第二章矿井瓦斯防治技术思考题解析
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矿井瓦斯防治技术思考题解析Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】第二章矿井瓦斯防治技术思考题2、试述瓦斯的主要物理及化学性质,了解这些性质对于预防处理瓦斯危害有何意义?矿井瓦斯成分很复杂,其主要成分是甲烷(CH4),其次是二氧化碳(CO2)和氮气(N2),还含有少量或微量的重烃类气体(乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等)、氢(H2)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)、硫化氢(H2S)等。
甲烷(CH4,俗称沼气),是无色、无味、无毒的气体。
甲烷分子的直径为0.3758×10-9m,可以在微小的煤体空隙和裂隙里流动。
其扩散速度是空气的1.34倍,从煤岩中涌出的瓦斯会很快扩散的巷道空间。
甲烷标准状态时的密度为0.716kg/m3,比空气轻,与空气相比的相对密度为0.554。
如果巷道上部有瓦斯涌出源,风速低时,容易在顶板附近形成瓦斯积聚层。
瓦斯微溶于水。
甲烷虽然无毒,但其浓度如果超过57%,能使空气中氧浓度降低至10%以下。
瓦斯矿井通风不良或不通风的煤巷,往往积存大量瓦斯。
如果未经检查就贸然进入,因缺O2而很快地昏迷、窒息,直至死亡。
瓦斯在适当的浓度能燃烧和爆炸。
在煤矿的采掘生产过程中,当条件合适时,会发生瓦斯喷出或煤与瓦斯突出,产生严重的破坏作用,甚至造成巨大的财产损失和人员伤亡。
3、瓦斯是如何生成的,而煤内实际的瓦斯量是否等于生成量?煤层瓦斯是腐植型有机物(植物)在成煤过程中生成的。
成气过程两个阶段一是生物化学成气时期;二是煤化变质作用时期。
古代植物在成煤过程中,经厌氧菌的作用,植物的纤维质分解产生大量瓦斯;此后,在煤的碳化变质过程中,随着煤的化学成分和结构的变化,继续有瓦斯不断生成。
煤层瓦斯含量的大小,决定于成煤过程中生成的瓦斯量和煤层保存瓦斯的条件。
煤的变质程度越高,生成的瓦斯量越多。
成煤过程生成的瓦斯,大部分都已转移到围岩或大气中去了,煤层实际瓦斯含量的因素,主要是煤炭生成后保存瓦斯的条件,如煤的结构和物理化学特性,成煤后的地质运动和地质构造,煤层的赋存条件,围岩性质等。
《瓦斯地质学》复习思考题第一章绪论1.瓦斯地质学研究的对象?2.瓦斯地质学研究的内容是什么?第二章瓦斯地质基础1.什么是瓦斯?瓦斯的主要成分是什么?2.矿井瓦斯来源于哪几个方面?3. 瓦斯的物理性质有哪些?爆炸范围是多少?4.瓦斯的危害和用途有哪些?5.瓦斯是如何形成的?6.简述瓦斯的垂向分带,各带的瓦斯成份有何不同?7. 瓦斯风化带的界限是如何确定的?影响瓦斯风化带深度有哪些因素?8. 瓦斯在煤体中赋存形式有哪几种?9. 什么是瓦斯吸附?什么是瓦斯解吸?10 简述煤体中孔隙分类及特征?11. 煤的等温吸附曲线?影响煤体瓦斯吸附能力的主要因素有哪些?12. 煤层瓦斯是如何运移及运移方式有哪几种?13. 什么是矿井瓦斯涌出?14. 什么是相对瓦斯涌出量?什么是绝对瓦斯涌出量?15. 矿井瓦斯涌出形式有几种?16. 瓦斯流动场的划分有哪些?17. 矿井瓦斯等级是如何划分的?18. 什么是煤与瓦斯突出?如何分类?19. 简述煤与瓦斯突出的特点?压出的特点?倾出的特点?20. 什么是始突深度?21. 煤与瓦斯突出预兆有哪些?22. 煤与瓦斯突出机理是什么?23. 突出分为几个作用过程?24. 煤与瓦斯突出的一般规律?第三章影响瓦斯赋存的地质条件1. 影响煤层瓦斯赋存的地质因素有哪些?2. 什么是含煤岩系?什么是煤层围岩?3. 什么是煤层顶板、底板?什么是直接顶、老顶、伪顶?4. 简述聚煤期沉积环境的变化是如何影响煤层厚度的变化?5. 简述沉积环境的演化是如何控制煤层瓦斯的分布?6. 什么样的沉积序列(组合)对瓦斯保存有利?7. 什么是突出煤层?什么是突出煤系?8. 煤的变质程度是如何影响瓦斯的生成量?9. 什么是绝对孔隙度? 什么是有效孔隙度?10. 什么岩石的渗透性?表征指标有哪几种?11. 构造复合、联合处有何特点?12. 简述煤层围岩对瓦斯赋存的影响?13. 褶皱构造是如何影响瓦斯赋存的?14. 简述断裂构造是如何影响瓦斯赋存?15. 埋藏深度是如何影响瓦斯的赋存?16. 水文地质条件对瓦斯赋存的影响?17. 岩浆侵入对煤层瓦斯是如何影响的?第四章控制煤与瓦斯突出的地质因素1. 什么是原生结构、什么是构造结构?什么是软煤?2. 构造煤分几类?如何识别?3. 构造煤的瓦斯地质特征有哪些?4. 为何构造煤发育是发生突出的必要条件?5. 突出经常发生在哪些地质构造部位?举例说明。
《矿井瓦斯防治》课习题第一章煤层瓦斯的赋存与含量1.煤层中的甲烷是如何产生的?2.煤层中瓦斯的赋存分带依据什么条件划分?3.影响煤层孔隙特性的因素有那些?4.煤体为何具有吸附特性?5.煤层中的断裂构造是如何影响煤层瓦斯含量的?6.在某一煤层内, 测得其瓦斯压力为1.5MPa, 温度为22℃。
在实验室内30℃的条件下测得该煤样的吸附常数a=35m3 /t,b=2.5MPa-1 , 水份W=1.2%, 灰分A=21%,煤层的孔隙率为5.5%, 假比重为1.3t/m3 。
试求出该处煤体的瓦斯含量。
第二章矿井的瓦斯涌出1.煤层中简单的流场有那些, 各有何特征?2.煤层的透气性系数是如何定义的?它与达西定律中的渗透率有何异同点?3.地应力是如何影响煤层的透气性系数的?4.有一煤层,厚度为3.5米, 打钻测得其内部瓦斯压力为1.4MPa, 钻孔半径为0.05米,钻孔外的大气压力为0.1MPa,在打开钻孔后39.84小时后测得钻孔的瓦斯流量为137.375m3 /d,在实验室内测得该处煤体的瓦斯含量系数为13.27m3 /(MPa2 .d),试求出该处煤层的透气性系数。
5.矿井瓦斯涌出量的表示方式有那些?6.掘进巷道瓦斯的涌出特点?7.回采工作面瓦斯的涌出特点?8.矿井瓦斯涌出量的影响因素有那些?9.矿井相对瓦斯涌出量与煤层瓦斯含量的异同点及关系?10.矿井瓦斯等级的确定依据?11.矿井瓦斯涌出预测有那些方法?各适用于什么条件?12.什么是矿井瓦斯平衡?13.掘进巷道瓦斯积聚的处理有那些措施?第三章瓦斯喷出及预防1.什么是瓦斯喷出现象? 它与瓦斯突出有那些区别?2.产生瓦斯喷出的原因有那些? 详细叙述其特点.3.论述防治第一类瓦斯喷出的方法.4.如何防治第二类瓦斯喷出?第四章煤与瓦斯突出及其防治1.什么是煤与瓦斯突出现象?2.简述我国和世界上第一次有记载的突出概况.3.简述目前我国和世界上最大强度的突出概况.4.突出、压出和倾出的力学特征主要有那些?5.突出危险工作面与突出威胁工作面的有何区别.6.什么条件下可能引起延期突出?7.煤巷掘进时, 工作面前方煤体内有几个带? 突出前又有那些变化?8.突出过程分几个阶段? 详细论述.9.地应力和瓦斯压力在突出过程中的作用?10.开采解放层的防突作用有那些?11.如何确定解放范围?12.预抽防突的机理?13.简述石门揭穿突出煤层前应采取那些措施?14.简述石门揭煤时各种防突措施的作用机理.15.简述平巷防突中各种措施的作用机理.16.突出预测有那些作用?17.简述D,K 综合指标法中各项指标与煤层突出危险性的关系.第五章矿井瓦斯爆炸及其预防1.试证明空气中的甲烷浓度为9.5%时发生爆炸最猛烈。
瓦斯检查工培训教案(矿井瓦斯防治)第一章:瓦斯基础知识1.1 瓦斯的定义与性质解释瓦斯的组成和特点介绍瓦斯的物理和化学性质讨论瓦斯的燃烧和爆炸特性1.2 瓦斯的产生与运移探讨瓦斯的过程和来源解释瓦斯在矿井中的运移规律分析影响瓦斯运移的因素1.3 瓦斯检查的方法与设备介绍瓦斯检测的基本方法讲解瓦斯检测仪器的原理和使用方法讨论瓦斯监测数据的记录和分析第二章:矿井瓦斯防治技术2.1 矿井瓦斯涌出规律分析矿井瓦斯涌出的类型和规律探讨矿井瓦斯涌出量的预测方法讲解矿井瓦斯涌出控制的技术措施2.2 瓦斯抽采技术介绍瓦斯抽采的基本原理和方法讲解瓦斯抽采设备的选型和使用分析瓦斯抽采效果的评价指标2.3 瓦斯防治的安全措施讨论瓦斯防治中的安全注意事项讲解瓦斯防治过程中的个人防护装备分析瓦斯防治事故的应急处理方法第三章:瓦斯检查工的操作技能3.1 瓦斯检测仪器的使用讲解瓦斯检测仪器的基本操作步骤分析瓦斯检测仪器校准和维护的方法讨论瓦斯检测仪器的故障排除技巧3.2 瓦斯监测数据的记录与报告介绍瓦斯监测数据记录的规范和方法分析瓦斯监测数据报告的交流与汇报技巧3.3 瓦斯检查工的应急处理能力讲解瓦斯泄漏事故的应急处理流程分析瓦斯爆炸事故的应对措施讨论瓦斯检查工在应急情况下的自我保护方法第四章:矿井瓦斯防治管理4.1 瓦斯防治的组织与管理介绍瓦斯防治的组织结构和职责分工讲解瓦斯防治的管理流程和方法分析瓦斯防治的现场管理要求4.2 瓦斯防治的法规与标准讨论瓦斯防治相关法律法规的主要内容讲解瓦斯防治的行业标准和规范分析瓦斯防治的法律法规执行与监督4.3 瓦斯防治的培训与教育介绍瓦斯防治培训的目的和重要性讲解瓦斯防治培训的内容和方法分析瓦斯防治培训的效果评估与改进第五章:矿井瓦斯事故案例分析5.1 瓦斯爆炸事故案例分析分析一起典型的瓦斯爆炸事故案例探讨事故原因和教训讲解事故预防措施和应对策略5.2 瓦斯泄漏事故案例分析分析一起典型的瓦斯泄漏事故案例探讨事故原因和教训讲解事故预防措施和应对策略5.3 瓦斯防治工作中的成功案例介绍一起成功的瓦斯防治案例分析成功的原因和经验讨论瓦斯防治工作中的启示和借鉴第六章:瓦斯检查工的职业道德与职责6.1 瓦斯检查工的职业道德讲解瓦斯检查工职业道德的重要性分析瓦斯检查工职业道德的基本原则讨论瓦斯检查工在实践中如何体现职业道德6.2 瓦斯检查工的职责与权利介绍瓦斯检查工的职责和任务讲解瓦斯检查工的权利和义务分析瓦斯检查工在工作中如何履行职责6.3 瓦斯检查工的团队协作与沟通讲解瓦斯检查工团队协作的重要性分析瓦斯检查工沟通技巧的基本原则讨论瓦斯检查工在实践中如何进行有效沟通第七章:矿井瓦斯防治新技术与发展趋势7.1 矿井瓦斯防治新技术介绍矿井瓦斯防治的最新技术动态分析新兴技术在瓦斯防治中的应用前景讨论瓦斯防治技术发展趋势7.2 矿井瓦斯利用与减排讲解矿井瓦斯利用的技术和方法分析瓦斯减排的重要性及其实现途径讨论瓦斯利用与减排的未来发展方向7.3 矿井瓦斯防治的科研与技术创新介绍矿井瓦斯防治科研的主要方向分析瓦斯防治技术创新的挑战与机遇讨论瓦斯防治科研与技术创新的成果和应用第八章:矿井瓦斯防治现场实习与实操训练8.1 实习内容与安排制定瓦斯检查工实习计划介绍实习过程中的关键技术环节分析实习成果的评价标准和方法8.2 实操训练与指导讲解瓦斯检查工实操训练的基本内容分析实操训练中的安全注意事项讨论实操训练过程中的指导方法和技巧分析实习报告的交流与汇报技巧讨论实习报告的改进与完善途径第九章:矿井瓦斯防治考核与评价9.1 瓦斯检查工考核内容与方法分析瓦斯检查工考核的基本内容讲解瓦斯检查工考核的评价方法讨论瓦斯检查工考核的公平性与合理性9.2 瓦斯防治成果评价与反馈介绍矿井瓦斯防治成果评价的标准和方法分析评价结果的反馈与改进措施讨论瓦斯防治成果评价的意义和价值9.3 瓦斯检查工职业发展与晋升讲解瓦斯检查工的职业发展路径分析瓦斯检查工晋升的条件和标准讨论瓦斯检查工如何提升自身职业素养第十章:矿井瓦斯防治的未来展望10.1 矿井瓦斯防治面临的挑战分析矿井瓦斯防治的现实问题与挑战讨论矿井瓦斯防治工作的发展瓶颈探索矿井瓦斯防治的改进方向10.2 瓦斯防治技术的发展趋势介绍瓦斯防治技术未来发展的方向分析新兴技术在瓦斯防治中的应用前景讨论瓦斯防治技术发展的机遇与挑战10.3 矿井瓦斯防治的可持续发展讲解矿井瓦斯防治可持续发展的意义分析瓦斯防治与环境保护的关系探索矿井瓦斯防治可持续发展的战略与举措重点解析本教案《瓦斯检查工培训教案(矿井瓦斯防治)》共十章,涵盖了瓦斯基础知识、矿井瓦斯防治技术、瓦斯检查工的操作技能、矿井瓦斯防治管理、矿井瓦斯事故案例分析、瓦斯检查工的职业道德与职责、矿井瓦斯防治新技术与发展趋势、矿井瓦斯防治现场实习与实操训练、矿井瓦斯防治考核与评价以及矿井瓦斯防治的未来展望等内容。
应对高瓦斯矿井的瓦斯综合防治技术1、建立合理可靠的通风系统1.1改造通风系统,提高通风能力,坚持以风定产xx年该矿东西两回风井分别改造使用了BDK轴流式节能通风机,增加矿井总进风量2880m³/min,减少矿井漏风311m³/min,增加矿井通风生产能力66万t/a,电机功率降低150kW,年平均节省电费50万元。
解决矿井通风能力不足问题,使矿井通风系统的能力和可靠程度有了明显提高。
1.2优化矿井通风网络,降低通风阻力针对矿井主要巷道失修,断面小,风阻增大,通风能力难以提高,该矿专门成立巷修队将主要通风巷道全部扩修为10.5m²断面U型钢支架巷道,共计3800m,同时,各下山采区实现专用回风巷,共计新掘专用回风巷3000m,通风网络缩短860m,实现了矿井降阻增风、减耗目标。
1.3完善通风设施,优化通风系统,提前升级改造机电设施22下山煤巷掘进工作面出现瓦斯动力现象后,该矿不等突出矿井鉴定结果,就严格按照突出矿井标准对通风、监测、机电等系统进行升级改造,用锚杆等加固加厚风门墙体,临时通风设施一律取消,安装防逆风装置,主要巷道及掘进巷道每隔50m安设一组压风自救装置,所有机电设施全部按照高突矿井井下电器要求进行升级改造。
1.4进行矿井通风系统可靠性评价每年进行一次反风演习和矿井通风系统优化设计及可靠性评价,测算反风率及矿井通风阻力,实现系统、设施可靠,风流稳定,具有较强的抗灾能力,发生灾变时风流易于控制,便于抢险救灾,保证通风系统合理、稳定、可靠。
2、加强瓦斯综合防治2.1建立瓦斯防治专业队伍成立专门机构和瓦斯抽放、预测专业队,负责瓦斯抽放、防突、监测及安全装备的管理。
2.2实施矿井瓦斯抽放严格落实瓦斯治理“十二字”方针,井下、地面各建立一个瓦斯抽放泵站,井下炮采放顶煤工作面、高瓦斯掘进工作面和综采放顶煤工作面分别实施顶板岩石钻孔抽放、高位巷道抽放、超前浅孔与巷帮钻孔抽放、采空区抽放、上隅角埋管抽放等,杜绝了采掘面瓦斯经常超限现象,产量与进尺提高了40%。
第207篇矿井灾害防治刑玉忠课后习题答案第2章瓦斯喷出突出及防治2022.1.5.8.00第2章瓦斯喷出突出及防治2.1何为瓦斯喷出。
大量处于承压或卸压状态的瓦斯从煤岩裂缝或孔洞中快速喷出的动力现象叫瓦斯喷出。
2.2瓦斯喷出如何分类,其具有哪些规律。
分类:煤岩裂缝或孔洞承压瓦斯喷出、煤层卸压瓦斯喷出。
煤岩裂缝或孔洞承压瓦斯喷出即高压瓦斯沿原始地质构造孔洞或裂隙喷出。
规律:瓦斯喷出与地质变化有密切关系。
瓦斯喷出前均有明显预兆。
瓦斯喷出后一般有明显的喷出口或裂缝。
2.3预防瓦斯喷出的综合技术措施有哪些。
综合预防处理,探排引堵风,分类预防处理,承压瓦斯喷出预防处理。
探明地质构造和瓦斯赋存情况。
采用引排、抽采综合措施处理瓦斯。
卸压瓦斯喷出预防处理。
2.4煤与瓦斯突出有哪些规律。
一、突出发生在一定深度以下,且突出危险随深度的增加而增加。
2突出的次数、强度及始突深度随煤层厚度的增加而剧变。
3同一个突出煤层,瓦斯压力越高,突出危险性越大。
4在应力集中带内进行采掘工作,突出危险性明显增加。
5.突出大多数发生在落煤工序,尤其是爆破工作。
6突出大多数发生在地质构造带。
7.从巷道的类型看,石门揭穿煤层的全过程突出危险性最大。
8.绝大多数突出都有预兆。
2.5煤与瓦斯突出如何分类。
按动力现象的力学特征分类。
1煤与瓦斯突出,2煤的突然倾出。
煤的突然压出。
4岩石与瓦斯突出。
按动力现象强度分类。
1小型突出,中型突出,次大型突出,大型突出。
5特大型突出。
按工作面类型分类。
1石门揭煤突出。
2煤层平巷突出3上山掘进突出,4下山掘进突出。
5采煤工作面突出。
按生产工序分类。
爆破突出、割煤突出,打钻突出,手镐作业突出和水力落煤突出。
2.6发生煤与瓦斯突出应具备哪些条件。
1.地应力条件。
一是围岩与煤层的弹性变形潜能做功,使煤体产生突然破坏和位移。
二是地应力场对瓦斯压力场起控制作用。
地应力状态作用于煤层透气性。
2.瓦斯条件。
一是全面压缩煤的骨架促使煤体弹性能增加.二是吸附在微孔表面的瓦斯分子,对微孔起楔子作用,降低了煤的强度。
第二章矿井瓦斯防治技术思考题2、试述瓦斯的主要物理及化学性质,了解这些性质对于预防处理瓦斯危害有何意义?矿井瓦斯成分很复杂,其主要成分是甲烷(CH4),其次是二氧化碳(CO2)和氮气(N2),还含有少量或微量的重烃类气体(乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等)、氢(H2)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)、硫化氢(H2S)等。
甲烷(CH4,俗称沼气),是无色、无味、无毒的气体。
甲烷分子的直径为0.3758×10-9m,可以在微小的煤体空隙和裂隙里流动。
其扩散速度是空气的1.34倍,从煤岩中涌出的瓦斯会很快扩散的巷道空间。
甲烷标准状态时的密度为0.716kg/m3,比空气轻,与空气相比的相对密度为0.554。
如果巷道上部有瓦斯涌出源,风速低时,容易在顶板附近形成瓦斯积聚层。
瓦斯微溶于水。
甲烷虽然无毒,但其浓度如果超过57%,能使空气中氧浓度降低至10%以下。
瓦斯矿井通风不良或不通风的煤巷,往往积存大量瓦斯。
如果未经检查就贸然进入,因缺O2而很快地昏迷、窒息,直至死亡。
瓦斯在适当的浓度能燃烧和爆炸。
在煤矿的采掘生产过程中,当条件合适时,会发生瓦斯喷出或煤与瓦斯突出,产生严重的破坏作用,甚至造成巨大的财产损失和人员伤亡。
3、瓦斯是如何生成的,而煤内实际的瓦斯量是否等于生成量?煤层瓦斯是腐植型有机物(植物)在成煤过程中生成的。
成气过程两个阶段一是生物化学成气时期;二是煤化变质作用时期。
古代植物在成煤过程中,经厌氧菌的作用,植物的纤维质分解产生大量瓦斯;此后,在煤的碳化变质过程中,随着煤的化学成分和结构的变化,继续有瓦斯不断生成。
煤层瓦斯含量的大小,决定于成煤过程中生成的瓦斯量和煤层保存瓦斯的条件。
煤的变质程度越高,生成的瓦斯量越多。
成煤过程生成的瓦斯,大部分都已转移到围岩或大气中去了,煤层实际瓦斯含量的因素,主要是煤炭生成后保存瓦斯的条件,如煤的结构和物理化学特性,成煤后的地质运动和地质构造,煤层的赋存条件,围岩性质等。
所以煤层中的瓦斯含量远远小于其生成的瓦斯量。
5、在全部成煤过程中,每形成一吨无烟煤,大约可以伴生多少m3的瓦斯?在全部成煤过程中,每形成一吨烟煤,大约可以伴生600m3以上的瓦斯。
而由长焰煤变质为无烟煤时,每吨煤又可以产生约240m3的瓦斯。
6、什么是矿井绝对瓦斯涌出量和相对涌出量?影响瓦斯涌出量的因素有哪些?瓦斯涌出量大小的表示方法有绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量两种。
(1).绝对瓦斯涌出量矿井在单位时间内涌出的瓦斯量,单位为m3/d或m3/min。
它与风量、瓦斯浓度的关系:式中QCH4-绝对瓦斯涌出量,m3/min;Q风-瓦斯涌出地区的风量,m3/min;C-风流中的瓦斯体积浓度。
(2).相对瓦斯涌出量矿井在正常生产条件下,平均日产1t煤涌出的瓦斯量,单位为m3/t。
式中qCH4-相对瓦斯涌出量,m3/tQCH4-绝对瓦斯涌出量,m3/min;T-产煤量t/d;影响瓦斯涌出的因素瓦斯涌出量的大小,决定于自然因素和开采技术因素的综合影响。
如煤、岩的瓦斯含量、煤的物理化学特性、开采规模、回采顺序、落煤方式、通风系统、地面大气压、风压和风量的变化,等等。
8、影响煤层瓦斯含量的因素有哪些?主要影响因素:(1)、煤的吸附特性(2)、.煤层赋存状态1)露头2)煤层倾角3)埋藏深度(3)、煤层和围岩的透气性(4)、地质构造1)褶皱构造2)断层(5)、水文地质条件(6)、岩浆活动9、煤层内瓦斯压力分布的一般规律如何?在未受采动影响煤层内(1)沿深度(沿煤层倾向)未受采动影响的煤层内的瓦斯压力,随深度的增加而有规律地增加,可以大于、等于或小于静水压。
(2)沿走向在地质条件相近的块段内,相同深度的同一煤层,具有大体相同的瓦斯压力。
采动影响区煤层瓦斯压力发生变化,十分复杂,一般随深度增加瓦斯压力逐渐增大。
11、矿井瓦斯等级是如何划分的?矿井瓦斯等级按矿井绝对瓦斯涌出量、相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≤10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量≤40m3/min。
②高瓦斯矿井:矿井相对瓦斯涌出量>10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量>40m3/min。
③煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井:发生过一次煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出的矿井。
16、瓦斯爆炸的危害因素有哪些?各有哪些特点和危害?矿内瓦斯爆炸的有害因素是,高温、冲击波和有害气体。
1)、火焰锋面瓦斯爆炸时沿巷道运动的化学反应带和燃烧带的总称。
特点:(1)传播速度几m/s~2500m/s;(2)温度大于1000℃;(3)传播距离几十m~几百m。
危害:(1)造成人员大面积皮肤深度烧伤,呼吸器官粘膜烫伤;(2)破坏电气设备;(3)引燃井巷可燃物。
2)、冲击波在瓦斯爆炸过程中,由于能力突然释放即会产生冲击波,它是由压力波发展而成的。
正向冲击波传播时,其压力一般为10kPa~2MPa,但其遇叠加或反射时,常常可形成高达10MPa 的压力。
冲击波的传播速度高于音速(340m/s)。
正向冲击波:波峰压力几十kP~2Mpa。
反向冲击波:压力波叠加,压力高达10MPa,冲击波传播速度≮音速。
传播距离几千m,甚至波及地面。
危害:冲击波通过时会对人体造成危害,多数情况下,这些创伤具有综合(创伤、烧伤等)多样的特点。
3)、高温灼热在瓦斯浓度为9.5%条件下,爆炸时的瞬时温度在自由空间内可达1850℃;在封闭空间内最高可达2650℃。
井下巷道呈半封闭状态,其爆温将在1850℃与2650℃之间。
这样高的火焰温度,很短时间内足以灼伤人的皮肤和肌肉、损伤人的器官,点爆煤尘,点燃坑木。
4)、井巷大气成分变化由瓦斯爆炸反应,我们知道,由于瓦斯浓度和氧气浓度的不同,使得爆炸产生的有毒气体CO和CO2的浓度差异很大,特别是由于瓦斯爆炸破坏了通风系统,使爆炸后的有毒气体CO 和CO2不易扩散和稀释。
从以往事故分析看:爆炸后的有毒有害气体的中毒是造成人死亡的主要原因,占死亡总数的70~80%。
特点:(1)O2大幅度下降;(2)产生大量有毒、有害气体(CO2、CO、H2O);(3)形成爆炸性气体(CO);(4)影响范围极远,与通风系统、通风量及爆炸时对通风系统的破坏情况等有关。
危害:(1)引起人员中毒和死亡;(2)造成人员窒息死亡;(3)造成后果严重。
18、什么是瓦斯爆炸界限?影响爆炸界限的因素受有那些?瓦斯的爆炸界限不是固定不变的,它受到许多因素的影响,其中有:(1)、瓦斯浓度瓦斯只在一定的浓度范围内爆炸,这个浓度范围称瓦斯的爆炸界限。
其最低浓度界限为爆炸下限,最高浓度界限为爆炸上限。
瓦斯在新鲜空气中的爆炸下限为5%~6%,上限为14%~16%。
在正常空气中瓦斯浓度为9.5%时,化学反应最完全,产生的温度与压力也最大;瓦斯浓度7%~8%是最容易爆炸。
瓦斯浓度低于爆炸下限时,遇高温火源并不爆炸,只能在火焰外围形成稳定的燃烧层,此燃烧层呈浅兰或淡青色。
浓度高于爆炸上限时,在该混合气体内不会爆炸,也不燃烧。
如有新鲜空气供给时,可以在混合气体与新鲜空气的接触面上进行燃烧。
(2)、环境温度环境温度升高甲烷的爆炸下限下降、上限上升。
即爆炸界限扩大。
(3)、气压爆炸初始时环境的气压对烷空气体的爆炸界限有很大的影响,气压升高甲烷的爆炸下限变化很小,上限上升。
(4)、氧浓度常温下,CH4的爆炸界限与混合气体中氧浓度的关系,呈三角形,人们称为“爆炸三角形”。
实验表明,瓦斯爆炸界限随混合气体中氧浓度的降低而缩小。
当氧浓度降低时,瓦斯爆炸下限缓慢地增高,如图中的BE线所示,爆炸上限则迅速下降,如图中的CE线所示。
氧浓度降低到12%时,瓦斯混合气体即失去爆炸性,遇火也不会爆炸。
(5)、煤尘的影响降低CH4的爆炸下限。
因为煤尘本身有爆炸性,且煤尘遇热(300~400℃时)会干馏出可燃气体,使爆炸下限降低。
(6)、其它可燃气体当烷空气体混有碳氢类气体或CO时,可用勒.查特里埃(Le.Chatelier)法则计算混合气体的爆炸界限。
(7)、引火源点火能量的影响引火源向邻近的烷空气体传输的能量愈大,爆炸范围愈大。
(8)、惰性气体的影响惰性气体的混入,使氧浓度降低,并阻碍活化中心的形成,可以降低瓦斯爆炸的危险性。
爆炸下限提高,上限降低,即爆炸范围缩小。
20、什么是瓦斯爆炸的感应期?瓦斯与高温热源接触时,不是立即燃烧或爆炸,而是要经过一个很短的间隔时间,这种现象称引火延迟性,间隔的这段时间称感应期。
感应期的长短与瓦斯浓度、火源温度和火源性质有关,而且瓦斯燃烧的感应期总是小于爆炸的感应期。
根据为瓦斯爆炸的感应期与火源温度关系可知,火源温度升高,感应期迅速下降;瓦斯浓度增加,感应期略有增加。
21、在相同条件下瓦斯爆炸时的最大爆炸压力与爆炸空间的几何形状有何关系?最大爆炸压力与爆炸空间的几何形状的关系:相同条件下:圆球体>正方体>圆柱体>立方体22、何谓瓦斯积聚?预防措施有哪些?瓦斯积聚是指局部空间的瓦斯浓度达到2%,其体积超过0.5m3的现象。
防止瓦斯积聚的基本方法如下:(1)保证工作面的供风量用适当的风量将井下涌出的瓦斯及时冲淡并排至地面,是预防瓦斯积聚的基本措施。
①合理选择通风系统,正确确定矿井风量,并进行合理分配,使井下所有工作地点都有足够的风量。
②每一矿井都必须采用机械通风,主要通风机的安装和使用,必须符合《规程》规定。
③每一生产水平和每一采区,都必须布置单独的回风巷,实行分区通风。
在准备采区时,必须在采区构成通风系统后,方可开掘其他巷道。
采煤工作面必须构成全风压通风系统后,方可回采。
④采煤工作面和掘进工作面都应采用独立通风。
⑤掘进巷道应采用矿井全风压通风或局部通风机通风,不得采用扩散通风。
⑥正确选择构筑物的位置,并加强维护与管理,防止大量漏风。
(2)认真进行瓦斯检查与监测严格按照《规程》规定进行瓦斯检查与监测是及时发现和处理瓦斯积聚的前提。
矿井必须建立瓦斯检查制度。
低瓦斯矿井的采掘工作面,每班至少检查2次;高瓦斯矿井中每班至少检查3次。
有突出危险的采掘工作面,有瓦斯喷出危险的采掘工作面和瓦斯涌出较大、变化异常的采掘工作面,必须有专人经常检查,并安设甲烷断电仪。
(3)及时处理局部积存的瓦斯生产中容易积存瓦斯的地点有:采煤工作面上隅角,独头掘进工作面的巷道隅角,顶板冒落的空洞内,低风速巷道的顶板附近,停风的盲巷中,采煤工作面采空区边界处,以及采掘机械切割部周围,等等。
及时处理生产井巷中局部积存的瓦斯,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。
通常采用的方法有:向瓦斯积聚地点加大风量和提高风速,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,必要时应采取抽放瓦斯的措施。
23、井下引燃瓦斯的热源种类有哪些?防止瓦斯引燃的原则和措施有哪些?防止瓦斯引燃的原则是对一切非生产必需的热源,要坚决禁绝。