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瓦斯灾害防治理论

瓦斯部分1.安全生产方针:安全第一,预防为主,综合治理2.《特别规定》的指导思想(1)采取综合措施,建立预防煤矿生产安全事故的长效机制(2)强化源头监管,突出对煤矿生产安全事故的预防(3)抓住关键环节,落实安全生产责任(4)严肃惩处煤矿安全生产领域的腐败行为3.瓦斯风化带:CO2—N1N2N2—CH4甲烷带:CH44.瓦斯在煤体内存在状态答:自由状态和吸附状态,吸附状态又分为吸着和吸收5.影响瓦斯含量因素答:煤层存储瓦斯的条件(①煤的吸附特性②煤层有无露头③煤层埋藏深度)围岩的透气性;煤层的地质史;地质构造圈闭瓦斯的条件;矿区的水文地质条件6.响瓦斯涌出量的主要因素:自然因素和开采技术因素答:自然因素:煤层和围岩的瓦斯含量、开采深度、地面大气压开采技术因素:开采规模、开采技术与回采方法、生产工艺过程、通风压力与通风系统7.矿井瓦斯等级答:瓦斯矿井——相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min高瓦斯矿井——相对瓦斯涌出量大于10 m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40 m3/min煤与瓦斯突出矿井8.矿井瓦斯涌出量预测方法:(1)矿山统计法(多用于生产矿井)(2)瓦斯含量法(新矿井多用)9.瓦斯喷出类型答:(1)瓦斯沿原始地址构造洞缝喷出(2)瓦斯沿采掘地压活动形成的裂缝喷出(3)被煤柱封闭积存瓦斯的采空区基本顶发生大面积冲击,压缩瓦斯风暴冲破窄煤柱形成空洞喷出10.瓦斯喷出预防第一类瓦斯喷出预防:(1)加强地质工作(2)利用封堵、引排、抽放等综合方法处理瓦斯(3)搞好通风和严格瓦斯检查制度,防止瓦斯超限第二类瓦斯喷出预防(1)搞好地质工作(2)根据初期卸压面积计算卸压瓦斯量(3)加强职工安全教育(4)搞好顶板管理,加强支架质量检查,必要是采取人工卸压措施,以防大面积突然卸压(5)搞好工作面通风,加强瓦斯检查,掌握瓦斯涌出动态与抽放动态,以便预报瓦斯突出第三类瓦斯喷出预防方法:留窄煤柱的沿空掘进,必须在采空区基本顶完全垮落后,经过一定的稳定期以后进行。

11.煤与瓦斯突出按照突出现象的力学特征可分为:突出(高压瓦斯能)、压出(煤体弹性能)和倾出(疏松煤体重力)12.煤与瓦斯突出按照突出强度可分为:小型、中型、次大型、大型和特大型突出。

(50/100/500/1000)13突出地点:石门(石门揭穿突出)、煤层平巷(压出和倾出)、上山(倾出)、下山(突出和压出)以及采煤工作面(突出)14.突出经历的四个阶段(一般规律)答:(1)准备阶段:突出煤体经历能量积聚或阻力降低过程,并呈现有声或无声的各种突出征兆;(2)突出发动阶段:极限应力状态的部分煤体突然破碎卸压,膨胀瓦斯流开始形成;(3)煤和瓦斯抛出阶段:煤粉化和吸附瓦斯的解吸作用加剧,曾强了瓦斯风暴的搬运力。

同时,地应力增加,破碎区向煤体深部扩展(4)突出停止阶段:突出孔到一定程度,由于堆积的突出物的阻塞和地压的分布满足了成拱静力平衡条件,导致突出停止。

但突出孔周围卸压区与突出煤炭中涌出瓦斯的过程并没有完全停止,异常瓦斯突出还要持续很长一段时间。

15.煤与瓦斯突出综合防治措施“四位一体”:(1)突出危险性预测:目的是确定突出煤层,突出危险区域和突出危险工作面以便使突出措施的实施有的放矢。

(2)防止突出措施:是防止突出事故发生的第一到防线。

防突措施仅在预测有突出危险的突出工作面应用。

防突措施是防突工作的重点(3)防止突出措施的效果检验:目的是对防突措施实施后是否有效进行检验,以保证效果。

(4)安全防护措施:是防止发生突出事故的第二道防线,目的在于突出预测失误或防突措施失效情况下,避免人身伤亡事故。

16.预防煤与瓦斯突出的主要技术措施答:(1)开采保护层(2)大面积预抽煤层瓦斯(3)煤层注水:不仅作为区域性防突措施也作为局部防突措施。

对于前者是通过在大面积范围内均匀布置顺层长钻孔来实现。

注水工艺,方法和装备与煤层注水防尘相同,但为了有效防止突出,必须做到注水区域煤体充分润湿,注水后煤的水分不低于5%。

吸水性差的煤层不能采用这一措施。

17.超前钻孔防突机理:超前钻孔在钻进过程中及打完钻孔后的一定时间内,钻孔周围的煤体应力得到一定程度的卸压和排放,工作面附近的集中应力带和高瓦斯压力带向远处推移,应力梯度和瓦斯压力梯度减小,工作面前方形成了一个较长的卸压瓦斯排放带,该带本身的突出动力源不仅被消除而且其抵抗突出能力得到加强。

17.瓦斯爆炸条件(1)瓦斯浓度的爆炸范围(2)甲烷的最低点燃温度和感应期(3)氧浓度的爆炸临界值18.瓦斯爆炸主要影响因素:答:(1)温度对爆限的影响(2)气压对爆限的影响(3)氧浓度对爆限的影响(4)煤层的影响(5)其它可燃气体存在的影响(6)引火源点燃能量的影响(7)惰气的影响19.防止瓦斯爆炸的主要技术措施:答:(1)防止瓦斯积存与超限(2)严格瓦斯检查制度(3)防止瓦斯引燃(4)防止瓦斯爆炸事故扩大20.几个瓦斯抽采指标答:(1)瓦斯抽采率(2)钻孔瓦斯流量衰减系数β(3)煤层透气性系数γ(4)原始煤层抽采瓦斯难易度的划分21.矿井瓦斯抽采定义:采用与矿井通风井巷隔离的专用设施吧煤层、岩层或采空区瓦斯抽出的技术措施称为矿井瓦斯的抽采。

21.瓦斯抽采方法分类:答:按照瓦斯来源分:本煤层抽采、邻近层抽采和采空区抽采按照卸压状况分:原始媒体未卸压预抽瓦斯;煤层卸压后抽瓦斯粉尘、火灾、水害部分:1.影响粉尘产生的因素有哪些?答:(1)自然因素:地质构造情况,当开采的矿层节理发育或采掘工作面进入断层和褶皱发育的地带时,其产尘量一般较大。

在生产工艺想近的条件下,倾角大的和厚度大的矿层,产尘量大。

矿石、煤和岩石的物理性质,如结构酥松、脆性大且干燥,在开采过程中产尘量大。

(2)生产技术因素:在相同条件下,如生产工艺不同则产尘量不同,如填充法采矿(煤)比全部陷落法采矿(煤)的产尘量小。

采掘机器的截齿形状,排列方法、截割和牵引速度直接影响粉尘的发生。

风速度的大小也关系到空气中的含尘量。

2.矿井防尘技术措施基本内容包括哪些?答:通风除尘、湿式作业、密闭抽尘、净化风流、泡沫除尘以及个体防尘3.煤尘爆炸的三个必备条件①煤尘本身具有爆炸性②煤尘必须悬浮在空气中,并达到一定浓度③有能点燃煤尘爆炸的热源4.防止煤尘爆炸的技术措施有哪些?答:减尘、降尘、消尘落尘和防止煤尘引燃等4个方面5.火灾基本要素:热源可燃物空气6.煤炭自燃必须具备四个条件答:①具有低温氧化特性即自燃倾向性的煤呈碎裂状态堆积存在-根本原因②通风供氧维持煤的氧化过程不断发展③在没得氧化过程中生成的热量大量蓄积,难以及时放散@以上三个条件同时存在,且时间大于煤的自然发火期7.预防火灾办法:答:预防性灌浆、均压防火、阻化剂防火、凝胶防灭火、氮气防灭火等8.矿井水:矿井的地表水和地下水的总称9.地下水:主要指含水层水、断层裂缝水以及老空积水10.地表水来源:(1)雨雪水(2)江河、湖泊、洼地积水11.地表水综合治理措施:(1)合理确定井口位置(2)填堵通道和消除积水(3)挖沟排(截)洪水(4)整治河流(5)做好雨季前防汛准备工作瓦斯在煤体内存在的状态:1)游离态2)吸附态。

煤层瓦斯含量等于吸附含量和游离含量之和。

瓦斯喷出:大量的承压状态下的瓦斯从可见煤,岩裂缝中快速喷出的现象。

煤与瓦斯突出:在地应力和瓦斯的共同作用下,破碎的煤(岩)体内向采掘空间突然喷出的现象。

预防煤与瓦斯突出的主要技术措施:1)开采保护层2)大面积预抽煤层瓦斯。

瓦斯爆炸的灾害后果:1)火焰锋面:危害有造成人员烧伤、烧坏电气设备与电缆、引起二次电气火灾与二次性火灾2)冲击波:危害有引起人体创伤、移动,反倒和破坏电气设备,机械设备、可能发生二次着火、破坏支架,引起冒顶,破坏通风设施与通风系统。

3)井巷大气成分的变化(瓦斯爆炸的最大危害):危害有氧浓度下降,产生有毒有害气体,形成爆炸性气体,有毒有害气体造成人员伤害或死亡。

10、从接触引火源起到烃类-空气混合物转为快速燃烧爆炸的时间间隔称为感应期。

它的长短决定于混合气体的压力、可燃气体的性质、浓度以及引火源温度。

11、瓦斯爆炸的充要条件:1)瓦斯浓度在爆炸范围内,5%到15%之间2)温度高于最低点燃温度的引爆火源,650°到750°之间3)氧气浓度大于临界值,不低于12%。

12、影响爆炸界限的主要因素:1)温度对爆限的影响,温度的升高,甲烷爆炸下限下降、上限升高,即爆炸范围扩大。

13、防治瓦斯爆炸的主要技术措施:1)通风异常:①停电,它是停风的主要原因,主要通风机停止运转或矿井通风系统遭到破坏以后,必须有恢复通风、排除瓦斯和送电的安全措施,局部通风机停电必须检查瓦斯,然后恢复通风。

②通风系统或通风设施的破坏或异常,必须及时修复,采区措施恢复正常通风。

③反风,反风期间会出现瓦斯浓度异常。

2)瓦斯涌出。

14、矿井瓦斯抽采:采用与矿井通风井巷隔离的专业设施把煤层、岩层或采空区瓦斯抽出的技术措施。

粉尘是指煤尘、岩尘和其他有毒有害粉尘的总称,又称矿尘。

按粉尘存在的状态又可分为浮尘和落尘。

粉尘分散度是指粉尘集合体中,各种粒径或区间的尘粒所占的百分比,用数量分散度和质量分散度表示。

粉尘浓度是指单位体积矿井所含浮尘的数量,用质量法和数量法表示。

粉尘的危害:职业病和尘肺病。

矿井防尘技术包括:通风除尘;湿式作业;密闭尘源与净化;个体防护;改革工业与设备以减少产沉量;科学管理、建立规章制度,坚强宣传教育;定期进行测尘和健康检查等。

煤尘爆炸的必要条件:1)煤尘本身具有爆炸性2)煤尘必须悬浮在空气中,并达到一定浓度,下限浓度为40g/m³,上限为1500~2000 g/m³3)有能点燃煤尘爆炸的热源,引燃温度在610℃~1050℃之间。

减沉措施:1)煤层注水2)采空区灌水。

煤尘爆炸最显著的特征:煤尘爆炸产生“黏焦”。

2、在煤矿里自燃火灾是指煤炭在一定条件和环境下自身发生物理化学变化聚积热量导致着火而形成的火灾。

3、在矿井灾害事故中遇难的人员95%以上是烟雾中毒牺牲。

4、煤的自燃过程的三个阶段:1)潜伏期2)自热期3)燃烧期。

5、预防煤炭自燃火灾:1)开采技术合理2)预防性灌浆3)均压防水4)阻化剂防水。

6、预防性灌浆方法:1)采前灌浆2)随采灌浆3)采后灌浆。

7、灭火方法:1)用水灭火2)灌浆灭火3)泡沫灭火4)隔绝窒息灭火。

1、矿井水是矿井的地表水和地下水的统称。

2、矿井地下水源:1)含水层积水2)断层裂隙水3)老空区积水3、防治水害措施:地下的探、防,预先排水疏干,留防水隔离煤(岩)柱、注浆封堵、防水闸门截流、水害预测等这些可称为“探、防、排、隔、堵、测”综合防治水害措施。

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