矿井瓦斯概述.ppt

北泉斜井,煤矿瓦斯防治,第一章矿井瓦斯概述,,第一节,五大自然灾害,瓦斯,瓦斯的性质,瓦斯的赋存,,,,,,,第一章矿井瓦斯概述,引言矿井瓦斯是煤矿生产中必然遇到的有害气体。瓦斯灾害、粉尘灾害、火灾、水灾和顶板灾害构成了煤矿的五大自然灾害。,第一章矿井瓦斯概述,,,第一节瓦斯的性质与赋存状态一、矿井瓦斯的慨念1.瓦斯是成煤过程中的一种伴生气体，是指煤矿井下以甲烷（CH4）为主的有毒、有害气体的总称，有时单独指甲烷。,第一章矿井瓦斯概述,,二、瓦斯的性质1、瓦斯通常指甲烷，是一种无色、无味的气体。既看不到，尝不出，也闻不出，所以是很危险的。要检查空气中是否含有瓦斯极其浓度，必须使用瓦斯检测仪器。2、甲烷比空气轻，其相对密度为0、554。（在标准状态下，1m3甲烷的质量为0、7168kg，而空气的质量为1、293kg。）在风速低的情况下，常积聚在巷道顶板、冒落区顶部等处。3、甲烷的扩散性很强，扩散速率是空气的1、34倍。如果从一处涌出甲烷，就能扩散到巷道附近。,dd,dd,第一章矿井瓦斯概述,4、甲烷不易溶于水，有很强的渗透性。能穿过煤层或岩层的微小孔隙。5、甲烷无毒，但空气中甲烷浓度的增高会导致氧气浓度的降低。当空气中甲烷浓度为43时，氧气浓度将降至12，人会感到呼吸困难；当空中甲烷浓度为57时，氧气浓度将降至9，人会处于昏迷状态。为避免发生窒息事故，应禁止人员进入井下通风不好的区域。6、甲烷具有燃烧性和爆炸性。甲烷在空气中达到一定浓度后遇到高温热源能燃烧和爆炸。,第一章矿井瓦斯概述,,三、瓦斯的赋存1、瓦斯在煤层中的垂直分带（1）带状分布赋存在煤层中的瓦斯通过煤层、围岩的裂隙和断层向地表运动，而地表的空气及其它化学作用生成的气体由地表向煤层中运动，由此形成煤层中各种气体成分由浅到深有规律地变化，即所谓的煤层瓦斯沿深度的带状分布。（2）按深度自上而下分为4个带，即氮气－二氧化碳带、氮气带、氮气－甲烷带和甲烷带。,第一章矿井瓦斯概述,（3）在甲烷带中CH4的含量达80，因此，可将瓦斯带的前三带统称为瓦斯风化带。确定瓦斯风化带的下部边界对预测煤层瓦斯含量具有十分重要的意义。瓦斯风化带内相对瓦斯涌出量一般不超过2m3/t，瓦斯对生产不构成主要威胁。,第一章矿井瓦斯概述,煤层中的瓦斯－带状分布,顿巴斯煤田煤层瓦斯组分在各瓦斯带中的变化Ⅰ－氮气－二氧化碳带；Ⅱ－氮气带；Ⅲ－氮气－甲烷带；Ⅳ－甲烷带,第一章矿井瓦斯概述,表1-1煤层垂向各瓦斯带主要特征,第一章矿井瓦斯概述,确定瓦斯风化带和甲烷带的深度是很重要的，因为在甲烷带内，煤层中瓦斯含量，瓦斯压力、以及在开采条件变化不大的前提下的瓦斯涌出量都随着深度的增加而有规律地增大。研究这些规律及影响因素，是防治矿井瓦斯灾害的基本工作之一。（二）瓦斯在煤层中的赋存状态瓦斯在煤层及围岩中的赋存状态有两种，一种是游离状态，一种是吸附状态，如图1----2所示。,第一章矿井瓦斯概述,（二）瓦斯在煤层中的赋存状态瓦斯在煤层及围岩中的赋存状态有两种，一种是游离状态，一种是吸附状态，如图1----2所示。,,图12瓦斯在煤层中的赋存状态示意图1游离瓦斯；2吸着瓦斯；3吸收瓦斯；4煤体；5孔隙,第一章矿井瓦斯概述,1、游离状态这种状态的瓦斯以自由气体状态存在于煤层或围岩之中，其分子可自由运动，处于承压状态。2、吸附状态吸附状态的瓦斯按照结合形式的不同，又分为吸着状态和吸收状态。1）吸着状态指瓦斯被吸着在煤体或岩体微孔表面，在表面形成瓦斯薄膜。,第一章矿井瓦斯概述,2）吸收状态指瓦斯被溶解于煤体中，与煤的分子相结合，既瓦斯分子进入煤体胶粒结构。煤体中瓦斯存在的状态不是固定不变的，而是处于不断交换的动平衡状态，当条件发生变化时，这一平衡就会被打破。由于压力增高或温度降低使一部分游离瓦斯转化为吸附瓦斯的现象，叫做瓦斯吸附；由于压力降低或温度降低使一部分吸附瓦斯转化为游离瓦斯的现象，叫做瓦斯吸附。,第一章矿井瓦斯概述,,作业；1.五大自然灾害2.瓦斯的慨念3.瓦斯的性质4.瓦斯的赋存,,第一节结束,谢谢大家,