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防突常识培训,王向军,第一章瓦斯的有关知识,1、什么叫瓦斯瓦斯是指在煤矿生产过程中,从煤层、岩层和采空区放出的各种有害气体的总称。甲烷CH4一般占80，二氧化碳CO2、氮气N2、,2、瓦斯的形成瓦斯的成因学说较多，但目前多数人认为煤中的瓦斯是在煤化作用过程中形成的。瓦斯的形成和煤的形成是同时进行的，且贯穿于整个成煤过程的始终。因此，瓦斯的成因与煤的成因息息相关。具体地说，煤中瓦斯的原始含量与成煤物质、成煤环境、煤岩组成、围岩性质、成煤阶段等有关系。煤成气腐植型为主.,3、瓦斯的性质,无色、无味、无嗅，可燃。比重0.554。比空气轻，微溶于水，具有强扩散性；可燃烧和爆炸，不助燃。40时可使人窒息。,4、瓦斯爆炸的三个条件,高温热源或火源引爆浓度5-----16，当9．5时，爆炸威力最大。氧的含量高于12。,5、瓦斯在煤中的存在方式,吸收状态．吸附状态．游离状态．,6、游离状态与吸附状态瓦斯的转化,压力增加、温度降低游离状态吸附状态压力降低、温度升高,,,7、瓦斯涌出,在一般情况下,瓦斯以慢速运移的形式,自然的从煤层、岩层中向井巷空间逸散，称为瓦斯涌出。相对涌出量≤10m3/t绝对涌出量≤40m3/min,8、瓦斯喷出,在采掘过程中，高瓦斯从煤层或岩层中迅速大量放出，但不产生搬运煤和岩石的动力现象，不带出煤岩碎块和煤粉，喷发后一般在喷发地点不产生喷发空洞，此种现象称为瓦斯喷出。瓦斯喷出是一种瓦斯流的快速运移，一种特殊的瓦斯涌出现象。,9、煤与瓦斯突出,采煤生产过程中，在一瞬间（几秒）采煤工作面或巷道某处突然破坏，迅速放出大量瓦斯，同时抛出大量的煤、岩碎块和煤粉，这种现象称煤与瓦斯突出。,第二章煤与瓦斯突出,煤与瓦斯突出（突出）煤的突然压出伴随瓦斯涌出（简称压出）煤的突然倾出伴随瓦斯涌出（简称倾出）,突出,在地应力和瓦斯压力的共同作用下，破碎的煤和瓦斯（二氧化碳）从煤体内突然喷出到采掘空间的动力现象叫煤与瓦斯的突出。,南桐东林矿石门突出,南桐东林矿石门突出,南桐东林矿石门突出,南桐东林矿石门突出,南桐东林矿石门突出,南桐东林矿石门突出,南桐东林矿石门突出,南桐东林矿石门突出,南桐东林矿石门突出,煤与瓦斯突出的特征,突出的煤向外抛出距离较远，从数米到数百米不等。,煤与瓦斯突出的特征,抛出的煤堆积坡度小于煤的自然安息角，具有分选现象。,煤与瓦斯突出的特征,抛出的煤破碎程度较高，含有大量的粉煤和煤尘。,煤与瓦斯突出的特征,突出有明显的动力效应，如破坏支架、推倒矿车、摧毁风门、破坏设备、搬运煤（岩）等。,煤与瓦斯突出的特征,突出时，拌随有大量瓦斯涌出，使回风流瓦斯较长时间超限，有时还会发生逆流；其波及范围视其突出强度和矿井通风能力可达一个或几个采区乃至全矿井。,煤与瓦斯突出的特征,突出后的孔洞形状呈口小腔大的梨形、倒瓶型及其它型状；多数位于巷道的上方或上偶角。,煤与瓦斯倾出,采掘工作面在地应力的作用下，煤体受到破坏后，其自重力超过煤层的凝聚力和与围岩的摩擦力，加之瓦斯在一定程度上参与作用，使破碎而松散的煤炭突然向采掘空间倾出，并拌随涌出大量瓦斯的现象。,煤与瓦斯倾出的特征,倾出的煤就地按自然安息角堆积，不显示气体搬运特征，无分选现象。倾出后的孔洞形状多为口大腔小，孔洞轴线沿煤层倾斜或铅垂（厚煤层）方向发展。无明显动力效应。倾出常发生在煤质松软的急倾斜煤层中。巷道瓦斯（二氧化碳）涌出量明显增加，但时间短，一般不出现瓦斯逆流现象。,煤与瓦斯压出,在地应力，尤其是采掘集中应力的作用下，采掘工作面的煤体被抛出或发生位移，并拌随大量瓦斯涌出的现象叫煤的突然压出。,煤与瓦斯压出的特征,压出有两种形式，即煤的整体位移或煤有一定距离的抛出，但位移和抛出的距离都较小。压出后，在煤层与顶板之间的裂隙中，常留有细煤粉，整体位移的煤体上有大量的裂隙。压出的煤呈块状，无分选现象。压出时，巷道瓦斯（二氧化碳）涌出量增大。压出可能无孔洞或呈口大腔小的楔形、半圆形孔洞。,煤与瓦斯突出的危害,1、突出破坏支架、巷道，突然垮落或抛出的煤炭打伤、推倒、埋住未及时撤离的人员，造成伤亡。,煤与瓦斯突出的危害,2、突出的大量瓦斯充满巷道，使巷道中的氧气降低，造成人员窒息。,煤与瓦斯突出的危害,3、突出的高压瓦斯和煤流破坏设备，破坏通风设施，造成通风系统混乱或发生逆流，扩大灾区范围,煤与瓦斯突出的危害,4、突出的大量瓦斯和煤尘，遇到高温火源，即发生瓦斯、煤尘爆炸事故，,煤与瓦斯突出的危害,5、突出破坏正常的生产秩序，中断生产，甚至迫使矿井放弃某些区域开采。,煤与瓦斯突出预兆,有声预兆煤炭中发出闷雷声、爆竹声、机枪声等煤炮声响或出现顶、帮煤岩、支架压裂及折断的声响，当声响由远而近、由小而大、由断续变连续即是突出危险信号。,无声预兆工作面出现煤壁掉渣、片帮、开裂、外鼓、支架来压。工作面出现地质变化，煤层结构条件变化，层理紊乱、松软、破碎、呈粉状、软分层增厚、干燥、煤壁淡暗无光泽、煤尘增大等。工作面打孔时，出现炮眼变形、卡钻、夹钻、顶钻、喷孔、钻屑量增多；瓦斯忽大忽小，风流中瓦斯浓度增大；煤壁和工作面温度降低、发凉等,煤与瓦斯突出矿井的鉴定,根据煤矿安全规程第176条规定矿井在采掘过程中，只要发生过一次煤（岩）与瓦斯突出（简称突出，下同），该矿井即为突出矿井，发生突出的煤层即为突出煤层。,判定煤层突出危险性的四个指标,煤的破坏类型属Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类。煤层瓦斯放散初速度ΔΡ≥10。煤的坚固性系数f≤0.5。煤层瓦斯压力Ρ≥0.74ΜΡa。,瓦斯突出防治现状,我国有600多个突出矿井国有重点煤矿154个地方煤矿200多个乡镇煤矿300多个几乎所有采煤省份都有突出矿井,,,,煤与瓦斯突出机理的研究,,,瓦斯包说,瓦斯解吸说,岩石变形潜能说,采动集中应力说,煤变质化学反应说,重煤原子说,瓦斯为主导作用的假说,地应力为主导作用的假说,化学本质假说,,,,,,,,,,,,,综合假说,,煤与瓦斯突出机理的研究,,综合假说,瓦斯含量及瓦斯压力,地应力,煤的物理力学性质,,,,,,①随着煤层开采深度（近水平煤层的复盖层）的增加，其突出的次数增多，强度增大。②煤与瓦斯突出多发生在石门揭穿煤层、煤层上山掘进、煤层平巷掘进，有的矿井回采工作面也发生突出。③煤与瓦斯突出往往发生在地质构造区域④煤层越厚、倾角越大，突出的次数越多、强度越大。⑤在外力冲击作用下或煤体受震动条件下容易诱导突出。如放炮诱发的突出次数就较多。⑥地应力集中的区域突出危险性大。,煤与瓦斯突出的一般规律,“四位一体”综合防突措施,突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验、安全防护措施、,煤与瓦斯突出预测、预报,预测,,区域预测,工作面预测,突出危险区,突出胁威区,无突出危险区,,,,,,,,,,突出危险区工作面,无突出危险区工作面,,,,,区域预测方法,瓦斯地质统计法综合指标法,工作面预测方法,钻孔瓦斯涌出初速度法R值指标法钻屑指标法,在突出煤层中，有下列情况之一者，应视为突出危险工作面,1、在突出煤层的构造破坏带，包括断层、褶曲、火成岩侵入等。2、煤层赋存条件急剧变化的区域。3、采掘应力迭加的区域。4、在工作面预测过程中出现喷孔、顶钻等动力现象。5、工作面出现明显突出预兆。,区域防治突出措施,开采保护层预抽煤层瓦斯煤层注水水力化措施,掘进工作面防突措施,超前排放钻孔松动爆破边掘边抽边掘边抽与排放钻孔相结合的防突措施水力化措施,防治突出措施的效果检验,区域性防突措施效果检验局部防突措施的效果检验工作面防突措施的效果检验,安全防护措施,震动放炮远距离放炮挡栏反向风门自救器避难所压风自救系统等安全防护措施。,突出事故的处理措施,井下发生突出事故时的现场应急处理措施1、现场人员立即戴上自救器，在班长或老工人的带领下，迅速果断地进行现场抢救工作，并立即派人向矿调度室报告。2、如灾害严重，现场抢救工作无法进行，立即带领在场人员，沿避灾路线迅速撤离灾区。3、如避灾路线受阻，应立即撤退到避难洞室或可临时避灾的地点等待救援。,发现突出预兆后现场人员的避灾措施,（1）矿工在采煤工作面发现有突出预兆时，要以最快的速度通知人员迅速向进风侧撤离。撤离中快速打开隔离式自救器并佩戴好，迎着新鲜风流继续外撤。如果距离新鲜风流太远时，应首先到避难所或利用压风自救系统进行自救。（2）掘进工作面发现煤和瓦斯突出的预兆时，必须向外迅速撤至反向风门之外，之后把反向风门关好，然后继续外撤。如自救器发生故障或佩戴自救器不能安全到达新鲜风流时，应在撤出途中到避难所或利用压风自救系统进行自救，等待救护队援救。,发生突出事故后现场人员的避灾措施,在有煤与瓦斯突出危险的矿井，矿工要把自己的隔离式自救器带在身上，一旦发生煤与瓦斯突出事故，立即打开外壳佩戴好，迅速外撤。矿工在撤退途中，如果退路被堵或自救器有效时间不够，可到矿井专门设置的井下避难所或压风自救装置处暂避，也可寻找有压缩空气管路的巷道、硐室躲避。这时要把管子的螺钉接头卸开，形成正压通风，延长避难时间，并设法与外界保持联系。,大宁煤矿3煤层突出概况,2004年3月20日动力现象2005年11月7日动力现象2006年7月3日动力现象2007年9月10日动力现象,突出参数,区域性防突措施,预测-----区域预测消突措施---------大面积预抽区域措施的效果评价,工作面防突措施,工作面预测-----钻屑指标法工作面措施-----超前排放钻孔工作面的效果检验----钻屑指标法安全防护措施,安全防护措施,安全可靠的独立通风系统和通风设施瓦斯监测系统压风自救系统自救器避难洞室反向风门,