礦井瓦斯災害防治

礦井瓦斯災害防治爆破工〔煤礦生產(chǎn)技術、爆破采煤技術、掘進爆破技術、礦井通風〕礦井瓦斯災害防治〔講義〕爆破工〔煤礦生產(chǎn)技術、礦井通風〕四級平安培訓中心主講：陳曉陽礦井瓦斯災害防治第一節(jié)根本概念和理論概述第二節(jié)瓦斯爆炸及突出的規(guī)律第三節(jié)瓦斯爆炸的防治與處理技術第四節(jié)煤與瓦斯突出防治與處理第一節(jié)根本概念和理論概述

主要內(nèi)容一、礦井瓦斯的定義及性質(zhì)二、礦井瓦斯的成因和分帶三、煤層瓦斯的賦存狀態(tài)四、礦井瓦斯的涌出五、瓦斯涌出的影響因素六、礦井瓦斯等級一、礦井瓦斯的定義及性質(zhì)1．礦井瓦斯的定義-廣義，礦井瓦斯是指從煤層或巖層中放出或生產(chǎn)過程中產(chǎn)生并涌入到礦井內(nèi)的各種有毒有害氣體的總稱。-狹義，專指甲烷〔CH4〕。

-2．礦井瓦斯的性質(zhì)

-瓦斯是無色、無味、無臭、無毒的氣體。瓦斯比空氣輕，其比重為O.554，因此在煤礦井下常積聚在巷道頂部或上山迎頭。瓦斯的擴散能力是空氣的1.34倍，且滲透能力很強。瓦斯微溶于水，瓦斯不助燃，但條件適宜時能發(fā)生燃燒和爆炸。

危害表現(xiàn)：窒息性、爆炸性、燃燒性和突出性二、礦井瓦斯的成因和分帶1、礦井瓦斯的成因成氣過程可分為兩個階段：第一階段為生物化學成氣時期；第二階段為煤化變質(zhì)作用時期。2.煤層瓦斯垂直分帶根據(jù)井下煤層瓦斯組分和含量，將煤層瓦斯按賦存深度不同自上而下分為4個帶：N2—CO2帶、N2帶、N2—CH4帶和CH4帶〔見圖1-1-1〕。

圖1-1-l頓巴斯煤田煤層瓦斯組分在各瓦斯帶中的變化I—N2-CO2；II—N2；III—N2-CH4；IV—CH4

圖1-1-2煤體中瓦斯的賦存狀態(tài)示意圖1-自由瓦斯；2-吸著瓦斯；3-吸收瓦斯；4-煤體；5-空隙

三、煤層瓦斯的賦存狀態(tài)1、瓦斯的賦存狀態(tài)礦井瓦斯在煤、巖層中以兩種狀態(tài)存在，即自由狀態(tài)和吸附狀態(tài)。自由狀態(tài)又稱游離狀態(tài)。吸附狀態(tài)分為兩種表現(xiàn)形式，即吸著狀態(tài)和吸收狀態(tài)。自由瓦斯和吸附瓦斯關系：二者是處于一種動平衡狀態(tài)，即在一定條件下自由瓦斯和吸附瓦斯可以互相轉(zhuǎn)化。

2.影響煤層瓦斯含量的因素〔1〕煤田地質(zhì)史。〔2〕地質(zhì)構造?！?〕煤層的賦存條件?！?〕煤層的圍巖性質(zhì)?！?〕煤的變質(zhì)程度?！?〕巖漿活動。〔7〕水文地質(zhì)條件。3.煤層瓦斯壓力煤層瓦斯壓力是指煤孔隙中所含游離瓦斯的氣體壓力，即氣體作用于孔隙壁的壓力。四、礦井瓦斯的涌出1．礦井瓦斯涌出形式瓦斯從煤層或圍巖中涌出的形式有兩種：〔1〕普通涌出?！?〕特殊涌出。瓦斯噴出和煤〔巖〕與瓦斯突出四、礦井瓦斯的涌出2．礦井瓦斯涌出量〔1〕Q絕=Q×C×60×24Q—礦井總回風道風量，m3/d；C—回風流中的平均瓦斯?jié)舛龋?。〔2〕q相=Q絕×n/TQ絕—礦井絕對瓦斯涌出量，m3/d；n—礦井瓦斯鑒定月的工作天數(shù)，d/月；T—礦井瓦斯鑒定月的產(chǎn)量，t/月?！?〕煤層和圍巖的瓦斯含量〔2〕開采深度〔3〕開采規(guī)?！?〕開采順序與開采方法。〔5〕地面氣壓的變化。五、瓦斯涌出的影響因素《規(guī)程》規(guī)定：一個礦井中，只要有一個煤〔巖〕層中發(fā)現(xiàn)過瓦斯，該礦井即定為瓦斯礦井，并依照礦井瓦斯等級的工作制度進行管理。礦井瓦斯等級，按照礦井相對瓦斯涌出量、絕對瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式劃分：六、礦井瓦斯等級六、礦井瓦斯等級低瓦斯礦井：相對涌出量不大于10m3/t且絕對涌出量不大于40m3/min；高瓦斯礦井：相對涌出量大于10m3/t或者絕對涌出量大于40m3/min；煤與瓦斯突出礦井：礦井在采掘過程中，只要發(fā)生過一次煤與瓦斯突出，該礦井即為突出礦井，發(fā)生突出的煤層定為突出煤層。第二節(jié)瓦斯爆炸及突出的規(guī)律

主要內(nèi)容一、瓦斯爆炸二、煤(巖)與瓦斯突出〔一〕瓦斯爆炸的過程及其危害1.瓦斯爆炸的化學反響過程最終的化學反響式為： CH4＋2O2＝CO2+2H2O+能量如果煤礦井下O2缺乏，反響的最終式為：CH4+O2＝CO+H2+H2O+能量2．瓦斯爆炸的產(chǎn)生與傳播過程3．瓦斯爆炸的危害礦內(nèi)瓦斯爆炸的有害因素是：高溫、高壓〔沖擊波〕和有害氣體。一、瓦斯爆炸1、瓦斯爆炸的根本條件①瓦斯?jié)舛仍诒ń缦迌?nèi)，一般為5％～16％；②混合氣體中的氧濃度不低于12％；③有足夠能量的點火源以上三條件必須同時具備。瓦斯與高溫熱源接觸后，不是立即燃燒或爆炸，而是要經(jīng)過一個很短的間隔時間，這種現(xiàn)象叫引火延遲性，間隔的這段時間稱感應期?！捕惩咚贡ǖ臈l件及影響因素柯瓦德爆炸三角形

2、影響瓦斯爆炸發(fā)生的因素〔1〕其它可燃氣體的影響〔2〕氧濃度和過量惰氣的影響〔表1-2-2〕〔3〕溫度的影響?！?〕氣壓的影響?？扇細怏w加入的惰氣惰氣/可燃氣(體積比率)失爆點處的氣體(體積)濃度/%可燃氣體O2H2N216.554.35.1CO210.205.38.4CH4N23.006.112.1CO23.207.314.6CON24.1213.96.0CO22.1618.68.6表1-2-2可燃氣體H2、CH4、CO失爆所需的惰氣量〔三〕礦井瓦斯爆炸的原因〔爆炸界限和引火源〕1．瓦斯積聚〔定義〕瓦斯積聚是指體積超過0.5m3時的空間瓦斯?jié)舛瘸^2％的現(xiàn)象。積聚原因主要有以下幾個方面：〔1〕通風系統(tǒng)不合理，不完善?！泊?lián)通風、擴散通風、無回風道獨眼井及通風設施不全〕〔2〕局部通風機停止運轉(zhuǎn)〔3〕風筒斷開或者嚴重漏風?！?〕采掘工作面風量缺乏。〔5〕局部通風機出現(xiàn)循環(huán)風?！?〕風流短路?！?〕對封閉的區(qū)域或停工一段時間的工作面恢復通風，未制定專門的排放瓦斯措施?！?〕采空區(qū)和盲巷中往往積存大量高濃度的瓦斯。〔9〕當采掘工作面推進到地質(zhì)構造異常區(qū)域時，有可能發(fā)生瓦斯異常涌出，造成瓦斯積聚。〔10〕巷道冒落空洞由于通風不良容易形成瓦斯積聚。2．瓦斯爆炸的點火源〔1〕電火花引起的瓦斯爆炸與電器設備的不合格和人員違章操作有關?！?〕井下爆破引起的瓦斯爆炸和燃燒事故呈增加的趨勢，存在的問題主要有：①使用了不符合平安要求的炸藥或炸藥已經(jīng)超過平安有效期限。②充填炮泥不合格，造成放炮火焰存在時間過長。③爆破炮眼布置不合理，抵抗限過低，或者放明炮、糊炮等。④爆破電路連線不合格，產(chǎn)生電火花。⑤放炮器不合格或使用明電放炮等。〔3〕摩擦撞擊火花有時難以防止?！?〕井下嚴禁使用明火?！?〕其他情況有。〔一〕煤(巖)與瓦斯突出分類按照突出物質(zhì)的不同，突出可分為煤與甲烷突出、巖石與甲烷突出、砂巖和二氧化碳突出，以及煤、巖、二氧化碳和甲烷突出。按照突出動力源的不同，突出又可分為傾出、壓出和突出。二、煤(巖)與瓦斯突出〔二〕煤(巖)與瓦斯突出的機理和條件1.突出機理煤(巖)與瓦斯突出是一種力學現(xiàn)象，是地應力、瓦斯和煤(巖)的物理力學性質(zhì)3個因素綜合作用的結果。地應力、瓦斯和煤(巖)強度是突出的主要自然因素，突出的發(fā)生與否取決于這3個因素的一定組合。典型的煤(巖)與瓦斯突出過程可歸結為準備、激發(fā)、開展和終止4個階段。有些突出不是一次完成的，而是有多個循環(huán)。2.突出的條件突出發(fā)生必須同時滿足以下3個條件：〔1〕放炮落煤、石門突然揭開煤層、采掘工作面進入地質(zhì)構造帶、打鉆、懸頂冒落等使工作面附近煤〔巖〕體應力狀態(tài)突然改變，并導致煤〔巖〕體局部的突然破壞，這是突出的誘發(fā)條件?！?〕突出誘發(fā)后，煤〔巖〕的暴露面處于高地應力和高瓦斯壓力區(qū)，使煤〔巖〕體能產(chǎn)生自發(fā)地連續(xù)破碎，這是突出的開展條件。〔3〕煤〔巖〕體和已破碎的煤〔巖〕能快速涌出瓦斯〔包括游離瓦斯和吸附瓦斯〕，并形成能拋出已破碎煤〔巖〕的瓦斯流，這是突出開展的必要條件?！踩趁?巖)與瓦斯突出的一般規(guī)律和預兆1.煤(巖)與瓦斯突出的一般規(guī)律〔1〕危險性隨開采深度及煤層厚度增大而增大?！?〕絕大多數(shù)發(fā)生在掘進工作面?！?〕引起應力狀態(tài)突然變化的區(qū)域：〔4〕主要誘導因素是采掘作業(yè)，其次為爆破、風鎬、手鎬作業(yè)。2.突出預兆突出預兆主要有以下幾種：①聲響預兆。②煤結構變化預兆：③地壓方面的預兆。④瓦斯方面的預兆。⑤其他預兆。第三節(jié)瓦斯爆炸的防治與處理技術

主要內(nèi)容一、防止瓦斯積聚的技術措施二、防止點火源的出現(xiàn)三、加強瓦斯的檢查和監(jiān)測四、瓦斯爆炸的處理要點

一、防止瓦斯積聚的技術措施〔一〕按照《規(guī)程》的要求做好通風工作〔1〕礦井通風必須采用機械通風?！?〕所有沒有封閉的巷道必須保持足以稀釋瓦斯到規(guī)定界限的風量和風速。〔3〕采煤工作面必須保持風路暢通，防止形成串連通風。〔4〕掘進工作面供風最容易出現(xiàn)平安問題。〔5〕對高瓦斯礦井，必須使用“三專兩閉鎖〞。〔6〕整個礦井的生產(chǎn)和通風是相匹配的?！捕臣皶r處理局部聚積的瓦斯1．回采工作面上隅角的瓦斯積聚處理技術處理的方法有以下幾種：1〕增風吹散法〔1〕風障引流法。〔2〕液壓局部通風機吹散法?！?〕脈動通風技術吹散法2〕無火花設備抽排法〔1〕風筒引射導風法?！?〕移動泵站抽放法。〔3〕尾巷排放法?！睹旱V平安規(guī)程》對該方法的應用提出如下要求：①工作面風流控制必須可靠；②專用排瓦斯巷道內(nèi)不得進行生產(chǎn)作業(yè)和設置電器設備進。③專用排瓦斯巷道內(nèi)風速不低于0.5m/s；④專用排瓦斯巷道內(nèi)必須用不燃性材料支護，并應有防止產(chǎn)生靜電、摩擦和撞擊火花的平安措施；⑤專用排瓦斯巷道必須貫穿整個工作面推進長度且不得留有盲巷；⑥專用排瓦斯巷道內(nèi)必須安設甲烷傳感器，甲烷傳感器應懸掛在距專用排瓦斯巷道回風口15m處。⑦煤層的自燃傾向性為不易自燃。2．刮板輸送機底槽的瓦斯積聚處理技術處理的方法有以下幾種：〔1〕設專人清理輸送機底下遺留的煤炭，保證底槽暢通，使瓦斯不易積聚?！?〕保持輸送機經(jīng)常運轉(zhuǎn)，即使不出煤也讓輸送機繼續(xù)運轉(zhuǎn)，以防止瓦斯積聚?！?〕如果發(fā)現(xiàn)輸送機底槽內(nèi)有瓦斯超限的區(qū)段，可把輸送機吊起來，使空氣流通排除瓦斯?！?〕有壓風管路的地點可以將壓風引至底槽進行通風，排除積聚的瓦斯。3．機械化采煤工作面瓦斯積聚的處理〔1〕加大工作面的進風量。〔3〕降低瓦斯涌出的不均勻性?！?〕抽放瓦斯和煤壁注水。〔5〕采煤機附近局部瓦斯積聚，可在采煤機的切割部或牽引部安裝小型局扇或水力引射器，吹散積存的瓦斯。4．頂板瓦斯聚積的處理1〕頂板附近瓦斯層狀積聚的處理預防和處理瓦斯層狀積聚的方法有兩種：〔1〕加大巷道內(nèi)風流速度?！?〕加大頂板附近的風速?！?〕黃泥抹縫法。〔4〕瓦斯抽放法。如圖1-3-9所示。圖1-3-9鉆孔抽放裂隙帶的瓦斯2〕頂板冒落空洞內(nèi)積存瓦斯處理〔1〕隔離法，見圖1-3-10?！?〕引風吹散法，常見的方法有：圖1-3-10隔離法

圖1-3-11擋風板引風處理冒落空洞中的瓦斯1-擋風板；2-坑木；3-風筒①導風板引風吹散法?！踩鐖D1-3-11所示〕

②風筒分支吹散法。見圖1-3-12③壓風管分支吹散法。圖1-3-12風筒分支法排放瓦斯5．掘進工作面局部的瓦斯積聚處理技術〔1〕對于瓦斯涌出量大的掘進工作面盡量使用雙巷掘進，每隔一定距離開掘聯(lián)絡巷，構成全負壓通風。〔2〕盲巷局部要安設局部通風機供風?！?〕掘進工作面及其巷道中很容易出現(xiàn)冒落空洞或裂隙發(fā)育帶，對于這些地點積聚的瓦斯應使用上述有關方法予以及時處理。6.恢復有瓦斯積存的盲巷或在翻開密閉時的瓦斯處理措施要注意以下幾點：〔1〕最好在非生產(chǎn)班進行。〔2〕排放工作一般由一個救護小隊操作?！?〕開動局扇前必須檢查局扇附近20m內(nèi)瓦斯?jié)舛仁欠癯蓿_動后要檢查局扇附近是否有循環(huán)風?！?〕瓦斯積存量較大時，應逐段恢復通風?！?〕采用巷道積聚瓦斯自控排放裝置。1．加強管理，提高防火意識2．防止放炮火源〔1〕煤礦井下的爆破必須使用符合《煤礦平安規(guī)程》規(guī)定的平安炸藥。〔2〕有爆破作業(yè)的工作面必須嚴格執(zhí)行“一炮三檢〞的瓦斯檢查制度?！?〕禁止使用明接頭或裸露的放炮母線。要嚴格執(zhí)行“三人連鎖放炮〞制度?！?〕炮眼的深度、位置、裝藥量要符合該工作面作業(yè)規(guī)程的要求?！?〕禁止放明炮、糊炮?！?〕嚴格執(zhí)行井下火藥、雷管的存放、運輸?shù)墓芾硪?guī)定。二、防止點火源的出現(xiàn)3．防止電氣火源和靜電火源4．防止摩擦和撞擊點火5．防止明火點燃〔1〕嚴禁攜帶煙草、點火物品入井，嚴禁攜帶易燃物品入井；〔2〕嚴禁在井口房、通風機房、瓦斯泵房周圍20m范圍內(nèi)使用明火、吸煙或用火爐取暖?！?〕不得在井下和井口房內(nèi)從事電氣焊作業(yè)?！?〕嚴禁在井下存放汽油、煤油、變壓器油等?！?〕井下嚴禁使用電爐或燈泡取暖。6．防止其他火源1．井下各處允許的瓦斯?jié)舛戎导俺迺r的措施《規(guī)程》對井下各處允許瓦斯?jié)舛鹊南拗导俺迺r應采取的措施，都作了明確的規(guī)定，詳見表1-3-1。三、加強瓦斯的檢查和監(jiān)測地點允許瓦斯?jié)猓?）超過允許濃度時必須采取的措施礦井總回風或一翼回風巷≤0.75礦總工程師立即調(diào)查原因、進行處理并報告局總工程師采區(qū)回風巷、采掘工作面回風流≤1停止作業(yè)，由礦總工程師負責采取有效措施進行處理采掘工作面風流中＜1停止電鉆打眼，采取措施＜1.5停止工作、切斷電源，進行處理采掘工作面?zhèn)€別地點＜2立即進行處理，附近20m內(nèi)停止進行其他工作使用機械采煤或掘進的工作面局部積聚＜2附近20m內(nèi)必須停止機器運轉(zhuǎn)，并切斷電源進行處理，只有瓦斯?jié)舛冉档?％以下時，才允許開動機器放炮地點附近20m以內(nèi)風流中＜1禁止放炮電動機附近20m以內(nèi)的風流中＜1.5必須停止設備運轉(zhuǎn)、切斷電源進行處理，只有在瓦斯?jié)舛冉档?％以下，才允許開動機器表1-3-1井下各處允許的瓦斯?jié)舛戎导俺迺r的措施2．《規(guī)程》關于礦井瓦斯檢查的制度要求《礦井瓦斯檢查的主要地點有：所有采掘工作面、硐室、使用中的機械電氣設備的設置地點、有人員作業(yè)的地點、瓦斯可能超限或積聚的地點等。其檢查要求如下：〔1〕采掘工作面的瓦斯?jié)舛葯z查次數(shù)：①低瓦斯礦井每班至少檢查兩次，高瓦斯礦井每班至少檢查3次。②有煤〔巖〕與瓦斯突出危險的采掘工作面，有瓦斯噴出危險的采掘工作面和瓦斯涌出量較大、變化異常的采掘工作面，都必須有專人經(jīng)常檢查瓦斯，并安設甲烷斷電儀?！?〕采掘工作面CO2濃度應每班至少檢查兩次；有煤〔巖〕與CO2突出危險的采掘工作面，CO2涌出量較大、變化異常的采掘工作面，必須有專人經(jīng)常檢查CO2濃度。本班未進行工作的采掘工作面，瓦斯和CO2應每班至少檢查一次；可能涌出或積聚瓦斯或CO2的硐室和巷道的瓦斯或CO2應每班至少檢查一次?！?〕在有自燃發(fā)火危險的礦井，必須定期檢查CO濃度、氣體溫度等的變化情況?！?〕井下停風地點柵欄外風流中的瓦斯?jié)舛让刻熘辽贆z查一次，擋風墻外的瓦斯?jié)舛让恐苤辽贆z查一次?！?〕在爆破過程中，嚴格執(zhí)行“一炮三檢制〞?！?〕其他作業(yè)地點或應該檢查瓦斯和CO2地點，每班至少檢查一次?！?〕瓦斯檢查人員必須執(zhí)行瓦斯巡回檢查制度和請示報告制度，并認真填寫瓦斯檢查班報?！?〕通風平安管理部門的值班人員，必須審閱瓦斯檢查班報表，掌握瓦斯變化情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，并向礦調(diào)度室匯報。3.《規(guī)程》對礦井瓦斯檢查儀器、儀表的要求 4.通風或瓦斯涌出異常時期應特別注意的事項〔1〕煤與瓦斯突出造成短時間內(nèi)涌出的大量瓦斯，易形成高瓦斯區(qū)?！?〕抽放瓦斯系統(tǒng)停止工作時，必須及時采取增加供風、加強監(jiān)測直至停產(chǎn)撤人的措施，防止瓦斯事故的發(fā)生?！?〕排除積存瓦斯時可能會造成局部區(qū)域的瓦斯超限，必須制定排放方案和保安措施，以保證排放工作的順利進行?！?〕地面大氣壓力的急劇下降也會造成井下瓦斯涌出異常，必須加強監(jiān)測，并有相應的防護措施?！?〕在工作面接近采空區(qū)邊界或老頂來壓時，會使涌入工作面的瓦斯突然增加，應加強對這一特殊時期瓦斯的監(jiān)測，總結規(guī)律，并做到心中有數(shù)?！?〕采煤工作面大面積落煤也會造成大量的瓦斯涌出，應適當限制一次放炮的落煤量和采煤機連續(xù)工作的時間。第四節(jié)煤與瓦斯突出防治與處理

主要內(nèi)容一、煤與瓦斯突出四位一體防治體系二、煤與瓦斯突出的防治措施三、煤與瓦斯突出事故的處理

〔1〕突出危險性預測?！?〕防治突出措施。〔3〕防治突出措施的效果檢驗?！?〕平安防護措施?！八奈灰惑w〞的防治突出綜合措施。一、煤與瓦斯突出四位一體防治體系

二、煤與瓦斯突出的防治措施〔一〕區(qū)域性防突出措施1．開采保護層1〕開采保護層的作用〔1〕地壓減少，彈性潛能得以緩慢釋放?！?〕煤層膨脹變形，形成裂隙與孔道，透氣系數(shù)增加?！?〕煤層瓦斯涌出后，煤的強度增加。2〕保護范圍〔1〕垂直保護距離保護層與被保護層之間的有效垂距應符合表1-4-1所列數(shù)值。

表1-4-1保護層與被保護層間的有效垂距名稱上保護層/m下保護層/m急傾斜煤層緩傾斜與傾斜煤層<60<50<80<100(2)沿傾向的保護范圍

煤層傾角β（°）△（°）緩傾斜傾斜急傾斜90－α90－α100－α11107表1-4-2(3)沿走向的保護范圍保護層回采工作面始采線兩側的保護范圍，必須按實際考察結果確定。我國現(xiàn)場多用冒落角φ3來確定，如圖1-4-4所示。南桐礦務局取為62°～65°，圖1-4-4沿走向的保護范圍(4)煤柱的影響開采保護層還必須注意以下幾點：A．如煤層群中有幾個保護層時，應首先考慮上保護層。B．礦井中所有煤層都有突出危險時，可選擇突出危險程度較小的煤層作為保護層，但在此保護層的采掘過程中，必須采取防治突出的措施。C．礦井中所有可采煤層都具有嚴重突出危險時，也可以選擇不可采的煤層作為保護層。為了減小勞動強度，可使用刨煤機、鋼絲繩鋸等采煤機械。D．開采保護層時，應同時抽放被保護層的瓦斯。2．大面積預抽煤層瓦斯〔二〕局部防突措施1．松動爆破2.鉆孔排放瓦斯3．水力沖孔4．超前支架〔1〕煤巷掘進超前支架?！?〕石門揭煤超前支架。5．超前鉆孔〔三〕平安防護措施1.震動放炮它的效果取決于巖柱厚度、裝藥量和炮眼布置等參數(shù)。實施震動放炮措施時，應注意以下事項：〔1〕石門震動放炮要求一次全斷面揭穿〔薄煤層〕或揭開〔中厚煤層和厚煤層〕突出煤層?！?〕震動放炮前，揭穿煤層的石門工作面必須有獨立的回風系統(tǒng)，且回風系統(tǒng)必須保證風流暢通?！?〕在石門進風側的巷道中，為了防止突出的瓦斯逆流進入進風系統(tǒng)，應設置兩道鞏固的反向風門?！?〕震動放炮應一次起爆全部炮眼，崩開石門全斷面的巖柱?！?〕震動放炮必須有專門設計，設計中對爆破參數(shù)，爆破器材及起爆要求，爆破地點，反向風門位置，避災路線及停電、撤人和警戒范圍等必須做出明確的規(guī)定?！?〕巖石眼不得打入煤層，眼底距煤層應保持0.2m。如已打入煤層，應在眼底充填不小于0.2m長的炮泥。〔7〕所有炮眼裝藥后都應先充填1～2個水炮泥，然后再封炮泥直至眼口?！?〕震動放炮應采用毫秒雷管，延期總時間不準超過130ms，嚴禁跳段使用?！?〕震動放炮時，回風系統(tǒng)內(nèi)電器設備都必須切斷電源，嚴禁人員作業(yè)和通過?！?0〕放炮地點和石門工作面的距離應根據(jù)突出后瓦斯可能涉及的最大范圍確定?！?1〕震動放炮由礦總工程師統(tǒng)一指揮，并有礦山救護隊在指定地點值班。2.金屬柵欄。3.反向風門4.井下避難所〔1〕井下避難所?！?〕壓風自救系統(tǒng)。三、煤與瓦斯突出事故的處理〔1〕瓦斯來源充足，并且瞬間涌出量很大、濃度很高?！?〕突出的瓦斯能形成沖擊氣浪破壞通風系統(tǒng)，突出的煤巖能堵塞巷道。〔3〕突出的高濃度瓦斯，開始時不會立即發(fā)生爆炸，但在一定供氧條件下可能遇火源引起燃燒?！?〕在處理事故過程中，如果需在突出煤層中掘進巷道用于救人或恢復通風，仍必須采取防突措施?！?〕突出后，有可能在同一地點發(fā)生第二次、第三次突出。突出事故發(fā)生后，指揮人員應果斷地做出的決策：〔1〕切斷災區(qū)和受影響區(qū)的電源，但必須在遠距離斷電，防止產(chǎn)生電火花引起爆炸?！?〕撤出災區(qū)和受威脅區(qū)的人員?！?〕派人到進、回風井口及其50m范圍內(nèi)檢查瓦斯、設置警戒，熄滅警戒區(qū)內(nèi)的一切火源，嚴禁一切機動車輛進入警戒區(qū)?！?〕派遣救護隊佩戴呼吸器、攜帶滅火器等器材下井偵察情況，搶救遇險人員、恢復通風系統(tǒng)等?！?〕要求災區(qū)內(nèi)不準隨意啟閉電器開關?！?〕發(fā)生突出事故后不得停風和反風，防止風流紊亂擴大災情?！?〕組織力量搶救遇險人員?！?〕制定并實施預防再次突出的措施?！?〕當突出后破壞范圍很大、巷道恢復困難時，應在搶救遇險人員后，對災區(qū)封閉?！?0〕假設突出后造成火災或爆炸，那么按處理火災或爆炸事故進行救災。第五節(jié)礦井瓦斯抽放

主要內(nèi)容一、瓦斯抽放的條件二、礦井瓦斯抽放方法三、布孔及抽放參數(shù)確實定四、抽放瓦斯裝備及抽放監(jiān)控系統(tǒng)衡量一個瓦斯礦井是否有必要抽放，可以根據(jù)以下幾點：〔1〕對于生產(chǎn)礦井，由于礦井的通風能力已經(jīng)確定，所以礦井瓦斯涌出量超過通風所能稀釋瓦斯量時，即應考慮抽放瓦斯；〔2〕對于新建礦井，當采煤工作面瓦斯涌出量＞5m3/min，掘進工作面瓦斯涌出量＞3m3/min，采用通風方法解決瓦斯問題不合理時，應該抽放瓦斯；〔3〕對于全礦井，一般認為，絕對瓦斯涌出量＞30m3/min，或相對瓦斯涌出量＞15～25m3/t時應抽放瓦斯；〔4〕開采保護層時可考慮抽放保護層瓦斯；對于突出煤層，可以考慮用預抽瓦斯的方法防止突出。一、瓦斯抽放的條件二、礦井瓦斯抽放方法依據(jù)分類適用條件按抽出瓦斯來源分本煤層抽放井下開采工作所遇到的瓦斯主要來自本煤層，且涌出量大鄰近煤層抽放由于采動的影響，開采層上、下鄰近煤層內(nèi)的瓦斯涌入開采層的回采工作面而威脅生產(chǎn)時采空區(qū)抽放在工作面后方的采空區(qū)或者采空區(qū)經(jīng)常泄出瓦斯，導致工作面、采區(qū)總回風或全礦井總回風中的瓦斯嚴重超限按抽放區(qū)是否卸壓分未卸壓抽放適用于透氣系數(shù)較大的開采煤層卸壓抽放適用于透氣系數(shù)較差的開采煤層按抽放與采掘的時間配合分預先抽放用于夠消除回采和掘進時的瓦斯危害邊采邊抽適用于預先抽放效果不理想或接續(xù)緊張條件下的瓦斯抽放按抽放工藝分井下鉆孔抽放本煤層、鄰近層、采空區(qū)抽放瓦斯皆可使用，是最常見的瓦斯抽放通道巷道抽放煤層較厚透氣性好，采掘時有大量瓦斯涌出時鉆孔、巷道混合抽放鄰近層或工作面開區(qū)抽放采空區(qū)封閉抽放采空區(qū)丟煤太多，放頂后涌出瓦斯量大的情況地面鉆孔抽放采區(qū)距地表較淺，地面有施工條件的地方表1-5-1瓦斯抽放方法分類〔一〕本煤層瓦斯抽放開采煤層的瓦斯抽放，是在煤層開采之前或采掘的同時，用鉆孔或巷道進行該煤層的抽放工作。按照煤層的透氣系數(shù)評價未卸壓煤層預抽瓦斯的難易程度的指標如表1-5-2。表1-5-2煤層抽放瓦斯難易程度分級表等級煤層透氣系數(shù)／m2.MPa-2.d-1煤層百米鉆孔瓦斯涌出衰減系數(shù)/d-1容易抽放可以抽放較難抽放>1010～0.1<0.1<0.015～0.030.03～0.05>0.05

1．未卸壓鉆孔抽放〔1〕穿層鉆孔〔2〕順層鉆孔2．卸壓鉆孔抽放〔1〕隨掘隨抽〔2〕隨采隨抽3．人工增加煤層透氣系數(shù)的措施〔1〕水力壓裂〔2〕水力割縫〔3〕深孔爆破〔4〕酸液處理〔二〕鄰近層的瓦斯抽放1．上鄰近層瓦斯抽放1〕頂板穿層鉆孔法具體應考慮：〔1〕鉆孔的終孔點要在冒落帶以上的裂隙帶內(nèi)；〔2〕鉆孔仰角和夾角要保證工作面推過后不斷孔，并且要使鉆孔處于卸壓帶以內(nèi)；〔3〕根據(jù)工作面上隅角或采空區(qū)瓦斯分布，鉆孔伸人工作面水平投影距離應在1Om以上。2〕頂板走向鉆孔法3〕頂板巷道抽巷道法〔1〕傾斜高抽巷?！?〕走向高抽巷?！踩巢煽諈^(qū)抽放采空區(qū)瓦斯抽放可分為封閉式抽放和開放式抽放兩類。1．封閉式采空區(qū)瓦斯抽放技術2．開放式采空區(qū)瓦斯抽放技術開放式采空區(qū)瓦斯抽放方法開放式采空區(qū)瓦斯抽放方法主要有以下幾種：〔1〕引巷密閉插管抽放法〔2〕鉆孔抽放法〔3〕埋管抽放法〔4〕頂板〔煤〕巷抽放法抽放的瓦斯混合氣體，應符合下述要求，一旦發(fā)現(xiàn)有關指標異常，應立即停止抽放，采取防止自燃的措施。①氧氣濃度不得大于7%，最高不大于10%；②一氧化碳濃度不得大于臨界值〔臨界值指標由開采礦井考查確定。撫順礦區(qū)煤炭自燃發(fā)火的臨界值指標CO臨≤50PPm〕；③瓦斯〔CH4〕濃度不得低于25%或30%〔采用水環(huán)式真空泵抽放時，不低于25%；采用干式鼓風機抽放時，不低于30%)；④混合氣體溫度不得大于所在場所〔地點〕的空氣溫度；⑤回采工作面回風流和上隅角的瓦斯和一氧化碳濃度不得超過《煤礦平安規(guī)程》的規(guī)定。

三、布孔及抽放參數(shù)確實定1．鉆孔間距2．鉆孔個數(shù)和鉆孔長度3．鉆孔直徑4．鉆孔方向5．抽放負壓。抽放瓦斯的設備主要有鉆機、封孔裝置、管道、瓦斯泵、平安裝置和檢測儀表?！惨弧炽@機鉆機按動力種類可分為液動、電動和風動鉆機三種；按傳動方式分為全液壓傳動杯機械液壓傳動兩種；按結構形式分為滑臺動力頭式和立軸回轉(zhuǎn)式兩種?！捕吵榉磐咚沟墓艿酪话阌娩摴芑蜩T鐵管。管道直徑是決定抽放投資和抽放效果的重要因素之一?！踩惩咚钩榉疟玫V用瓦斯抽放泵大致可分為三類，即水環(huán)式真空泵、離心式鼓風機和回轉(zhuǎn)式鼓風機?！菜摹称渌b置1．放水器2．防爆、防回火裝置四、抽放瓦斯裝備及抽放監(jiān)控系統(tǒng)〔五〕抽放瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)1．瓦斯泵房及抽放管道監(jiān)控系統(tǒng)瓦斯抽放泵房及抽放管道監(jiān)控系統(tǒng)，用于井下或地面抽放泵站對瓦斯抽放管中的甲烷濃度、溫度、抽放負壓、抽放瓦斯的混合流量和純流量進行流動檢測和連續(xù)監(jiān)測。其主要功能是：〔1〕對抽放泵站和加壓泵站瓦斯管道抽放參數(shù)及相應的機電設備工況運行參數(shù)進行監(jiān)測，并完成相應的控制；〔2〕對抽放泵房和加壓泵房環(huán)境參數(shù)的監(jiān)控；〔3〕對配氣站〔儲氣罐〕管道參數(shù)、供氣參數(shù)和自控閥門等機電設備的監(jiān)控；〔4〕全系統(tǒng)信息管理、數(shù)據(jù)顯示、報警顯示、數(shù)據(jù)儲存、報表、打印。2．采空區(qū)瓦斯抽放監(jiān)控裝備對于采空區(qū)瓦斯抽放來講，除監(jiān)控抽放量、瓦斯?jié)舛群统榉咆搲旱葏?shù)外，尚需監(jiān)測抽放瓦斯中的一氧化碳濃度，以防止采空區(qū)煤炭自燃。至于采空區(qū)瓦斯抽放參數(shù)的控制，基于采空區(qū)的特點，主要是控制抽放負壓?？刂瞥榉咆搲菏歉鶕?jù)抽放瓦斯?jié)舛鹊纳舷?，當其低于?guī)定界限時，即應調(diào)整〔減小〕抽放負壓，如濃度增高時，尚可適當增大負壓，以增加抽放量和提高抽放效果。如在抽放過程中一氧化碳濃度高于限界，將據(jù)其實施控制，即停止抽放。煤礦生產(chǎn)技術第一節(jié)煤礦地質(zhì)根底第二節(jié)井巷開拓與巷道分類第三節(jié)爆破采煤技術第四節(jié)掘進爆破技術第一節(jié)煤礦地質(zhì)根底一、煤層厚度及產(chǎn)狀1、煤層厚度：是指煤層頂板到底板之間的垂直距離。薄煤層小于1.3m中厚煤層1.3～3.5m厚煤層大于3.5m2、煤層產(chǎn)狀要素：〔1〕走向：煤層層面與水平面相交的線叫走向線，走向線的延伸方向即為煤層的走向?！?〕傾向：在煤層層面上與走向線垂直并沿煤層層面向下延伸的直線叫傾斜線，該線的水平投影所指的方向稱為傾向?！?〕傾角：煤層層面與水平面所夾的最大銳角稱為傾角。近水平煤層傾角8°以下緩傾斜煤層傾角8°～25°傾斜煤層傾角25°～45°急傾斜煤層傾角45°以上二、礦井地質(zhì)構造1、褶皺構造：〔1〕背斜、〔2〕向斜2、斷裂構造：〔1〕裂隙或節(jié)理、〔2〕斷層1〕正斷層：是指上盤相對下降，下盤相對上升的斷層。2〕逆斷層：是指上盤相對上升，下盤相對下降的斷層3〕平推斷層：兩盤沿斷層面作水平方向相對位移的斷層。3、巖溶陷落柱：是煤系地層下部所產(chǎn)生的坍塌現(xiàn)象。4、沖刷帶：是成煤后水流侵蝕了煤層、頂板甚至底板。5、巖漿侵入體：含煤區(qū)域內(nèi)的巖漿活動。三、地質(zhì)構造對爆破平安的影響1、斷層、裂隙的影響2、巖溶陷落柱的影響四、影響爆破的煤巖物理力學性質(zhì)：鞏固性、彈性與脆性、層理與節(jié)理、含水性和含氣性、風化程度、粘性。五、巖