礦井瓦斯防治技術(shù).doc

礦井瓦斯防治技術(shù)在采礦生產(chǎn)活動中，最常發(fā)生的事故是冒頂片幫事故。冒頂片幫是由于礦巖不夠穩(wěn)定，當強大的地壓傳遞到頂板或兩幫時，使礦巖遭受破壞而引起的。冒頂片幫事故大多數(shù)為局部冒落及浮石引起的，而大片冒落及片幫事故相對較少，因此，對局部冒落及浮石的預(yù)防，必須給予足夠的重視。引發(fā)冒頂片幫事故的原因主要有：礦床地質(zhì)條件不好，采礦方法不合理和頂板管理不善，缺乏有效支護，檢查不周和疏忽大意，浮石處理不當，地壓活動等。(一)冒頂片幫事故的預(yù)防要防止冒頂片幫事故的發(fā)生，必須嚴格遵守安全技術(shù)規(guī)程，從多方面采取綜合預(yù)防措施，王要措施如下。(1)選用合理的采礦方法選擇合理、安全的采選礦方法，制定具體的安全技術(shù)操作規(guī)程，建立正常的生產(chǎn)秩序和作業(yè)制度，是防止冒頂片幫事故的重要措施。(2)搞好地質(zhì)調(diào)查工作對于工作面推進地帶的地質(zhì)構(gòu)造要調(diào)查清楚，通過危險地帶時要采取可靠的安全措施。(3)加強工作面頂板的管理、支護和維護必須盡量縮短永久支架與掘進工作面之間的距離。在掘進工作面與永久支架之間，必須架設(shè)臨時支架。對所有井巷均要定期檢查，如發(fā)現(xiàn)有彎曲、歪斜、腐朽、折斷、破裂的支架，必須及時進行更換或維修。要選擇合理的支護方式，支架要有足夠的強度。支護要及時，不要在空頂下作業(yè)。(4)及時處理采空區(qū)礦山開采應(yīng)處理好采礦與空區(qū)處理的關(guān)系，采用正確的開采順序，及時充填、支護或崩落采空區(qū)。(5)堅持正規(guī)循環(huán)作業(yè)，加快工作進度，減少頂板懸露時間。(6)加強對頂板和浮石的檢查與處理浮石是采場和掘進工作面爆破后極為常見而普遍存在的，要嚴格檢查和清理浮石，防止浮石掉落而造成傷亡事故?？刹捎煤喴追椒ê蛢x器對頂板進行檢查與觀測。常用的簡易方法有木楔法、標記法、聽音判斷法、震動法等。此外，還可采用頂板警報器、機械測力計、鋼弦測壓儀、地音儀等儀器觀測頂板及地壓活動。(二)巷道冒頂?shù)奶幚硐锏烂绊敶蠖喟l(fā)生在巖層松軟區(qū)和破碎帶內(nèi)，巷道(一)概述礦井瓦斯是指從煤巖中釋放出的氣體的總稱，主要成分是甲烷(CH4)，其次為氮氣和二氧化碳，還有烴類氣體等。瓦斯是一種無色、無味的氣體。由于瓦斯的比重輕，容易聚集在巷道的上部。瓦斯的滲透性很強，封閉在采空區(qū)內(nèi)的瓦斯能不斷地滲透到礦內(nèi)空氣中，從而增加空氣中的瓦斯?jié)舛??？諝庵型咚節(jié)舛仍黾訒鄬档涂諝庵醒醯暮?。當瓦斯?jié)舛冗_到40時，因缺乏氧氣會使人窒息死亡。瓦斯具有燃燒性與爆炸性。瓦斯與空氣混合達到一定濃度后，遇火能燃燒或爆炸，對礦井威脅很大。井下瓦斯爆炸產(chǎn)生的高溫、高壓和大量有害氣體，能形成破壞力很強的沖擊波，不但傷害職工生命，而且會嚴重地摧毀礦井巷道和井下設(shè)備。有時，還可能引起煤塵爆炸和井下火災(zāi)，從而擴大災(zāi)害的危險程度。礦井瓦斯在煤體及圍巖中的存在狀態(tài)有游離狀態(tài)(也稱自由狀態(tài))和吸附狀態(tài)兩種。(三)瓦斯含量及涌出量1瓦斯含量及其影響因素瓦斯含量是指單位體積或單位質(zhì)量的煤體或圍巖中所含有的瓦斯量，單位通常用m3m3、m3t來表示。瓦斯含量是確定礦井瓦斯涌出量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是礦井通風(fēng)及瓦斯抽放設(shè)計的重要參數(shù)。影響煤體瓦斯含量的因素很多，可概括為兩類：一類是影響瓦斯生成量多少的因素，如成煤前含有機質(zhì)的量，煤化程度；另一類是瓦斯的保存和放散條件，如煤的性質(zhì)，煤層賦存狀況，煤層頂、底板和覆蓋層的性質(zhì)、厚度等。2礦井瓦斯涌出的形式瓦斯涌出是指儲存在煤體內(nèi)的部分瓦斯離開煤體而涌入采掘空間。瓦斯涌出的形式分為普通涌出和特殊涌出兩種。瓦斯由煤層或巖層表面非常微細的裂隙和孔隙中緩慢、均勻而持久地涌出稱為普通涌出。瓦斯特殊涌出包括瓦斯噴出與突出，即在壓力狀態(tài)下，在很短的時間內(nèi)自采掘工作面的局部地區(qū)，突然涌出大量的瓦斯或伴隨瓦斯突然涌出有大量的煤和巖石被拋出。3礦井瓦斯涌出量的表示方法和主要影響因素礦井瓦斯涌出量是指開采過程中正常涌入采掘空間的瓦斯數(shù)量，通常用單位時間或單位質(zhì)量的煤所放出的瓦斯數(shù)量來表示。瓦斯涌出量分為絕對涌出量和相對涌出量兩種。影響瓦斯涌出量的主要因素有煤層瓦斯含量、開采規(guī)模、開采順序與回采方法、生產(chǎn)工序、地面大氣壓力的變化、通風(fēng)方式、采空區(qū)管理方法等。4礦井瓦斯涌出量的測定井下測定瓦斯?jié)舛仁枪芾硗咚沟闹饕h(huán)節(jié)。測定地點包括掘進工作面、采煤工作面及其附近、其他巷道和硐室。按照礦井相對瓦斯涌出量、絕對瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式，將瓦斯礦井劃分為低瓦斯礦井、高瓦斯礦井、煤(巖)與瓦斯突出礦井。每年必須對礦井進行瓦斯等級和二氧化碳的鑒定工作。5礦井瓦斯涌出量預(yù)測新礦井、新水平和新采區(qū)投產(chǎn)前，都應(yīng)該進行礦井瓦斯涌出量預(yù)測。現(xiàn)有的礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法可以概括為兩大類：一是礦山統(tǒng)計預(yù)測法，二是根據(jù)煤層瓦斯含量進行預(yù)測的分源預(yù)測法。(四)預(yù)防瓦斯爆炸的措施引起瓦斯燃燒與爆炸必須具備3個條件：一定濃度的瓦斯，一定溫度的引火源和足夠的氧。防止瓦斯爆炸的技術(shù)措施很多，可以分為三個方面：防止瓦斯積聚、防止瓦斯被引燃和防止瓦斯事故的擴大。根本措施是前面兩個。防止瓦斯積聚的根本措施是加強通風(fēng)，包括礦井必須根據(jù)規(guī)定配足風(fēng)量，采用機械通風(fēng)，實行分區(qū)通風(fēng)，工作面采用獨立通風(fēng)，采空區(qū)必須及時封閉，瓦斯礦井的掘進工作面禁止使用擴散通風(fēng)等措施。防止瓦斯積聚的其他措施包括及時處理局部積存瓦斯，抽放瓦斯，加強檢查等。防止瓦斯被引燃是指防止明火、放炮和電火花、摩擦火花、沖擊火花等引火源使瓦斯燃燒爆炸。(五)預(yù)防瓦斯噴出和突出的措施1預(yù)防瓦斯噴出的措施預(yù)防處理瓦斯噴出的措施，應(yīng)根據(jù)瓦斯噴出量的大小和瓦斯壓力的高低來制定，一般采取“探、排、引、堵”等措施。(1)“探”就是探明地質(zhì)構(gòu)造和瓦斯情況。(2)“排”就是排放和抽放瓦斯。如探明斷層、裂隙、溶洞大小或瓦斯量不多時，可讓它自然排放。如瓦斯量大，噴出強度大，持續(xù)時間長，則可插管進行抽放。(3)“引”就是引導(dǎo)瓦斯到回風(fēng)巷。(4)“堵”就是堵塞裂隙。可用黃泥或水泥堵住裂隙，防止瓦斯噴出。同時，對于瓦斯噴出的工作面要有獨立的通風(fēng)系統(tǒng)并加大供風(fēng)量。2預(yù)防瓦斯突出的措施預(yù)防煤和瓦斯突出的措施分為區(qū)域性措施和局部性措施。開采解放層是最經(jīng)濟、最有效的區(qū)域性措施。首先開采的非突出層稱為解放層，后開采的突出層稱為被解放層。局部性措施是指突出危險煤層采掘時采用的影響范圍較小的預(yù)防措施。主要方法是排出瓦斯，增大卸壓范圍；加固煤體，增強煤體抵抗能力；人為誘使煤和瓦斯突出，減少突出損失。(六)礦井瓦斯抽放礦井瓦斯抽放是在礦井中利用專門的巷道系統(tǒng)將瓦斯排至地面或井下回風(fēng)巷道的安全地點，從而達到減少礦井瓦斯涌出量，實現(xiàn)安全生產(chǎn)的目的。一般是在靠通風(fēng)方法難以解決瓦斯問題時，采取此措施。抽放瓦斯的方法，按瓦斯的來源分為開采煤層的抽放、鄰近層抽放和采空區(qū)抽放三類；按抽放的機理分為未卸壓抽放和卸壓抽放兩類；按匯集瓦斯的方法分鉆孔抽放、巷道抽放和巷道與鉆孔綜合抽放三類。提高抽放效果的措施包括如下幾種。(1)增大孔徑和長度。(2)使用下向鉆孔抽放可以提前抽放深水平的瓦斯，且不受生產(chǎn)中各工序的影響。(3)井上下水力壓裂水力壓裂是從地面或井下向煤層打鉆孔，并以壓力大于煤層靜水壓力的液體壓裂煤層，增大透氣性，提高抽出率。(4)煤層水力破裂水力破裂是在井下巷道向煤層打鉆，泵入高壓水來破裂煤體。(5)煤層水力割縫。(6)綜合抽放措施目前，瓦斯抽放已由單一抽放型向綜合抽放型發(fā)展。的處理方法。(1)錨噴法。在巷道內(nèi)有壓風(fēng)系統(tǒng)，且圍巖條件允許的情況下，采用錨噴法處理冒頂，不僅節(jié)省時間，節(jié)約材料，而且作業(yè)比較安全，是目前比較廣泛使用的方法。(2)撞楔法。撞楔法是一種超前支護法，在超前支架的掩護下，可以使巷道頂扳完全不暴露。這種方法要求每架支架均應(yīng)牢固可