一通三防知识问答.doc

1. 什么是矿井瓦斯2 2.什么是瓦斯喷出和煤岩与瓦斯突出2 3.什么是瓦斯爆炸瓦斯爆炸的条件是什么3 4.什么是瓦斯突出3 5.什么是瓦斯喷出有哪些特点如何防治4 6.煤和瓦斯突出有预兆吗4 7.矿井瓦斯等级的划分5 8.瓦斯在煤层中的存在状态如何5 9.如何处理顶板附近瓦斯层状积聚6 10.防止瓦斯积聚的措施有哪些6 11.影响瓦斯含量的因素有哪些6 12.挖掘工作面的防尘措施有哪些7 13.煤尘为什么会爆炸煤生爆炸霖具备哪几个条件7 14.如何识别煤炭的初期自燃8 15.煤炭自燃的原因是什么，自燃必须具备哪些条件 8 16.煤层或岩层透水事故前有什么预兆9 10 1. 什么是矿井瓦斯 -------------------------------------------------------------------------------- 矿井瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。有时单独指甲烷沼气。它是在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气体。在成煤的过程中生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。另外，在高温、高压的环境中，在成煤的同时，由于物理和化学作用，继续生成瓦斯。 瓦斯是无色、无味、无臭的气体，但有时可以闻到类似苹果的香味，这是由于芳香族的碳氢气体同瓦斯同时涌出的缘故。瓦斯对空气的相对密度是0.554，在标准状态下瓦斯的密度为0.716kg，所以，它常积聚在巷道的上部及高顶处。瓦斯的渗透能力是空气的1.6倍，难溶于水，不助燃也不能维持呼吸，达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并能发生燃烧或爆炸。瓦斯的燃烧、爆炸性是矿井主要灾害之一。 瓦斯在煤体或围岩中是以游离状态和吸着状态存在的。 游离状态也称为自由状态，这种瓦斯以自由气体状态存在于煤体或围岩的裂缝、孔隙之中，其量的大小主要决定于贮存空间的体积、压力和温度。 吸着状态又称结合状态，其特点是瓦斯与煤或某些岩石结合成一体，不再以自由气态形式存在。按其结合形式不同又可分为吸附及吸收两种。吸附状态是由于固体粒子与气体分子之间分子吸引力的作用，使气体分子在固体粒子表面上紧密附着一个薄层；吸收状态是气体分子已进入煤分子团的内部。 几种状态的瓦斯处于不断变化的动平衡之中，在一定条件下会互相转化。当压力、温度变化时，游离瓦斯转化为吸着瓦斯称为吸附，吸附瓦斯转化为游离瓦斯称解吸。 2.什么是瓦斯喷出和煤岩与瓦斯突出 -------------------------------------------------------------------------------- 瓦斯喷出和煤岩与瓦斯突出是瓦斯的特殊涌出形式。瓦斯的涌出形式分为普通涌出和特殊涌出。 普通涌出，是指瓦斯从煤层或岩层表面非常细微的缝隙中缓慢、均匀而持久地涌出。其涌出的面积广、时间长，是瓦斯涌出的主要形式。 特殊涌出可以分为瓦斯喷出和煤岩与瓦斯突出两种。 瓦斯喷出是指大量瓦斯突然喷出的现象，喷出的时间可长、可短数天或数年。每昼夜的喷出量可达数百立方米。 煤岩与瓦斯突出简称突出，是在一瞬间几秒钟或几分钟突然喷出大量瓦斯和煤炭岩石，并伴随有强烈的声响和强大的冲击动力现象。 3.什么是瓦斯爆炸瓦斯爆炸的条件是什么 -------------------------------------------------------------------------------- 矿井瓦斯爆炸是一种热一链式反应（也叫链锁反应）。当爆炸混合物吸收一定能量（通常是引火源给予的热能）后，反应分子的链即行断裂，离解成两个或两个以上的游离基（也叫自由基）。这类游离基具有很大的化学活性，成为反应连续进行的活化中心。在适合的条件下，每一个游离基又可以进一步分解，再产生两个或两上以上的游离基。这样循环不已，游离基越来越多，化学反应速度也越来越快，最后就可以发展为燃烧或爆炸式的氧化反应。所以，瓦斯爆炸就其本质来说，是一定浓度的甲烷和空气中度作用下产生的激烈氧化反应。的氧气在一定温度作用下产生的激烈氧化反应。 瓦斯爆炸的条件是一定浓度的瓦斯、高温火源的存在和充足的氧气。 1瓦斯浓度 瓦斯爆炸有一定的浓度范围，我们把在空气中瓦斯遇火后能引起爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限为5％～16％。 当瓦斯浓度低于5％时，遇火不爆炸，但能在火焰外围形成燃烧层，当瓦斯浓度为9．5％时，其爆炸威力最大氧和瓦斯完全反应；瓦斯浓度在16％以上时，失去其爆炸性，但在空气中遇火仍会燃烧。 瓦斯爆炸界限并不是固定不变的，它还受温度、压力以及煤尘、其它可燃性气体、惰性气体的混入等因素的影响。 2引火温度 瓦斯的引火温度，即点燃瓦斯的最低温度。一般认为，瓦斯的引火温度为650℃～750℃。但因受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素影响而变化。当瓦斯含量在7％一8％时，最易引燃；当混合气体的压力增高时，引燃温度即降低；在引火温度相同时，火源面积越大、点火时间越长，越易引燃瓦斯。 高温火源的存在，是引起瓦斯爆炸的必要条件之一。井下抽烟、电气火花、违章放炮、煤炭自燃、明火作业等都易引起瓦斯爆炸。所以，在有瓦斯的矿井中作业，必须严格遵照煤矿安全规程的有关规定。 3氧的浓度 实践证明，空气中的氧气浓度降低时，瓦斯爆炸界限随之缩小，当氧气浓度减少到12％以下时，瓦斯混合气体即失去爆炸性。这一性质对井下密闭的火区有很大影响，在密闭的火区内往往积存大量瓦斯，且有火源存在，但因氧的浓度低，并不会发生爆炸。如果有新鲜空气进入，氧气浓度达到12％以上，就可能发生爆炸。因此，对火区应严加管理，在启封火区时更应格外慎重，必须在火熄灭后才能启封。 4.什么是瓦斯突出 -------------------------------------------------------------------------------- 瓦斯突出是指随着煤矿开采深度的增加、瓦斯含量的增加，在煤层中形成了在地应力作用下，瓦斯释放的引力作用下，使软弱煤层突破抵抗线，瞬间释放大量瓦斯和煤而造成的一种地质灾害。煤矿开采深度越深，瓦斯瞬间释放的能量也会越大。煤和瓦斯突出主要发生在煤层平巷掘进、上山掘进和石门揭煤时，有的矿井在回采工作面也发生煤和瓦斯突出。瓦斯突出和瓦斯爆炸是两个概念，但灾害都来自于瓦斯。瓦斯突出是一种地质灾害，在大量的有害气体瞬间涌入后，会形成窒息，但不一定会发生爆炸事故。但如果出现以下三种情况后，会引发爆炸事故，一是与空气中氧气含量达到12％以上，二是瓦斯浓度达到5％至16％之间，三是遇到明火，点火温度达到650度以上。 5.什么是瓦斯喷出有哪些特点如何防治 -------------------------------------------------------------------------------- 所谓瓦斯喷出就是大量瓦斯在压力状态下，从煤岩裂缝中喷出，包括短时间的喷出和长时间的喷出。 瓦斯喷出有如下特点（1）瓦斯喷出按其成因分为两类瓦斯喷出与地质构造有密切的关系。瓦斯喷出一般发生于能贮存瓦斯的地质构造破坏带，如断层、断裂、招曲和石灰岩溶洞附近。另一类发生于煤层顶（底）板、围岩分层断裂的回采工作面，如围岩内赋存含瓦斯的煤层或夹层的情况下，当煤层回采后，围岩形成空洞，邻近层的瓦斯有可能转移到这些空洞内，瓦斯量和瓦斯压力逐渐增加，能突破层间围岩喷向采空区，同时，工作面的瓦斯涌出量也随之增加。 （2）瓦斯喷出前常有预兆，如风流中的瓦斯浓度增加或忽大忽小，以及有发凉的感觉或有嘶嘶的喷出声响，顶底板来压的轰鸣声，煤层变湿、变软等现象。 （3）瓦斯的喷出量和持继时间决定于积存的瓦斯量和瓦斯压力，从几立方米到几十万立方米，从几分钟到几年，甚至十几年，它与积蓄的瓦斯量、溶洞和裂隙区大小和来源的范围等有密切的联系。 预防与处理瓦斯喷出的措施，根据一些矿井的经验总结为“探、排、引、堵”。“探”就是探明地质构造和瓦斯情况“排”就是排放或抽放瓦斯“引”就是把瓦斯引至总回风流或工作面后2 0米以外的区域“堵”就是将裂隙、裂缝等堵住，不让瓦斯喷出，具体处理措施还应根据瓦斯喷出量和瓦斯压力大小等具体情况进行处理。 6.煤和瓦斯突出有预兆吗 -------------------------------------------------------------------------------- 煤和瓦斯突出前大多数都有预兆，归纳起来分有声预兆和无声预兆。 1.有声预兆 1响煤炮。在煤层内发出像机关枪、炮击声。由于条件不同，声音大小、间隔时间也不相同。 2突然压力增大。支柱来劲，发出咔咔的响声，或发出劈裂折断的响声，手摸煤壁能感到冲击和震动；有煤岩层的破裂声；有时会听到气体穿过含水裂缝时的“吱吱”声等。 2.无声预兆 1压力增大。预板来压，片帮、掉碴、煤壁向外鼓，煤岩自行剥落。 2煤层发生变化。层理紊乱、变软，暗淡无光，煤层粉碎，煤质干燥。 3瓦斯及温度变化。瓦斯涌出异常，忽大忽小，煤尘增大，气味异常，发闷，打钻时喷煤、喷瓦斯，煤壁发冷，气温下降等。 应当指出的是，上述预兆，并不是在每次突出之前都同时出现，而是仅仅出现一种或几种。 7.矿井瓦斯等级的划分 -------------------------------------------------------------------------------- 矿井瓦斯等级是以相对瓦斯涌出量的大小来划分的。煤矿安全规程规定，在一个矿井中，只要有一个煤岩层发现瓦斯，该矿井即定为瓦斯矿井，并依照矿井瓦斯等级工作制度进行管理。 矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为 1低瓦斯矿井矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10立方米／吨且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40立方米／分。 2高瓦斯矿井矿井相对瓦斯涌出量大于10立方米／吨且矿井绝对瓦斯涌出量大于40立方米／分。 3煤岩与瓦斯二氧化碳突出矿井。 8.瓦斯在煤层中的存在状态如何 -------------------------------------------------------------------------------- 瓦斯在煤层中存在的状态有两种一种叫游离状态；一种叫吸附状态。 游离状态也叫自由状态，即瓦斯以自由气体的状态存在于煤体的裂缝和孔隙之中。游离瓦斯能自游运动，并呈现出压力来。瓦斯含量的大小，主要决定于缝隙贮存空间的体积、瓦斯压力和温度。 吸附状态又可分为吸着状态和吸收状态两种。吸着状态是由于煤中的碳分子对瓦斯的碳氢分子有很大的吸引力，使大量的瓦斯分子被吸着于煤的微孔表面形成一个薄层。吸收状态是瓦斯分子在较高的压力作用下，能渗入媒体胶粒结构之中，与煤体紧密地结合在一起。 据计算，在天然条件下，煤体中以吸附状态约占90％，而以游离状态贮存的仅占10％。 在一定条件下，游离状态与吸附状态的瓦斯处于动平衡状态，吸附状态的瓦斯与游离状态的瓦斯处于不断的交换之中，当外界条件变化时。这种平衡状态就遭到破坏。如当压力升高或温度降低时，部分瓦斯将由游离状态转化为吸附状态，这种现象称为吸附。当压力降低或温度升高时，就会有部分吸附状态瓦斯转化为游离状态，这种现象称为解吸。 9.如何处理顶板附近瓦斯层状积聚 -------------------------------------------------------------------------------- 在巷道壁不断涌出瓦斯的情况下，如果巷道内的风速太小，吹不散瓦斯，就会在顶板附近形成层状瓦斯层（也称沼气云）。这类层状积聚难于发现，常为瓦斯爆炸的根源。处理层状瓦斯的方法有 （1）提高巷道内的风速，一般认为，防止瓦斯层状积聚的风速应大于0．5～1．0米／秒。 （2）采用导风板或风筒三通向层状带引入风流，吹散瓦斯。 （3）如顶板裂隙不断有较多的瓦斯涌出，可用木板背严，并用黄土填实，如顶板有集中的瓦斯来源，可向顶板打钻抽放瓦斯。 10.防止瓦斯积聚的措施有哪些 -------------------------------------------------------------------------------- 所谓瓦斯积聚是指采掘工作面及其它地点，局部瓦斯浓度达到2，体积超过0．5立方米。防止瓦斯积聚的措施有 （l）通风是防止瓦斯积聚的主要措施合理选择最佳的通风系统，加强通风管理，做到有效、稳定和连续不断，才能将涌出的瓦斯及时冲淡排出，使采掘工作面和生产井巷中的瓦斯浓度符合规程规定的要求。 （2）及时处理局部积存的瓦斯生产中易于积存瓦斯的地点有回采工作面上隅角，顶板冒落的空洞内，低风速的顶板附近，停风的盲巷，回采工作面采空区边界处及采煤机附近。及时处理局部积存的瓦斯，是矿井日常瓦斯管理的重要内容，也是预防瓦斯爆炸事故、保证安全生产的关键工作。通常采用的主要方法是向瓦斯积存地点加大供风量或提高风速，将瓦斯冲淡排出；将盲巷和顶板空洞内积存的瓦斯封闭隔绝；必要时应采取抽放的措施。 11.影响瓦斯含量的因素有哪些 -------------------------------------------------------------------------------- 影响媒体瓦斯含量的因素很多，可概括为两类 一类是影响瓦斯生成量多少的因素。如生煤前含有机质越多，瓦斯生成量就越大；炭化程度越高，含固定炭越多，瓦斯生成量也越大；按地史来说，古老煤田成煤早，瓦斯生成量就大。 另一类因素是瓦斯的保存和放散条件。瓦斯的保存条件是指煤的孔隙多少和对瓦斯的吸附能力；放散条件是指煤的赋存条件、覆盖层的性质和煤的厚薄、地质构造等因素。这些条件可归纳为四个方面 （1）煤的性质。煤的孔隙率大，贮存游离瓦斯的空隙就大，瓦斯的吸附能力也大。煤层的透气性越大，瓦斯就容易逸散，反之，就易保存。水分对瓦斯也有一定的影响，它不仅占据了空隙和吸附面，而且还可以溶解和带走瓦斯。因此，煤层含水越大，瓦斯相应就越少。 （2）煤层赋存条件。首先是煤层的埋藏深度。浅部煤层，特别是有露头存在时，媒体中的瓦斯容易逸散到大气中去，瓦斯含量就很小。如果煤层为较厚的冲积层所覆盖，没有通过地表的露头，瓦斯难以逸散，煤层所含的瓦斯量就比较大。一般说来，煤层的瓦斯含量随着深度的增加而逐渐增大。其次是煤层的倾角，煤层的倾角越小，瓦斯含量就越大。 （3）围岩性质。如果煤层的围岩致密致密完整，煤层中的瓦斯就容易保存下来。反之，瓦斯容易逸散。 （4）地质构造。地质构造往往是同一矿区内瓦斯差别的主要原因，在地质构造附近瓦斯涌出量往往增加或减少。一般说来，开放性断层有利于瓦斯排放，瓦斯含量减少；压性断层甚至可以封闭贮存瓦斯，称之为封闭性断层，其瓦斯含量增大。（ 12.挖掘工作面的防尘措施有哪些 -------------------------------------------------------------------------------- 采掘工作面是粉尘的主要产生地，又是煤尘事故的多发点，据统计有80％的煤尘事故发生在采掘工作面。因此，搞好采掘工作面防尘是防尘工作的重点。采掘工作面防尘包括贯穿于生产全过程的综合防尘措施。 采煤工作面的防尘措施有煤层注水、水打眼、水炮泥、放炮前后洒水、转载点喷雾、风流静化和巷道冲洗等。机采工作面防尘还有采煤机内外喷雾、架下水幕和架间冲洗等。 掘进工作面的防尘措施有水打眼（湿式凿岩）、水炮泥、放炮喷雾、扒装洒水、冲洗巷壁、净化风流、转载点喷雾、巷道冲洗等。机掘工作面还要采用机内外喷雾和除尘风机等。锚喷巷道掘进还要采用湿式拌斜和潮喷及个人防护等措施。 13.煤尘为什么会爆炸煤生爆炸霖具备哪几个条件 -------------------------------------------------------------------------------- 煤是可燃物质，当它破碎成细小颗粒后，表面积大大增加，氧化能力显著增强。受热时单位时间内能够吸收更多的热量，在较低的温度（300～400℃）时，就能放出大量的可燃性气体味p挥发分），聚集于尘粒的周围。这类可燃性气体一经与空气混合便在高温作用下吸收能量，形成一定数量的活化中心。如果这时氧化反应放出的热量能够有效地传播给附近的煤尘，这些煤尘也就迅速变热分解，跟着燃烧起来。此种过程连续不断地进行，氧化反应越来越快，温度越来越高，活化中心越来越多，达到一定程度时，便能发展为剧烈的爆炸。 煤尘爆炸必须具备下列三个条件 （1）煤尘本身具有爆炸性。煤尘的爆炸性与挥发分含量有关，同样情况下，挥发分含量高的煤，爆炸性强。 （2）煤尘必须悬浮于空气中并达到一定浓度。根据试验，我国煤尘的爆炸下限浓度褐煤为45～55克／立方米；烟煤为110～335克／立方米。上限浓度一般为1500～2000克／立方米。 （3）有一个能点燃煤尘爆炸的高温热源。其引燃温度变化范围较大，一般为700～800℃，有时达1100℃。 14.如何识别煤炭的初期自燃 -------------------------------------------------------------------------------- 矿井内因火灾，从煤炭的自燃到实际发展成为火灾，必须经过一定的阶段。根据对煤炭自燃过程的考察，当其达到干馏和燃着阶段时，就会出现一些比较明显的发火征兆。我们可以根据这些外部征兆，判别火灾的发展和寻找火源地点 （1）在火区附近，温度、湿度增高，有时出现雾气或巷道壁出汗，井口或巷道口出现水汽等。这是因为煤炭氧化的初期，会从煤中泄出水分，使巷道内空气温度增加。同时，火区内热空气逸出时，遇到冷空气，会有水蒸汽冷凝，巷道内往往出现雾气；潮湿的热空气与巷道壁接触，可在巷道壁上出现水珠；浅部开采时，冬季在地面塌陷区或钻孔附近，亦可发现水蒸汽或冰雪融化等现象。 （2）巷道内可闻到特殊气味。煤炭在自燃过程中所产生的各种气体有一种类似煤油、松节油的特殊气味，当能闻到这种气味时，说明煤已自燃到相当程度。 （3）人体感到不舒服。煤炭温度上升时，必然产生一氧化碳、二氧化碳等气体，人呼吸到这种气体就会感到头疼、闷热、疲乏、四肢无力等。 （4）从火区流出的空气和水的温度增高。 从上述煤炭自燃的外部特征可以确认该地区煤炭是否已开始自燃。但是，某些征兆，对不同的人，感觉是不一样的。可是，对于在现场没有检测仪器的情况下，学会识别自燃发火的外部征兆，对于及时发现和采取有效的自救防护措施，保证人身安全等都具有重大意义。当然，利用气体分析法来识别初期火灾，是目前国内、外普遍采用的比较可靠的方法。 15.煤炭自燃的原因是什么，自燃必须具备哪些条件 -------------------------------------------------------------------------------- 目前比较普遍的看法是煤炭能在常温厂吸附空气中的氧而氧化，产生一定的热量。若氧化生成的热量较少并能及时散失，则煤温不会升高；若氧化生成的热量大于向周围散失的热量，煤温将升高。随着煤温的继续升高，氧比急剧加快，从而产生更多的热量，煤温也急剧上升，当煤温达到着火点（300～350℃）时，煤即自燃发火。 煤炭开始接触氧气到自燃，所经历的时间对不同的煤种是不一样的。人们把煤炭接触氧气到自燃的时间叫做发火期。我国煤层发火期最短的为1．5～3个月，长者可达15个月以上。 煤炭自燃是一个复杂的过程，受着多种因素的影响，但煤炭自燃必须具备以下条件 （1）煤有自燃倾向性，且以破碎状态存在； （2）有连续的供氧条件； （3）有积聚氧化热的环境； （4）上述三个条件持续足够的时间。 实践证明，具有同样自燃倾向性的煤层，在不同的生产技术条件下，有的煤能自燃，有的则不能；在同样的外部条件下，自燃倾向性也不一样。这是因为煤炭自燃过程受着许多因素影响的缘故。其影响的主要因素是（1）煤的化学成分；（2）煤的物理性质；（3）煤层的地质条件；（4）开拓开采条件；（5）矿井通风条件。 16.煤层或岩层透水事故前有什么预兆 -------------------------------------------------------------------------------- 煤层或岩层透水前，一般都会有一些征兆。井下工作人员都应熟悉发生透水事故前的预兆，以便及时采取防范措施。透水前的预兆常有 （1）煤层发潮发暗。由于水的渗入，使煤层变得潮湿，光泽变暗淡。如果挖去一层仍是这样，说明附近有积水。 （2）巷道壁或顶扳“挂汗”，它是积水通过岩石微小裂隙时，凝聚于岩（煤）壁表面的一种现象。 （3）煤层变凉。煤层含水时能吸收人体的热量，用手触摸时会有发凉的感觉，并且手放的时间越长，感到越凉。 （4）工作面顶板淋水加大，或出现压力水头。 （5）工作面温度降低。工作面可见到淡淡的雾气，使人感到阴凉。 （6）水叫。煤岩层裂缝中有水挤出，发出“嘶嘶”的响声，有时还可听到像低沉的雷声或开锅水声，这都是透水的危险征兆。 （7）工作面有害气体增加。因积水区有气体向外散出，使工作面空气中的二氧化碳、硫化氢等气体的含量明显增大。 （8）煤壁或巷道壁“挂红”。如老空水，一般积存时间较长，水量补给少，通常称为“死水”，所以酸度大，水内含有含铁的氧化物或硫化矿物。这是接近老空积水的征兆。 上述征兆，并不是每次透水前都会全部出现，有时可能发现一种或几种，极个别情况甚至不出现。因此，必须提高警惕，密切注视，认真分析。这对于及时地采取防灾避灾措施有着至关重要的意义。