通风安全学试题.doc

第1章? 矿井瓦斯及其防治 ? 矿井瓦斯、矿尘、矿井火灾、矿井水灾及冒顶事故等构成煤矿的五大自然灾害，而瓦斯灾害又是煤矿生产中最严重的灾害。系统地了解矿井瓦斯的基本知识，掌握瓦斯燃烧、爆炸和突出的防治措施，对提高矿井防灾抗灾能力，保障矿井安全生产极为重要。 本章要求： 1)??????? 熟悉瓦斯性质、矿井瓦斯生成及赋存规律； 2)??????? 理解矿井瓦斯涌出及影响因素； 3)??????? 了解矿井瓦斯喷出以及防治措施； 4)??????? 掌握煤（岩）与瓦斯突出机理、一般规律以及防治技术； 5)??????? 掌握矿井瓦斯爆炸条件、机理及预防技术； 6)??????? 熟悉矿井瓦斯抽放原则与方法。 1.1 矿井瓦斯的生成与赋存 一、 矿井瓦斯的概念 广义： 凡是从煤层或岩层中放出或生产过程中产生涌入矿井内的气体，统称矿井瓦斯。 其主要成分为： 甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)、氮气(N2)，还有少量的硫化氢(H2S)、一氧化碳(CO)、氢气(H2)、二氧化硫(SO2)及其他碳氢化合物气体等。 狭义：矿井瓦斯就是指甲烷(CH4)。其原因是甲烷为井下有害气体的主要成分，同时甲烷对煤矿的危害也最严重。 二、瓦斯的性质 1、分子结构 2、色，味，嗅 3、比重，密度 4、溶水性 5、窒息性 6、可燃性 7、可爆性 三、矿井瓦斯的生成 瓦斯是伴随着煤的形成而生成的。 1、生物化学造气期 2、煤化变质造气期 四、瓦斯在煤层中的赋存状况 1、瓦斯在煤层中的垂直分带 沿煤层垂深，气体主要成分形成四个分带： ????????? 二氧化碳—氮气带(CO2-N2) ????????? 氮气带(N2) ????????? 氮气—瓦斯带(N2-CH4) ????????? 瓦斯带(CH4) 2、瓦斯在煤体中的赋存状态 瓦斯在煤体及围岩中的赋存有自由及吸附两种状态。 1. 自由状态(或称游离状态) 瓦斯以自由气体状态存在于煤层或围岩的裂隙及孔洞之中，自由运动，并呈现出压力。 2. 吸附状态 按其结合的形式不同，又分为吸着状态和吸收状态。 实测表明：在未采动的煤层中，在目前开采深度条件下，煤层中自由状态瓦斯占5％一30％，而吸附状态的瓦斯占70％一95％。 煤体中瓦斯存在的状态不是固定不变的。当外界条件发生变化时，自由状态的瓦斯与吸附状态的瓦斯可以相互转化： 吸附现象 解吸现象 五、矿井瓦斯含量 1、概念 瓦斯含量：煤层或围岩在自然条件下所含有的瓦斯数量，即是指自由状态的瓦斯与吸附状态的瓦斯之和。其单位为；m3／t(m3)或cm3／g(cm3)。 2、瓦斯含量影响因素 (1)煤的吸附性质 煤化变质程度越高，瓦斯的生成量越大。 （2)煤层的赋存条件 煤层埋藏深度； 有无露头； 煤层的倾角； 煤层顶、底板岩层的透气性； 煤层周围地下水活动。 (3)煤田的地质条件 沉积环境； 煤田生成年代； 封闭的和倾伏的背斜或弯窿构造； 大型煤包； 断层：断层的封闭性，与煤层接触的对盘岩层的透气性；开放性断层； 1.2 矿井瓦斯涌出 瓦斯从煤层或岩层中涌出的形式有两种： 普通涌出-- 特殊涌出 在煤矿生产中，瓦斯普通涌出是瓦斯放散的主要形式，它的特点是范围大，时间长，涌出虽均匀，速度缓慢。而瓦斯的特殊涌出即是瓦斯的喷出或突出，它是瓦斯矿井少见的一种瓦斯放散形式。 一、瓦斯涌出量的表示方法 矿井瓦斯涌出量：矿井在开采过程中涌入巷道内或管道中的瓦斯量。 1、绝对瓦斯涌出量 是指生产矿井在一定时间内所涌出的瓦斯量(Q绝)，单位m3／d或m3／min。 其计算式为： 式中 Q绝——矿井的绝对瓦斯涌出量，m3／d； Q——矿井总回风道风量，m3／d； C％——回风流中的平均瓦斯浓度。 ????????? 在相同条件下的煤层中，绝对瓦斯涌出量随矿井生产规模的扩大利产量的增加而增加，但它们之间不一定是正比关系。 ????????? 绝对瓦斯涌出量只能表明涌出瓦斯的多少，难以判定矿井瓦斯涌出的严重程度。 2、相对瓦斯涌出量 是指矿井在正常生产情况下平均生产一吨煤的瓦斯涌出量(q相)，单位：m3／t。 其计算公式为： 式中 Q绝——矿井的绝对瓦斯涌出量，m3／d； n——矿井瓦斯鉴定月的工作天数，d／月 T——矿井瓦斯鉴定月的产量，t／月。 二、影响瓦斯涌出的因素 矿井瓦斯涌出量的多少取决于自然因素和开采技术条件。 (一)自然因素 1．煤层和围岩的瓦斯含量 是瓦斯涌出量多少的决定性因素。开采煤层的瓦斯含量高，瓦斯的涌出量就多。 ????????? 强调： 煤层瓦斯含量(单位m3／t)与相对瓦斯涌出量即吨煤瓦斯涌出量(单位：m3／t)虽然单位相同，但是意义却不同，而且数值也不相等。 2．开采深度 在瓦斯带内，