煤矿瓦斯基本技术知识(正式版)

矿井瓦斯的有关知识什么是矿井瓦斯？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。

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。

第二章基础知识1．矿井瓦斯防治基础知识(一)煤田瓦斯生成及分带煤层中的瓦斯是植物残骸在成煤过程中伴生的产物，成煤过程可以分为两个阶段：第一阶段——硬结成岩阶段。

在有机物经积聚，分解成泥煤及褐煤，成煤初期有足够的氧气促使有机物生物反应，分解出大量的沼气、二氧化碳、硫的氧化物和氮气。

随着条件的变化，氧气供应量的减少，微生物环境的变化，此时开始转入厌氧过程，并进一步释放出沼气、重烃、硫化氢、氨气、氢气和其他气体。

此时，。

绝大多数的沼气散发于大气中。

第二阶段——变质炭化阶段。

随着煤层上部冲积层不断加厚、埋藏深度不断加深，在地层温度与压力作用下，泥煤、褐煤不断地转化，煤层中的挥发分减少，固定碳增加，成为烟煤、无烟煤，此时，微生物停止活动不再产生生物来源的瓦斯。

大部分生成的气体涌向大气，只有少部分保留在岩石和煤层中。

由于地质构造的原因，煤层暴露在地表（露头）空气中的二氧化碳、氮气和稀有气体也会渗入煤层中。

除此而外煤层中的放射性物质也会分解出为氦气，其氦气含量的多少取决于煤层的生成年代，煤层越老，氦含量越高，但煤层不吸附氦，呈游离状态，大部分氦转向地面。

除此之外，碳酸盐类的岩石，受火山活动的影响，也会分解出大量二氧化碳。

根据煤层瓦斯生成与活动规律煤，гּд李金将煤层中瓦斯成分随深度的分布可划分为4带：Ⅰ——二氧化碳带,Ⅱ——氮气带,Ⅲ——氮气—沼气带, Ⅳ——沼气带。

见图（ 3 ,4）由于各个煤田的成煤条件不一致，因此，各煤田的瓦斯组分也不相同。

例如：辽宁红阳三井，由于受火山活动的影响，在Ⅰ、Ⅳ带之间形成了少见的二氧化碳沼气带。

通常将沼气带以上的三个带统称为瓦斯风化带。

起划分标准见表（6 ）图 3 煤层瓦斯分布图成煤过程及伴随的瓦斯涌出过程见图表6 瓦斯分布带划分标准表确定瓦斯风化带的深度对预测矿井瓦斯涌出量具有很重要的意义。

在瓦斯风化带中，一般瓦斯涌出量不大，为低瓦斯矿井。

只有进入沼气带后，矿井的瓦斯涌出量急剧的增加。

煤矿瓦斯知识点归纳总结一、煤矿瓦斯的形成1. 煤矿瓦斯的来源煤矿瓦斯是由煤层中的有机质在高温、高压条件下分解产生的，主要由甲烷（CH4）组成，同时还含有少量的乙烷、丙烷、乙烯等烷烃和烯烃。

2. 煤矿瓦斯的生成条件煤矿瓦斯的生成与煤层的埋深、温度、压力和煤的有机质含量等因素有关。

通常情况下，煤矿瓦斯的生成条件为煤层埋深在200m以上，温度在40℃以上，压力在3MPa以上。

二、煤矿瓦斯的性质1. 化学性质煤矿瓦斯主要成分为甲烷，其化学式为CH4。

它是一种无色、无味、无毒的气体，在空气中的爆炸极限为5%~15%。

2. 物理性质煤矿瓦斯比空气轻，燃烧时生成的热量大，且火焰温度高。

在低温下，煤矿瓦斯易液化。

在低温低压下，甲烷可形成固态，称为天然气水合物。

三、煤矿瓦斯的危害1. 爆炸危险煤矿瓦斯是一种易燃气体，在一定浓度范围内与空气混合后，遇到明火或高温表面容易发生爆炸。

煤矿瓦斯爆炸不仅造成人员伤亡和生产设施的破坏，还会引发二次事故，给煤矿安全生产造成严重影响。

2. 中毒危害煤矿瓦斯在空气中的浓度超过一定限制时，会对人体造成窒息和中毒。

特别是煤矿井下的工作人员，长期暴露在煤矿瓦斯环境中，会对身体健康造成严重影响。

四、煤矿瓦斯的监测与防治1. 煤矿瓦斯的监测（1）煤矿瓦斯的监测手段煤矿瓦斯的监测手段主要包括传感器监测、抽放法监测、化学分析法监测等。

其中，传感器监测是最常用的监测手段，通过设置煤矿瓦斯传感器在煤矿井下实时监测瓦斯浓度，并及时报警，以确保煤矿安全生产。

（2）煤矿瓦斯的监测要求对于含瓦斯矿井，应在井下通风和巷道出口设置煤矿瓦斯传感器，并定时进行瓦斯浓度监测。

同时，要求煤矿工作人员严格按照规定的防护装备和作业程序进行作业，确保煤矿瓦斯安全监测和防护。

2. 煤矿瓦斯的防治（1）通风防治通风是煤矿瓦斯的主要防治手段，通过合理设置通风系统和通风设备，将煤矿瓦斯排出矿井，降低瓦斯浓度，减少爆炸危险。

（2）抽放防治抽放防治是通过使用抽放设备将煤矿瓦斯抽出，降低瓦斯浓度，减少瓦斯爆炸危险。

煤矿瓦斯基础知识目录1. 煤矿瓦斯基础知识概述 (3)1.1 瓦斯的定义与分类 (4)1.2 煤矿瓦斯的特点与危害 (5)1.3 瓦斯监测与治理的基本要求 (6)2. 瓦斯的物理与化学性质 (7)2.1 瓦斯的主要成分 (8)2.2 瓦斯的物理特性 (9)2.3 瓦斯的化学性质 (9)3. 煤矿瓦斯的产生机制 (11)3.1 瓦斯的生成过程 (12)3.2 影响瓦斯生成的主要因素 (12)4. 煤矿瓦斯监测技术 (14)4.1 瓦斯检测仪器与传感器 (15)4.2 瓦斯监测系统的设计与布点 (16)4.3 瓦斯监测数据的分析与处理 (18)5. 煤矿瓦斯灾害预防与治理 (19)5.1 瓦斯爆炸的原理与特点 (20)5.2 瓦斯诱导与增强突出事故的风险防控 (22)5.3 瓦斯管理的国际经验与国内法规 (24)6. 瓦斯抽放与利用 (25)6.1 瓦斯抽放系统设计与施工 (26)6.2 瓦斯抽放效果的评价与优化 (27)6.3 瓦斯在矿井通风与电力系统中的应用 (29)7. 瓦斯洗手技术 (30)7.1 地面瓦斯洗手技术的原理 (32)7.2 瓦斯洗手技术的经济效益分析 (33)7.3 瓦斯洗手项目的实施与管理 (34)8. 煤矿瓦斯科技创新与未来发展趋势 (36)8.1 瓦斯监测与治理技术的最新进展 (37)8.2 瓦斯抽放与利用的先进技术 (38)8.3 瓦斯洗手技术的创新与挑战 (40)9. 瓦斯安全事故案例分析 (42)9.1 国内外重大瓦斯安全事故回顾 (43)9.2 瓦斯安全事故的原因与教训 (45)9.3 瓦斯安全事故预防和处理措施 (46)10. 总结与展望 (47)10.1 煤矿瓦斯基础知识总结 (49)10.2 煤矿瓦斯安全管理展望 (50)10.3 未来瓦斯基础知识的研究方向 (51)1. 煤矿瓦斯基础知识概述煤矿瓦斯是指在煤矿开采过程中，由于地下应力作用和地质构造变化，导致岩石和煤层中的有机物质经过漫长地质时期进行分解，由多种烃类气体（以甲烷为主）、二氧化碳以及少量的氮气、硫化氢气体等组成的地下气体。

矿井瓦斯基础知识一、矿井瓦斯的概念矿井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。

二、瓦斯的性质矿井瓦斯通常指甲烷，是一种无色无味的气体，在标准状态下其密度为0.554。

甲烷扩散性强，扩散速度是空气的1.34倍，具有燃烧和爆炸性。

三、瓦斯的危害1、窒息：当瓦斯浓度达到43％时，氧气冲淡到12％，人会感到呼吸困难；当瓦斯浓度达到57％时，氧气冲淡到9％，人就会窒息、死亡。

2、燃烧、爆炸：当瓦斯与空气混合达到一定浓度时，遇高温火源能燃烧、爆炸。

3、煤与瓦斯突出：摧毁、堵塞巷道，甚至引起人员窒息死亡、瓦斯爆炸。

四、瓦斯爆炸1、瓦斯爆炸的概念：瓦斯是一种能燃烧和爆炸的气体，瓦斯爆炸就是空气中氧气（O2）与瓦斯（CH4）进行剧烈氧化反应的结果，会产生二氧化碳和水蒸汽，并释放出大量的热量，这些热量能使反应过程中生成的二氧化碳和水蒸气迅速膨胀并形成高温、高压，并以极高的速度向外冲出，而产生动力现象。

2、瓦斯爆炸的必备条件：一是，一定的瓦斯浓度：当瓦斯浓度在5％～16％之间才能爆炸。

浓度不同，燃烧和爆炸的特性也不同，当瓦斯浓度小于5％时参加反应的瓦斯少，不能形成热量积聚，瓦斯不爆炸只燃烧；当瓦斯浓度达5％～9.5％时爆炸威力迅速增强，通过实验测定当瓦斯浓度在8.5％时，瓦斯全部参加反应，威力最强；当瓦斯浓度达9.5％～16％时爆炸威力逐渐减弱；当瓦斯浓度高于16%时，由于氧气含量不足，热量被多余的瓦斯和周围其他介质吸收而降温，不能爆炸。

二是，一定的引火温度：瓦斯最低点燃温度为引火温度，在650～750℃。

三是，充足的氧气：瓦斯爆炸界限随混合气体中氧气浓度降低而缩小，当氧气浓度下降瓦斯爆炸下限缓慢上升，而上限迅速下降；当氧气浓度小于12％时，瓦斯则失去爆炸性，遇火不爆炸。

五、瓦斯爆炸产生的危害1、爆炸温度高，瓦斯爆炸瞬时温度可达1850～2650℃之间，能烧伤人员、烧坏设备，并能引起火灾，扩大灾情。

第一节矿井瓦斯基础知识
一、概述
1、矿井瓦斯：在煤矿生产中，从煤岩层中涌出的以
甲烷为主的有毒有害气体。

（矿井瓦斯是指井下以甲烷CH4为主的有毒、有害气
体的总程，是成煤过程中的一种伴生物。

古代植物遗
体在形成泥炭过程中，由于厌氧菌的作用，植物纤维
被分解、发酵、生成了瓦斯）
2、瓦斯的性质
瓦斯是一种无色、无味的气体。

（由于瓦斯常积聚在巷
道的顶部、上山掘进面及顶板冒落空洞中，瓦斯的扩
散性很强，扩散性是空气的1.34倍，会很快的在空气
中扩散。

瓦斯本身五毒，但不能供人呼吸，瓦斯不助
燃，但与空气混合达到一定浓度后，遇到高温火焰时
能够燃烧或爆炸。

3、瓦斯的危害
①窒息（矿井瓦斯是一种有毒有害气体，当井下空
气中瓦斯浓度较高时，会相对地降低空气中的氧
气浓度，人也会感到呼吸困难，使人窒息。

②瓦斯的燃烧和爆炸。

（当瓦斯与空气混合达到一
定浓度时，遇火就能燃烧或爆炸）
4、瓦斯的赋存
为什么煤体之所以能够保存一定数量的瓦斯，主要与煤的结构状态有密切关系，煤是一种复杂的。

煤矿瓦斯基本技术知识煤矿瓦斯是一种常见的危险性气体，由于其易燃易爆的性质，对煤矿生产安全产生了严重的威胁。

为了有效应对煤矿瓦斯危害，了解煤矿瓦斯的基本技术知识是至关重要的。

下面将介绍煤矿瓦斯的起源、组成、检测和处理技术，以及预防瓦斯事故的措施。

起源和组成：煤矿瓦斯是在煤矿地层中生成的一种混合气体，主要由甲烷和少量的低烷烃组成。

甲烷(CH4)是瓦斯中最主要的成分，其浓度通常在0.1%至20%之间。

其他成分包括乙烷、丙烷、丁烷等。

瓦斯生成的过程与煤的热解、酶解以及煤与地下水的化学反应有关。

瓦斯检测技术：为了及时掌握煤矿瓦斯气体的浓度，瓦斯检测技术被广泛应用于煤矿安全管理。

常见的瓦斯检测手段包括传感器、红外光谱法、电化学法和质谱法。

传感器是一种常见的检测设备，以其快速、灵敏和实时监测的特点受到广泛关注。

红外光谱法可通过检测甲烷的吸收峰来测量瓦斯浓度，具有高精度和抗干扰能力。

电化学法和质谱法则通过电化学和质谱分析原理进行瓦斯分析。

瓦斯处理技术：为了降低煤矿瓦斯的浓度，减少瓦斯爆炸的风险，瓦斯处理技术被广泛应用于煤矿安全管理。

目前常见的瓦斯处理技术包括抽放、利用和封闭。

抽放是指将瓦斯排放到安全环境中，以降低瓦斯浓度。

利用则是指将瓦斯进行燃烧利用，如利用瓦斯发电等。

封闭是指将瓦斯收集起来，并加以密闭处理。

预防瓦斯事故的措施：为了预防煤矿瓦斯事故的发生，采取一系列的预防措施是非常重要的。

首先，建立完善的瓦斯检测和报警系统，确保能够及时发现和警示瓦斯泄漏。

其次，加强瓦斯治理和通风系统的管理，确保瓦斯能够得到有效处理和排放。

此外，加强对操作人员的培训和安全意识教育，提高煤矿作业人员的安全意识和技能水平。

同时，完善应急准备和救援措施，提高应对瓦斯事故的能力。

总结：煤矿瓦斯是一种常见的危险性气体，必须引起足够的重视。

了解煤矿瓦斯的起源、组成、检测和处理技术，以及预防瓦斯事故的措施，对于保障煤矿生产安全至关重要。

只有通过科学合理的管理和技术手段，才能有效地控制煤矿瓦斯的危害，确保煤矿安全生产。