矿井瓦斯爆炸及防治

1、矿井瓦斯爆炸及防治矿井瓦斯爆炸及防治平煤天安安培中心平煤天安安培中心 杜春立杜春立主要内容主要内容 一、矿井瓦斯基础知识一、矿井瓦斯基础知识 二、矿井瓦斯爆炸及防治二、矿井瓦斯爆炸及防治 三、排放瓦斯的方法三、排放瓦斯的方法学习本课程的意义学习本课程的意义 众所周知，全国除了交通事故就数煤矿众所周知，全国除了交通事故就数煤矿事故，矿井自然灾害包括水、火、瓦斯、塌事故，矿井自然灾害包括水、火、瓦斯、塌方、粉尘、突出、地热等，直接威胁、吞噬方、粉尘、突出、地热等，直接威胁、吞噬着矿工的生命，其中瓦斯灾害最为严重。如：着矿工的生命，其中瓦斯灾害最为严重。如： 19601960年年1111月月2828

2、日，平顶山五矿发生瓦斯日，平顶山五矿发生瓦斯爆炸，死亡爆炸，死亡187187人。人。 19811981年年1212月月2424日，平顶山五矿发生瓦斯日，平顶山五矿发生瓦斯爆炸，死亡爆炸，死亡133133人。人。 1993年年5月月8日，平煤十一矿发生瓦斯日，平煤十一矿发生瓦斯爆炸，爆炸，39人遇难。人遇难。 1996年年5月月21日，平煤十矿发生瓦斯爆日，平煤十矿发生瓦斯爆炸事故，炸事故，84人遇难。人遇难。20042004年年1010月月2020日。日。 郑煤大平煤矿郑煤大平煤矿“10.20”10.20”特大煤与瓦斯特大煤与瓦斯突出引起瓦斯爆炸事故概况，突出引起瓦斯爆炸事故概况，148148

3、人死亡。人死亡。 2010年年3月月31日，伊川县日，伊川县“331”某矿某矿井下发生煤与瓦斯突出事故，突出的瓦斯井下发生煤与瓦斯突出事故，突出的瓦斯流从风井冲出地面后，在井口附近遇火爆流从风井冲出地面后，在井口附近遇火爆炸，四十多人遇难。炸，四十多人遇难。 一、矿井瓦斯基础知识一、矿井瓦斯基础知识 （一）瓦斯的定义（一）瓦斯的定义 瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体，有时单独指的以甲烷为主的有害气体，有时单独指甲烷（甲烷（CH4）。）。（二）瓦斯的主要性质（二）瓦斯的主要性质 1.1.瓦斯是一种无色、无味、无嗅、无瓦斯是一种无色、无味、无嗅、无

4、毒的窒息气体，比空气轻，瓦斯具有比较毒的窒息气体，比空气轻，瓦斯具有比较强的渗透性和扩散性。强的渗透性和扩散性。 2.2.在一定条件下遇火能燃烧和爆炸。在一定条件下遇火能燃烧和爆炸。 复习题复习题 一、判断题一、判断题 1. 矿井瓦斯中只有甲烷一种气体。（矿井瓦斯中只有甲烷一种气体。（ ） 2.人处在瓦斯浓度较高的环境中时，会人处在瓦斯浓度较高的环境中时，会使人中毒。（使人中毒。（ ） 3.瓦斯往往积聚在巷道顶部、冒落空间瓦斯往往积聚在巷道顶部、冒落空间和上山掘进工作面。（和上山掘进工作面。（ ） 4. 采煤工作面瓦斯积聚通常首先发生在采煤工作面瓦斯积聚通常首先发生在上隅角处。（上隅角处。（

5、） 5.瓦斯是无色气体，但人可以通过嗅瓦斯是无色气体，但人可以通过嗅觉器官感知瓦斯的存在。（觉器官感知瓦斯的存在。（ ） 6.空气中的瓦斯只能依靠检测仪器来空气中的瓦斯只能依靠检测仪器来测定。（测定。（ ） 二、单项选择题二、单项选择题 1.下列哪项不属于井下容易发生局部瓦斯下列哪项不属于井下容易发生局部瓦斯积聚的地点（积聚的地点（ ）。）。 A采煤工作面上隅角采煤工作面上隅角 B顶板冒落空洞顶板冒落空洞 C临时停风的掘进巷道临时停风的掘进巷道 D井底车场井底车场 2.就密度而言，瓦斯与空气相比，（就密度而言，瓦斯与空气相比，（ ）。）。 A.瓦斯比空气轻瓦斯比空气轻 B.瓦斯比空气重瓦斯比空

6、气重 C.瓦斯比空气略轻瓦斯比空气略轻 3.瓦斯可以作为燃料使用，是应为瓦斯本瓦斯可以作为燃料使用，是应为瓦斯本身具有（身具有（ ）。）。 A.窒息性窒息性 B.扩散性扩散性 C.燃烧性燃烧性 （三）瓦斯的存在状态（三）瓦斯的存在状态 两种状态的两种状态的关系：关系： 压力升高、温度降低压力升高、温度降低 游离状态游离状态 吸附状态吸附状态 压力降低、温度升高压力降低、温度升高 在自然条件下，游离瓦斯占在自然条件下，游离瓦斯占1010，吸附瓦斯，吸附瓦斯占占9090。 （四）矿井瓦斯涌出四）矿井瓦斯涌出 1.矿井瓦斯涌出形式矿井瓦斯涌出形式 （1）普通涌出；）普通涌出； （2）特殊涌出：）特殊

7、涌出： 瓦斯喷出；瓦斯喷出； 煤与瓦斯突出。煤与瓦斯突出。 2、矿井瓦斯涌出量的表示方法、矿井瓦斯涌出量的表示方法: （1）矿井绝对瓦斯涌出量：）矿井绝对瓦斯涌出量： QCH4=Q总总C (m3/min) （2）矿井相对瓦斯涌出量：）矿井相对瓦斯涌出量： qCH4 （m3/t）TnCHQ46024 3.影响瓦斯涌出量的因素：影响瓦斯涌出量的因素： （1）煤层瓦斯含量越大，瓦斯涌出量）煤层瓦斯含量越大，瓦斯涌出量越大。越大。 （2）地面大气压力降低，井下瓦斯涌）地面大气压力降低，井下瓦斯涌出量增大；反之减少。出量增大；反之减少。 （3）开采深度与开采规模越大，瓦斯）开采深度与开采规模越大，瓦斯涌

8、出量越大。涌出量越大。 （4）厚煤层分层开采时，首先开采的分）厚煤层分层开采时，首先开采的分层瓦斯涌出量大。层瓦斯涌出量大。 （5）采用冒落法管理采空区顶板时，比）采用冒落法管理采空区顶板时，比采用充填法管理采空区顶板时的瓦斯涌出量采用充填法管理采空区顶板时的瓦斯涌出量大。大。 （5）在整个采掘生产工序中，落煤工序）在整个采掘生产工序中，落煤工序的瓦斯涌出量最大的瓦斯涌出量最大 。（五）矿井瓦斯等级的划分（五）矿井瓦斯等级的划分 1.瓦斯矿井瓦斯矿井 同时满足以下条件的矿井为瓦斯矿井：同时满足以下条件的矿井为瓦斯矿井： （1）矿井相对瓦斯涌出量小于或等）矿井相对瓦斯涌出量小于或等10m3/t；

9、 （2）矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于）矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min； （3）矿井各掘进工作面绝对瓦斯涌出量均小于）矿井各掘进工作面绝对瓦斯涌出量均小于或等于或等于3m3/min； （4）矿井各采煤工作面绝对瓦斯涌出量均小于）矿井各采煤工作面绝对瓦斯涌出量均小于或等于或等于5m3/min。 2.高瓦斯矿井高瓦斯矿井 满足下列条件之一的矿井为高瓦斯矿井：满足下列条件之一的矿井为高瓦斯矿井： （1）矿井相对瓦斯涌出量大于）矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t； （2）矿井绝对瓦斯涌出量大于）矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min； （3）矿井任一掘进工作面绝对瓦斯涌出量）矿井任一掘进工

10、作面绝对瓦斯涌出量大于大于3m3/min； （4）矿井任一采煤工作面绝对瓦斯涌出量）矿井任一采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于大于5m3/min。 （5）发生过瓦斯喷出现象。）发生过瓦斯喷出现象。 3.突出矿井突出矿井 （1）发生过煤（岩）与瓦斯（二氧化）发生过煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出的；碳）突出的； （2）经鉴定具有煤（岩）与瓦斯（二）经鉴定具有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出煤层的；氧化碳）突出煤层的； （3）依照有关规定按突出矿井管理，）依照有关规定按突出矿井管理，在规定期限内未进行突出鉴定的。在规定期限内未进行突出鉴定的。复习题复习题 一、判断题一、判断题 1.采用垮落法管理顶板时，瓦斯

11、涌出量采用垮落法管理顶板时，瓦斯涌出量较大。（较大。（ ） 2.地面大气压的变化不会影响井下瓦斯地面大气压的变化不会影响井下瓦斯的涌出。（的涌出。（ ） 3.瓦斯涌出量的变化与工作面采煤工艺瓦斯涌出量的变化与工作面采煤工艺无关。（无关。（ ） 4.在一定温度下，瓦斯压力升高，煤吸在一定温度下，瓦斯压力升高，煤吸附瓦斯量将大幅度增加。（附瓦斯量将大幅度增加。（ ） 二、单项选择题二、单项选择题 1.一般来说，煤层埋藏越深煤层瓦斯含一般来说，煤层埋藏越深煤层瓦斯含量（量（ ）。）。 A.越大越大 B.越小越小 C.与煤层埋藏深度无关与煤层埋藏深度无关 2.一般来说，有地下水活跃的矿区，煤一般来说，

12、有地下水活跃的矿区，煤层瓦斯含量（层瓦斯含量（ ）。）。 A.较大较大 B.较小较小 C.与地下水活跃程度无关与地下水活跃程度无关 3.一般来说，如煤层顶底板条件相同，一般来说，如煤层顶底板条件相同，煤的变质程度越高，煤层瓦斯含量（煤的变质程度越高，煤层瓦斯含量（ ）。）。 A越大越大 B越小越小 C与煤的变质程度无关与煤的变质程度无关 4.地面大气压力突然降低时，井下煤层地面大气压力突然降低时，井下煤层瓦斯涌出量将（瓦斯涌出量将（ ）。）。 A无变化无变化 B减少减少 C增大增大 5.在瓦斯矿井的同一采煤工作面，采煤在瓦斯矿井的同一采煤工作面，采煤机械化程度越高机械化程度越高,工作面瓦斯涌出

13、量（工作面瓦斯涌出量（ ）。）。 A越小越小 B越大越大 C与采煤机械化程度无关与采煤机械化程度无关 6.采空区的瓦斯涌出量与采煤工作面的采空区的瓦斯涌出量与采煤工作面的出采率（出采率（ ）。）。 A无关无关 B成正比成正比 C成反比成反比 7在同一采采煤工作面，落煤工序比在同一采采煤工作面，落煤工序比其他工序瓦斯涌出量（其他工序瓦斯涌出量（ ）。）。 A无明显变化无明显变化 B会减少会减少 C会增加会增加 8采用负压通风（抽出式）的矿井，采用负压通风（抽出式）的矿井，其瓦斯涌出量与其通风压力（其瓦斯涌出量与其通风压力（ ）。）。 A成正比成正比 B成反比成反比 C无关无关 二、矿井瓦斯爆炸及

14、防治二、矿井瓦斯爆炸及防治 （一）矿井瓦斯爆炸的条件矿井瓦斯爆炸的条件 1.1.一定浓度的瓦斯：一定浓度的瓦斯： 5 51616CHCH4 4。 2.2.高温热源：高温热源： 一般在一般在650650750750以上。以上。 3.3.足够的氧气足够的氧气 ： O O2 21212。 （二）影响爆炸界限的因素（二）影响爆炸界限的因素 ： 1.爆炸性煤尘、可燃性气体的混入，爆炸性煤尘、可燃性气体的混入，会使瓦斯爆炸的下限浓度降低，上限浓度会使瓦斯爆炸的下限浓度降低，上限浓度升高。升高。 2. 惰性气体的混入，会使瓦斯爆炸的惰性气体的混入，会使瓦斯爆炸的下限浓度升高，上限浓度降低。下限浓度升高，上限

15、浓度降低。（三）瓦斯爆炸的主要危害（三）瓦斯爆炸的主要危害 1.1.爆炸产生高温；爆炸产生高温； 2.2.爆炸产生高压冲击波；爆炸产生高压冲击波； 3.3.爆炸产生大量有毒有害气体。爆炸产生大量有毒有害气体。复习题复习题 一、判断题一、判断题 1. 有其他可燃气体的混人往往使瓦斯有其他可燃气体的混人往往使瓦斯的爆炸下限降低。（的爆炸下限降低。（ ） 2. 因为粉尘是固体，所以飘浮在空气因为粉尘是固体，所以飘浮在空气中的煤尘不会降低瓦斯的爆炸下限。（中的煤尘不会降低瓦斯的爆炸下限。（ ） 3. 惰性气体的加人可以升高瓦斯爆炸惰性气体的加人可以升高瓦斯爆炸的下限，降低其上限。（的下限，降低其上限。

16、（ ） 二、单项选择题二、单项选择题 1. 瓦斯爆炸的浓度界限为（瓦斯爆炸的浓度界限为（ ）。）。 A510% B512% C516% 2经科学实验证明，瓦斯爆炸威力最经科学实验证明，瓦斯爆炸威力最大的瓦斯浓度为（大的瓦斯浓度为（ ）。）。 A7.0% B9.5 % C11% （三）防治瓦斯爆炸的措施（三）防治瓦斯爆炸的措施 1.1.防止瓦斯积聚的措施：防止瓦斯积聚的措施： 局部瓦斯积聚是指局部空间局部瓦斯积聚是指局部空间( (体积大于体积大于0.5m0.5m3 3) )瓦斯浓度达到或超过瓦斯浓度达到或超过2%2%的现象。的现象。 （1 1）加强通风；）加强通风； （2 2）加强检查、监测；）

17、加强检查、监测； （3 3）及时处理局部积存的瓦斯；）及时处理局部积存的瓦斯； （4 4）加强抽放。）加强抽放。处理巷道冒落空洞中瓦斯积聚处理巷道冒落空洞中瓦斯积聚a.导凤板引凤法。导凤板引凤法。b.充填置换法。充填置换法。c.凤筒分支排除法。凤筒分支排除法。处理采面上隅角的瓦斯积聚处理采面上隅角的瓦斯积聚a.凤障导风法。凤障导风法。b.凤筒导排风流法。凤筒导排风流法。c.尾巷排放瓦斯法。尾巷排放瓦斯法。d.瓦斯抽放法瓦斯抽放法。 2. 防止瓦斯引燃的措施防止瓦斯引燃的措施： （1）严格明火管理；）严格明火管理； （2）严格机电防爆管理；）严格机电防爆管理； （3）严格井下放炮管理；）严格井下

18、放炮管理； （4）严防发生摩擦和撞击火花；）严防发生摩擦和撞击火花； （5）严格火区管理。）严格火区管理。 3. 防止瓦斯爆炸事故扩大的措施防止瓦斯爆炸事故扩大的措施 （1）实行分区风；）实行分区风； （2）编制矿井灾害预防和处理计划；）编制矿井灾害预防和处理计划； （3）设置隔爆设施；）设置隔爆设施； （4）主要通风机出风口装设防爆门；）主要通风机出风口装设防爆门； （5）入井人员佩带自救器。）入井人员佩带自救器。复习题复习题 一、判断题一、判断题 1. 矿井必须从采掘生产管理上采取措矿井必须从采掘生产管理上采取措施，防止瓦斯积聚（施，防止瓦斯积聚（ ） 2. “先抽后采、以风定产、监测监控

19、先抽后采、以风定产、监测监控”是瓦斯综合治理的十二字方针。（是瓦斯综合治理的十二字方针。（ ） 3局部瓦斯积聚是指在局部瓦斯积聚是指在0. 5 m3以上的以上的空间中瓦斯浓度达到空间中瓦斯浓度达到1。（。（） 二、单项选择题二、单项选择题 1. 专用排放瓦斯巷内不得进行生产作业专用排放瓦斯巷内不得进行生产作业和设置（和设置（ ）设备。）设备。 A供水供水 B电气电气 C监测监测 2. “三人连锁放炮制三人连锁放炮制”是指（是指（ ）三人以）三人以换牌连锁的方式，互相制约和监督，以确保换牌连锁的方式，互相制约和监督，以确保放炮安全的一项管理制度。放炮安全的一项管理制度。 A放炮员放炮员 瓦检员瓦

20、检员 班组长班组长 B安检员安检员 瓦检员瓦检员 放炮员放炮员 C区队长区队长 放炮员放炮员 班组长班组长 3采煤工作面因瓦斯浓度超过规定被切采煤工作面因瓦斯浓度超过规定被切断电源的电气设备，必须在瓦斯浓度降到（断电源的电气设备，必须在瓦斯浓度降到（ ）以下时，方可通电启动。以下时，方可通电启动。 A0.5% B1.0 C1.5 D2.0 4煤矿安全规程煤矿安全规程规定，矿井总回风规定，矿井总回风巷或一翼回风巷中瓦斯或二氧化碳浓度超过巷或一翼回风巷中瓦斯或二氧化碳浓度超过（ ）时，必须立即查明原因，进行处理。）时，必须立即查明原因，进行处理。 A0.5 % B0.75 C1 D1.5 三、多选

21、题三、多选题 1处理采煤工作面回风隅角瓦斯积聚处理采煤工作面回风隅角瓦斯积聚的方法有（的方法有（ ）。）。 A挂风障引流挂风障引流 B尾巷排放瓦斯法尾巷排放瓦斯法 C风筒导风法风筒导风法 D移动泵站抽放法等移动泵站抽放法等 2对于巷道中的一些冒落空洞积聚的对于巷道中的一些冒落空洞积聚的瓦斯，可用下列（瓦斯，可用下列（ ）方法处理。）方法处理。 A充填法充填法 B引风法引风法 C 风筒分支排放法风筒分支排放法 D提高全风压法提高全风压法 3. 防止瓦斯积聚和超限的措施主要有防止瓦斯积聚和超限的措施主要有（ ）。）。 A加强通风加强通风 B加强瓦斯检查与监测加强瓦斯检查与监测 C及时处理局部积聚的

22、瓦斯及时处理局部积聚的瓦斯 D 瓦斯抽放瓦斯抽放三、排放瓦斯的方法三、排放瓦斯的方法（一）排放瓦斯分级管理（一）排放瓦斯分级管理 1. CH43%：瓦检员组织，按安全措：瓦检员组织，按安全措施就地排放。施就地排放。 2. CH43：救护队：救护队 负责，按专门排负责，按专门排放措施。放措施。 （二）排放瓦斯执行的三个原则：（二）排放瓦斯执行的三个原则： 断电、撤人、限量。断电、撤人、限量。（三）排放瓦斯的程序：（三）排放瓦斯的程序： 1.贯彻措施、落实责任。贯彻措施、落实责任。 2.断电、撤人、设岗警戒。断电、撤人、设岗警戒。 3.现场负责人向地面指挥人请示，允许现场负责人向地面指挥人请示，允

23、许后，下令执行排放。后，下令执行排放。 4.按措施排放按措施排放 5.现场负责人检查排放效果并向地面指现场负责人检查排放效果并向地面指挥报告，批准后下令撤岗、恢复送电，排挥报告，批准后下令撤岗、恢复送电，排放结束。放结束。无循环风无循环风CH41.5 （四）控制排放风流中瓦斯的方法（四）控制排放风流中瓦斯的方法 1.局部通风机直接排放法。局部通风机直接排放法。 2.使用变频调速凤机直接排放。使用变频调速凤机直接排放。 3.增阻排放法。增阻排放法。 4.凤筒接头调凤排放法。凤筒接头调凤排放法。 5.凤筒三通调凤排放法。凤筒三通调凤排放法。 6.逐断通风排放法。逐断通风排放法。复习题复习题 一、判断题一、判断题 用局部通风机排放瓦斯应采取用局部通风机排放瓦斯应采取“限量限量排放排放”措施，严禁措施，严禁“一风吹一风吹”。（。（ ） 二、单选题二、单选题 排放独头巷道瓦斯时，排出风流与全排放独头巷道瓦斯时，排出风流与全风压风流混合处瓦斯浓度或二氧化碳浓度风