处理，重大问题立即向矿井调度室汇报。5、通风瓦斯日报每天送矿长、总工程师审阅。由于矿井随着采掘工作的进行，矿井地质条件的变化以及通风状况的异常变化，井下各采掘面和巷道中瓦斯涌出量也会发生变化。规程规定的检查次数是按实践经验提出的最低要求，因此空班或漏检是绝对不允许的，有不少斯爆炸事故说明了空班漏检是发生事故的重要原因之一。对待这种瓦斯检查人员严重失职的行为，不论是否发生事故都必须认真追查，严肃处理。六、用瓦斯检定器检查瓦斯和二氧化碳的方法1、测瓦斯方法：（1）把胶管伸到要检查的地点，一般为巷道上部，挤压气球77次。（2）按电门，观察光谱移动距离，光谱不超过一分钟，转动微动手轮，把光谱基线定到零位，读出瓦斯几厘，如光谱移动超过整分的位置时，移动微动手轮，把光谱的基准线对到整分位置，然后观察微动刻度盘，就可读出几分几厘。2、测二氧化碳方法（1）在需要测量地点，先测瓦斯含量。（2）甩掉苏打石灰附管，测出混合气体的混合含量。（3）从混合粉气体中减去瓦斯含量，乘以系数0.955，就是二氧化碳含量。3、特殊地点的检测应符合下列要求：（1）检查高昌地点、采煤工作面老塘边缘，应站在支护完好的地方，用小棍将胶皮管送到待测点进行测定，严禁进入老塘或高昌地点检测。（2）在老巷、瓦斯积聚区检测瓦斯时，不得少于两人，并且两人之间保持3-5米的距离，由外向里每隔3-5米检查1次。（3）检查烧焊地点的瓦斯浓度时，必须在烧焊前检测一次瓦斯，然后每隔15-20分钟检测一次瓦斯，瓦斯浓度达到0.5%时，必须立即停止烧焊工作。（4）其它特殊作业（如瓦斯排放、启封密闭、火区观测、巷道贯通）的两项2检测，记大严格执行作业规程或安全技术措施。七、引起瓦斯煤尘爆炸（燃烧）的火源引起瓦斯煤尘爆炸（燃烧）的火源有明火、电火花、电弧或赤热表面的部件、放炮火焰、自燃发火以及摩擦火花，个别情况也有雷击引起瓦斯爆炸的事例。1、 明火：井下使用明火，吸烟，井下烧焊或者井口房，瓦斯抽放站烤火。2、 电火，电弧或赤热表面的部件：井下使用非防爆，非安全火花型设备仪表；防爆电气设备失爆；电缆短路；井下带电检修；井下使用普通电灯电照明；放炮母线明接头及水泵等机电硐室利用电炉或大灯泡取暖等。3、 自然发火：井下煤炭自然或对火区管理不善，使火焰蔓延到瓦斯积聚区或使达到燃烧，爆炸浓度的瓦斯漏入火区。4、 放炮火焰：主要是放糊炮，明火放炮，特虽是不装炮泥或炮泥装得不够，不满，别外炸药变质也容易引起爆炸。5、 摩擦火花：包括设备各部件运转中的摩擦，冲击等作用产生的火花，坚硬岩石撞击引起的火花，以及塑料等制品引起的静电火花等。八、规程对采掘工作面瓦斯浓度的规定1、采区回风巷、采掘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，并由矿总工程师负责采取措施，进行处理。2、采掘工作面风流中瓦斯浓度达到1%时，必须停止用电钻打眼，放炮地点附近20米以内风流中的瓦斯浓度达到1%时，严禁放炮。3、采掘工作面风流中瓦斯逍度达到1.5%时，必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理，电动机或其开关地点附近20米以内风流中瓦斯浓度达到1.5%时，必须停止动转，撤出人员，切断电源，进行处理。4、采掘工作面内，体积大于0.5m3 的空间，局部积聚瓦斯浓度达到2%时，附近20米，必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理。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，使用瓦斯自动检测报警断电装置的掘进工作面，只准人工复电。5、采掘工作面风流中的二氧化碳浓度达到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。九、瓦斯爆炸前的预兆瓦斯爆炸前的预兆：瓦斯爆炸前，爆炸点附近空气的颤动现象，有时还发出“咝咝”的空气流动声音。发现瓦斯爆炸预兆时：1、 沉着，冷静，不要惊慌。2、 迅速背后向空气颤动的方向，倒地俯卧，面部贴在地面，闭住气暂停呼吸。3、 身旁水沟时，要将头部俯在水沟中，或用湿毛巾捂住口鼻。4、 用衣服盖住身体，尽量减少肉体暴露面积。5、 爆炸过后，迅速按规定佩戴好自救器。第二节瓦斯防治一、 瓦斯的聚积及处理办法生产中易于聚积瓦斯的地点有：回采工作面上隅角；顶板冒落的空洞，风速低的巷道中的顶板附近；停风的盲巷，回打工作面接近采空区边界，水采工作面，以及采煤机械附近。如何防止瓦斯聚积是安全生产中必须经常注意的问题，一般在处理办法：1、 加强通风的防止瓦斯聚积的基体方法，首先要正确确定矿井，水平和采区的需要风量，进行合理配风，使井下所有地点和巷道都有足够的风量；其次要求有合理的通风系统，严防通风系统发生异常变化，严格控制串联风，下行风。并注意保持风流的稳定性。第三，要有符合质量标准的通风设施，防止漏风，要严格执行矿井通风质量标准。2、 加强瓦斯检查，严禁瓦斯超限作业。矿井通风员和瓦斯检查员必须履行职责，制止一切违章指挥和违章作业行为；安全监察员要严格把关。根据许多瓦斯爆炸事故的教训，其中不按规定检查瓦斯浓度或发现超限作业不坚决制止，也是主要的原因。3、 废巷、停工停风的盲巷及采空区要及时密闭。这些地点往往易于大量聚积瓦斯。4、 及时采取改善通风手段，封闭隔绝等办法，处理局部聚积的瓦斯。（1） 对回采工作面上隅角瓦斯聚积的处理，我国煤矿大致有四种办法：一是在隅角设隔墙工风障，迫使一部分风流流经上隅角排除聚积瓦斯。二是双巷排风的回风道，打开隅角处的联络眼，在工作面回风巷中设调节门，迫使一部分风清洗耳恭听上隅角，这也称为尾巷回风法。三是拆开上部采空区密闭，使工作面采空区中瓦斯由上部老塘排到采区回风道。四是利用高压水或压气产生引射气流，排除积存瓦斯。(2)对掘进工作面和巷道中冒顶区积存瓦斯的处理。掘进工作面必须保持足够冲淡瓦斯的风量；巷道中发生冒顶时，必须采用隔离式分支，以及导风板引风等办法进行处理。些外，为防止巷道顶板瓦斯层状局部聚积，必须加大巷道中以及顶板附近风速。（3）对盲巷聚积瓦斯、二氧化碳以及其他有害气体，首先应及时封闭，再按排放瓦斯的确有关规定处理。二、临时停电停风和临时停工地点瓦斯处理措施1、因临时停电或其他原因，局部通风机停止运转，在恢复通风前，首先必须检查瓦斯，证实停风区中瓦斯浓度不超过1%或二氧化碳不超过1.5%时，还必须遵守规程135条中关于局部通风机以及其开关地点附近瓦斯浓度的规定（即压入式局部通风机及其开关地占附近10米以内风流中的瓦斯浓度不超过0.5%时），方可人工开动局部通风机，如果停风区中，瓦斯浓度超过1%或二氧化碳浓度超过1.5%时， 必须制定排放瓦斯或二氧化碳的安全措施，控制风流。若排出的风流在同全风压风流汇合处的瓦斯和二氧化碳浓度超过1.5%，回风系统内必须停电撤人。只有以过瓦斯检查，证实恢复通风的巷道风流中的瓦斯浓度不超过1%和二氧化碳浓度不超过1.5%时，方可人工恢复局部通风供风的巷道中一切电气设备的供电。2、临时停工的地点，不得停风，否则，必须切断电源，设置栅栏，揭示警标，禁止人员进入，并向矿调度室报告，停工区内瓦斯或二氧化碳浓度达到3%或其他有害气体浓度超过规程106条的规定，不能立即处理时，必须在24小时内封闭。三、瓦斯监测1、低瓦斯矿井的采煤工作面，在距工作面小于10米的回风巷中应设置1个瓦斯传感器，其瓦斯警报点为1%；瓦斯断电点为1.5%；断电范围为工作面及回风巷中全部非本质安型电器设备，复电点为小于1%。2、高瓦斯矿井的采煤工作面，应在距工作面小于10米的回风巷该回风巷距出风口1015米处各安设1个高低浓度组合式瓦斯传感器，瓦斯警报点均匀为1%，瓦斯断电点分别为1.5%和1%，断电范围为工作面及回风巷中全部非本质安全型电器设备；复电点均为小于1%。3、在有瓦斯喷出或煤突出矿井的采煤工作面应与高瓦斯矿井采煤工作面一样安设两个瓦斯传感器，其中第二个瓦斯传感器的断电范围扩大到进风巷内全部非本拓安全型电器设备，如不能实现断电可在该面进风巷距采面小于10米处增设1台瓦斯传感受器，其瓦斯警报点为1%，断电范围为工作面进风巷内全部非本质安全型电器设备，复电点为小于0.5%。4、采煤工作面采用串联通风时，进入串联工作面的风流中必须装设瓦斯警报，断电点为0.5%。综采工作面应在采煤机上安装机载式瓦斯断电仪，当机组附近瓦斯浓度达到1%时，发出声，光报警，达到1.5%时自动切断采煤机电源。非长壁式采煤工作面，瓦斯传感器的设置应参照上述规定由局在实施细则中明确规定。5、 在低瓦斯矿井的煤巷，半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面，应在距工作面5米处安设一个瓦斯传感器，其瓦斯警报点为1%；瓦斯断电点为1.5%，断电范围为掘进工作面全部非本质安全型电器设备；复电点为小于1%。在高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井中还应在掘进工作面距回风出口1015米处增设一个瓦斯传感器，其瓦斯警服点为1%；瓦斯断电点为1%，断电范围为掘进工作面全部非本质安全型电器设备；复电点为小于1%。6、 掘采工作面串联通风时，除按规定掘采工作面安设瓦斯传感器外，另在被串联工作面进风巷距采面35米处增设一个瓦斯传感器，其瓦斯警报点为0.5%，瓦斯断电点为0.5%，断电范围为采煤工作面及其回风巷中全部非本质安全型电器设备；复电点为小于0.5%。7、 回风流中设置机电硐室时，瓦斯传感器应在该硐室入风口35米处安设一个，另外在所有进入该硐室风流的风巷距风流汇合点大于100米处各安设一台瓦斯传感器，硐室放风口的瓦斯传感器报警点为0.5%，断电点为0.5%，断电范围为机电硐室内全部非本质安全型电器设略去；复电点为小于0.5%。其他瓦斯传感器的瓦斯警报点均为1%，瓦斯断电均为1%。断电范围为机电硐室内全部非本质安全型电器设备；复点为小于1%。8、 瓦斯传感器尖垂直悬挂，距页板不得大于300毫米，距巷道侧壁不小数点于200毫米。四、一炮三检指装药前，紧接放炮前，放炮后的检查瓦斯。五、检修电器时的瓦斯检查措施