礦井瓦斯從廣義上說是井下有毒有害氣體的總稱。它的主要成分通常是以甲烷（沼氣）為主的烴類氣體。它的來源一般分為四個(gè)方面：一是在煤層與圍巖內(nèi)賦存并能涌入到礦井的氣體；二是生產(chǎn)過程中生成的氣體，如放炮時(shí)產(chǎn)生的炮煙、充電過程產(chǎn)生的氫氣；三是井下空氣與煤巖、支架和其它材料之間的化學(xué)或生物化學(xué)的反應(yīng)生成的氣體；四是放射性物質(zhì)蛻變過程生成的或地下水放出的放射性惰性氣體氡（Rn）及惰性氣體氦。

第一節(jié)? 礦井瓦斯的生成與賦存

一、礦井瓦斯的生成

煤層瓦斯的來源主要是煤層和煤系地層，它主要是腐植型有機(jī)物在成煤過程中生成的。一般分為兩個(gè)成氣時(shí)期：一是從植物遺體到形成泥炭屬于生物化學(xué)成氣時(shí)期；二是地層在高溫高壓作用下從褐煤到無(wú)煙煤屬于煤的化學(xué)作用成氣時(shí)期。瓦斯生成的多少主要取決于原始母質(zhì)的組成和煤的化學(xué)作用所處的階段。

二、煤層瓦斯的賦存

煤層進(jìn)過漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代煤化過程生成的瓦斯，在其壓力和濃度差的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行運(yùn)移，其中大部分脫離產(chǎn)氣煤層排放到古大氣中；當(dāng)在運(yùn)移中遇到良好的圈閉和儲(chǔ)存條件下時(shí)，會(huì)聚集起來形成天然的氣藏。留存在現(xiàn)今煤層中的瓦斯，僅是其中的一小部分（占3%—24%）。煤層瓦斯含量的多少，主要取決于封閉條件。如煤層埋藏深度、煤層與圍巖的透氣性、地質(zhì)構(gòu)造與存儲(chǔ)條件。如煤的吸附能力、孔隙率、含水程度、溫度與壓力等。

三、瓦斯的存在狀態(tài)

瓦斯在煤層或巖層中存在的狀態(tài)有兩種：一種叫游離狀態(tài)；另一種叫吸附狀態(tài)。游離瓦斯存在于煤層、巖層的裂隙或空洞中，它可以自由地從煤層或巖層的裂隙中散放出來。吸附瓦斯是指被吸附在煤體或掩體孔隙壁上，形成一個(gè)極薄的薄膜或進(jìn)入煤體內(nèi)部，瓦斯分子與煤的分子之間由于引力作用，緊密的吸附著。以吸附狀態(tài)存在的瓦斯含量大小，決定于煤的孔隙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、瓦斯壓力、煤的溫度和濕度等。據(jù)估算，在天然條件下，煤體中以吸附狀態(tài)儲(chǔ)存的瓦斯約占90%，而以游離狀態(tài)存在的瓦斯的約僅占10%。這說明瓦斯絕大多數(shù)是以吸附狀態(tài)存在。但是，在一定條件下，煤體中的游離瓦斯和吸附瓦斯又是可以相互轉(zhuǎn)化的。例如，當(dāng)外界壓力升高或溫度降低時(shí)，部分瓦斯將由游離狀態(tài)瓦斯轉(zhuǎn)化為吸附狀態(tài)瓦斯。反之，如外界壓力降低或溫度升高時(shí)，就會(huì)有部分吸附狀態(tài)瓦斯轉(zhuǎn)化為游離狀態(tài)瓦斯。

四、影響煤層瓦斯含量的因素

煤層瓦斯含量的大小主要取決于煤層保存瓦斯的地質(zhì)條件，即煤層和圍巖的透氣性，地質(zhì)構(gòu)造的圈閉條件以及煤層本身的存儲(chǔ)條件等。

1.埋藏深度

煤層埋藏深度的增加，不僅會(huì)因地應(yīng)力增高而使煤層及圍巖的透氣性差，而且瓦斯向地表運(yùn)移的距離也增大，兩者都不利于瓦斯的封存。當(dāng)深度不大時(shí)，煤層瓦斯含量隨埋深呈線性增加；當(dāng)埋深很大時(shí)，煤層瓦斯含量趨于常量。

2. 煤層和圍巖的透氣性：

煤系地層巖性組合及其透氣性對(duì)煤層瓦斯含量有很大影響。煤層及其圍巖的透氣性越大，瓦斯越易流失，煤層瓦斯含量就越??；反之，瓦斯易于保存，煤層的瓦斯含量大。

3.煤層傾角

在同一埋深下，煤層傾角越小，煤層瓦斯含量越高。

4. 地質(zhì)構(gòu)造：

地質(zhì)構(gòu)造是影響煤層瓦斯賦存及含量的最重要條件之一。

第二節(jié)? 礦井瓦斯的涌出

一、瓦斯涌出的形式與特征

瓦斯自煤層或巖層中涌出，有普通涌出和特殊涌出兩種形式：普通涌出是煤礦井下瓦斯涌出的一種形式，也是井下瓦斯的主要來源。他的特點(diǎn)是涌出范圍大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，均勻而緩慢地從巷道、采掘工作面、采空區(qū)等地點(diǎn)的煤層或巖層的所用暴露面，從肉眼看不見的細(xì)微孔隙，或裂縫中散放出來。涌出的首先是游離瓦斯，而后是吸附瓦斯轉(zhuǎn)化為游離瓦斯。這種涌出一般察覺不出來。但在濕潤(rùn)的煤壁上有時(shí)能聽到微弱的“吱吱”聲；這種現(xiàn)象稱為瓦斯涌出，它是煤礦井下瓦斯的主要來源。

特殊涌出又稱異常涌出，這種涌出主要受礦山壓力、煤體瓦斯壓力的影響，在短時(shí)間內(nèi)突然涌出大量瓦斯，突然涌出的同時(shí)往往帶有大量的煤粉、巖石拋出。其特點(diǎn)是：涌出強(qiáng)度大，只影響局部地區(qū)，而且時(shí)間短，伴隨機(jī)械動(dòng)力作用而產(chǎn)生。特殊涌出的形式主要有以下4種：

1.瓦斯噴出。瓦斯噴出的主要原因是在含瓦斯的煤巖中，在某些地質(zhì)破壞帶內(nèi)天然的空洞或裂縫中，往往積存有高壓的瓦斯，當(dāng)采掘工作面或鉆孔接近這些地點(diǎn)時(shí)，瓦斯便急劇地向低壓區(qū)涌出。特點(diǎn)：時(shí)間突然，空間上集中，動(dòng)力效應(yīng)。

2.煤壓出。煤壓出的主要原因是當(dāng)煤層結(jié)構(gòu)不均勻并有軟分層煤存在時(shí)，工作面前方在應(yīng)力集中和煤層瓦斯壓力的作用下，破壞了煤體的完整性，壓碎煤炭向工作面拋出，同時(shí)伴有大量瓦斯噴出。

3.煤傾出。主要是在煤質(zhì)松軟和工作面指甲不良，瓦斯含量較大的煤層，煤因自重塌落而同時(shí)涌出大量的瓦斯。

二、礦井瓦斯涌出量

礦井瓦斯涌出量分為絕對(duì)瓦斯涌出量和相對(duì)瓦斯涌出量。礦井瓦斯涌出量的大小，取決于自然因素和開采技術(shù)因素的綜合影響。

（1）自然因素

1）煤層和鄰近層的瓦斯含量

煤層和鄰近層的瓦斯含量是瓦斯涌出量大小的決定因素。開采煤層的瓦斯含量高，瓦斯的涌出量就大。當(dāng)開采煤層的上部或下部都有瓦斯含量大的煤層或巖層時(shí)，由于未受采動(dòng)影響，這些鄰近層內(nèi)的瓦斯也要涌人開采層，從而增大了礦井瓦斯涌出量。

2）地面大氣壓及氣溫

地面大氣壓的變化與瓦斯涌出量的大小有密切關(guān)系。地面大氣壓力升高時(shí)，礦井瓦斯涌出量減少。地面大氣壓力下降，瓦斯涌出量增大。氣溫的影響體現(xiàn)在其變化導(dǎo)致大氣壓的變化，進(jìn)而影響瓦斯涌出量的大小。

（2）開采技術(shù)因素

1）開采規(guī)模

開采規(guī)模是指開采深度、開拓、開采范圍及礦井的產(chǎn)量而言。開采深度越深，隨著瓦斯含量的增加，瓦斯涌出量就越大。在瓦斯賦存條件相同時(shí)，一般是開拓、開采范圍越大，則瓦斯絕對(duì)涌出量越大，而瓦斯相對(duì)涌出量差異不大；產(chǎn)量增減，往往瓦斯絕對(duì)涌出量有明顯的增減，而相對(duì)涌出量的變化不很明顯。當(dāng)?shù)V井的開采深度與規(guī)模一定時(shí)，若礦井涌出的瓦斯主要來源于采落的煤，產(chǎn)量變化時(shí)，對(duì)絕對(duì)涌出量的影響比較明顯，對(duì)相對(duì)涌出量的影響不大；若瓦斯主要來源于采空區(qū)，產(chǎn)量變化時(shí)，絕對(duì)瓦斯涌出量變化較小，相對(duì)瓦斯涌出量則有明顯變化。

2）開采順序與回采方法

首先開采的煤層（或上分層）排放了鄰近層的瓦斯，因此，瓦斯涌出量大。后退式開采程序比前進(jìn)式開采程序瓦斯涌出量要少，屬于回采率低的采煤方法，采區(qū)瓦斯涌出量大。陷落法管理頂板比充填法瓦斯涌出量大。

3）生產(chǎn)過程

瓦斯涌出量一般隨開采過程的進(jìn)行而隨時(shí)間的延續(xù)迅速下降。

4）礦井風(fēng)壓

理論上，與大氣壓對(duì)瓦斯涌出量的影響相同。抽出式通風(fēng)的礦井，瓦斯涌出量隨礦井通風(fēng)壓力（負(fù)壓）的提高而增加。壓人式通風(fēng)礦井，瓦斯涌出量隨礦井通風(fēng)壓力（正壓）的提高而減少。

5）空區(qū)的管理

采空區(qū)的密閉質(zhì)量影響瓦斯涌出量。抽出式通風(fēng)的礦井，瓦斯涌出量隨密閉質(zhì)量的提高而減少；壓入式通風(fēng)礦井則正好相反。

第三節(jié)???? 礦井瓦斯的危害

一、瓦斯性質(zhì)

瓦斯是指礦井中主要由煤層氣構(gòu)成的以甲烷為主的有害氣體，有時(shí)單獨(dú)指甲烷。瓦斯是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭、可以燃燒或爆炸的氣體，難溶于水，擴(kuò)散性較空氣高。瓦斯無(wú)毒，但濃度很高時(shí)，會(huì)引起窒息。

二、瓦斯的危害

礦井瓦斯的危害主要有以下3個(gè)方面：

1.瓦斯爆炸。瓦斯爆炸產(chǎn)生高溫高壓；產(chǎn)生很強(qiáng)的沖擊波；產(chǎn)生連續(xù)性爆炸；產(chǎn)生大量有毒有害氣體。

2.瓦斯燃燒。

3.中毒窒息。

三、瓦斯爆炸的條件

礦井瓦斯爆炸必須同時(shí)具備三個(gè)條件：一定濃度的瓦斯、一定的溫度引火源和足夠的氧氣。

1. 瓦斯?jié)舛取＃?%-16%）

2. 引火溫度（650℃—750℃）

3. 氧氣濃度（氧含量不得低于12%）

第四節(jié)?? 預(yù)防瓦斯事故的主要措施

瓦斯的危害是嚴(yán)重的，可能造成人員重大傷亡，使國(guó)家財(cái)產(chǎn)遭受嚴(yán)重?fù)p失，甚至礦毀人亡。但是，瓦斯這種自然災(zāi)害又是可以認(rèn)識(shí)和預(yù)防的。我知道了瓦斯的主要來源、去向和和聚集、爆炸的劇本規(guī)律。而且又掌握了一套行之有效的措施。這些措施包括紡織瓦斯積聚和防止井下產(chǎn)生任何可能引燃瓦斯等措施。

1　防止瓦斯積聚（1.加強(qiáng)機(jī)械式通風(fēng)。2.堅(jiān)決消滅獨(dú)眼井和自然通風(fēng)。3.及時(shí)處理局部瓦斯聚積。4.加強(qiáng)瓦斯檢查。

2.杜絕火源（1.嚴(yán)格執(zhí)行檢查搜身制度。2.加強(qiáng)電器設(shè)備維護(hù)管理。3.防治放炮引起的火源。4.加強(qiáng)局部通風(fēng)機(jī)計(jì)管理。5.防治機(jī)械設(shè)備摩擦、碰撞產(chǎn)生火花。6.加強(qiáng)火區(qū)管理。）

3.防治事故范圍擴(kuò)大

（1）每一生產(chǎn)水平、每一采區(qū)都要布置單獨(dú)的口風(fēng)道，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。

（2）通風(fēng)系統(tǒng)力求簡(jiǎn)單，總進(jìn)風(fēng)道與總回風(fēng)道布置間距不得太近，以防發(fā)生爆炸時(shí)使風(fēng)流短路。報(bào)廢的巷道應(yīng)及時(shí)封閉。

（3）裝有主要扇風(fēng)機(jī)或分區(qū)扇風(fēng)機(jī)的出風(fēng)井，必須安裝防爆門，以防發(fā)生爆炸時(shí)扇風(fēng)機(jī)被摧毀，造成救災(zāi)和恢復(fù)生產(chǎn)的困難。

（4）礦井主要扇風(fēng)機(jī)必須裝有反風(fēng)裝置，要能在10分鐘內(nèi)改變礦井風(fēng)流的方向。

（5）在連接礦井的兩翼、相鄰的采區(qū)、相鄰的煤層和采掘工作面等處的巷道中,設(shè)置“隔爆水棚”或“巖粉棚”,水幕或撤布巖粉,以阻止爆炸火焰的傳播。

（6）編制周密的礦井災(zāi)害預(yù)防和瓦斯爆炸事故處理計(jì)劃。

第二章? 礦井粉塵防治

第一節(jié)? 礦塵的性質(zhì)及危害

一、礦塵的性質(zhì)及危害

1、礦塵的性質(zhì):

(1) 1：礦塵中游離SiO2含量

礦塵中游離SiO2的含量是危害人體的決定因素，其含量越高，危害越大。

(2)礦塵分散度

礦塵分散度的重要意義

①礦塵的分散度直接影響著它的比表面積的大小，礦塵分散度越高，其比表面積越大，礦塵的溶解性、化學(xué)活性和吸附能力等也愈強(qiáng)。

②礦塵分散度對(duì)塵粒的沉降速度有顯著的影響。礦塵在空氣中的沉降速度主要取決于它的分散度、密度及空氣的密度和粘度。

③礦塵分散度對(duì)塵粒在呼吸道中的阻留有直接影響 。

綜上所述，礦塵的分散度愈高，危害性愈大，而且愈難捕獲。

(3) 礦塵的濕潤(rùn)性

指礦塵與液體的親和能力。分為親水性和疏水性礦塵。

(4)礦塵的荷電性

懸浮于空氣中的塵粒，因空氣的電離作用和塵粒之間或塵粒與其他物體碰撞、摩擦、吸附而帶有電荷，設(shè)計(jì)和使用除塵器有重要意義。

(5)礦塵的燃燒性和爆炸性

礦塵爆炸時(shí)產(chǎn)生高溫、高壓，生成大量的有毒有害氣體，對(duì)礦井安全生產(chǎn)威脅極大。

一般認(rèn)為，含硫大于10%的硫化礦塵即有爆炸性，發(fā)生爆炸的粉塵濃度范圍為250～1500g/m3，引燃溫度為435 ～ 450℃。

二、礦塵的危害

1、污染工作場(chǎng)所，危害人體健康，引起塵肺?。?/p>

2、某些礦塵在一定條件下可以爆炸；

3、加速機(jī)械磨損，減少精密儀表的使用時(shí)間；

4、降低工作場(chǎng)所的能見度，增加工傷事故的發(fā)生。

第二節(jié)? 煤塵爆炸

一、煤塵爆炸的必備條件

煤塵爆炸必須同時(shí)具備以下3個(gè)條件：

1、煤塵本身具有爆炸性

其爆炸性是經(jīng)技術(shù)鑒定和實(shí)驗(yàn)測(cè)出的：一是在煤塵瓦斯爆炸實(shí)驗(yàn)巷道，進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)測(cè)得。二是在實(shí)驗(yàn)室用大管狀煤塵爆炸鑒定儀試驗(yàn)得出。三是通過分析煤的揮發(fā)分得出。當(dāng)揮發(fā)分（V指）<10%時(shí)，可認(rèn)定煤塵基本無(wú)爆炸性，但按規(guī)定必須進(jìn)試驗(yàn)才能最后確定。當(dāng)V指>10%時(shí)，有爆炸性。（V指<10% 為無(wú)爆炸性，V=10%-15%為弱爆炸性，V指=15-28%為強(qiáng)爆炸性，V指>28%為強(qiáng)烈爆炸性）

2、煤塵在空氣中的濃度

井下空氣中，只有懸浮的煤塵達(dá)到一定濃度才可能引起爆炸。

3、煤塵爆炸的點(diǎn)燃熱源

煤塵爆炸引火源溫度變化范圍大，它是隨著煤塵性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)條件的不同而變化。經(jīng)試驗(yàn)，我國(guó)煤塵爆炸的引火源溫度為610℃—1050℃，一般為700℃—800℃。

二、影響煤塵爆炸的因素

1、煤的揮發(fā)分

2、煤的灰分和水分

3、煤塵的粒度

4、空氣中的瓦斯?jié)舛?/p>

5、空氣中的氧含量

6、引爆熱源