蔡成功礦井瓦斯綜合治理

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1、礦井瓦斯綜合治理主講:蔡成功教授Tel:15893051269Email:caicg6421@163.com河南理工大學(xué)二○一○年一月二十日1蔡成功：博士、教授河南理工大學(xué)瓦斯地質(zhì)研究所副所長電話:15893051269Email:caicg6421@163.com曾任：煤科總院撫順分院突出研究室主任煤科總院安全技術(shù)研究所總工程師21礦井瓦斯基礎(chǔ)理論2煤礦瓦斯抽采及抽放設(shè)計(jì)3《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》解讀4煤與瓦斯突出預(yù)測方法5石門揭煤防突措施教授主要內(nèi)容31礦井瓦斯基礎(chǔ)理論礦井瓦斯概念井下有害氣體的總

2、稱廣義專指甲烷狹義41礦井瓦斯基礎(chǔ)理論瓦斯成因在植物沉積成煤初期的泥炭化過程中，有機(jī)物在隔絕外部氧氣進(jìn)入和溫度不超過65℃的條件下，被厭氧微生物分解為CH4、CO2和H2O。泥炭時(shí)期埋深不大，生成的瓦斯通過滲濾和擴(kuò)散排放到大氣中，因此，生物化學(xué)作用產(chǎn)生的瓦斯一般不會(huì)保留在煤層內(nèi)。生物化學(xué)成氣時(shí)期煤化變質(zhì)作用時(shí)期隨著煤系地層的沉降及所處壓力和溫度的增加，泥炭轉(zhuǎn)化為褐煤.有機(jī)物在高溫、高壓作用下，處于變質(zhì)造氣時(shí)期，揮發(fā)分減少，固定碳增加，生成的氣體主要為CH4和CO2。51礦井瓦斯基礎(chǔ)理論61礦井瓦斯基礎(chǔ)

3、理論瓦斯在煤體內(nèi)存在狀態(tài)吸附瓦斯游離瓦斯吸收狀態(tài)吸著狀態(tài)以自由氣體分子存在于煤體或圍巖的較大裂隙、孔隙和空洞之中。在與顆粒固體在分子之間引力作用下，被吸著在煤體孔隙的內(nèi)表面上。圖例瓦斯在煤層內(nèi)存在狀態(tài)1-游離瓦斯；2-吸收瓦斯；3-吸著瓦斯瓦斯分子進(jìn)入煤體顆粒結(jié)構(gòu)內(nèi)部，與煤體固體分子相結(jié)合。71礦井瓦斯基礎(chǔ)理論礦井瓦斯來源煤（巖）層和地下水釋放出來的天然氣?；瘜W(xué)及生物化學(xué)作用產(chǎn)生的。如坑木腐爛、煤氧化的氣態(tài)產(chǎn)物。煤炭生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的。如井下作、比人員呼吸、火藥爆破、充電等。81礦井瓦斯基礎(chǔ)理論瓦斯性質(zhì)

4、甲烷重?zé)N氫氣甲烷二氧化碳氮?dú)庖谎趸剂蚧瘹涠趸蚨趸扇夹允蚁⑿杂卸拘约淄闅錃獗ㄐ?1礦井瓦斯基礎(chǔ)理論101礦井瓦斯基礎(chǔ)理論煤層瓦斯含量主要決定因素水文地質(zhì)條件地質(zhì)構(gòu)造煤層賦存條件煤層圍巖性質(zhì)煤層有露頭瓦斯易于排放，無露頭瓦斯易于保存；對同一煤層，瓦斯風(fēng)化帶以下，煤層瓦斯含量隨深度加大而增大；在其它條件相同，同一開采深度上，煤層傾角越小，煤層所含瓦斯越多。圍巖致密完整、不透氣時(shí)，煤層瓦斯易于保存；反之，煤層瓦斯易于逸散。地下水交換活躍地區(qū)，水能從煤層中帶走大量瓦斯，從而使煤層瓦斯含量明顯減少。

5、開放性構(gòu)造是煤層有利于瓦斯的放散，因此開放性構(gòu)造發(fā)育煤層，瓦斯含量就??；封閉性構(gòu)造，阻斷瓦斯放散通道，相應(yīng)煤層瓦斯含量大。煤的變質(zhì)程度煤的變質(zhì)程度越高，生成的瓦斯量越大。當(dāng)其它條件相同，煤的變質(zhì)程度越高，煤層瓦斯含量就越大。111礦井瓦斯基礎(chǔ)理論礦井瓦斯涌出方式特殊涌出一般涌出煤與瓦斯突出瓦斯噴出由采落煤炭和煤層、巖層的新鮮暴露面，通過孔隙、裂隙，緩慢、長時(shí)間的涌出。采掘時(shí)，在極短的時(shí)間內(nèi)，瓦斯又煤體、圍巖內(nèi)突然、大量的涌出，有時(shí)還伴有煤粉、煤塊和巖石等。瓦斯（CO2）噴出從煤體或巖體裂隙、孔洞或炮眼

6、中大量瓦斯(CO2)異常涌出的現(xiàn)象。在20m巷道范圍內(nèi)，涌出瓦斯量≥1.0m3/min，且持續(xù)時(shí)間在8h以上時(shí)，該采掘區(qū)即定為瓦斯（CO2）噴出危險(xiǎn)區(qū)域。121礦井瓦斯基礎(chǔ)理論煤層瓦斯含量礦井瓦斯涌出量主要影響因素采煤方法開采順序厚煤層分層開采時(shí)，首分層瓦斯涌出量最大，最后一個(gè)分層瓦斯涌出量最小。開采規(guī)模越大，礦井的絕對瓦斯涌出量也就越大；但就礦井的相對瓦斯涌出量來說，情況比較復(fù)雜。是決定因素。瓦斯含量越高，礦井瓦斯涌出量就越大。陷落法比充填法工作面的瓦斯涌出量大。采煤方法的回采率越低，瓦斯涌出量就越

7、大，因?yàn)閬G煤中所含瓦斯的絕大部分仍要涌入巷道。頂板管理方法生產(chǎn)工序通風(fēng)壓力大氣壓力變化負(fù)壓通風(fēng)，風(fēng)壓越高瓦斯涌出量越大；正壓通風(fēng)，風(fēng)壓越高瓦斯涌出量越小。地面大氣壓的變化對對采空區(qū)瓦斯涌出有較大的影響。落煤時(shí)瓦斯涌出量大于其它工序。開采規(guī)模一般采空區(qū)存有大量瓦斯，未封閉或封閉不嚴(yán)，采空區(qū)瓦斯大量涌出，礦井瓦斯涌出量增大。采空區(qū)管理方式131礦井瓦斯基礎(chǔ)理論礦井瓦斯等級(jí)劃分高瓦斯礦井低瓦斯礦井礦井相對瓦斯涌出量小于10m3/t，且礦井絕對瓦斯涌出量小于40m3/min。礦井相對瓦斯涌出量大于10m3/t

8、或礦井絕對瓦斯涌出量大于40m3/min。煤與瓦斯突出礦井發(fā)生煤（巖）與瓦斯突出礦井、鑒定有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的礦井。根據(jù)礦井相對瓦斯涌出量、礦井絕對瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式劃分為：低瓦斯礦井中，相對瓦斯涌出量大于10m3/t或有瓦斯噴出的個(gè)別區(qū)域（采區(qū)或工作面）為高瓦斯區(qū)，該區(qū)按高瓦斯礦井管理。141礦井瓦斯基礎(chǔ)理論礦井瓦斯等級(jí)鑒定測點(diǎn)選擇鑒定時(shí)間和基本條件在七月或八月上、中、下旬中各取一天（間隔10天），分三個(gè)班（或四個(gè)班）進(jìn)行測定工作。被鑒定的礦井、