矿井灾害防治复习doc.docx

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《矿井灾害防治理论与技术》复习大纲

一、绪论

1、我国煤矿安全生产方针

安全第一、预防为主、综合治理

二、矿井瓦斯及其防治

（-）矿井瓦斯理论部分

1、传统意义上瓦斯来源（煤层、岩层）

2、瓦斯容易积存的地点（巷道顶板、顶板空洞、无风或微风的盲巷内）

3、瓦斯危害（燃烧、爆炸、窒息）

4、了解煤层瓦斯垂向分带（瓦斯风化带、瓦斯带）

瓦斯风化带:

vCO2-N2\”N2”,”Nq-CHJ

瓦斯带:

CH。

5、瓦斯在煤体内的两种赋存状态

游离瓦斯和吸附瓦斯

游离瓦斯：

在煤内小孔以上包括裂隙空间内的瓦斯主要呈自由状态。

吸附瓦斯：

吸附在煤的微孔表面上和在煤的微粒内部，占据着煤分子结构的空位或煤分子之间的空间。

6、了解影响煤层瓦斯含量的因素

1、煤层存储瓦斯的条件2、围岩的透气性3、煤层的地质史4、地质构造圈闭瓦斯的条件

5、矿区的水文地质条件

7、矿井瓦斯涌出形式

正常涌出和异常涌出

正常涌出是指：

在矿井存在的、长时间不间断的、比较均匀的涌出。

异常涌出是指：

在时间上突然、在空间上集中发生的很不均匀的涌出。

8、瓦斯涌出量的两种表达方法，并掌握其转换关系（比如：

给定产量、相对瓦斯涌出量，可

以计算出绝对涌出量）

相对瓦斯涌岀量（么）——每采一吨煤平均涌出的瓦斯量，单位是"呀

qe=^（A——单位时间内采掘地区的产煤量，%）

9、了解影响瓦斯涌出量主要因素（自然因素、开采技术因素）

一、自然因素

1、煤层和围岩的瓦斯含量2、开采深度3、地面大气压

二、开采技术因素

1、开采规模2、开采顺序与回采方法3、生产工艺过程4、通风压力与通风系统10、什么是：

分源治理瓦斯。

分源治理瓦斯中常见的瓦斯源分类。

分源治理瓦斯是指针对瓦斯来源特征，采取相适应的治理技术措施，即通过方案对比选取效果、经济等方面最优的治理方法。

三、按地点又按生产阶段划分。

1K矿井瓦斯等级分类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：

一、低瓦斯矿井二、高瓦斯矿井三、煤与瓦斯突出矿井

22、了解矿井瓦斯涌出量预测的两种方法（矿山统计法、煤层瓦斯含量法）

矿山统计法：

以往矿井生产中的相对瓦斯涌出量与开采深度的统计规律，外推未来深部水平相对瓦斯涌出量的预测方法。

煤层瓦斯含量法：

煤层瓦斯含量的实际测量。

分为单一煤层开采时相对瓦斯涌出量和开采有邻近层的煤层时的相对瓦斯涌出量。

13、概念：

矿井瓦斯喷出矿井瓦斯喷出是指：

大量的承压状态的瓦斯从可见的煤，岩裂缝中快速喷出的现象。

14、按瓦斯喷出裂缝显现原因不同，矿井瓦斯喷出类型划分

（地质来源、采掘地压活动形成、冲击地压形成）

（二）煤与瓦斯突出及防治

1、什么是：

煤与瓦斯突出

煤与瓦斯突出：

在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤（岩）和瓦斯由煤（岩）体内向采

掘空间突然喷出的现象。

2、煤与瓦斯突出属于动力现象煤与瓦斯突出属于一种伴有声响和猛烈力能效应的动力现象，它能摧毁井巷设施，破坏通风系统，使井巷充满瓦斯与煤粉，造成人员窒息，煤流埋人，甚至引起和瓦斯爆炸事故。

3、了解按突出现彖对煤与瓦斯突出划分的类型（典型突出、压出、倾出）

煤与瓦斯突出（典型突出）地地应力和瓦斯压力的联合作用，通常以地应力为主，瓦斯压力为辅，重力不起决定作用，实现突出的基本能源是煤内积蓄的高压瓦斯能。

煤突然压并强烈涌出瓦斯（压出），受采动影响的产生的地应力，瓦斯压力与煤的重力是次要因素。

压出的基本能源是煤层所积蓄的弹性能。

煤突然并强烈涌出瓦斯（倾出），主要因素是地应力，主要力是失稳煤体的自身重力。

4、最有利于突出发生和发展的地点——石门，突出次数最多的地点——煤巷掘进

5、了解煤与瓦斯突出发生的一般规律性

1、突出发生在一定深度上，随深度增加，突出的危险增加

2、突出次数和强度，随煤层厚度特别是软分层的厚度的增加而增多。

3、突出的气体主要是甲烷，个别矿区突出气体是二氧化碳。

4、突出煤层的特点是煤的力学强度低、变化大，透气系数小于10m7（MPa2.d）,瓦斯放散速度高，温度小，层理紊乱，遭地质构造力严重破坏的“构造煤”。

5、煤自重的影响。

6、突出危险区呈带状分布。

7、绝大多数突出发生在落煤作业时尤其是在爆破作业时。

&大多数突出都有预兆。

9、突出危险性随着硬而厚的围岩存在而增高。

10、石门揭穿煤层突出强度最大，煤平巷掘进突出次数最多。

6、突出危险区的分布：

多呈带状。

了解突出多发生在构造异常区、煤层变杲区、瓦斯界常富集区、采掘应力集屮区等区域。

7、了解突出预兆（地压显现方面的预兆、瓦斯涌出方面的预兆、煤层结构与构造方面的预兆）地压显现方面的预兆：

煤炮声，支架声响，岩煤开裂，掉渣，底鼓，煤岩自行剥落，煤壁颤动，钻孔变形，垮孔顶钻，夹钻杆，钻机过负苛瓦斯涌出方面的预兆：

瓦斯涌出异常，刑期浓度忽大忽小，煤尘增大，气温、气味异常，打

钻喷瓦斯，喷煤，哨声、风声、蜂鸣声煤层结构与构造方面的预兆：

层理紊乱，煤强度松软或不均匀，煤暗淡无光泽，煤厚增大,倾角变陡，挤压褶曲，波状隆起，煤体干燥，顶底板阶梯凸起8、了解煤与瓦斯突出机理：

地应力、煤内瓦斯、煤的结构性能综合作用学说第一类是瓦斯作用说，认为煤内存储的瓦斯在突出中起着主要的积极作用；

第二类地应力说，认为突出主要是地应力作用的结果；

第三类是综合说，认为突出是地应力、煤内瓦斯和煤的结构性能综合作用的结果。

9、了解煤与瓦斯突出过程：

准备阶段、突出发动阶段、煤与瓦斯抛出阶段、突出停止阶段第一，准备阶段。

突出煤体经历着能量积聚或阻力降低过程，并且有声的与无声的各种突出预兆。

第二，突出发动阶段。

极限应力状态的部分煤体突然破碎卸压，发出巨响和冲击，使瓦斯作用在突然破裂的煤体上的推力向巷道自由方向顿时增加几倍至十几倍，膨胀瓦斯流开始形成,大量吸附瓦斯流中量悬浮状态流动。

第三、煤与瓦斯抛出阶段。

破碎的煤在高速瓦斯流中呈悬浮状态流动，这些煤在煤内外瓦斯压力差的作用下被破碎成更小粒度撞击与摩擦也增大了煤的粉化程度，煤的粉化又加速了吸附瓦斯的解吸作用，增强了瓦斯风暴的作用力。

与此同时，随着破碎煤被抛出与瓦斯快速喷力，突出孔壁内的地应力，与瓦斯分布进一步发生变化，煤体瓦斯排放，瓦斯压力下降导致地应力增加。

第四、突出停止阶段。

当突出孔发展到一定程度时，由于堆积的突出物的堵塞和地压的分布满足了成拱静力平衡条件，导致突出停止。

10、防治煤与瓦斯突出工作的目的

11＞熟悉“四位一•体”的综合防突措施内容（注意：

区域综合防突措施和局部综合防突措施的异同）

“四位一体”

1、突岀危险性预测

2、防治突出措施

3、防治突出措施的效果检验

4、安全防护措施

区域综合防空措施是指能在突出危险煤层某一较大区域全面或显著突出危险性的措施局部综合防突措施是指使工作面一定范围内煤体的突出危险性消除或显著降低的措施。

12、区域防突措施类型

（开采保护层、煤层瓦斯抽采、突出危险煤层注水）

13、揭煤作业：

掘进工作面从距煤层底（顶）板5m开始至进入煤层顶（底）板2m的过程。

14、了解石门、煤巷掘进工作面局部防突措施类型

石门：

扩孔卸煤钻、金属骨架、高压注水、水力冲孔、超前钻孔

煤巷掘进：

水力冲孔、超前钻孔、松动爆破、超前支护、掩护挡板、卸压槽、高压注水采煤工作面：

超前钻孔、松动爆破、超前支护、掩护挡板、卸压槽.高压注水、浅孔松动爆破。

15、了解突出安全防护措施类型安全防护措施：

为保护煤矿井下人员在煤与瓦斯突出时免遭伤害而采取的措施。

（采区避难所、工作面避难所、反向风门、防突挡栏、压风自救系统、远距离爆破）

（三）矿井瓦斯爆炸及其预防

1、瓦斯（甲烷）爆炸浓度范围（5%〜15%）

燃温度的引火源3•氧气浓度大于临界值）

3、概念：

瓦斯积存：

是指局部（体积不超过0.5立方米）瓦斯浓度超过百分之二的现象。

炸事故扩大）

（四）矿井瓦斯抽采

1＞注意某区域瓦斯抽采率和瓦斯含量抽采率的区别瓦斯抽采率:

“K=1°°QkC/（QkC+Qky'

瓦斯含量抽采率：

Z=100Xc（吨煤瓦斯抽出量）/x°（原始瓦斯含量）

2、瓦斯抽采方法分类

按抽出瓦斯来源划分为：

本煤层抽采、临近煤层抽采、采空区抽采。

按被抽采煤层的卸压状况划分为：

原始煤体未卸压预抽瓦斯、煤层卸压后抽瓦斯。

按抽采瓦斯源的汇集工程方法分为：

抽采瓦斯钻孔法、抽采瓦斯巷道法和抽采瓦斯钻孔巷道综合法。

3、瓦斯抽采系统屮瓦斯管道的安全装置（防回火装置、防回气和防爆炸装置、放空管、避雷器）

4、了解瓦斯抽采系统组成（钻孔设备、封孔设备、钻孔孔口装置、瓦斯管道及安全装置、瓦斯泵）

三、矿井粉尘危害及其预防

1、粉尘存在形式（浮尘、落尘）

2、矿井主要产尘工序（钻爆、截割、装运）

3、呼吸性粉尘：

粒径V5um的尘粒

5、矿井总粉尘浓度要求（游离SO含量＜10%时，浓度不超过10mg/n?

；否则，为2mg/m3）

6、巷道最优排尘风速：

1.5~2m/s7、矿井应采用两个方面的综合防尘技术措施；其中，技术上的综合防尘措施主要包含哪些（通风除尘，湿式作业，密闭抽尘，净化风流，泡沫除尘，个体防尘）

8、发牛煤尘爆炸的必要条件（1•煤尘本身具有爆炸性2•煤尘必须悬浮在空气中，并达到一定浓度，3•有能点燃煤尘爆炸的热源。

）

9、防止煤尘爆炸的技术措施有哪些（减尘、降尘、消除落尘、防止煤尘引燃、抑爆和隔爆措施）

10、常见的抑爆措施（撒布岩粉、洒水湿润煤尘）

11＞常见的隔爆措施（岩粉棚、水袋和水槽棚、自动喷雾装置）

四、矿井火灾及其防治

1、概念：

矿井火灾：

凡是发生在矿井地下或地面而威胁到井下安全生产，造成损失的非控制燃烧均称为矿井火灾。

2、火灾三要素（热源、可燃物、空气）

3、了解火灾分类（1•外源火灾或外因火灾2•自燃火灾或内因火灾）

外因火灾是指由于外来热源造成的火灾

内因火灾是指煤炭在一定条件下和环境下自身发生物理化学变化聚积热量导致着火而形成的火灾。

4、自燃火灾形成的三个基木条件：

（1、具有低温氧化特性即自燃倾向性的煤呈碎裂状态堆积存在。

2、通风供氧维持煤的氧化过程不断地发展。

3、在煤的氧化过程中生成的热量大量蓄积，难以及时放散。

）

5、熟悉煤的口燃及其发展过程（煤的自燃过程一般可分为准备期、自热期、燃烧期3个阶段）准备期是指：

煤的氧化进程平稳而缓慢，但是煤的重量略有增加，着火点温度降低，化学活

自热期：

氧化产生的热量使煤温继续升高，超过自热的临界温度（60-80度）煤温上升加速,氧化进程加快，开始出现煤的干馅，生成芳香族的碳化合物、氢、一氧化碳等可燃性气体。

燃烧期：

自热期的煤可能有两个方向的发展，煤温上升到着火点，导致自燃，达不到着火点则进入风化状态。

6、煤的自燃倾向性分类（分为容易自燃、自燃、不易自燃3类）

7、了解影响煤自燃发火危险程度的2个主要因素（自燃倾向性、地质采矿技术因素）

8、了解预防煤炭自燃火灾的主要措施（开采技术措施、预防性灌浆、均压防灭火、阻化剂防灭火、凝胶防灭火、氮气防灭火）

9、采面采空区自燃三带（中性带或不自燃带、自燃带、窒息带）

10、了解预防外因火灾主要措施：

处因火灾是指由于外来热源造成的火灾。

（一是防止失控的高温热源、二是在井下尽量釆用不燃或耐燃支护材料，不然或难燃材料制品，并防止可燃物的大量积存）

五、矿井水灾及其预防

2、

1、矿井水防治方针：

预防为主.防治结合防治水工作内容：

地下水动态观测、水害预测分析、综合防治水措施

3、综合防治水措施（探、防、排、堵、截、隔、测）

4、矿井主要水源（地表水，地下水：

含水层水、地层裂隙水、老空区积水）

5、了解探明地下水的主要手段（物探、钻探、化探、水文地质实验）

6、矿井探放水原则（有疑必探，先探后掘）

7、矿井防治水原则（预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采）

8、了解使用超前钻孔探放水吋相关参数（超前距、帮距、允许掘进距离）

6.矿井瓦斯检测与监测

1、熟悉采、掘工作面瓦斯传感器布置

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