2019年中級注冊安全工程師答疑:什么是礦井瓦斯與瓦斯突出?
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問題：
什么是礦井瓦斯與瓦斯突出?
答疑：
礦井瓦斯是礦井中主要由煤層氣構(gòu)成的以甲烷為主的有害氣體。有時單獨指甲烷(沼氣)。它是在煤的生成和煤的變質(zhì)過程中伴生的氣體。在成煤的過程中生成的瓦斯是古代植物在堆積成煤的初期，纖維素和有機質(zhì)經(jīng)厭氧菌的作用分解而成。另外，在高溫、高壓的環(huán)境中，在成煤的同時，由于物理和化學作用，繼續(xù)生成瓦斯。
瓦斯是無色、無味、無臭的氣體，但有時可以聞到類似蘋果的香味，這是由于芳香族的碳氫氣體同瓦斯同時涌出的緣故。瓦斯對空氣的相對密度是0.554，在標準狀態(tài)下瓦斯的密度為0.716kg，所以，它常積聚在巷道的上部及高頂處。瓦斯的滲透能力是空氣的1.6倍，難溶于水，不助燃也不能維持呼吸，達到一定濃度時，能使人因缺氧而窒息，并能發(fā)生燃燒或爆炸。瓦斯的燃燒、爆炸性是礦井主要災(zāi)害之一。
瓦斯在煤體或圍巖中是以游離狀態(tài)和吸著狀態(tài)存在的。
游離狀態(tài)也稱為自由狀態(tài)，這種瓦斯以自由氣體狀態(tài)存在于煤體或圍巖的裂縫、孔隙之中，其量的大小主要決定于貯存空間的體積、壓力和溫度。
吸著狀態(tài)又稱結(jié)合狀態(tài)，其特點是瓦斯與煤或某些巖石結(jié)合成一體，不再以自由氣態(tài)形式存在。按其結(jié)合形式不同又可分為吸附及吸收兩種。吸附狀態(tài)是由于固體粒子與氣體分子之間分子吸引力的作用，使氣體分子在固體粒子表面上緊密附著一個薄層;吸收狀態(tài)是氣體分子已進入煤分子團的內(nèi)部。
幾種狀態(tài)的瓦斯處于不斷變化的動平衡之中，在一定條件下會互相轉(zhuǎn)化。當壓力、溫度變化時，游離瓦斯轉(zhuǎn)化為吸著瓦斯稱為吸附，吸附瓦斯轉(zhuǎn)化為游離瓦斯稱解吸。
礦井瓦斯等級的劃分
礦井瓦斯等級是以相對瓦斯涌出量的大小來劃分的。《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，在一個礦井中，只要有一個煤(巖)層發(fā)現(xiàn)瓦斯，該礦井即定為瓦斯礦井，并依照礦井瓦斯等級工作制度進行管理。
礦井瓦斯等級，根據(jù)礦井相對瓦斯涌出量、礦井絕對瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式劃分為：
(1)低瓦斯礦井：礦井相對瓦斯涌出量小于或等于10立方米/噸且礦井絕對瓦斯涌出量小于或等于40立方米/分。
(2)高瓦斯礦井：礦井相對瓦斯涌出量大于10立方米/噸且礦井絕對瓦斯涌出量大于40立方米/分。
(3)煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井。
什么是瓦斯噴出和煤(巖)與瓦斯突出?
瓦斯噴出和煤(巖)與瓦斯突出是瓦斯的特殊涌出形式。瓦斯的涌出形式分為普通涌出和特殊涌出。
普通涌出，是指瓦斯從煤層或巖層表面非常細微的縫隙中緩慢、均勻而持久地涌出。其涌出的面積廣、時間長，是瓦斯涌出的主要形式。
特殊涌出可以分為瓦斯噴出和煤(巖)與瓦斯突出兩種。
瓦斯噴出是指大量瓦斯突然噴出的現(xiàn)象，噴出的時間可長、可短(數(shù)天或數(shù)年)。每晝夜的噴出量可達數(shù)百立方米。
煤(巖)與瓦斯突出(簡稱突出)，是在一瞬間(幾秒鐘或幾分鐘)突然噴出大量瓦斯和煤炭(巖石)，并伴隨有強烈的聲響和強大的沖擊動力現(xiàn)象。
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