煤礦瓦斯治理

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1、內(nèi)容概況：1、瓦斯概念2、煤層瓦斯賦存與含量3、礦井瓦斯涌出4、瓦斯噴出與突出5、瓦斯爆炸與預(yù)防6、瓦斯抽放礦井瓦斯是煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，從煤、巖內(nèi)涌出的各種氣體的總稱。煤礦術(shù)語(yǔ)中的瓦斯指的就是甲烷。物理化學(xué)性質(zhì)。危害：爆炸，突出，人員窒息、環(huán)境污染。作用：能源、化工原料。煤層瓦斯賦存與含量一、瓦斯的成因與賦存（一）礦井瓦斯的生成煤層瓦斯是腐植型有機(jī)物（植物）在成煤過(guò)程中生成的。成氣過(guò)程兩個(gè)階段一是生物化學(xué)成氣時(shí)期；二是煤化變質(zhì)作用時(shí)期。（二）瓦斯在煤體內(nèi)存在的狀態(tài)煤體是一種復(fù)雜的多孔性固體，包括原生孔隙和運(yùn)動(dòng)形成的大量孔隙和裂隙，形成了很大的自由空間和孔隙表面。煤層中瓦斯賦存兩種狀態(tài)：?游離狀

2、態(tài)?吸附狀態(tài)?吸著狀態(tài)?吸收狀態(tài)二、煤層中瓦斯垂直分帶形成原因：當(dāng)煤層直達(dá)地表或直接為透氣性較好的第四系沖積層覆蓋時(shí)，由于煤層中瓦斯向上運(yùn)移和地面空氣向煤層中滲透，使煤層內(nèi)的瓦斯呈現(xiàn)出垂直分帶特征。垂直分為四帶：CO2-N2帶、N2帶、N2—CH4帶、CH4帶。名稱氣帶成因瓦斯成分%N2CO2CH4CO2—N2帶生物化學(xué)—空氣20～8020～80<10N2帶空氣＞80<10～20<20N2—CH4帶空氣—變質(zhì)20～80<10～2020～80CH4帶變質(zhì)<20<10＞80瓦斯風(fēng)化帶下界深度確定依據(jù)：17可以根據(jù)下列指標(biāo)中的任何一項(xiàng)確定。（1）煤層的相對(duì)瓦斯涌出量等于2～3m3/t處；（2）煤層

3、內(nèi)的瓦斯組分中甲烷及重?zé)N濃度總和達(dá)到80%（體積比）；（3）煤層內(nèi)的瓦斯壓力為0.1～0.15MPa；（4）煤的瓦斯含量達(dá)到下列數(shù)值處：長(zhǎng)焰煤1.0～1.5m3/t（C.M.），氣煤1.5～2.0m3/t（C.M.），肥煤與焦煤2.0～2.5m3/t(C.M)，瘦煤2.5～3.0m3/t(C.M.)，貧煤3.0～4.0m3/t(C.M.)，無(wú)煙煤5.0～7.0m3/t(C.M.)（此處的C.M.是指煤中可燃質(zhì)既固定碳和揮發(fā)分）三影響煤層瓦斯含量的因素煤的瓦斯含量是指單位體積或重量的煤在自然狀態(tài)下所含有的瓦斯量（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的瓦斯體積），單位為m3/m3(cm3/cm3)或m3/t(cm3/g)

4、。煤的瓦斯含量包括游離瓦斯和吸附瓦斯含量之和。主要影響因素：1、煤的吸附特性煤的吸附性能決定于煤化程度，一般情況下煤的煤化程度越高，存儲(chǔ)瓦斯的能力越強(qiáng)。2、.煤層露頭煤層如果有或曾經(jīng)有過(guò)露頭長(zhǎng)時(shí)間與大氣相通，瓦斯含量就不會(huì)很大。反之，如果煤層沒(méi)有通達(dá)地表的露頭，瓦斯難以逸散，它的含量就較大。3、煤層的埋藏深度煤層的埋藏深度越深，煤層中的瓦斯向地表運(yùn)移的距離就越長(zhǎng)，散失就越困難4、圍巖透氣性煤系巖性組合和煤層圍巖性質(zhì)對(duì)煤層瓦斯含量影響很大。如果圍巖為致密完整的低透氣性巖層，圍巖的透氣性差，所以煤層瓦斯含量高，瓦斯壓力大。反之，圍巖由厚層中粗砂巖、礫巖或裂隙溶洞發(fā)育的石灰?guī)r組成，則煤層瓦斯含量小

5、。5、煤層傾角6、地質(zhì)構(gòu)造7、水文地質(zhì)條件四、煤層內(nèi)的瓦斯壓力瓦斯流動(dòng)動(dòng)力高低以及瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象的基本參數(shù)。瓦斯壓力測(cè)定：打鉆、封孔、測(cè)壓瓦斯帶內(nèi)瓦斯壓力變化規(guī)律：末受采動(dòng)影響的煤層內(nèi)的瓦斯壓力，隨深度的增加而有規(guī)律地增加，可以大于、等于或小于靜水壓。瓦斯壓力梯度：gp=(P2-P1)/（H2-H1）（9-2-1）則P=gp(H-H1)+P1(9-2-2a)或P=gp(H-H0)+P0(9-2-2b)式中P—預(yù)測(cè)的甲烷帶內(nèi)深H(m)處的瓦斯壓力，MPagp—瓦斯壓力梯度，MPa/mP1，P2—甲烷帶內(nèi)深度為H1、H2(m)處的瓦斯壓力，MPa。17P0--甲烷帶上部邊界處瓦斯壓力，取0.2MP

6、a。H0---甲烷帶上部邊界深度，m。礦井瓦斯涌出普通涌出特殊涌出一、瓦斯涌出量1、含義瓦斯涌出量是指在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中從煤與巖石內(nèi)涌出的瓦斯量，對(duì)應(yīng)于整個(gè)礦井的叫礦井瓦斯涌出量，對(duì)應(yīng)于翼、采區(qū)或工作面，叫翼、采區(qū)或工作面的瓦斯涌出量2、瓦斯涌出量表示方法絕對(duì)瓦斯涌出量—單位時(shí)間涌出的瓦斯體積，單位為m3/d或m3/min：Qg=Q×C/100式中Qg—絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min；Q—風(fēng)量，m3/min；C—風(fēng)流中的平均瓦斯?jié)舛龋?。相?duì)瓦斯涌出量平均日產(chǎn)一噸煤同期所涌出的瓦斯量，單位是m3/t。qg=Qg/A式中：qg—相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；Qg—絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/d；—日產(chǎn)

7、量，t/d二、影響瓦斯涌出的因素決定于自然因素和開(kāi)采技術(shù)因素的綜合影響。(一)自然因素1、煤層和圍巖的瓦斯含量，它是決定瓦斯涌出量多少的最重要因素。單一的薄煤層和中厚煤層開(kāi)采時(shí)，瓦斯主要來(lái)自煤層暴露面和采落的煤炭，因此煤層的瓦斯含量越高，開(kāi)采時(shí)的瓦斯涌出量也越大。2、地面大氣壓變化。地面大氣壓變化引起井下大氣壓的相應(yīng)變化，它對(duì)采空區(qū)（包括回采工作面后部采空區(qū)和封閉不嚴(yán)的老空區(qū)）或坍冒處瓦斯涌出的影響比較顯著（