甘肃煤炭工程学校矿井安全技术教案：第一章 矿井瓦斯防治技术03.doc

矿井瓦斯涌出 重点：煤层瓦斯流动规律，煤层瓦斯涌出量及主要影响因素。 难点：煤层瓦斯涌出量。 包括：普通涌出和特殊涌出，而特殊涌出又包括瓦斯喷出和煤与瓦斯突出。 1.普通涌出 ----长时间地、均匀地从煤体中涌出瓦斯。 特点：时间上：连续不断 空间上：普遍存在 涌出强度：缓慢、均匀。 2.特殊涌出 ---- 矿井生产过程中，在某些特定地点、突然地于一段时间内大量涌出瓦斯的现象。 特点：时间上：突然地、间隔的 空间上：非普遍存在 涌出强度：产生动力破坏。 一、瓦斯涌出量 瓦斯涌出量的含义：指在矿井建设和生产过程中从煤与岩石内涌出的瓦斯量。它是确定矿井瓦斯等级、进行矿井通风计算等方面的依据。 （一）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： Qg=Q×C/100 式中 Qg－绝对瓦斯涌出量， m3/min； Q－风量， m3/min； C－风流中的平均瓦斯浓度，％。 （二）相对瓦斯涌出量 ---- 矿井正常生产条件下，平均日产一吨煤所涌出的瓦斯体积 。 qg=Qg/A 式中：qg － 相对瓦斯涌出量，m3/t； Qg － 绝对瓦斯涌出量，m3/d； A － 日产量，t/d 说明： （1）相对瓦斯涌出量单位的表达式虽然与瓦斯含量的相同，但两者的物理含义是不同的，其数值也是不相等的。 （2）相对涌出量的单位： m3/t，过去采用： m3/(t.d)是不正确的。 二、影响瓦斯涌出的因素 瓦斯涌出量的大小，决定于自然因素和开采技术因素的综合影响。如煤、岩的瓦斯含量、煤的物理化学特性、开采规模、回采顺序、落煤方式、通风系统、地面大气压、风压和风量的变化，等等。 （一）自然因素 1.煤层、围岩的瓦斯含量 它是决定瓦斯涌出量多少的最重要因素。一般地，煤层的瓦斯含量越高，开采时的瓦斯涌出量也越大。 2、地面大气压变化。 对回采工作面采空区和老空区、塌陷区、冒顶区瓦斯涌出有明显影响。 美国：1910~1960，1/2的爆炸发生在气压急剧变化时期。 （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。 A、在甲烷带内，随着开采深度的增加，相对瓦斯涌出量增大。 B、开拓与开采的范围越广，煤岩的暴露面就越大，因此，矿井瓦斯涌出量也就越大。 C、矿井产量与矿井瓦斯涌出量间的关系比较复杂，达产前、达产后及产量收缩期。 2、开采顺序与回采方法 首先开采的煤层（或分层）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，临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、生产工艺 瓦斯从煤层暴露面（煤壁和钻孔）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。所以落煤时瓦斯涌出量总是大于其它工序。 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。 三、矿井瓦斯涌出来源 查定矿井瓦斯的来源，应根据需要和条件。一般是将全矿井的（或翼的、水平的）瓦斯来源分为回采区（包括采煤工作面的采空区）、掘进区和已采区三部分。其测定方法是同时测定全矿井的、各回采区的和各掘进区的绝对瓦斯涌出量，以全矿井的绝对瓦斯涌出量为百分之百，各回采区绝对瓦斯涌出量之和对全矿井绝对瓦斯涌出量的比值，即为回采区涌出量的百分比。同理，求出掘进区的百分比，剩下的就是已采区的瓦斯涌出量的百分比。测定回采区或掘进区的瓦斯涌出量时，要分别在采取进、回风流中测瓦斯浓度和通过的风量，回风与进风绝对瓦斯涌出量的差值，即为该采区的绝对瓦斯涌出量。 注意：这种瓦斯来源的分类方法，只能提供全矿井的（或翼的、水平的）瓦斯涌出来源的一般性情况，往往不能满足生产和科研的需要。为了细致地掌握瓦斯涌出动态，应根据不同的目的，采用不同的瓦斯来源分类。 四、瓦斯涌出不均匀系数 矿井瓦斯涌出在时、空上都是不均匀的。 正常变化：在某一地区瓦斯涌出的周期性变化， 变化幅度≯某一数值。 异常变化：特殊情况的变化（突出、喷出、大冒顶、大气压急剧变化）。 矿井风量计算时一般取平均瓦斯涌出量，为满足周期变化的需要，应考虑一个系数kg-----瓦斯涌出不均系数。 瓦斯涌出不均系数的含义： ----某一段时间内，周期性最大瓦斯涌出量与平均瓦斯涌出之比。 矿井瓦斯涌出不均系数表示为： kg=Qmax/Qa 式中：kg－给定时间内瓦斯涌出不均系数，一般大于1； Qmax－该时间内的最大瓦斯涌出量，m3/min； Qa－该时间内的平均瓦斯涌出量，m3/min； 五、矿井瓦斯等级及其鉴定 （一）矿井瓦斯等级划分 原则：按矿井瓦斯涌出量的大小和瓦斯涌出形式。 意义：便于进行分级管理，使矿井瓦斯管理趋于科学化