礦井瓦斯防治考試總結(jié)

1、瓦斯的定義、廣義和狹義瓦斯的概念廣義的礦井瓦斯是指井下以甲烷為主的有毒、有害氣體的總稱；狹義的礦井瓦斯是指甲烷;2、瓦斯在煤層中的賦存狀態(tài)甲烷在煤中呈兩種狀態(tài)存在：在滲透空間的甲烷主要呈自由氣態(tài)，稱為游離瓦斯。這種狀態(tài)的瓦斯以自由氣體狀態(tài)存在于煤層孔隙或圍巖的孔洞之中，其分子可自由運動，呈現(xiàn)出壓力并服從自有氣體定律。游離瓦斯量的多少與貯存空間的容積和瓦斯壓力成正比，與瓦斯溫度成反比；另一種在微孔內(nèi)主要呈吸附狀態(tài)存在于微孔表面上和在煤的粒子內(nèi)部占據(jù)著煤分子結(jié)構(gòu)的空穴或煤分子之間的空間（后兩者中的瓦斯可稱為固溶體,包括在吸附態(tài)中）。在300～1200m采深、中等變質(zhì)煤中，游離瓦斯僅占5~12％，其余為吸附瓦斯。3、吸附常數(shù)a，b值的定義、意義以及煤的吸附性能影響因素在等溫情況下,吸附量與瓦斯壓力的關(guān)系曲線為:x=式中，a-—吸附常數(shù),表示在給定溫度下，單位質(zhì)量固體的表面飽和吸附氣體時，吸附的氣體體積,m3/t,一般為15～55m3/t； b——吸附常數(shù)，MPa—1； p-—吸附平衡時的瓦斯壓力，MPa。在瓦斯壓力低時，分母中的bp相對于1可忽略不計，此時x與p成正比;在壓力很高時,分母中的1相對于bp可忽略不計，此時x≈a，吸附達到了飽和。吸附性能的影響因素:每克煤吸附的氣體量叫做吸附量，與氣體的性質(zhì)、固體表面性質(zhì)、溫度、壓力及煤中水分有關(guān).①瓦斯壓力的影響：在給定溫度下，吸附瓦斯含量與瓦斯壓力的關(guān)系呈雙曲線變化；②溫度的影響:溫度每升高1℃,吸附瓦斯的能力降低約8%；③瓦斯性質(zhì)的影響：對于指定的煤，在給定的溫度與瓦斯壓力下，CO2的吸附量比CH4高，而CH4的吸附量又比N2高；④煤化變質(zhì)程度的影響：煤的煤化程度反映其比表面積大小與化學(xué)組成,一般講從揮發(fā)分為20%~26％的煤到無煙煤，吸附量呈快速地增加；⑤煤中水分的影響：水分的增加使煤的吸附能力降低。4、煤層瓦斯壓力的定義及壓力梯度煤層瓦斯壓力是煤層孔隙內(nèi)氣體分子自由熱運動撞擊所產(chǎn)生的作用力，它在某一點上各向大小相等，方向與孔隙壁垂直。它是測定煤層瓦斯含量、瓦斯涌出速率及瓦斯動力現(xiàn)象的一個最重要參數(shù)。在甲烷帶內(nèi)，煤層的瓦斯壓力隨深度的增加而增加，多數(shù)煤層呈線性增加，但瓦斯壓力梯度隨地質(zhì)條件而異，相同深度的同一煤層具有大體相同的瓦斯壓力，可以按下式預(yù)測深部煤層的瓦斯壓力：p=式中，p-—甲烷帶內(nèi)深度為H(m)煤層瓦斯壓力，MPa； P’—-甲烷帶內(nèi)深度為H’（m）已知的煤層瓦斯壓力，MPa； C-—瓦斯壓力梯度，MPa/m，一般變化范圍為0。01±0.005.5、煤層瓦斯壓力的測定原理及如何加快瓦斯壓力的平衡①原理煤層瓦斯壓力的測量，通常是從圍巖巷道向煤層打一孔徑為50～75mm的鉆孔，鉆孔中放置測壓管，將孔封閉后用壓力表直接測定孔內(nèi)氣體的壓力。其原理是：用鉆頭鉆進煤層，形成一個體積較小壓力降低的封閉氣室,當(dāng)周圍煤層中的瓦斯在壓力差的作用下，向封閉氣室這個狹小空間滲流時，封閉氣室的瓦斯壓力逐漸接近煤層的原始瓦斯壓力，由連接氣室上的壓力表可以讀取穩(wěn)定后的煤層瓦斯壓力。②加快瓦斯壓力平衡加大打孔直徑，增大煤孔瓦斯?jié)B流移動;快速地封堵巖石裂隙；可靠、快速的密封方式；封孔裝置能夠自由控制封孔深度。6、瓦斯的垂向分帶及產(chǎn)生的原因當(dāng)煤層具有露頭或在沖積層之下有含煤盆地時,在煤層內(nèi)存在兩個不同方向的氣體運移，即煤層生成的瓦斯由深部向上運移；而地面空氣、表土中的生物化學(xué)反應(yīng)生成的氣體向煤層深部滲透擴散，從而使賦存在煤層內(nèi)的瓦斯表現(xiàn)出垂向分帶特征。煤層瓦斯的帶狀分布是煤層瓦斯含量及蛻變礦井瓦斯涌出量預(yù)測的基礎(chǔ)，也是搞好瓦斯管理的依據(jù)。煤層瓦斯沿垂向一般可分為兩個帶：瓦斯風(fēng)化帶、甲烷帶。7、煤的孔隙特征為研究瓦斯的賦存與流動,煤中的孔隙分為:微微孔—-其直徑<10-6mm；微孔——其直徑<10—6～10—5mm；小孔——其直徑＝10—5～10-4mm；中孔——其直徑＝10—4~10—3mm；大孔——其直徑＝10—3～10—1mm;可見孔及裂隙-—其直徑〉10—1mm,它決定了煤的宏觀(硬和中硬煤)破壞面。一般，把小孔以下孔隙之和稱為吸附容積；小孔至可見孔的孔隙體積之和稱為滲透容積；把吸附容積與滲透容積之和稱為總孔隙體積,煤的總孔隙體積占相應(yīng)煤的體積的百分比稱為煤的孔隙率，以％表示。煤是孔隙體，其中含有大量的表面積，微微孔和微孔孔隙體積還不到微微孔至中孔孔隙體積的55％，而其孔隙表面積卻占整個表面積的97％以上.微孔發(fā)育的煤，盡管其孔隙率可能不高，可是卻有相當(dāng)可觀的表面積。隨著揮發(fā)分的減小即煤化程度的增加,煤的比表面積大大增加。影響煤孔隙率大小的主要原因：①孔隙率與煤化程度的關(guān)系從長焰煤開始，隨著煤化程度的加深(揮發(fā)分減?。┟旱目偪紫扼w積逐漸減小，到焦、瘦煤的時候達到最低值，而后隨煤化程度的加深，總孔隙體積又逐漸增加,至無煙煤時達到最大值。然而，煤中的微孔體積隨著煤化程度加深而增長.②孔隙率與煤的破壞程度的關(guān)系大孔決定于強烈的地質(zhì)構(gòu)造破壞煤的破壞面,因此煤的破壞越嚴(yán)重,其滲透容積越高，即孔隙率越大.③孔隙率與地應(yīng)力的關(guān)系壓性的地應(yīng)力（壓應(yīng)力）可使?jié)B透容積縮小，壓應(yīng)力越高，滲透容積縮小越多,即孔隙率減小越多;張性的地應(yīng)力（張應(yīng)力)可使裂隙張開，使?jié)B透容積增大,張應(yīng)力越高，滲透容積增長越多，即孔隙率增加越多；卸壓(地應(yīng)力減小）作用可使煤（巖）的滲透容積增大，即孔隙率增高；增壓（地應(yīng)力增高）作用可使煤(巖）受到壓縮，滲透容積減小,即孔隙率降低.試驗表明，地應(yīng)力并不減小煤的吸附體積,或減少的不多（因大孔及可見孔的表面積減少），因此地應(yīng)力對煤的吸附性影響很小。8、煤層瓦斯含量的計算①煤的游離瓦斯含量X式中，Xy——煤的游離瓦斯含量,m3/t； V——單位質(zhì)量煤的孔隙容積，m3/t； p——煤層瓦斯壓力，MPa; T0，p0—-標(biāo)況下的絕對溫度（273K）與絕對壓力（0.101325MPa）； T——瓦斯的絕對溫度，K（T=273+t，t為瓦斯的攝氏溫度，℃） ξ-—瓦斯壓縮系數(shù)，其中甲烷系數(shù)見表。②煤的吸附瓦斯含量X式中，t0——實驗室測定煤的吸附常數(shù)時的試驗溫度,℃; t——煤層溫度,℃； n-—經(jīng)驗系數(shù)； p——煤層瓦斯壓力，n= a,b-—煤的吸附常數(shù)； A,W-—煤中灰分和水分，％; Xx——煤的吸附瓦斯含量，m3/t。③煤的瓦斯含量X=9、瓦斯的基本性質(zhì)甲烷是無色、無味、無嗅、可以燃燒或爆炸的氣體。它對人呼吸的影響同氮相似，可使人窒息。當(dāng)甲烷濃度為43％時，空氣中相應(yīng)的氧濃度即降到12%，人感到呼吸非常短促；當(dāng)甲烷濃度在空氣中達57%時，相應(yīng)的氧濃度被沖淡到9％，人即刻處于昏迷狀態(tài),有死亡危險。甲烷分子直徑0。41nm，其擴散速度是空氣的1。34倍，它會很快地擴散到巷道空間。甲烷的密度為0.716kg/m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，為空氣密度的0。554倍。甲烷的化學(xué)性質(zhì)不活潑，微溶于水,在101。3kPa條件下，當(dāng)溫度20℃時100L水可溶于3.31L；0℃時可溶解5。56L甲烷。甲烷在巷道斷面內(nèi)的分布取決于該巷有無瓦斯涌出源。在自然條件下，由于甲烷在空氣中表現(xiàn)強擴散性，所以它一經(jīng)與空氣均勻混合，就不會因其比重較空氣輕而上浮、聚積，所以當(dāng)無瓦斯涌出時，巷道斷面內(nèi)甲烷的濃度是均勻分布的，當(dāng)有瓦斯涌出時，甲烷濃度則呈不均勻分布.在有瓦斯涌出的側(cè)壁附近甲烷的濃度高，有時見到在巷道頂板、冒落區(qū)頂部積存瓦斯,這并不是由于甲烷的密度比空氣小，而是說明這里的頂部有瓦斯(源）在涌出.1、煤層瓦斯流場的分類、定義及如何區(qū)分①定義煤層內(nèi)瓦斯流動空間的范圍稱為流場.在流場內(nèi)，瓦斯呈現(xiàn)流動，可用流向、流速與壓力來描述。②分類1）按流向分類（1）單向流場只有一個方向有流速，其它兩個方向流速為零.如薄及中厚煤層中的煤巷周圍煤壁內(nèi)的瓦斯流動。（2)徑向流場在x、y、z三維空間內(nèi),在兩個方向有分速度,第三個方向的分速度為零。并且其等瓦斯壓力線平行煤壁呈近似同心圓形。例如石門、豎井、鉆孔垂直穿透煤層時的流場。（3）球向流場在x、y、z三維空間內(nèi)，在三個方向都有分速度,并且其等壓力線近似為球面。例如鉆孔或石門剛進入煤層時以及采落的煤塊從其中涌出瓦斯的流動都屬于這一類。2)按穩(wěn)定性分類按流場在時間上有無變化，可分為穩(wěn)定和非穩(wěn)定兩類.穩(wěn)定流場中任何一點的流速、流向和瓦斯壓力不隨時間而變化,非穩(wěn)定流場則相反。嚴(yán)格說來,煤層暴露初期的瓦斯流場都是非穩(wěn)定流場（因為瓦斯源來自于流場煤體本身所含的瓦斯）,其煤體瓦斯含量或瓦斯壓力隨時間而變化。③區(qū)分按流向分類,在方向上變化；按穩(wěn)定性分類,在時間上變化。2、相對瓦斯涌出量和絕對瓦斯涌出量的概念瓦斯涌出量是指在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過程中從煤與巖石內(nèi)涌出的瓦斯量.其表達方法有兩種：絕對瓦斯涌出量——是指在單位時間內(nèi)涌出的瓦斯量，單位為m3/min或m3/d；相對瓦斯涌出量——是指平均日產(chǎn)一噸煤同期所涌出的瓦斯量，單位是(m3/d)/t/d）也就是m3/t。兩者的關(guān)系是：q式中，qCH4-—相對瓦斯（CH4）涌出量,m A—-日產(chǎn)煤量，t/d; QCH4—-絕對瓦斯涌出量，m3絕對絕對瓦斯涌出量反映了一定空間的瓦斯涌出速度；相對瓦斯涌出量能反映出單位煤體涌出瓦斯的強度。3、礦井瓦斯等級劃分的方法及標(biāo)準(zhǔn)絕對瓦斯涌出量反映了一定空間的瓦斯涌出速度;相對瓦斯涌出量能反映出單位煤體涌出瓦斯的強度?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定：“在一個礦井中，只要有一個煤（巖）層發(fā)現(xiàn)過瓦斯，該礦井即規(guī)定為瓦斯礦井,并依照礦井瓦斯等級的工作制度進行管理?！钡V井在采掘過程中，只要發(fā)生過一次煤與瓦斯突出，該礦井即定為突出礦井，發(fā)生突出的煤層即定為突出煤層。礦井瓦斯等級，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:①瓦斯礦井礦井相對瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且礦井絕對瓦斯涌出量小于或等于40m3/min;②高瓦斯礦井礦井相對瓦斯涌出量大于10m3/t或礦井絕對瓦斯涌出量大于40m3/min；③煤（巖）與瓦斯(二氧化碳）突出礦井。4、礦井瓦斯平衡礦井瓦斯平衡是指各種瓦斯來源在礦井瓦斯涌出總量總所占的百分比,它取決于自然因素與開采技術(shù)因素。當(dāng)這些因素變化不大時，它保持相對穩(wěn)定的數(shù)值.礦井瓦斯平衡決定著礦井風(fēng)量分配和日常治理瓦斯工作的方向和重點。1）礦井瓦斯平衡的分類針對瓦斯來源不同有如下分類：①按水平、翼、采區(qū)進行平衡，它是風(fēng)量分配的依據(jù)之一；②按采區(qū)、回采區(qū)、老空區(qū)進行平衡，它是礦井日常治理瓦斯工作的基礎(chǔ);③按開采煤層、鄰近層進行平衡,它是采煤工作面治理瓦斯工作的基礎(chǔ)。2）影響礦井（或采區(qū)）瓦斯平衡的主要因素①礦井不同生產(chǎn)時期，平衡表不同建井和投產(chǎn)初期，瓦斯主要來源于掘進;礦產(chǎn)生產(chǎn)中期，瓦斯主要來源于回采區(qū)；礦井生產(chǎn)后期，老空區(qū)瓦斯所占比例大。②采深不同，平衡表不同隨著深度的增加，不僅瓦斯涌出量增大，由于來自開采煤層圍巖的瓦斯涌出增高，采空區(qū)的瓦斯威脅越嚴(yán)重。③地質(zhì)條件不同，平衡表不同單一煤層礦井以本層瓦斯涌出為主要來源，開采煤層群礦井以鄰近瓦斯涌出為主要來源。5、礦井瓦斯涌出的影響因素①自然因素1）煤層和圍巖的瓦斯含量。它是影響瓦斯涌出量大小的決定性因素,煤層的瓦斯含量越高,其相對瓦斯涌出量也越大。瓦斯涌出量不僅包括來自于采出煤炭所涌出的瓦斯，而且還包括礦井內(nèi)一切煤層巖層涌出的瓦斯，所以相對涌出量比開采層的瓦斯含量大。2）地面大氣壓力變化地面大氣壓力下降,瓦斯涌出增加的是工作面后部采空區(qū)與老采區(qū)，而掘進巷道與掘進區(qū)幾乎不受影響。每個礦井應(yīng)掌握本礦瓦斯涌出量隨大氣壓力變化的規(guī)律，以防瓦斯事故的發(fā)生。美國1910～1960年間，有一半的瓦斯爆炸事故發(fā)生在大氣壓力急劇下降時。②開采技術(shù)因素1）開采深度在瓦斯風(fēng)化帶內(nèi)開采的礦井，相對瓦斯涌出量與深度無關(guān);在甲烷帶內(nèi)開采的礦井,隨著開采深度的增加,相對瓦斯涌出量增高。值得注意的是，在深部開采時，鄰近層與圍巖所涌出的量比開采層增加得快,因此，深部開采礦井更應(yīng)注意鄰近層與圍巖瓦斯涌出.2）開采順序與回采方法首先開采的煤層(或分層），其相對瓦斯涌出量增大，而后開采的煤層（或分層),其涌出量減少.回收率低的回采方法,相對瓦斯涌出量增大.陷落式頂板管理方法比充填式造成更大范圍的圍巖破壞與卸壓,鄰近層瓦斯涌出的分量增大。3）回采速度與產(chǎn)量當(dāng)回采速度不高時,絕對瓦斯涌出量與回采速度或產(chǎn)量成正比，即相對瓦斯涌出量保持常數(shù).當(dāng)回采速度較高時，相對瓦斯涌出量有所降低，絕對瓦斯涌出量隨回采速度的增加也增高，但量值低于線性增量。4）落煤工藝與老頂來壓步距采用淺截深的連續(xù)落煤工藝和縮短老頂來壓步距能顯著減少瓦斯涌出不均勻系數(shù)。與平均瓦斯涌出量相比,風(fēng)鎬落煤瓦斯涌出增大1.1~1。3倍，放炮為1。4~2。0倍，采煤機采煤時為1。3~1.6倍,水槍落煤為2～4倍。5)通風(fēng)壓力與采區(qū)封閉質(zhì)量通風(fēng)壓力與采空區(qū)密閉質(zhì)量都對老采區(qū)的瓦斯涌出有一定影響。通風(fēng)壓力小，采空區(qū)密閉質(zhì)量好，可減小老采區(qū)瓦斯涌出不均勻系數(shù)及涌出量。6）采場通風(fēng)系統(tǒng)區(qū)段進、回風(fēng)巷是在煤體內(nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)絕對瓦斯涌出量小，而進、回風(fēng)巷在采空區(qū)內(nèi)時,絕對瓦斯涌出量較大。1、爆炸的原因及爆炸界限①原因煤礦中瓦斯的主要成分是甲烷，瓦斯爆炸是指甲烷爆炸。瓦斯爆炸是瓦斯和空氣混合后，在一定的條件下遇高溫?zé)嵩窗l(fā)生的劇烈連鎖反應(yīng)，并伴有高溫高壓的現(xiàn)象。在瓦斯爆炸過程中，火焰從火源占據(jù)的空間不斷地傳播到爆炸性混合氣體所在的整個空間。瓦斯爆炸的總反應(yīng)方程式為:C或C②爆炸界限:5%~16%。2、最猛烈的爆炸濃度的計算當(dāng)瓦斯與氧氣的化學(xué)反應(yīng)進行得比較緩慢，沒有明顯響聲時，就是燃燒;如果化學(xué)反應(yīng)進行最完全、最充分，生成的熱量也最多，這時的爆炸力量強，威力最大。那么，這時的瓦斯?jié)舛扔嬎憬Y(jié)果如下：按體積計算，礦井空氣中的氧氣占20.96％，剩余的79。04%為氮氣和其他惰性氣體。因此,如果瓦斯爆炸過程使用了空氣中1個體積的氧氣，就相當(dāng)于另有79。04/20。96=3.77個體積的氮氣和其他惰性氣體也進入到爆炸環(huán)境，盡管在整個爆炸過程中這些氣體沒有參與反應(yīng)。因此，進入到爆炸環(huán)境的空氣就可看做1+3。77=4。77個體積。也就是說,如果有1個體積的氧氣參加化學(xué)反應(yīng)，就需要有4。77個體積的空氣進入到爆炸環(huán)境.由于1個體積的瓦斯需要2個體積的氧氣才能進行最充分、最完全的化學(xué)反應(yīng),也就需要2*4.77=9。54個體積的空氣伴隨1個體積的甲烷進行反應(yīng)。所以,此時在這一空間瓦斯的濃度為：1如果按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，井下空氣中的氧氣含量不能低于20％計算，要使1個體積的瓦斯充分、完全反應(yīng),必須具有10個體積的空氣（氧氣含量為20%）,其瓦斯?jié)舛葹椋?3、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的原理特點及其應(yīng)用①原理化學(xué)反應(yīng)式僅表示一系列復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)的最終結(jié)果,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)理論卻能夠?qū)淄楸ǖ膶嶋H反應(yīng)過程與機理作出解釋。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)理論認(rèn)為甲烷爆炸是反應(yīng)物分子首先離解成一些自由基（鏈起始），自由基具有很大的化學(xué)活性，能成為反應(yīng)連續(xù)進行的活化中心，經(jīng)過一系列鏈鎖反應(yīng)步驟后完成整個反應(yīng)。如果在連鎖反應(yīng)過程中鏈分支反應(yīng)增多,自由基數(shù)目成倍增長，反應(yīng)鏈的數(shù)目增加，反應(yīng)速度將迅速增加,短時間內(nèi)將釋放出大量的能量,將使反應(yīng)加速到爆炸速度.②特點1）鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可以分為直鏈反應(yīng)與支鏈反應(yīng)兩大類。下圖給出了非鏈反應(yīng)、直鏈反應(yīng)和支鏈反應(yīng)的反應(yīng)速率隨反應(yīng)時間的變化關(guān)系，從中可以看到曲線(d）有顯著特點,就是支鏈反應(yīng)初期有一個感應(yīng)期τf，其反應(yīng)速率W很小,而后迅猛加速，以至可以出現(xiàn)爆炸現(xiàn)象。2）鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生鏈載體困難，故反應(yīng)開始時進行遲緩，常存在感應(yīng)期。3）鏈載體活潑，若加入添加物使之產(chǎn)生或消滅鏈載體（即加入引發(fā)劑或阻化劑）會嚴(yán)重影響鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速率,也就是說，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)對添加物是敏感的。4）鏈載體的產(chǎn)生與消亡對器壁的材質(zhì)、尺寸和形狀等也很敏感。5）“惰性”添加物也對鏈載體的產(chǎn)生與消亡起促進或延緩作用,故鏈?zhǔn)椒磻?yīng)對“惰性”添加物也敏感。③應(yīng)用如在含甲烷的空氣中加入惰性的、吸熱降溫的物質(zhì)，或能夠同自由基結(jié)合形成分子的物質(zhì),就能起到鏈終止的效果,使含甲烷氣體不爆炸或爆炸威力降低.如,在含甲烷的空氣中加入4.2％的一溴三氟甲烷CF3Br就能防止甲烷爆炸。4、瓦斯爆炸傳播的過程和致命因素①根據(jù)爆炸傳播速度將瓦斯爆炸分為3類爆燃——傳播速度為每秒數(shù)十厘米至數(shù)米；爆炸——傳播速度為每秒數(shù)十米至數(shù)百米；爆轟—-傳播速度超過聲速,可達每秒數(shù)千米。②傳播過程甲烷與空氣混合物可簡稱為烷空氣體。假如在可爆炸甲烷濃度的烷空氣體中出現(xiàn)了點火源，則此氣體就會在火源點被點燃形成最初火焰（稱這一點為爆源）。在大氣壓條件下，該火焰厚度非常薄,僅0.1～0.01mm，它是一個燃燒帶，并在烷空氣體中傳播。當(dāng)燃燒波在開始移動5~10倍巷道寬度距離后，便開始明顯加速，燃燒開始所產(chǎn)生的已燃?xì)怏w產(chǎn)物的比體積（m3/kg）為未燃空氣體的5~15倍。這些已燃?xì)怏w相當(dāng)于一個燃?xì)饣钊?，通過已燃?xì)怏w產(chǎn)物所產(chǎn)生的膨脹形成壓縮波，給予火焰前面未燃?xì)怏w一個沿巷道向下游的速度.由于每個處在前面的壓縮波必然能稍微加熱未燃烷空氣體，因此傳播速度增加，這樣隨后的這些波就追上最初的波，形成更大的壓縮波。這種預(yù)熱又使火焰速度進一步增大,于是也就加速了未燃烷空氣體，更進一步提高在未燃?xì)怏w中產(chǎn)生湍流的成都，這樣就得到了一個更大的火焰速度、更大的壓縮波和更大的未燃?xì)怏w加速度，因此就可以形成激波,該激波足夠強以致依靠本身的壓縮溫度就能點燃烷空氣體形成爆轟。③致命因素1)火焰鋒面火焰鋒面是瓦斯爆炸時沿巷道運動的化學(xué)反應(yīng)帶和燃燒熱的氣體總稱。其傳播速度可在較大的范圍內(nèi)變化,從每秒數(shù)米到爆轟的傳播速度2500m/s?；鹧驿h面好象沿巷道運動的活塞一樣，把含甲烷空氣體收集起來并點燃。這種活塞的長度從火焰鋒面最慢傳播時的幾十厘米到爆轟時的幾十米?；鹧驿h面通過時，可使人的衣服被扯下，造成大面積皮膚的深度燒傷、呼吸器官甚至食道和胃的粘膜燙傷;燒壞電氣設(shè)備與電纜，當(dāng)電纜有電時可能引起二次性的電氣火災(zāi);引燃井巷的可燃物,造成火災(zāi).2）沖擊波在正向沖擊波傳播時，其波峰的壓力可從數(shù)十kPa到2MPa的范圍內(nèi)變化；當(dāng)正向沖擊波疊加和反回時，可形成高達10MPa的壓力。沖擊波的傳播速度高于音速。如果爆炸減弱,則沖擊波就轉(zhuǎn)變?yōu)槁暡?。正向和反向沖擊波通過時會引起人體的創(chuàng)傷，在大多數(shù)情況下,這些創(chuàng)傷具有綜合和多樣的特征,如創(chuàng)傷和燒傷綜合,給急救造成困難，需要細(xì)心護理。沖擊波還會移動、翻倒和破壞電氣設(shè)備、機械設(shè)備，甚至可能發(fā)生二次性著火，破壞支架、堵塞巷道,引起冒頂，破壞通風(fēng)設(shè)施與通風(fēng)系統(tǒng)，這不僅會擴大災(zāi)情，而且會使搶險救災(zāi)、救人困難化復(fù)雜化.3）井巷大氣成分的變化礦井瓦斯爆炸后的分析表明：O2=6～10%,N2=82～88%，CO2=8～4％，CO=4～2%.瓦斯爆炸時礦井大氣中氧濃度下降，產(chǎn)生有毒有害氣體.甲烷濃度愈靠近爆炸上限時，爆炸后的殘余氧濃度就愈低。在最佳的甲烷濃度時，可能發(fā)生完全燃燒的情況，這時生成CO2與H2O最多。高濃度CO2（〉5%)的作用猶如有毒氣體,它溶于血液內(nèi)能造成死亡性中毒，高濃度熱水蒸氣可能造成內(nèi)臟器官的燙傷.在甲烷爆炸上限濃度時以及有煤塵參與爆炸時，還能釋放出大量的劇毒物CO;當(dāng)濃度達0。5％時僅幾分鐘人員即有死亡危險。釋放出來的可燃性氣體(CO，H2，CH4)可以達到爆炸界限，發(fā)生二次爆炸?；鹧驿h面(爆燃與爆炸)的傳播范圍較小,一般為數(shù)十米到數(shù)百米，只在極少的情況下達到幾千米.沖擊波（爆轟)的傳播范圍就大得多,一般為幾千米，有時甚至波及到地面。爆炸產(chǎn)物的波及范圍與通風(fēng)系統(tǒng)，通風(fēng)風(fēng)量以及爆炸時對通風(fēng)系統(tǒng)破壞情況等有關(guān)，爆炸產(chǎn)物的運動，在沖擊波消失和火焰鋒面停止后繼續(xù)隨風(fēng)流進行，因此甲烷和煤塵爆炸的最大危險性在于礦井大氣成分的改變，它在大多數(shù)情況下造成嚴(yán)重的后果。瓦斯爆炸后，70％的傷亡是由爆炸產(chǎn)物造成的。5、三專兩閉鎖“三?！敝福簩Ｓ米儔浩?、專用開關(guān)、專用電纜；“兩閉鎖"指：風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖.其功能是：只有在局部通風(fēng)機正常供風(fēng)、掘進巷道內(nèi)的瓦斯?jié)舛炔怀^規(guī)定限值時，方能向巷道內(nèi)機電設(shè)備供電;當(dāng)局部通風(fēng)機停轉(zhuǎn)時，自動切斷所控機電設(shè)備的電源；當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定限值時,系統(tǒng)能自動切斷瓦斯傳感器控制范圍內(nèi)的電源,而局部通風(fēng)機便自行閉鎖，重新恢復(fù)通風(fēng)時,要人工復(fù)電,先送風(fēng)，當(dāng)瓦斯?jié)舛冉档桨踩菰S值以下時才能送電.從而提高了局部通風(fēng)機連續(xù)運轉(zhuǎn)供風(fēng)的安全可靠性。6、簡述瓦斯爆炸發(fā)生的條件①甲烷的濃度處于爆炸界線范圍之內(nèi)，5％~16％；②氧氣濃度不低于12%;③具有超過最小點燃能量（0.28mJ)、高于甲烷最低點燃溫度（650℃~750℃）且時間長于感應(yīng)期的點火源。7、混合爆炸性氣體爆炸界線的計算N=式中，N、N1、N2……Nn-—分別是混合氣體的和及其中各個可燃?xì)怏w組分的爆炸上限、下限濃度,%；C1、C2……Cn——分別是各可燃?xì)怏w組分占可燃?xì)怏w總和的百分比(按體積計，%)；Cl+C2+……+Cn＝100％。該法則適用于烴類與CO等混合氣體,但氫除外。使用該法則計算混合氣體爆炸界限的缺點是必須預(yù)先知道混合物中各可燃組分的濃度。1、突出礦井、突出煤層突出礦井：指在礦井的開拓、生產(chǎn)范圍內(nèi)有突出煤層的礦井。突出煤層：指在礦井井田范圍內(nèi)發(fā)生過突出的煤層或者經(jīng)鑒定有突出危險的煤層。2、煤與瓦斯突出、壓出、傾出的特點與區(qū)別①突出特點1）拋出的固體物具有明顯的氣體搬運特征；2）突出物中含有大量的極細(xì)的粉；3）突出的孔洞具有一些特殊的形狀；4)突出過程中伴隨有大量的瓦斯涌出。②壓出特點1)壓出固體物堆積在原來位置的對面,移動距離小，煤堆積坡度一般小于自然安息角；2）壓出的煤呈大小不同的碎塊，雜亂無章，有時煤整體位移，向外