煤矿瓦斯灾害防治技术手册

第一篇理论与技术

第一章煤矿瓦斯基础理论3

第一节矿井瓦斯的成分和性质3

一、空气的基本成分和性质3

二、矿井内空气中的有害气体和性质4

第二节矿井瓦斯的来源与生成6

一、矿井瓦斯的来源6

二、煤层瓦斯的生成7

第三节煤的孔隙性与吸附性13

一、煤的孔隙构成及类别13

二、煤的孔隙率15

三、煤中孔隙分布17

四、煤吸附瓦斯的概念18

五、煤的吸附等温线19

六、煤吸附瓦斯的饱和度21

七、煤的吸附性的影响因素22

八、煤的吸附变形和吸附变形力26

第四节矿井瓦斯涌出与矿井瓦斯等级鉴定28

一、矿井瓦斯等级的划分28

二、煤层瓦斯涌出形式28

三、矿井瓦斯等级鉴定30

第二章煤矿瓦斯涌出量预测技术33

第一节煤层瓦斯压力及其测定技术33

一、煤层瓦斯压力33

二、煤层瓦斯压力随深度的变化33

三、煤层瓦斯压力测定方法34

第二节煤层瓦斯含量及其测定技术36

一、煤层瓦斯含量36

二、影响煤层瓦斯含量的因素37

三、煤层瓦斯含量测定方法40

第三节煤的渗透性及其测定技术47

第四节矿井瓦斯涌出量及其测定技术51

一、掘进巷道瓦斯涌出测定技术51

二、回采工作面瓦斯涌出量测定技术58

三、采空区瓦斯涌出量测定技术64

第五节矿井瓦斯涌出量预测技术65

一、矿山统计法预测矿井瓦斯涌出量65

二、分源法预测矿井瓦斯涌出量68

三、综合法预测矿井瓦斯涌出量75

四、瓦斯涌出量等值线图的编制79

第三章防治煤与瓦斯突出技术83

第一节概述83

一、煤与瓦斯突出国内外概况83

二、突出发生的一般规律84

三、防突技术的发展85

第二节煤与瓦斯突出预测技术85

一、突出危险区域预测86

二、工作面突出危险性预测89

三、突出强度预测104

第三节煤与瓦斯突出防治技术109

一、概述109

二、区域性防治突出措施112

三、局部防突新技术120

四、机掘巷道防突技术131

五、回采工作面控制预裂爆破防突技术135

第四节安全防护措施138

一、反向风门138

二、压风自救装置141

第四章煤层瓦斯抽放技术145

第一节概述145

一、抽放瓦斯的原则及方法145

二、抽放方法选择依据146

第二节本煤层瓦斯抽放148

一、本煤层瓦斯流动及涌出特征148

二、本煤层瓦斯抽放方法150

第三节邻近层瓦斯抽放162

一、邻近层瓦斯流动及涌出特征162

二、邻近层瓦斯抽放方法164

三、邻近层的选择原则及抽放参数确定168

第四节采空区瓦斯抽放171

一、采空区瓦斯来源及涌出特征171

二、采空区瓦斯抽放方法172

三、影响采空区瓦斯抽放的主要参数及分析175

第五节提高瓦斯抽放率的技术途径176

一、改进钻孔抽放工艺参数177

二、提高煤层透气性179

第五章防治瓦斯爆炸技术181

第一节瓦斯爆炸的条件及影响因素181

一、瓦斯浓度181

二、火源183

三、氧浓度185

第二节防治瓦斯爆炸的措施185

一、防止瓦斯超限和积聚185

二、杜绝火源191

第三节局部瓦斯的积聚和处理193

一、临时停风盲巷积聚瓦斯的处理193

二、顶板冒落空洞积聚瓦斯的处理200

三、回采工作面上隅角瓦斯积聚的预防和处理202

四、其他瓦斯积聚的处理210

第四节防治瓦斯煤尘爆炸范围扩大的措施214

一、撒布岩粉法214

二、被动式隔绝瓦斯煤尘爆炸传播措施217

三、自动隔爆措施226

第二篇经验与案例

第一章淮南煤田瓦斯及其防治技术237

第一节概况237

一、位置与矿区、矿井分布237

二、勘探与资源237

三、煤田地层与地质构造237

四、含煤地层及特征238

五、开拓与开采239

第二节生产矿井的瓦斯及其规律240

一、淮南煤田瓦斯地质240

二、瓦斯在煤系地层中的分布规律242

三、瓦斯在煤层内的存在状态243

四、瓦斯含量与分布规律244

五、瓦斯涌出248

六、煤与瓦斯突出250

七、生产矿井瓦斯危害252

八、生产矿井瓦斯综合防治情况及效果253

第三节煤与瓦斯突出防治技术255

一、煤层群组多重开采上保护层防突技术255

二、潘一、潘三矿远距离缓倾斜下保护层开采的瓦斯综合治理技术264

三、谢一矿远距离上、下保护层开采的有效性考察269

四、顺层密集长钻孔防突技术270

第四节瓦斯抽放技术272

一、钻孔法预抽非卸压煤层瓦斯技术272

二、综合法抽放瓦斯技术274

三、下保护层开采后上覆煤岩层应力集中边缘地区抽放瓦斯技术275

四、采空区瓦斯抽放技术278

五、煤巷掘进工作面瓦斯抽放技术287

第二章平顶山矿区安全综合治理技术295

第一节概况295

一、平顶山煤业集团(有限)责任公司基本情况295

二、地质及煤层赋存295

三、矿区安全技术概况296

第二节矿井安全综合治理技术300

一、局部通风机自动切换监控器的应用300

二、矿井瓦斯地质技术在平煤集团公司十二矿的应用302

三、掘进工作面防突综合配套技术的应用305

四、交叉钻孔预抽瓦斯技术313

五、无火花风机引排上隅角瓦斯技术317

第三章煤矿瓦斯典型事故案例321

第一节辽宁省阜新矿业(集团)有限责任公司孙家湾煤矿海州立井

“2.14”特别重大瓦斯爆炸事故321

一、事故单位概况321

二、事故发生及抢救经过322

三、事故性质及原因322

四、责任认定及处理建议324

五、防范措施和建议328

第二节重庆市天府矿业有限责任公司三汇一矿（二井）“10.17”特大煤与

瓦斯突出事故329

一、矿井概况329

二、事故发生及抢险救灾经过331

三、事故现场勘察331

四、事故原因333

五、事故责任者处理意见334

六、防范措施334

附录法规与标准

煤矿安全法规339

附录一煤矿安全监察条例339

附录二煤矿安全生产基本条件规定344

附录三煤矿建设项目安全设施监察规定346

附录四国有煤矿瓦斯治理规定350

附录五国有煤矿瓦斯治理安全监察规定352

附录六煤矿矿用产品安全标志管理暂行办法355

煤矿瓦斯防治技术规范359

附录七防治煤与瓦斯突出细则359

附录八矿井瓦斯抽放管理规范397

附录九煤矿瓦斯抽放技术规范408

附录十煤与瓦斯突出矿井鉴定规范411

附录十一煤层气测定方法（解吸法）416

附录十二钻屑瓦斯解吸指标的测定方法428

附录十三煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法435

附录十四钻孔瓦斯涌出初速度的测定方法441

附录十五煤的甲烷吸附量测定方法(高压容量法)446

参考文献458

　　为了系统地总结我国近十年来防治煤矿瓦斯煤尘爆炸事故所取得的研究成果，推动煤矿安全技术水平和管理水平的提高，本书优选近十年来已经在煤炭生产企业应用，并取得实效，对提高煤矿防灾、抗灾技术水平发挥了重要作用的实用科技成果，重点介绍实用性强、应用量大、面广、有代表性的技术和装备，系统地介绍了瓦斯、煤尘爆炸相关技术、工艺方法和应用效果。本书可作为煤炭企业工程技术人员、安全管理人员、大中专院校以及科研、设计部门技术人员的参考用书。　　本书是在作者多年工作经验的基础上编写的，内容涉及煤矿瓦斯基础知识、防治瓦斯爆炸技术、瓦斯抽放技术、防治煤与瓦斯突出技术、煤矿瓦斯检查与监测、瓦斯防治管理，并附有案例，对煤矿、非煤矿山及地下工程施工单位有效防治瓦斯灾害有很强的借鉴意义。本书可供煤矿通风设计人员、安全工程师、采矿工程师及非煤矿山相关人员、地下工程施工相关人员阅读参考。