矿井瓦斯防治.ppt

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1、矿井五大灾害讲义矿井五大灾害讲义瓦斯防治瓦斯防治 矿井瓦斯灾害是煤矿中的重大自然灾害之一。它不仅影响矿井的正常生产，还威胁到井下人员的生命安全。什么是矿井瓦斯呢？矿井瓦斯就是在采掘过程中从煤层、岩层、采空区中放出的和生产过程中产生的各种有害气体的总称。煤矿井下的有害气体有甲烷（沼气）、乙烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、氮氧化物、氢、氨等，其中甲烷所占比重最大，在80%以上。所以，矿井瓦斯习惯上又单指甲烷。矿井瓦斯是经地壳运动被埋入地下的亿万年前的古代植物，在地热和厌氧细菌的作用下与煤同时生成的。每生成1吨煤，可同时生成400立方米以上的瓦斯；但在漫长的地质年代中，大量的瓦斯已经逸散出

2、去了，只有少量的瓦斯保存在煤层中。矿井瓦斯是一种无色、无味、无嗅、无毒的气体。它混合到空气中，既看不见，又摸不到，还闻不出来；但它在空气中占的比例大了，会使空气中的氧气含量降低，能造成人员缺氧窒息死亡。每立方米瓦斯的质量为0.716千克，只有空气的一半稍多点，所以，它经常积聚在巷道的顶部和冒高的空洞中；它难溶于水，但扩散性和渗透性很强，煤层、岩层、采空区中的瓦斯能很快地涌到井下巷道中来。矿井瓦斯和空气混合到一定浓度时，遇到火能够发生燃烧或爆炸。为此，井下不准抽烟、不准随意打开矿灯、不准无安全措施进行电焊气焊、严禁穿化纤衣服等。一氧化碳是一种剧毒气体，因为它与血液中的血红蛋白的结合能力要比氧气与

3、血液中的血红蛋白的结合力大300倍，所以，当空气中含有的一氧化碳被吸入人体后，血液中的血红蛋白就先同一氧化碳结合，就会造成人体组织和细胞的大量缺氧而中毒死亡。按体积计算，空气中的一氧化碳浓度达0.048%时，1小时内可使人轻微中毒；症状是头痛、恶心、耳鸣、心悸；吸入新鲜空气后，症状迅速消失。空气中一氧化碳浓度达0.128%时，1小时内可使人严重中毒，这时除有轻微中毒的各种症状外，并出现肌肉疼痛、四肢无力、恶心、呕吐、感觉迟钝，甚至短时间昏厥、丧失行动能力等症状；同时皮肤和黏膜呈桃红色，两颊、前胸和大腿内侧尤为明显；及时吸入新鲜空气或氧气后，能较快地清醒，数天内可以恢复，一般无后遗症。空气中一氧

4、化碳浓度达0.4%时，经过2030分钟人即死亡；如果浓度达1%时，人经过几次呼吸即会失去知觉12分钟后会引起致命中毒；症状是失去知觉、痉挛、突然昏倒，可昏迷数小时，甚至几昼夜，严重者呼吸停顿，处于假死状态，有的清醒后可能精神异常，甚至出现呆滞或瘫痪等后遗症。在井下遇到一氧化碳中毒者时，应该尽快地将他移到新鲜空气处，注意保暖，立即进行人工呼吸或输氧气。一氧化碳的来源有炮烟、火灾、瓦斯煤尘爆炸。为防止中毒，爆破后必须进行有效通风，只有将炮烟吹散后，才可以进入工作，在火灾或爆炸烟气侵袭时，必须佩带自救器。二氧化碳是无色、略有酸气味的气体。相对密度是1.52，比空气重，常积聚在巷道的底部。它不助燃也不

5、能供人呼吸，易容于水。空气中的二氧化碳含量过高时，可使空气中氧气含量降低而造成人缺氧窒息。二氧化碳能刺激中枢神经，使呼吸加快。当空气中二氧化碳浓度达到3%时，人的呼吸急促，易感疲劳；达到5%时，出现耳鸣、呼吸困难等症状；达到10%时，发生昏迷现象。煤矿安全规程规定：采掘工作面进风流二氧化碳浓度不得超过0.5%,总风流中不得超过0.75,采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中的二氧化碳浓度超过1.5%或采掘工作面风流中二氧化碳达到1.5%时都必须停止工作，撤出人员，进行处理。煤矿井下的二氧化碳主要来源于煤和坑木的腐化、矿井水与酸性岩石的分解作用、人员的呼吸、爆破工作、瓦斯煤尘爆炸、火灾等，有些煤层和

6、岩层也会放出二氧化碳。在采空区和停风或密闭较久的巷道中，都会积聚大量的二氧化碳。在停风较久或废旧巷道的入口处，应打栅栏、设警标，禁止入内。当掘进巷道接近采空区边缘或恢复停风较久的巷道，以及打开密闭时，都应提高警惕，加强检查，防止发生二氧化碳窒息事故。二氧化碳气体靠人的直观感觉是很难察觉的，目前煤矿井下多用光学瓦斯检定器直接检测二氧化碳的浓度，精确的检测方法是在井下取气样送化验室进行测定。硫化氢是无色、微甜、有臭鸡蛋味的气体，相对密度1.19.有剧毒,对人的眼睛和呼吸器官的黏膜有强烈的刺激作用.它能燃烧,空气中浓度为4.3%4.5%时,能爆炸。空气中硫化氢的浓度为0.01%0.015%时,会出现

7、流唾液和清水鼻涕,呼吸困难等症状;浓度达到0.02%时,会出现眼睛鼻子喉黏膜有强烈刺痛感,头痛呕吐四肢无力等症状;浓度达到0.05%时,半小时内人就会失去 痉挛死亡.煤矿井下的硫化氢最大允许浓度,煤矿安全规程第100条规定为0.00065%.。在井下遇到硫化氢中毒者，应尽快将其送到新鲜风流中进行人工呼吸或输氧。空气中硫化氢浓度为0.0001%0,0002%时,可以闻到臭鸡蛋味,浓度达到0,0027%时,气味最浓;浓度超过0,0027%时,由于人的嗅觉失灵会闻不出来。现场一般采用硫化氢检定管来测定它的浓度。还可以用一种专用的试纸来测定，如在12分钟内试纸变黑，说明硫化氢的浓度已经达到危险程度；比

8、较精确的办法是在井下取气样送化验室进行分析。煤矿井下硫化氢主要来源于坑木的腐烂、含硫矿物的水解、氧化与燃烧；我国个别矿井的煤、岩层中含有硫化氢，在采掘过程中会有大量涌出，严重危害着矿井的安全生产。由于硫化氢易溶于水，所以在采空区积水中常含有大量的硫化氢，现场采用的煤体注碱液或石灰水的办法来消除硫化氢的危害。在煤矿的采掘生产过程中，有大量的瓦斯向巷道和采空区中涌出。它有普通涌出和特殊涌出两种形式。普通涌出是煤层和岩层中的瓦斯均匀地、缓慢地、长期地向采掘巷道中涌出的形式。它是矿井瓦斯的主要来源。特殊涌出包括瓦斯喷出和煤（岩）与瓦斯二氧化碳突出。这种涌出形式带有突然性，并具有音响和强大的动力作用，有

9、很大的破坏性，对矿井安全生产威胁很大。瓦斯涌出量，指的是单位时间内实际涌到采掘空间的瓦斯数量。表示矿井瓦斯涌出量的指标有：单位时间内涌出瓦斯的体积的绝对瓦斯涌出量、单位是立方米/日或立方米/分和正常生产条件下平均日产一吨煤涌出瓦斯量的相对瓦斯涌出量、单位是立方米/吨两种。煤矿安全规程第133条规定：一个矿井中，只要有一个煤（岩）层发现瓦斯，该矿即为瓦斯矿井。瓦斯矿井必须依照矿井瓦斯等级进行管理。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：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；高瓦斯矿井：矿井相

10、对涌出量大于10 立方米/吨或矿井绝对瓦斯涌出量大于40立方米/分；煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。每年必须对矿井进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量的鉴定工作，并根据鉴定结果采用不同的方法来管理矿井。瓦斯爆炸必须具备下列三个条件，缺一就不能发生爆炸。1、瓦斯浓度。瓦斯与空气混合，按体积计算，瓦斯浓度在5%至16%时具有爆炸性。瓦斯爆炸界限不是固定不变的。如有别的可燃气体或煤尘混入，或温度、压力增加后，瓦斯爆炸界限就会扩大，瓦斯浓度不到5%就可能爆炸，超过16%还会爆炸；惰性气体混入后，可使瓦斯爆炸的界限缩小，瓦斯浓度达到5%也不爆炸，不到16%即失去爆炸性。如果混入的惰性气体很大，就可能使瓦斯与

11、空气的混合气体失去爆炸性。2、点燃瓦斯的火源。井下煤炭自燃、明火、电气火花、架线机车火花、吸烟以及摩擦、撞击和放炮产生的火花都可以点燃瓦斯。在井下防止各种火源的出现，对防止瓦斯爆炸是十分重要的。因此，任何人都应该自觉的不把火种带到井下，不在井下吸烟，不随意打开矿灯。3、空气中的氧气含量。在空气与瓦斯混合的气体中，如果氧气含量低于12%，混合气体就失去爆炸性。在正常生产的矿井中，不可能采用降低空气中的氧气含量的办法来防止瓦斯爆炸。对于已经封闭的火区或正在处理中的火区，尤其是对高瓦斯矿井火区，可以采取注入惰性气体、降低氧气含量的方法来防止瓦斯爆炸。瓦斯爆炸的危害是极其严重的，不仅毁坏井巷和设备，更

12、会危害矿工的生命安全。1942年日本帝国主义统治时期本溪煤矿发生的一次瓦斯煤尘爆炸，共夺走1549人的生命。瓦斯爆炸的危害性表现在以下几个方面：瓦斯爆炸后产生剧毒气体一氧化碳。井下发生瓦斯爆炸以后，将会产生大量的一氧化碳。空气中的一氧化碳浓度，按体积计算达到0.4%时，人在短时间内就会中毒死亡。一氧化碳中毒是瓦斯爆炸造成人员伤亡的主要原因。瓦斯爆炸后产生高温。瓦斯浓度为9.5%时，瓦斯爆炸的瞬间温度可达18502650摄氏度。这样高的温度对井下人员和设备有很大的危害，还可能伴生火灾。瓦斯爆炸以后产生的高压气体。瓦斯爆炸以后，巷道中的空气压力约为爆炸前的7倍左右。高压空气以每秒几百米的冲击波浪向

13、四周扩散，不仅摧毁巷道支架和设备，同时也是造成人员伤亡的重要原因之一，还可扬起煤尘，引发煤尘爆炸。瓦斯爆炸后，在爆破地点，由于空气稀薄，问地急剧下降，水蒸气凝结成水，在爆源附近会迅速星星横低压区，因而爆炸波又会反向冲击，这对巷道的破坏更大。当低压区迅速积聚瓦斯，或反向冲击的空气中带来的瓦斯足够多，又有充足的氧气和引爆火源时，就可形成二次爆炸。1995年6月淮南某煤矿曾发生1000多次瓦斯连续爆炸，造成数十人伤亡的爆炸事故。防止井下瓦斯积聚，首先应加强矿井通风，按实际需要分配风量并及时调节风量，利用新鲜空气开稀释并排出瓦斯。为此，应做好以下几方面工作。采用机械通风。为保证井下有足够的风量，每个矿

14、井都必须采用机械通风，主要通风机一套运转，一套备用。对于瓦斯矿井，应采取抽出式通风。加强掘进巷道通风。掘进巷道要利用总风压通风或 采用局部通风机通风。局部通风机要设置在风口的新鲜风流处，禁止产生循环风。风筒要悬挂在巷道一帮，保持完好。风筒口离工作面最大不超过5米。临时停工的地点不准停风。实行分区通风。分区通风就是采掘工作面的污浊风流直接流入采区回风道或总回风道，而不串入别的采掘工作面的通风方式。实行分区通风，不仅可以保证过采掘面都有新鲜风流，而且在发生瓦斯爆炸或燃烧事故时，可以缩小灾害范围，减少灾害损失。及时建筑通风构建物。为保证矿井正常通风，应在井下适当位置设置控制风流的设施。如风门、风桥、

15、挡风墙、调节风窗等。对这些设施要及时建筑，并保证质量，经常维修，保持完好。通过风门时，应随手关好。每个矿工对任何通风构筑物都必须爱护，绝对不允许破坏。加强通风是目前处理瓦斯的主要手段，风流不畅就会发生瓦斯事故。为保持井下采掘工作面、巷道和其他地点风流 煤矿井下的瓦斯爆炸事故多发生在采掘工作面，而且又以掘进工作面占多数。为什么掘进工作面的瓦斯燃烧和爆炸事故最多呢？因为一方面掘进工作面是靠局部通风机供风的，风筒口距工作面太远或风筒漏风太多就会使掘进工作面的供风不足，瓦斯浓度很容易达到爆炸界限；另一方面，掘进工作面多用电钻打眼，如果电钻失去防爆性能，常常会冒出电火花。违章放炮也会引起瓦斯爆炸。因此，

16、加强掘进头的通风，避免无计划停风、加强瓦斯检查和积聚瓦斯的处理、正确排放瓦斯，严格放炮制度，对防止掘进工作面瓦斯燃烧和爆炸事故有重要意义。回采工作面瓦斯积聚的原因有：工作面风量不足；不能形成分区通风，出现不合理的串联风；工作面准备过程中，没有及时调整通风系统，致使作业地点微风；没有有效消除上隅角积存的高浓度瓦斯；非正规采煤工作面没有正规的通风系统等。其引爆火源:有电器失爆、违章放炮、采煤机截齿与坚硬夹石摩擦产生火花、小绞车钢丝绳摩擦火花、金属支架撞击火花等。因此，采用正规采煤方法，保证采面足够风量，消除不合理的串联通风，及时有效地排除上隅角瓦斯，严格放炮制度，加强瓦斯检查和积存瓦斯的处理等是减

17、少采面瓦斯爆炸事故的必要措施。煤矿安全规程第145条规定：当矿井绝对瓦斯涌出量达到规定或一个采掘工作面的瓦斯涌出量大于规程规定，采用通风方法解决瓦斯问题不合理时，以及开采有煤与瓦斯突出危险煤层的，应采取瓦斯抽放措施。采煤工作面人员比较集中，如果发生瓦斯爆炸，其后果是非常严重的。因此，必须及时处理采煤工作面积聚的瓦斯，使工作面的瓦斯浓度不超限。其基本措施是保证足够的供风量。对于采煤工作面上隅角积聚的瓦斯，可以采用以下几种技术措施进行处理：利用引射器或专用局部通风机抽出瓦斯；用竹帘、旧风筒布做风障，使风流通过采煤工作面上隅角三角区，将瓦斯带走；用竹帘等构筑通风墙排除采煤工作面后边一段废巷积存的瓦斯

18、；打开工作面后边的横贯密闭墙，使一部分风流通过此横贯进入配风巷（尾巷）、将采煤工作面上隅角积存的瓦斯排除。炮眼内积存瓦斯的处理。采煤工作面炮眼内的瓦斯浓度可超过10%。打好炮眼后，要及时装药，装药前应用炮棍在眼内来回捅一捅，以便派粗眼内的瓦斯。火药要顶到底，装药后要随即用炮泥填实填满。采空区中积聚瓦斯的排除方法。如工作面的瓦斯超限，而且主要来源于采空区，应选用Z型通风系统改变采空区瓦斯流向，避免其威胁采面安全；或将采空区上部小阶段回风巷的密闭墙打开，以增加漏风来排除采空区中的瓦斯。或在工作面回风巷加设调节风窗，强迫采空区中的瓦斯不向工作面漏出；有条件时应进行临近层或采空区瓦斯抽放。对于综采放顶

19、工作面，应在U型通风系统基础上，沿顶板加掘一条专用回风巷，进行“一进两回”式通风。保证通风畅通，不得在通风地点堆积杂物，并应加强维护，以保证足够的通风断面。巷道冒顶空间里积存的瓦斯，可以采用以下几种方法及时进行处理：风袖通风法。即在风筒上接一段分支小风筒直通巷道顶板冒顶处，排除积存的瓦斯；挡风板引风法。即在巷道支架顶梁上钉挡板，把风流引到冒顶处，吹散积存的瓦斯；充填隔离法。即在支架顶梁上钉木板，然后用黄土、沙子或惰性气体充填，堵塞空间，排除积聚的瓦斯。对巷道顶板处层状积聚的瓦斯可采用提高巷道中风速（大于1米/秒）的方法消除，或利用导风板、引射器等引风吹散。处理停风的独头掘进巷道积聚的瓦斯，必须

20、制订专门的安全排放措施，控制送入独头巷道的风量进行排放。排放时，应有瓦斯检查人员在独头巷道回风流与全风压风流混合处检查瓦斯，当浓度达到1.5%时，应指令风量调节人员减少向独头巷道的送入风量，严禁“一风吹”。排放瓦斯时，严禁局部通风机发生循环风，独头巷道的回风系统内必须停电撤人，并有矿山救护队现场值班，发现异常及时处理。凡是受排放瓦斯影响的硐室、巷道和被排放瓦斯风流切断安全出口的采掘工作面，也必须停止作业撤出人员，并设警戒人员，阻止非排放人员进入排放瓦斯风流流经的巷道。瓦斯排放后，只有恢复通风的巷道风流中瓦斯浓度不超过1.0%和二氧化碳浓度不超过1.5%时，方可恢复正常工作。国内外在排放独头巷道

21、积存瓦斯时，多次发生瓦斯爆炸，造成重大损失和人员伤亡。火源是瓦斯燃烧和爆炸的必要条件之一。所以在煤矿井下防止出现火源是十分重要的，应做好以下几项工作：严格井口检查制度，禁止携带烟草和点火工具下井。井下禁止吸烟。井下应使用防爆的照明灯，应禁止打开矿灯。井口房和通风机房附近20米内，禁止用火炉取暖。井下禁止使用电炉。井下和井口房内不准进行电焊、气焊和 使用喷灯接焊等；如必须使用，每次必须制订安全措施，并须经过批准。在瓦斯矿井中应选用矿用防爆型机电设备。不准带电检修或迁移电气设备。只有在安装电动机和开关的地点附近20米内巷道内的瓦斯浓度小于1%时，才准送电启动。高瓦斯或煤与瓦斯突出的掘进工作面，必须

22、实现“三专、两闭锁”（三专：专用变压器、专用电缆、专用开关；两闭锁：风电、瓦斯电闭锁）。放炮必须执行“一炮三检”制（放炮员、班组长、瓦斯检查员连锁）。每个炮眼必须充填足够的水炮泥。严禁明火放炮和放糊炮。尤应防止铁器撞击。经常检查火区的情况，严格管理火区，建立火区管理卡片。火区启动前一定要经过鉴定，确认火区已经熄灭时才能启封。瓦斯可以使人窒息，也能够燃烧与爆炸；当它涌到井下工作间以后，就有可能造成灾害事故。但是，只要我们加强管理，人人提高警惕，认真对待，瓦斯就会乖乖地听话。加强瓦斯管理，有很多方面的工作。如加强通风，冲淡瓦斯；控制井下工作地点的瓦斯浓度不超限；采用机械通风、分区通风并适时调整通风

23、能力；坚持矿井风量和瓦斯观测工作，认真填写记录牌和通风报表；每班都要定人、定点、定时进行瓦斯检查，并形成制度；及时正确处理积聚的瓦斯；及时构筑通风设施，并保证其完好；进行瓦斯抽放，预先排瓦斯，减少瓦斯涌出量；采取有效措施防止瓦斯喷出、煤与瓦斯突出，等等。但最主要的是加强群众性的瓦斯防治工作。矿井通风、瓦斯检查人员应由从事井下采掘工作不少于1年，并经过专门培训和实习，考试合格的人员担任；并经常接受有关安全技术知识的培训和教育。其他井下工作人员也要学习有关瓦斯的知识。瓦斯燃烧和爆炸的关键是火源，在井下要杜绝一切火花的产生，也不要把火种、如火柴、打火机等带到井下。对于那些停工、停风和废旧巷道，要打上

24、栅栏，禁止人员进入，以免引起窒息事故。瓦斯超限时，坚决停止生产，及时进行处理。局部通风机启动前，放炮前后要检查瓦斯，不冒险作业。不在巷道和采煤工作面乱堆杂物，以保证风流畅通。光学瓦斯检定器是根据光在不同气体（介质）中的折射率不同这一道理，制成了一种测定瓦斯浓度的仪器。它是利用棱镜的折射和 反射使灯泡发出的光产生一组像“彩虹”一样的光谱，由于瓦斯的折射绿与空气的折射率不同，当光通过含有瓦斯的气室后，彩虹就向前移动一段距离，瓦斯浓度越高、移动的距离越大。根据这个道理，就可以测出井下各处的瓦斯浓度。所以，有的人就说，“彩虹”走，瓦斯有。就是说，光谱发生移动，就表明测定地点有瓦斯存在。光学瓦斯检定器由

25、平面镜、棱镜、物镜组、空气室、瓦斯室、盘形管、精读数盘手轮、粗动手动、粗读数目镜、精读数目镜、出气孔、进气孔、水分吸收管、二氧化碳吸收管、电池、灯泡和吸气球组成，它既能测瓦斯，还能检测二氧化碳等气体。是常用的瓦斯检测仪器。仪器带到井下后，应在井底车场新风中捏吸五六次，并对零。测定时，将连接进气口的胶皮管伸到待测处慢慢捏气球五六次，即可测出该处的瓦斯浓度。若要测定二氧化碳浓度，应先测出该地点的瓦斯浓度，再取下二氧化碳吸收管，测定一次，此时的测值为瓦斯和二氧化碳混合气体浓度，用混合气体浓度减去瓦斯浓度再乘上换算系数0.952即为二氧化碳的真实浓度。在密闭区或火区等严重缺氧地点测定时，实测瓦斯浓度偏

26、大，应予校正。该检定器是精密仪器，使用中应加以爱护，并适时检修、校正。在井下应正确佩带，并防止碰撞，以免影响精度。电测式瓦斯检定器的特点是灵敏度高、体积小、测值直观、便于自动报警和断电控制。我国现在主要有热导式和热效式两类。多为便携式。热导式瓦斯检定器是利用瓦斯与空气热导系数不同而测知瓦斯浓度的。常用的热导元件是螺旋形金属丝和半导体热敏电阻。电测式瓦斯检定器可连续检测，具有声光报警等特点。使用中应注意及时给电池充电，并适时对其精度进行校正。将电测式瓦斯检定器同矿灯结合起来即为瓦斯报警矿灯。其具有照明和瓦斯超限报警两种功能。随着电子技术的发展，国内外相继研制成功煤矿用瓦斯报警断电仪、瓦斯连续遥测

27、报警仪、风电瓦斯闭锁装置和多参数环境监测仪，对保障煤矿安全生产起到了重要作用。瓦斯报警断电仪通常由传感器、声光报警箱和主机三部分组成。能连续监测风流中的瓦斯浓度。当瓦斯超限时，在发出声光报警的同时，切断受控电器设备的供电电源，以起到安全保护作用；当瓦斯浓度降低到规定值时，一起能自动恢复供电。它的固定型、车载型和机载型三类，分别用于控制固定型机电设备、电机车和采掘机械。对于固定型瓦斯报警断电仪中瓦斯传感器（探头）的安装位置及其数量、断电瓦斯浓度、断电范围、复电瓦斯浓度等。原煤炭工业部都作了明确的规定。风电瓦斯电闭锁装置，主要用于高瓦斯或煤与瓦斯突出矿井的掘进工作面。它根据掘进工作面及关联巷道的瓦

28、斯浓度，对局部通风机及关联掘进巷道内响应的电器设备实现断电、变电控制，并不准强行启动动力设备。实现闭锁的方法有两种：一种是擦用瓦斯断电仪式遥测仪，即通过对磁力启动器等电器设备内部线路改接实现；另一种是采用微型计算机或数字逻辑电路技术实现闭锁。前者比较简单，但受断电仪性能的限制，表现诸多不便；后者功能齐全，使用方便。每名矿工都应该对瓦斯报警断电闭锁装置严加爱护，以充分发挥其“安全哨兵”的作用，确保安全生产。瓦斯遥测仪可以完成瓦斯检测、传输、处理。矿井瓦斯遥测就是利用专用的仪器将瓦斯的浓度转换成电信号，并通过线路传输到地面进行处理的过程。瓦斯遥测仪分井上、井下两大部分。井下部分主要有瓦斯传感器、主

29、机、声光箱等设备；井上部分主要有接收机、记录仪等设备。瓦斯传感器是气电转换器件，具有将瓦斯浓度变成电信号的功能。主机向传感器和 声光箱提供工作电源，并将传感器送来的瓦斯浓度电信号通过脉冲载频形式发送到地面接收机。接收机把代表瓦斯浓度的电信号检出供给显示部件、记录部件显示或贮存。声光箱在主机控制下可发出声光报警信号。可实现多个地点瓦斯浓度的检测。瓦斯传感器挂在井下需要测量和监测瓦斯的地点，如采掘工作面的回风流中。主机安设在传感器附近，同时供电方便、风流畅通的地方。声光箱挂在和被测处有关的多数工人都能听到或看到报警信号的地点、距主机300米内。接收机及记录仪安设在地面调度事或通风值班室，由专人值班

30、守护。为保证一起的精度和可靠，须建立定期巡检制度，定期对传感器的精度和灵敏度进行校正，对活性下降到一定值的元件要及时更换，要及时清除仪器上的粉尘，对长期运行的井下部件要拿到地面进行全面检修。矿工对传感器、声光报警箱等设备要倍加爱护，使其真正起到安全哨兵的作用。在煤矿井下的采掘过程中，高压游离瓦斯从岩层或煤层的裂隙、孔洞中突然大量放出来的现象，就叫瓦斯喷出。造成喷出的根本原因，是有高压的瓦斯源。若含瓦斯煤层的地质破碎带产生有天然的空洞或裂隙，其中积存有大量的高压瓦斯，当采掘巷道接近这些地点时，高压瓦斯就会突然大量释放形成喷出，喷出量可达数万立方米到几十万甚至百万立方米。瓦斯喷出时间可以从几分钟到

31、几年。瓦斯喷出时并不带出煤，所以煤体中没有喷出空洞。一般说，喷出前都有明显的预兆，如煤层变软、变湿、顶板来压、支架断裂和底鼓，工作面风流中的瓦斯浓度增加或忽大忽小，有嘶嘶的瓦斯涌出声等阳泉二矿于1954年在煤层底板石灰岩中开凿巷道时发生的瓦斯喷出现象，喷出量超过每天11000立方米，过了二年后喷出量仍超过每天5000立方米，喷出的瓦斯浓度达80%90%。英国卡尔乌德煤矿在1860年打井时，遇到大量的瓦斯喷出，并且被引燃，在井口形成巨大的火柱，燃烧达9年之久。在半径15公里内都可以见到火柱。南桐煤矿0307工作面在回采了346平方米时，出现了瓦斯涌出的蜂叫声，随后底板破裂、上鼓、支架断裂、瓦斯大

32、量喷出。喷出的瓦斯使风流逆转距离达180米，瓦斯浓度在50%以上，喷出持续109小时。怎样预防与处理矿井瓦斯喷出呢？首先，必须加强矿井地质工作，摸清采掘区域内的地质构造情况；同时采取“探、排、引、堵”的技术措施。探探明地质构造。在瓦斯喷出可能性大的地区掘进时，可在掘进巷道的前方和两侧打钻孔，探明是否存在断层、裂隙和溶洞，以便了解他们的位置、大小和瓦斯赋存情况。排排放或抽放瓦斯。如探明断层、裂隙、溶洞不大或瓦斯量不多时，则可让它自然排放；如溶洞体积大、范围广、瓦斯量大、喷出强度大、持续时间长，则可插管进行抽放。如在掘进工作面上喷出瓦斯的裂隙多，且分布较广，可以暂时停止掘进，封闭巷道接管抽放。引引

33、导瓦斯到回风道。喷出瓦斯的裂隙范围较小且瓦斯喷出量不大时。可用风筒将瓦斯引到回风道或引到距离工作面20米以外的巷道中，以保证工作面能安全放炮。堵堵塞裂隙。当喷出瓦斯的裂隙范围较广，但喷出量很小时，可用黄泥或水泥堵住裂隙，阻止瓦斯喷出，以保证掘进工作面的安全。对于有瓦斯突出的工作面要有独立的通风系统，并加大供风量。职工配备隔离式自救器，并熟悉避灾路线。在井下采掘过程，尤其在石门过煤层掘进时，常常一瞬间工作面突然被破坏，大量的煤与岩石被抛出，并放出大量的瓦斯，这种现象就叫煤与瓦斯突出，简称突出。有这种现象的煤层，叫煤与瓦斯突出煤层。世界上几个主要的产煤国家都有突出现象，其中以发国、俄罗斯、和我国最

34、严重。据记载，从19511990年末，我国突出矿井共有250对，突出1.6万次，占世界突出总数的三分之一以上。1996年在鉴定的621对国有重点煤矿中，有125对突出矿，共计发生突出349次。我国最大的突出，发生在1975年8月8日三汇一井，突出煤岩量12780吨、瓦斯140万立方米。1975年6月13日，在吉林省营城煤矿发生了我国首次岩石和二氧化碳突出，突出的岩石量1005吨、二氧化碳11000立方米。发生突出时，突出的瓦斯即顺风流沿回流动，大型突出时可逆风流向进风井方向流动，会使井下大范围内充满高浓度瓦斯，它可造成人员缺氧窒息死亡，还能引起瓦斯燃烧或爆炸事故。突出的煤岩可掩埋人员，造成人员

35、伤亡。（2004、10、20）突出的发生是煤层中的高压瓦斯、矿山压力和煤的机械性质综合作用的结果。但在不同地点，每次突出的主导因素有各有不同。由于突出具有突然性，并伴有强大的动力和声响，所以它对煤矿的安全生产威胁十分严重。因此，我们必须认识和掌握突出的规律，采取有效的预防措施，彻底制服它。瓦斯喷出能破坏巷道、支架、设备以及通风系统，危害生产和人身安全。由于瓦斯浓度突然加大，还会造成窒息、燃烧与爆炸等事故。所以，必须认真防治。煤与瓦斯突出前，一般都有预兆。掌握突出前的预兆，就可以及时采取预防措施，迅速撤离危险区，确保矿工们们的生命安全。煤与瓦斯突出前具有以下各种预兆：无声预兆。工作面顶板压力增大

36、、煤壁被挤出、片帮掉渣、顶板下沉或底板鼓起、煤层层理紊乱、煤暗淡无光、煤质变软、瓦斯忽大忽小、煤壁发凉、打钻时有顶钻、卡钻、喷瓦斯等现象。有声预兆。煤层在变形过程中发生劈裂声、闷雷声、机枪声、，声音由远到近，有小到大，有短暂的、有连续的、间隔时间长短也不一致，煤壁发生震动和冲击，顶板来压、支架发出折裂声。但是，任何一次突出前，并不是所有预兆都同时出现，仅出现一种或数种，而且有的预兆还不十分明显；也有的预兆距发生突出前的时间太短，往往不能被人们很 准确地掌握。煤与瓦斯突出后的特征如下：煤与瓦斯突出后的孔洞小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其他分岔形等。被抛出的碎煤，堆积角都小于40度，并且大块在下，

37、小块在上，煤粉被吹到远处堆积。有大量的瓦斯涌出，涌出的瓦斯量远远超过突出煤的瓦斯含量。大型突出时，瓦斯迫使风流逆转。突出时有明显的动力效应，能破坏支架、推倒矿车、破坏和抛出安装在巷道内的设施。煤与瓦斯突出矿井，必须采取包括突出危险性预突出危险性预测、防治突出措施、防突措施的效果检验、安全测、防治突出措施、防突措施的效果检验、安全防护措施的综合措施防护措施的综合措施防治煤与瓦斯突出。通常称为四位一体综合防突措施。突出危险性预测分区域预测和工作预测两种。在地质勘探、新井建设、新水平和新才额区开拓准备时进行区域预测。通过预测，把煤层分为突出煤层和非突出煤层。突出煤层经区域预测后被划为突出危险去、突出

38、威胁区和无突出危险区。在突出危险区内进行采掘前，要进行工作面预测，定出突出危险工作面和无突出危险工作面。在工作面推进过程中，还要进行工作面预测，以预测工作面附近煤体的突出危险性。各种预测均是根据不同的指标及其临界值划分突出危险性的。防治突出措施有区域性措施和局部性措施。区域性措施有开采保护曾和预抽煤体瓦斯，它可以使大面积煤层失去突出危险性。局部防突措施有多种，它只能防止局部地点的突出。采取防治突出措施后，还要对其防突效果进行检验。它是根据预测突出危险性指标的变化情况进行判定的。当预测指标低于突出危险临界值。认为防突措施有效。经检验证实措施有效后，还必须采取安全防护措施才能进行采掘作业。安全防护

39、措施旨在保护揭穿突出煤层工作面和突出煤层采掘工作面作业的矿工的人身安全。它包括震动放炮、远距离放炮、构建避难所、压风自救系统和配备隔离式自救器等5项内容。每名作业人员必须熟悉安全防护措施各项内容，熟练使用其中的设施和设备。预测煤层突出危险性的指标有煤 破坏指、瓦斯放散初速度指、煤的坚固性指和煤层压力等指标。这些指标通过专业技术人员用专用的仪器，通过科学的方法测得。在这里就不细讲了。开采保护层属于区域性防突措施，是国内外广泛应用的最简单、最有效和最经济的防突措施。什么叫保护层呢？在开采煤层群的时候，有的煤层突出危险大，有的煤层突出危险性小，甚至没有突出危险性。为了保护突出危险性大的煤层而先开采的

40、不突出或突出危险小的煤层就叫保护层；后开采的突出危险煤层叫被保护层。位于被保护层上部的保护层叫上保护层；位于被保护层下面的叫下保护层。保护层先行开采后，其周围岩层及煤层会向采空区方向移动、变形，使保护范围内地应力降低，使突出煤层膨胀变形，透气性大幅度增加，瓦斯可得以解吸排放；瓦斯解吸排放后，瓦斯压力降低，煤的机械强度提高，突出煤层的突出危险性就会降低或消除。在保护层中要尽可能不留煤柱或少留煤柱。非留不可时，应将煤柱的尺寸、位置准确地标注在采掘工程图上，以便在开采被保护层时，在煤柱影响范围内采取局部防突措施。开采保护层时，应做到“三超前”，即保护层的即保护层的掘进工作面超前回采工作面一个采区；保

41、护层的掘进工作面超前回采工作面一个采区；保护层的回采工作面超前被保护层掘进工作面一个采区；回采工作面超前被保护层掘进工作面一个采区；被保护层的掘进工作面超前回采工作面一个采区。被保护层的掘进工作面超前回采工作面一个采区。开采保护层时，具有抽放系统的矿井，应同时抽放被保护层的瓦斯，以防被保护层瓦斯大量涌入保护层引起瓦斯超限。特别是开采近距离保护层时，必须采取措施，防止被保护层初期卸压的瓦斯突然涌进保护层采掘工作面，并必须严防误穿突出煤层。采用局部防突措施的目的在于使工作面 小范围失去突出危险性。具体措施主要有水力冲孔、钻孔排放瓦斯、超前钻孔、金属骨架、超前支架、深孔松动爆破、卸压槽等。水力冲孔是

42、在安全岩（煤）柱的保护下，向有自喷能力的煤层打钻，送入高压水，部分地破碎煤体，使煤体应力和瓦斯得以释放，以减小或消除突出危险性。可用于石门揭煤、煤巷掘进和回采工作面。钻孔排放瓦斯是由煤巷或岩巷突出煤层打钻，使瓦斯经钻孔自然排放出来，待瓦斯压力降到安全压力以下时，再进行采掘工作。它适用于煤层厚、倾角大、透气性大和瓦斯压力高的石门揭煤。超前钻孔是在煤巷掘进工作面前方始终保持一定数量的排放瓦斯钻孔，以排放瓦斯。适用于煤层赋存稳定、透气性好的情况下。金属骨架是一种超前支架。当石门掘进接近煤层时，先通过岩石柱在巷道顶部和两帮上侧打钻穿透煤层全厚，并进入岩层0.5米，再用钢管或钢轨作为骨架插入孔内，并予固

43、定，最后用震动放炮揭开煤层。适用于地压和瓦斯压力都不太大的急倾斜薄煤层或中厚煤层。超前支架又称前探支架，是在掘进工作面前方向顶部用钢管或钢轨事先打一排超前支架，用以支撑悬露的煤体、排放瓦斯，增加煤体的稳定性。每一循环打一排支架，两排支架交替前进，使掘进工作面始终在前探支架保护下进行，在永久支架架好后，可以回收钢管，反复使用。它适用于极松软煤层。大型突出往往发生于石门揭开突出危险煤层时，所以石门揭煤及有突出倾向的建设矿井或突出矿井开拓新水平时，井巷揭开突出煤层都必须编制专门设计，并按管理权限报县级以上煤炭管理部门审批。要求做到：1、石门避免布置在地质构造复杂和破坏地带。2、揭穿突出煤层前，要进行

44、突出危险性预测。3、掘进工作面距离煤层法线距离10米以外时，至少打两个穿透煤层全厚的钻孔，以确切掌握煤层赋存和瓦斯情况。4、掘进工作面距煤层法线距离5米时，至少打两个穿透煤层全厚或见煤深度不小于10米的钻孔，测定煤层的瓦斯压力和预测煤层突出的危险性。5、掘进工作面和煤层之间，必须保持一定厚度的岩柱，以便实施防突措施。岩柱厚读据防突措施的要求、岩柱性质、煤层倾角等确定。采用震动放炮措施时，掘进工作面距煤层法线距离的最小值为：急倾斜煤层2米；倾斜、缓倾斜煤层1.5米。如果岩层松软、破碎，还应加大法线距离。6、石门揭穿突出煤层预测有突出危险时，必须采取抽放瓦斯、水力冲孔、排放钻孔、金属骨架或其他经试

45、验有效的预防突出措施。经措施效果检验，确认无突出危险时，报集团公司批准，采用远句里放炮揭穿煤层；否则；须采用震动放炮揭穿煤层。7、只能从煤层的顶板或底板一侧揭穿煤层，并尽可能一次揭穿煤层全厚。如果煤层倾角太小或厚度太大或爆破参数失误，不能一次揭穿时，在掘进剩余部分时，还必须采取防突措施。震动放炮是一种人为的诱导突出的措施，而不是防止突出的措施。它使突出发生在没有人员在场和采取了预防瓦斯煤尘爆炸措施的情况下，可避免突出时的人身伤亡事故。震动放炮常用于石门或立井揭穿突出煤层时。它与普通放炮的不同点是：增加了炮眼数和装药量，一次爆破使整个掘进工作面迅速向前移动，全断面一次揭穿或揭开煤层。爆破时，强大

46、的爆破冲击波使在地应力作用下的含高压瓦斯的煤体突然暴露，给突出造成有利条件，从而诱导突出发生。震动放炮效果的好坏，主要取决于掘进工作面与煤层之间的岩柱厚度、炮眼数及其布置、炸药用量及起爆方式等。采用震动放炮时，应将放炮区或全井断电，进、出风口50100米内不得有火源，以免引燃突出的瓦斯。工作面必须有独立可靠的回风系统，并要保证风流畅通。在其进风侧巷道中，要设置两道坚固的反向风门，放炮时关闭，放炮后救护队进入巷道检查时打开。与该回风系统相连的风门、密闭、风桥等设施必须牢固可靠，防止突出后瓦斯涌入其它区域。为降低震动放炮时发生突出的强度和避免突出冲击波破坏巷道设施，应在掘进迎头20米内建立两道金属

47、挡栏，挡住突出的固体物。如果震动放炮未能一次揭穿煤层，剩余部分掘进时必须采取防突措施。震动放炮往往有延期突出的特点，所以放震动炮后，需隔半小时以上时间，由救护队到放炮地点进行检查，等排除瓦斯恢复通风后，才准进入工作面。预防煤与瓦斯突出的方法很多，各矿必须根据具体条件合理选择，同时还应遵守以下各项规定：在突出煤层中工作的区、队长，应由从事采掘工作不少于3年的工程技术人员或经过专门培训并考试合格的人员担任。在突出地点工作的人员，必须经过专门训练，掌握防治突出的基本知识，熟悉突出的各项预兆，熟悉井下避灾路线。开采突出危险的煤层时，必须进行专门设计、并规定保护层、煤层开采顺序、开拓方式、采煤方法、支架

48、形式以及防治突出的措施。突出煤层采掘工作面都必须有独立的通风系统，并设专人检查瓦斯。该区域要安设直通矿调度室的电话，发现有突出危险时，立即撤出人员。在突出危险地区工作的人员必须佩带隔离式自救器。在有突出危险的煤层进行采掘工作时，在一个或相邻的两个采区中，同一煤层的同一区段，禁止布置两个工作面同时相向回采，禁止两个工作面同时相向掘进。在有突出危险煤层中的掘进工作面，应在其进风侧的巷道中设置两道坚固的反向风门，并保持回风巷畅通无阻。在突出煤层的采掘工作面附近的进风巷中，必须设置有供给压缩空气设施的避难硐室或急救袋；其回风巷中，如有人作业，也应设置。在突出煤层的巷道中更换、维修或回收支架时，必须采取

49、预防煤体垮落而引起突出的措施。在煤矿中，一般用通风的方法将井下涌出的瓦斯冲淡到安全浓度以下。但是，如瓦斯涌出量很大，只靠通风方法排除瓦斯是困难的，甚至在经济上不合理，在技术上也不可能，这就需要采用抽放瓦斯的办法来解决。瓦斯抽放方法有以下几种：本煤层钻孔抽放瓦斯。在各水平的底板围岩运输大巷中，每隔30米做一长1015米的小石门，作为抽放钻场。由此向煤层打35个放射状的钻孔，钻孔穿透煤层并进入顶板。钻孔打好后就插管封闭，接入总抽放管道进行抽放。临近层抽放瓦斯。在开采煤层群时，如果临近层的瓦斯是构成矿井瓦斯涌出量的主要来源之一，可由开采曾向临近层打钻孔进行瓦斯抽放。抽放顶板上的临近层，叫做上临近层抽放瓦斯；抽放底板下的临近层，叫做下临近层抽放瓦斯。采空区抽放瓦斯。如果采空区积存大量瓦斯，就会向采面或向中扩散，当威胁到安全生产时，就必须对采空区进行瓦斯抽放。这样就可以解决回采工作面机尾附近的瓦斯积聚问题，同时也降低了回采工作面的瓦斯浓度，可确保矿井安全生产。本煤层瓦斯抽放适用于透气性大的煤层抽放瓦斯；我国绝大多数矿井的煤层透气性都很小，若不采用增加煤层透气性的措施，抽放效果就不理想。临近层瓦斯抽放、效果好，应用普遍。采空区抽放需注意防止采空区内发火 抽出的瓦斯，可以做工业与民用燃料，可以用来发电。高浓度的瓦斯还可以作为化工原料。所以我们要加强瓦斯抽放工作，变害为利。