2019年中級(jí)注冊(cè)安全工程師答疑:什么是礦井瓦斯?
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問(wèn)題：
什么是礦井瓦斯?
答疑：
人們從事煤礦井下工作要與水、火、瓦斯、煤塵、頂板五大自然災(zāi)害作斗爭(zhēng)，除此之外還有機(jī)電，運(yùn)輸?shù)劝踩矫娴膯?wèn)題，所指這些都是涉及到系統(tǒng)工程，需要綜合治理。
瓦斯是煤礦生產(chǎn)經(jīng)常遇到的一個(gè)問(wèn)題，也是對(duì)煤礦安全生產(chǎn)威脅最大的一種自然災(zāi)害。在我國(guó)不僅過(guò)去瓦斯事故十分嚴(yán)重，直到現(xiàn)在也經(jīng)常發(fā)生。根據(jù)一九九七年礦井瓦斯等級(jí)鑒定說(shuō)明，我國(guó)所有礦井都是瓦斯礦井，因此，認(rèn)識(shí)瓦斯特點(diǎn)，掌握瓦斯事故發(fā)生的規(guī)律，采取制服瓦斯的措施，也是一項(xiàng)刻不容緩的工作。
礦井中的瓦斯是指從煤層和生產(chǎn)過(guò)程中涌出的各種有害氣體的總稱(chēng)。它大致分為三類(lèi)：一類(lèi)是可燃性和爆炸性氣體，主要是沼氣(又稱(chēng)甲烷，化學(xué)分子式是CH4);二類(lèi)是窒息性氣體，主要是二氧化碳;三類(lèi)是有害氣體，主要是一氧化碳，硫化氫，二氧化硫和二氧化氮等。井下煤層和巖層里涌出的有害氣體，主要是沼氣，習(xí)慣上把沼氣叫做瓦斯。
瓦斯是伴隨著煤的形成而生成的。在遠(yuǎn)古時(shí)代，原始森林等古代植物，因地殼變動(dòng)，被大量的水，泥砂淹沒(méi)和覆蓋，與空氣隔絕，植物殘骸借助自身所含的氧氣進(jìn)行緩慢氧化及細(xì)菌分解發(fā)酵，又受地層高溫，高壓作用，逐步變成煤炭，每生成一噸煤可伴生1000立方米的瓦斯。當(dāng)生成的瓦斯不可能向大氣中擴(kuò)散時(shí)，就被保留在煤層或巖層中，這就是我們?cè)诰虏擅夯蚓蜻M(jìn)時(shí)有瓦斯涌出來(lái)的原因。
瓦斯是無(wú)色，無(wú)臭，無(wú)味的可燃性氣體，不易溶于水，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，一立方米的重量為0.716公斤，比空氣輕，以空氣重量為1，則瓦斯的比重為0.554。因此，瓦斯容易積聚在采掘工作面上的頂板處，尤其容易積聚在上山巷道的掘井工作面，瓦斯具有很強(qiáng)的擴(kuò)散性，擴(kuò)散速度比空氣大1.5倍，如果巷道一處有瓦斯涌出，能迅速擴(kuò)散到全部巷道內(nèi)，滲透性強(qiáng)，能穿過(guò)鄰近煤層和巖層到采空區(qū)放出。
瓦斯在煤層或圍巖中存在的狀態(tài)可分二類(lèi)，即游離狀態(tài)和吸附狀態(tài)。
瓦斯以完全自由氣體狀態(tài)存在于煤體和巖石的孔隙，裂縫與空洞中，稱(chēng)為游離子狀態(tài)的瓦斯，這種游離子瓦斯可以自由運(yùn)動(dòng)，并顯現(xiàn)壓力，有些煤層中的瓦斯壓力高達(dá)40-50個(gè)大氣壓。
瓦斯被吸附在煤體孔隙壁上，形成一個(gè)極薄膜或進(jìn)入煤體內(nèi)部，瓦斯分子和煤的分子之間由于引力作用，緊密地吸附著，稱(chēng)為吸附狀態(tài)的瓦斯。
煤體中的游離瓦斯和吸附瓦斯，在一定條件作用下，能互相轉(zhuǎn)化，當(dāng)外界壓力升高或溫度降低時(shí)，部份游離瓦斯會(huì)轉(zhuǎn)化為吸附瓦斯：反之，如果外界壓力降低或溫度升高時(shí)，吸附瓦斯也會(huì)轉(zhuǎn)化為游離瓦斯。
煤體和圍巖中瓦斯放出形式，通常分為涌出，噴出和突出三種。
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