矿井瓦斯防治考试总结.docx

1、瓦斯的定义、广义和狭义瓦斯的概念
广义的矿井瓦斯是指井下以甲烷为主的有毒、有害气体的总称；
狭义的矿井瓦斯是指甲烷；

2、瓦斯在煤层中的赋存状态
甲烷在煤中呈两种状态存在：
在渗透空间的甲烷主要呈自由气态，称为游离瓦斯。这种状态的瓦斯以自由气体状态存在于煤层孔隙或围岩的孔洞之中，其分子可自由运动，呈现出压力并服从自有气体定律。游离瓦斯量的多少与贮存空间的容积和瓦斯压力成正比，与瓦斯温度成反比；
另一种在微孔内主要呈吸附状态存在于微孔表面上和在煤的粒子内部占据着煤分子结构的空穴或煤分子之间的空间（后两者中的瓦斯可称为固溶体，包括在吸附态中）。在300~1200m采深、中等变质煤中，游离瓦斯仅占5~12%，其余为吸附瓦斯。

3、吸附常数a，b值的定义、意义以及煤的吸附性能影响因素
在等温情况下，吸附量与瓦斯压力的关系曲线为：
x=abp1+bp
式中，a——吸附常数，表示在给定温度下，单位质量固体的表面饱和吸附气体时，吸附的气体体积，m3/t，一般为15~55m3/t；
b——吸附常数，MPa-1；
p——吸附平衡时的瓦斯压力，MPa。
在瓦斯压力低时，分母中的bp相对于1可忽略不计，此时x与p成正比；
在压力很高时，分母中的1相对于bp可忽略不计，此时x≈a，吸附达到了饱和。
吸附性能的影响因素：
每克煤吸附的气体量叫做吸附量，与气体的性质、固体表面性质、温度、压力及煤中水分有关。
①瓦斯压力的影响：在给定温度下，吸附瓦斯含量与瓦斯压力的关系呈双曲线变化；

②温度的影响：温度每升高1℃，吸附瓦斯的能力降低约8%；
③瓦斯性质的影响：对于指定的煤，在给定的温度与瓦斯压力下，CO2的吸附量比CH4高，而CH4的吸附量又比N2高；
④煤化变质程度的影响：煤的煤化程度反映其比表面积大小与化学组成，一般讲从挥发分为20%~26%的煤到无烟煤，吸附量呈快速地增加；
⑤煤中水分的影响：水分的增加使煤的吸附能力降低。

4、煤层瓦斯压力的定义及压力梯度
煤层瓦斯压力是煤层孔隙内气体分子自由热运动撞击所产生的作用力，它在某一点上各向大小相等，方向与孔隙壁垂直。它是测定煤层瓦斯含量、瓦斯涌出速率及瓦斯动力现象的一个最重要参数。
在甲烷带内，煤层的瓦斯压力随深度的增加而增加，多数煤层呈线性增加，但瓦斯压力梯度随地质条件而异，相同深度的同一煤层具有大体相同的瓦斯压力，可以按下式预测深部煤层的瓦斯压力：
p=p'+C(H-H')
式中，p——甲烷带内深度为H(m)煤层瓦斯压力，MPa；
P’——甲烷带内深度为H’(m)已知的煤层瓦斯压力，MPa；
C——瓦斯压力梯度，MPa/m，一般变化范围为0.01±0.005。

5、煤层瓦斯压力的测定原理及如何加快瓦斯压力的平衡
①原理
煤层瓦斯压力的测量，通常是从围岩巷道向煤层打一孔径为50~75mm的钻孔，钻孔中放置测压管，将孔封闭后用压力表直接测定孔内气体的压力。
其原理是：用钻头钻进煤层，形成一个体积较小压力降低的封闭气室，当周围煤层中的瓦斯在压力差的作用下，向封闭气室这个狭小空间渗流时，封闭气室的瓦斯压力逐渐接近煤层的原始瓦斯压力，由连接气室上的压力表可以读取稳定后的煤层瓦斯压力。
②加快瓦斯压力平衡
加大打孔直径，增大煤孔瓦斯渗流移动；快速地封堵岩石裂隙；可靠、快速的密封方式；封孔装置能够自由控制封孔深度。

6、瓦斯的垂向分带及产生的原因
当煤层具有露头或在冲积层之下有含煤盆地时，在煤层内存在两个不同方向的气体运移，即煤层生成的瓦斯由深部向上运移；而地面空气、表土中的生物化学反应生成的气体向煤层深部渗透扩散，从而使赋存在煤层内的瓦斯表现出垂向分带特征。
煤层瓦斯的带状分布是煤层瓦斯含量及蜕变矿井瓦斯涌出量预测的基础，也是搞好瓦斯管理的依据。
煤层瓦斯沿垂向一般可分为两个带：瓦斯风化带、甲烷带。

7、煤的孔隙特征
为研究瓦斯的赋存与流动，煤中的孔隙分为：
微微孔——其直径<10-6mm；微孔——其直径<10-6~10-5mm；小孔——其直径＝10-5~10-4mm；中孔——其直径＝10-4~10-3mm；大孔——其直径＝10-3~10-1mm；可见孔及裂隙——其直径>10-1mm，它决定了煤的宏观（硬和中硬煤）破坏面。
一般，把小孔以下孔隙之和称为吸附容积；小孔至可见孔的孔隙体积之和称为渗透容积；把吸附容积与渗透容积之和称为总孔隙体积，煤的总孔隙体积占相应煤的体积的百分比称为煤的孔隙率，以％表示。
煤是孔隙体，其中含有大量的表面积，微微孔和微孔孔隙体积还不到微微孔至中孔孔隙体积的55％，而其孔隙表面积却占整个表面积的97％以上。微孔发育的煤，尽管其孔隙率可能不高，可是却有相当可观的表面积。随着挥发分的减小即煤化程度的增加，煤的比表面积大大增加。
影响煤孔隙率大小的主要原因：
①孔隙率与煤化程度的关系
从长焰煤开始，随着煤化程度的加深（挥发分减小）煤的总孔隙体积逐渐减小，到焦、瘦煤的时候达到最低值，而后随煤化程度的加深，总孔隙体积又逐渐增加，至无烟煤时达到最大值。然而，煤中的微孔体积随着煤化程度加深而增长。
②孔隙率与煤的破坏程度的关系
大孔决定于强烈的地质构造破坏煤的破坏面，因此煤的破坏越严重，其渗透容积越高，即孔隙率越大。
③孔隙率与地应力的关系
压性的地应力（压应力）可使渗透容积缩小，压应力越高，渗透容积缩小越多，即孔隙率减小越多；
张性的地应力（张应力）可使裂隙张开，使渗透容积增大，张应力越高，渗透容积增长越多，即孔隙率增加越多；
卸压（地应力减小）作用可使煤（岩）的渗透容积增大，即孔隙率增高；
增压（地应力增高）作用可使煤（岩）受到压缩，渗透容积减小，即孔隙率降低。
试验表明，地应力并不减小煤的吸附体积，或减少的不多（因大孔及可见孔的表面积减少），因此地应力对煤的吸附性影响很小。

8、煤层瓦斯含量的计算
①煤的游离瓦斯含量
Xy=VpT0Tp0ξ
式中，Xy——煤的游离瓦斯含量，m3/t；
V——单位质量煤的孔隙容积，m3/t；
p——煤层瓦斯压力，MPa；
T0，p0——标况下的绝对温度（273K）与绝对压力（0.101325MPa）；
T——瓦斯的绝对温度，K（T=273+t，t为瓦斯的摄氏温度，℃）
ξ——瓦斯压缩系数，其中甲烷系数见表。
②煤的吸附瓦斯含量
Xx=abp1+bpen(t0-t)11+0.31W100-A-W100
式中，t0——实验室测定煤的吸附常数时的试验温度，℃；
t——煤层温度，℃；
n——经验系数；
p——煤层瓦斯压力，n=0.020.993+0.07p
a,b——煤的吸附常数；
A,W——煤中灰分和水分，%；
Xx——煤的吸附瓦斯含量，m3/t。
③煤的瓦斯含量X=Xy+Xx

9、瓦斯的基本性质
甲烷是无色、无味、无嗅、可以燃烧或爆炸的气体。它对人呼吸的影响同氮相似，可使人窒息。当甲烷浓度为43％时，空气中相应的氧浓度即降到12％，人感到呼吸非常短促；当甲烷浓度在空气中达57％时，相应的氧浓度被冲淡到9％，人即刻处于昏迷状态，有死亡危险。
甲烷分子直径0.41nm，其扩散速度是空气的1.34倍，它会很快地扩散到巷道空间。甲烷的密度为0.716kg/m3(标准状况下)，为空气密度的0.554倍。甲烷的化学性质不活泼，微溶于水，在101.3kPa条件下，当温度20℃时100L水可溶于3.31L；0℃时可溶解5.56L甲烷。
甲烷在巷道断面内的分布取决于该巷有无瓦斯涌出源。在自然条件下，由于甲烷在空气中表现强扩散性，所以它一经与空气均匀混合，就不会因其比重较空气轻而上浮、聚积，所以当无瓦斯涌出时，巷道断面内甲烷的浓度是均匀分布的，当有瓦斯涌出时，甲烷浓度则呈不均匀分布。在有瓦斯涌出的侧壁附近甲烷的浓度高，有时见到在巷道顶板、冒落区顶部积存瓦斯，这并不是由于甲烷的密度比空气小，而是说明这里的顶部有瓦斯(源)在涌出。

1、煤层瓦斯流场的分类、定义及如何区分
①定义
煤层内瓦斯流动空间的范围称为流场。在流场内，瓦斯呈现流动，可用流向、流速与压力来描述。
②分类
1）按流向分类
（1）单向流场
只有一个方向有流速，其它两个方向流速为零。如薄及中厚煤层中的煤巷周围煤壁内的瓦斯流动。
（2）径向流场
在x、y、z三维空间内，在两个方向有分速度，第三个方向的分速度为零。并且其等瓦斯压力线平行煤壁呈近似同心圆形。例如石门、竖井、钻孔垂直穿透煤层时的流场。
（3）球向流场
在x、y、z三维空间内，在三个方向都有分速度，并且其等压力线近似为球面。例如钻孔或石门刚进入煤层时以及采落的煤块从其中涌出瓦斯的流动都属于这一类。
2）按稳定性分类
按流场在时间上有无变化，可分为稳定和非稳定两类。稳定流场中任何一点的流速、流向和瓦斯压力不随时间而变化，非稳定流场则相反。严格说来，煤层暴露初期的瓦斯流场都是非稳定流场（因为瓦斯源来自于流场煤体本身所含的瓦斯），其煤体瓦斯含量或瓦斯压力随时间而变化。
③区分
按流向分类，在方向上变化；按稳定性分类，在时间上变化。

2、相对瓦斯涌出量和绝对瓦斯涌出量的概念
瓦斯涌出量是指在矿井建设和生产过程中从煤与岩石内涌出的瓦斯量。其表达方法有两种：
绝对瓦斯涌出量——是指在单位时间内涌出的瓦斯量，单位为m3/min或m3/d；
相对瓦斯涌出量——是指平均日产一吨煤同期所涌出的瓦斯量，单位是(m3/d)/t/d)也就是m3/t。
两者的关系是：
qCH4=QCH4A
式中，qCH4——相对瓦斯（CH4）涌出量，m3/t；
A——日产煤量，t/d；
QCH4——绝对瓦斯涌出量，m3/d。
绝对绝对瓦斯涌出量反映了一定空间的瓦斯涌出速度；相对瓦斯涌出量能反映出单位煤体涌出瓦斯的强度。

3、矿井瓦斯等级划分的方法及标准
绝对瓦斯涌出量反映了一定空间的瓦斯涌出速度；相对瓦斯涌出量能反映出单位煤体涌出瓦斯的强度。
《煤矿安全规程》规定：“在一个矿井中，只要有一个煤（岩）层发现过瓦斯，该矿井即规定为瓦斯矿井，并依照矿井瓦斯等级的工作制度进行管理。”矿井在采掘过程中，只要发生过一次煤与瓦斯突出，该矿井即定为突出矿井，发生突出的煤层即定为突出煤层。
矿井瓦斯等级，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：
①瓦斯矿井
矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min；
②高瓦斯矿井
矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min；
③煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。

4、矿井瓦斯平衡
矿井瓦斯平衡是指各种瓦斯来源在矿井瓦斯涌出总量总所占的百分比，它取决于自然因素与开采技术因素。当这些因素变化不大时，它保持相对稳定的数值。矿井瓦斯平衡决定着矿井风量分配和日常治理瓦斯工作的方向和重点。
1）矿井瓦斯平衡的分类
针对瓦斯来源不同有如下分类：
①按水平、翼、采区进行平衡，它是风量分配的依据之一；
②按采区、回采区、老空区进行平衡，它是矿井日常治理瓦斯工作的基础；
③按开采煤层、邻近层进行平衡，它是采煤工作面治理瓦斯工作的基础。
2）影响矿井（或采区）瓦斯平衡的主要因素
①矿井不同生产时期，平衡表不同
建井和投产初期，瓦斯主要来源于掘进；矿产生产中期，瓦斯主要来源于回采区；矿井生产后期，老空区瓦斯所占比例大。
②采深不同，平衡表不同
随着深度的增加，不仅瓦斯涌出量增大，由于来自开采煤层围岩的瓦斯涌出增高，采空区的瓦斯威胁越严重。
③地质条件不同，平衡表不同
单一煤层矿井以本层瓦斯涌出为主要来源，开采煤层群矿井以邻近瓦斯涌出为主要来源。

5、矿井瓦斯涌出的影响因素
①自然因素
1）煤层和围岩的瓦斯含量。
它是影响瓦斯涌出量大小的决定性因素，煤层的瓦斯含量越高，其相对瓦斯涌出量也越大。瓦斯涌出量不仅包括来自于采出煤炭所涌出的瓦斯，而且还包括矿井内一切煤层岩层涌出的瓦斯，所以相对涌出量比开采层的瓦斯含量大。
2）地面大气压力变化
地面大气压力下降，瓦斯涌出增加的是工作面后部采空区与老采区，而掘进巷道与掘进区几乎不受影响。每个矿井应掌握本矿瓦斯涌出量随大气压力变化的规律，以防瓦斯事故的发生。美国1910～1960年间，有一半的瓦斯爆炸事故发生在大气压力急剧下降时。
②开采技术因素
1）开采深度
在瓦斯风化带内开采的矿井，相对瓦斯涌出量与深度无关；在甲烷带内开采的矿井，随着开采深度的增加，相对瓦斯涌出量增高。值得注意的是，在深部开采时，邻近层与围岩所涌出的量比开采层增加得快，因此，深部开采矿井更应注意邻近层与围岩瓦斯涌出。
2）开采顺序与回采方法
首先开采的煤层(或分层)，其相对瓦斯涌出量增大，而后开采的煤层(或分层)，其涌出量减少。回收率低的回采方法，相对瓦斯涌出量增大。陷落式顶板管理方法比充填式造成更大范围的围岩破坏与卸压，邻近层瓦斯涌出的分量增大。
3）回采速度与产量
当回采速度不高时，绝对瓦斯涌出量与回采速度或产量成正比，即相对瓦斯涌出量保持常数。当回采速度较高时，相对瓦斯涌出量有所降低，绝对瓦斯涌出量随回采速度的增加也增高，但量值低于线性增量。
4）落煤工艺与老顶来压步距
采用浅截深的连续落煤工艺和缩短老顶来压步距能显著减少瓦斯涌出不均匀系数。与平均瓦斯涌出量相比，风镐落煤瓦斯涌出增大1.1~1.3倍，放炮为1.4~2.0倍，采煤机采煤时为1.3~1.6倍，水枪落煤为2~4倍。
5）通风压力与采区封闭质量
通风压力与采空区密闭质量都对老采区的瓦斯涌出有一定影响。通风压力小，采空区密闭质量好，可减小老采区瓦斯涌出不均匀系数及涌出量。
6）采场通风系统
区段进、回风巷是在煤体内的通风系统绝对瓦斯涌出量小，而进、回风巷在采空区内时，绝对瓦斯涌出量较大。

1、爆炸的原因及爆炸界限
①原因
煤矿中瓦斯的主要成分是甲烷，瓦斯爆炸是指甲烷爆炸。瓦斯爆炸是瓦斯和空气混合后，在一定的条件下遇高温热源发生的剧烈连锁反应，并伴有高温高压的现象。在瓦斯爆炸过程中，火焰从火源占据的空间不断地传播到爆炸性混合气体所在的整个空间。
瓦斯爆炸的总反应方程式为：
CH4+2O2=CO2+2H2O
或CH4+2O2+7921N2=CO2+2H2O+7.52N2
②爆炸界限：5%~16%。

2、最猛烈的爆炸浓度的计算
当瓦斯与氧气的化学反应进行得比较缓慢，没有明显响声时，就是燃烧；如果化学反应进行最完全、最充分，生成的热量也最多，这时的爆炸力量强，威力最大。那么，这时的瓦斯浓度计算结果如下：按体积计算，矿井空气中的氧气占20.96%，剩余的79.04%为氮气和其他惰性气体。因此，如果瓦斯爆炸过程使用了空气中1个体积的氧气，就相当于另有79.04/20.96=3.77个体积的氮气和其他惰性气体也进入到爆炸环境，尽管在整个爆炸过程中这些气体没有参与反应。因此，进入到爆炸环境的空气就可看做1+3.77=4.77个体积。也就是说，如果有1个体积的氧气参加化学反应，就需要有4.77个体积的空气进入到爆炸环境。由于1个体积的瓦斯需要2个体积的氧气才能进行最充分、最完全的化学反应，也就需要2*4.77=9.54个体积的空气伴随1个体积的甲烷进行反应。所以，此时在这一空间瓦斯的浓度为：
11+9.54×100%=9.488%≈9.5%
如果按《煤矿安全规程》规定，井下空气中的氧气含量不能低于20%计算，要使1个体积的瓦斯充分、完全反应，必须具有10个体积的空气（氧气含量为20%），其瓦斯浓度为：
11+10×100%=9.09%≈9.1%

3、链式反应的原理特点及其应用
①原理
化学反应式仅表示一系列复杂化学反应的最终结果，链式反应理论却能够对甲烷爆炸的实际反应过程与机理作出解释。链式反应理论认为甲烷爆炸是反应物分子首先离解成一些自由基(链起始)，自由基具有很大的化学活性，能成为反应连续进行的活化中心，经过一系列链锁反应步骤后完成整个反应。如果在连锁反应过程中链分支反应增多，自由基数目成倍增长，反应链的数目增加，反应速度将迅速增加，短时间内将释放出大量的能量，将使反应加速到爆炸速度。
②特点
1）链式反应可以分为直链反应与支链反应两大类。下图给出了非链反应、直链反应和支链反应的反应速率随反应时间的变化关系，从中可以看到曲线(d)有显著特点，就是支链反应初期有一个感应期τf，其反应速率W很小，而后迅猛加速，以至可以出现爆炸现象。

2）链式反应产生链载体困难，故反应开始时进行迟缓，常存在感应期。
3）链载体活泼，若加入添加物使之产生或消灭链载体（即加入引发剂或阻化剂）会严重影响链式反应的速率，也就是说，链式反应对添加物是敏感的。
4）链载体的产生与消亡对器壁的材质、尺寸和形状等也很敏感。
5）“惰性”添加物也对链载体的产生与消亡起促进或延缓作用，故链式反应对“惰性”添加物也敏感。
③应用
如在含甲烷的空气中加入惰性的、吸热降温的物质，或能够同自由基结合形成分子的物质，就能起到链终止的效果，使含甲烷气体不爆炸或爆炸威力降低。
如，在含甲烷的空气中加入4.2%的一溴三氟甲烷CF3Br就能防止甲烷爆炸。

4、瓦斯爆炸传播的过程和致命因素
①根据爆炸传播速度将瓦斯爆炸分为3类
爆燃——传播速度为每秒数十厘米至数米；
爆炸——传播速度为每秒数十米至数百米；
爆轰——传播速度超过声速，可达每秒数千米。
②传播过程
甲烷与空气混合物可简称为烷空气体。假如在可爆炸甲烷浓度的烷空气体中出现了点火源，则此气体就会在火源点被点燃形成最初火焰（称这一点为爆源）。在大气压条件下，该火焰厚度非常薄，仅0.1~0.01mm，它是一个燃烧带，并在烷空气体中传播。
当燃烧波在开始移动5~10倍巷道宽度距离后，便开始明显加速，燃烧开始所产生的已燃气体产物的比体积（m3/kg）为未燃空气体的5~15倍。这些已燃气体相当于一个燃气活塞，通过已燃气体产物所产生的膨胀形成压缩波，给予火焰前面未燃气体一个沿巷道向下游的速度。由于每个处在前面的压缩波必然能稍微加热未燃烷空气体，因此传播速度增加，这样随后的这些波就追上最初的波，形成更大的压缩波。
这种预热又使火焰速度进一步增大，于是也就加速了未燃烷空气体，更进一步提高在未燃气体中产生湍流的成都，这样就得到了一个更大的火焰速度、更大的压缩波和更大的未燃气体加速度，因此就可以形成激波，该激波足够强以致依靠本身的压缩温度就能点燃烷空气体形成爆轰。
③致命因素
1）火焰锋面
火焰锋面是瓦斯爆炸时沿巷道运动的化学反应带和燃烧热的气体总称。其传播速度可在较大的范围内变化，从每秒数米到爆轰的传播速度2500m/s。火焰锋面好象沿巷道运动的活塞一样，把含甲烷空气体收集起来并点燃。这种活塞的长度从火焰锋面最慢传播时的几十厘米到爆轰时的几十米。火焰锋面通过时，可使人的衣服被扯下，造成大面积皮肤的深度烧伤、呼吸器官甚至食道和胃的粘膜烫伤；烧坏电气设备与电缆，当电缆有电时可能引起二次性的电气火灾；引燃井巷的可燃物，造成火灾。
2）冲击波
在正向冲击波传播时，其波峰的压力可从数十kPa到2MPa的范围内变化；当正向冲击波叠加和反回时，可形成高达10MPa的压力。冲击波的传播速度高于音速。如果爆炸减弱，则冲击波就转变为声波。
正向和反向冲击波通过时会引起人体的创伤，在大多数情况下，这些创伤具有综合和多样的特征，如创伤和烧伤综合，给急救造成困难，需要细心护理。冲击波还会移动、翻倒和破坏电气设备、机械设备，甚至可能发生二次性着火，破坏支架、堵塞巷道，引起冒顶，破坏通风设施与通风系统，这不仅会扩大灾情，而且会使抢险救灾、救人困难化复杂化。
3）井巷大气成分的变化
矿井瓦斯爆炸后的分析表明：O2=6~10%，N2=82~88%，CO2=8~4%，CO=4~2%。瓦斯爆炸时矿井大气中氧浓度下降，产生有毒有害气体。甲烷浓度愈靠近爆炸上限时，爆炸后的残余氧浓度就愈低。在最佳的甲烷浓度时，可能发生完全燃烧的情况，这时生成CO2与H2O最多。高浓度CO2(>5%)的作用犹如有毒气体，它溶于血液内能造成死亡性中毒，高浓度热水蒸气可能造成内脏器官的烫伤。在甲烷爆炸上限浓度时以及有煤尘参与爆炸时，还能释放出大量的剧毒物CO；当浓度达0.5％时仅几分钟人员即有死亡危险。释放出来的可燃性气体(CO，H2，CH4 )可以达到爆炸界限，发生二次爆炸。
火焰锋面(爆燃与爆炸)的传播范围较小，一般为数十米到数百米，只在极少的情况下达到几千米。冲击波(爆轰)的传播范围就大得多，一般为几千米，有时甚至波及到地面。爆炸产物的波及范围与通风系统，通风风量以及爆炸时对通风系统破坏情况等有关，爆炸产物的运动，在冲击波消失和火焰锋面停止后继续随风流进行，因此甲烷和煤尘爆炸的最大危险性在于矿井大气成分的改变，它在大多数情况下造成严重的后果。瓦斯爆炸后，70%的伤亡是由爆炸产物造成的。

5、三专两闭锁
“三专”指：专用变压器、专用开关、专用电缆；
“两闭锁”指：风电闭锁、瓦斯电闭锁。
其功能是：只有在局部通风机正常供风、掘进巷道内的瓦斯浓度不超过规定限值时，方能向巷道内机电设备供电；当局部通风机停转时，自动切断所控机电设备的电源；当瓦斯浓度超过规定限值时，系统能自动切断瓦斯传感器控制范围内的电源，而局部通风机便自行闭锁，重新恢复通风时，要人工复电，先送风，当瓦斯浓度降到安全容许值以下时才能送电。从而提高了局部通风机连续运转供风的安全可靠性。

6、简述瓦斯爆炸发生的条件
①甲烷的浓度处于爆炸界线范围之内，5%~16%；
②氧气浓度不低于12%；
③具有超过最小点燃能量（0.28mJ）、高于甲烷最低点燃温度（650℃~750℃）且时间长于感应期的点火源。

7、混合爆炸性气体爆炸界线的计算
N=100C1N1+C2N2+…+CnNn
式中，N、N1、N2……Nn——分别是混合气体的和及其中各个可燃气体组分的爆炸上限、下限浓度，％；
C1、C2 …… Cn——分别是各可燃气体组分占可燃气体总和的百分比（按体积计，%）；
Cl+C2+ …… +Cn＝100%。
该法则适用于烃类与CO等混合气体，但氢除外。使用该法则计算混合气体爆炸界限的缺点是必须预先知道混合物中各可燃组分的浓度。

1、突出矿井、突出煤层
突出矿井：指在矿井的开拓、生产范围内有突出煤层的矿井。
突出煤层：指在矿井井田范围内发生过突出的煤层或者经鉴定有突出危险的煤层。

2、煤与瓦斯突出、压出、倾出的特点与区别
①突出特点
1）抛出的固体物具有明显的气体搬运特征；
2）突出物中含有大量的极细的粉；
3）突出的孔洞具有一些特殊的形状；
4）突出过程中伴随有大量的瓦斯涌出。
②压出特点
1）压出固体物堆积在原来位置的对面，移动距离小，煤堆积坡度一般小于自然安息角；
2）压出的煤呈大小不同的碎块，杂乱无章，有时煤整体位移，向外鼓出；
3）压出时有大量瓦斯涌出，有时从压裂裂缝喷出瓦斯，但极少见到瓦斯逆流现象；
4）压出孔洞呈楔形、缝形或袋形，口大腔小。
③倾出特点
1）倾出的煤堆积在原来位置的下方；
2）倾出的煤呈大小不同的碎块，杂乱无章；
3）倾出时伴随大量瓦斯涌出，但一般无瓦斯逆流现象；
4）一般有规则的孔洞，呈舌形、袋形，孔洞轴线沿煤层倾斜方向伸延 ，深度数米至数十米。
④区别
突出是指煤与瓦斯在一个很短的时间内突然地连续地自煤壁暴露面抛向巷道空间所引起的动力现象，压出是煤炭自煤壁冲入巷道，伴随着涌出大量瓦斯。倾出是结构松软、饱含瓦斯、内聚力小的煤，突然破坏，失去平衡，在重力的作用下垮落。

3、两个“四位一体”区域综合防突措施
①区域综合防突措施
区域突出危险性预测；区域防突措施；区域措施效果检验；区域验证。

②局部综合防突措施
工作面突出危险性预测；工作面防突措施；工作面措施效果检验；安全防护措施。

4、横三带竖三带产生的原因和定义

III-垮落带 II-裂隙带 I-弯曲下沉带
A—煤壁支撑区B—离层区C—重新压实区。
产生原因：
根据煤层顶板上覆岩层的运动特征，上覆岩层下沉失稳，从开切眼开始，随着工作面推进，离层裂隙不断增大，采空区中部离层裂隙最发育；采空区中部离层裂隙趋于压实，离层率下降，而采空区两侧离层裂隙仍能保持；最终形成采动裂隙发育区。

5、煤层透气系数的物理意义
是在1m3煤体的两侧，瓦斯压力平方差为1MPa2时，通过lm长度的煤体，在lm2煤面上每日流过的瓦斯量相当于该煤层的渗透率为0.025毫达西。煤的孔隙——裂隙系统对地应力的作用非常敏感，当压应力增高时，煤的透气系数下降，反之压应力减少（卸压）时，煤的透气系数则增大。

6、矿井瓦斯抽放分类
按空间对象分，有开采层、邻近层、采空区和围岩抽放；
按是否卸压分，有未卸压和卸压抽放；
按时间分，有采前预抽、边掘边抽、边采边抽和采后抽放。

7、矿井有效抽采半径的定义和影响因素
①定义
指在规定的排放时间内，在该半径范围内的瓦斯压力或瓦斯含量降到安全容许值。
②影响因素
抽放时间、煤层透气系数

8、煤层透气系数的物理意义
是在1m3煤体的两侧，瓦斯压力平方差为1MPa2时，通过lm长度的煤体，在lm2煤面上每日流过的瓦斯量相当于该煤层的渗透率为0.025毫达西。煤的孔隙——裂隙系统对地应力的作用非常敏感，当压应力增高时，煤的透气系数下降，反之压应力减少（卸压）时，煤的透气性系数则增大。