1、瓦斯防治技术第九讲 瓦斯防治技术 本讲主要内容是瓦斯的概念及性质、煤层瓦斯赋存与含量、矿井瓦斯涌出、瓦斯爆炸及其防治、煤与瓦斯突出防治。一、矿井瓦斯的概念与性质（一）瓦斯的概念矿井瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体的总称。有时特指甲烷(沼气)。广义：井下除正常空气的大气成份以外，涌向采矿空间的各种有毒、有害气体总称。狭义：煤矿生产过程中从煤、岩内涌出的，以甲烷为主要成份的有毒有害气体的总称。矿井瓦斯成分很复杂，其主要成分是甲烷(CH4)，其次是二氧化碳(CO2)和氮气(N2)，还含有少量或微量的重烃类气体（乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等）、氢（H2）、一氧化碳（CO）、二氧化硫(SO
2、2)、硫化氢(H2S)等。由于甲烷（俗称沼气）是矿井瓦斯的主要成分，因而人们习惯上所说的瓦斯，通常指甲烷而言。1、来源：（1）煤、岩层涌出（烷烃、环烷烃、芳香烃）；（2）生产过程中产生（CO2、NO2、H2等）（3）井下化学、生物化学反应生成 （CO2、H2S、SO2）；（4）放射性元素蜕变过程生成（Rn、He等）（二）、矿井瓦斯性质（物理化学性质）瓦斯是煤矿开采过程中释放出来的无色、无味、无嗅的气体，比空气轻、难溶入水，可燃烧、爆炸；（三）CH4的危害及其经济价值（四害一利）1、危害性（有四大危害）：（1）可以燃烧，引起矿井火灾；（2）会爆炸，导致矿毁人亡；（3）浓度过高时会导致人员缺氧窒息
3、、甚至死亡；（4）发生煤（岩）与瓦斯突出，摧毁、堵塞巷道，甚至引起人员窒息死亡、瓦斯爆炸。2、重要能源CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O + Q1m3CH4燃烧可以放出37022.2kJ 相当于11.5Kg烟煤。是重要的化工原料。二、煤层瓦斯赋存与含量（一）矿井瓦斯的生成煤层瓦斯是腐植型有机物（植物）在成煤过程中生成的。成气过程两个阶段，一是生物化学成气时期；二是煤化变质作用时期。古代植物在成煤过程中，经厌氧菌的作用，植物的纤维质分解产生大量瓦斯；此后，在煤的碳化变质过程中，随着煤的化学成分和结构的变化，继续有瓦斯不断生成。在全部成煤过程中，每形成一吨烟煤，大约可以伴生600m3以上的瓦
4、斯。而由长焰煤变质为无烟煤时，每吨煤又可以产生约240m3的瓦斯。1、碳化过程生成的大量气体。初期：主要为CO2，CH4不多。随着碳化程度的提高，CO2减少，CH4增多，同时生成重烃。2、碳化的同时，煤的物质分子式、结构发生变化；3、因覆盖层增厚，生成的气体大多得以保存。但煤层瓦斯含量远小于生成量。其原因在于:（1）地质构造运动；（2）运移到适于贮存地点，形成气藏；（3）溶解于水中（长久地质年代过程中）；（4）逸散于大气中（从煤层露头）。（二）瓦斯在煤体内存在的状态煤体是一种复杂的多孔性固体，包括原生孔隙和运动形成的大量孔隙和裂隙，形成了很大的自由空间和孔隙表面。煤层中瓦斯赋存两种状态：游离状
5、态 （图中1）吸附状态 （图中2、3）吸着状态 （图中2）吸收状态 （图中3） 9-1 瓦斯在煤内的存在形态示意图 1游离瓦斯；2吸着瓦斯；3吸收瓦斯； 4煤体；5孔隙（三）煤层中瓦斯垂直分带1、形成原因：当煤层直达地表或直接为透气性较好的第四系冲积层覆盖时，由于煤层中瓦斯向上运移和地面空气向煤层中渗透，使煤层内的瓦斯呈现出垂直分带特征。2、垂直分为四带： 四带： CO2- N2带、N2带、N2CH4带、CH4带。现场实际过程中，将前三带总称为瓦斯风化带。9-2煤层瓦斯垂直分带示意图3、划分的意义：掌握本煤田煤层瓦斯垂直分带的特征，是搞好矿井瓦斯涌出量预测和日常瓦斯管理工作的基础。规律： 瓦斯
6、风化带内，涌出量与深度之间无规律性。 瓦斯风化带内，无突出危险性。 在CH4带内，瓦斯压力与煤层瓦斯含量与煤层埋藏深度成正比。（三）影响煤层瓦斯含量的因素煤层瓦斯含量是指单位体积或重量的煤在自然状态下所含有的瓦斯量（标准状态下的瓦斯体积），单位为 m3/m3或 m3/t。煤的瓦斯含量包括游离瓦斯和吸附瓦斯含量之和。主要影响因素：1、煤的吸附特性:煤的吸附性能决定于煤化程度， 一般情况下煤的煤化程度越高，存储瓦斯的能力越强。2、.煤层赋存状态:煤层如果有或曾经有过露头长时间与大气相通，瓦斯含量就不会很大。反之，如果煤层没有通达地表的露头，瓦斯难以逸散，它的含量就较大。（1）露头：成煤的地质年代中
7、，若有露头长时间与大气相通，瓦斯沿煤层流动，煤层瓦斯往往沿煤层露头排放，瓦斯含量大为减少。（2）煤层倾角： 煤层倾角愈大，煤层瓦斯含量愈低。（3）埋藏深度：煤层的埋藏深度越深，煤层中的瓦斯向地表运移的距离就越长，散失就越困难。但是如果埋藏深度继续增大，瓦斯含量增加的速度将要减慢。3、煤层和围岩的透气性 煤层透气性系数是煤层瓦斯流动难易程度的标志。物理意义：断面为1m2的煤体两侧，瓦斯压力平方梯度为1MPa2/m时，流过的流量恰为1m3/d时的介质透气性。煤层透气性系数相差很大，透气性系数越大，越利于抽采。4、地质构造：是影响煤层瓦斯含量的主要因素之一。表现：一方面是造成了瓦斯分布的不均衡，另一
8、方面是形成了有利于瓦斯赋存或有利于瓦斯排放的条件。(1) 褶皱构造：褶皱的类型、封闭情况和复杂程度，对瓦斯赋存均有影响。当煤层顶板岩石透气性差 ，且未遭构造破坏时，有利于瓦斯的储存。背斜是良好的储气构造，背斜轴部的瓦斯会相对聚集，瓦斯含量增大。形成“气顶”。9-3a背斜构造示意图 b向斜构造示意图在向斜盆地构造的矿区，顶板封闭条件良好时，瓦斯沿垂直地层方向运移是大部分瓦斯仅能沿两翼流向地表。煤包、地 垒、地堑都为高瓦斯区。（2）断层断层破坏了煤层的连续完整性，使煤层瓦斯运移条件发生变化。有的断层有利于瓦斯排放，也有的断层对瓦斯排放起阻挡作用，成为逸散的屏障。前者称开放型断层，后者称封闭型断层。
9、断层的开放与封闭性决定于下列条件：a. 断层的性质和力学性质。一般张性正断层属开放型，而压性或压扭性逆断层封闭条件较好。b. 断层与地表或与冲积层的连通情况。规模大且与地表相通或与冲积层相连的断层一般为开放型。c. 断层将煤层断开后，煤层与断层另一盘接触的岩层性质。若透气性好则利于瓦斯排放。d. 断层带的特征。断层带的充填情况、紧闭程度、裂隙发育情况等都会影响到断层的开放或封闭性。一般地，开放性断层，不论其与地表是否连通，其附近，瓦斯含量低。封闭性断层（受压影响），可阻止CH4的排放。9-4a开放性断层示意图 b封闭性断层示意图煤系岩性组合和煤层围岩性质对煤层瓦斯含量影响很大。如果围岩为致密完
10、整的低透气性岩层，围岩的透气性差，所以煤层瓦斯含量高，瓦斯压力大。反之，围岩由厚层中粗砂岩、砾岩或裂隙溶洞发育的石灰岩组成，则煤层瓦斯含量小。5、水文地质条件地下水与瓦斯共存于煤层及围岩之中，其共性是均为流体，运移和赋存都与煤、岩层的孔隙、裂隙通道有关。由于地下水的运移，一方面驱动着裂隙和孔隙中瓦斯的运移，另一方面又带动溶解于水中的瓦斯一起流动。瓦斯在水中的溶解度仅为14%。地下水和瓦斯占有的空间是互补的，这种相逆的关系，常表现为水大地带瓦斯小，反之亦然。6、岩浆活动岩浆活动对瓦斯赋存的影响比较复杂。一方面，在岩浆热变质和接触变质的影响下，煤的变质程度升高，增大了瓦斯的生成量和对瓦斯的吸附能力
11、。另一方面，在没有隔气盖层、封闭条件不好的情况下，岩浆的高温作用可以强化煤层瓦斯排放，使煤层瓦斯含量减小。所以说，岩浆活动对瓦斯赋存既有生成、保存瓦斯的作用，在某些条件下又有使瓦斯逸散的可能性。（四）煤层内的瓦斯压力瓦斯压力是决定煤层瓦斯含量、瓦斯流动动力高低以及瓦斯动力现象的基本参数。1、瓦斯压力的含义 煤层孔隙或裂隙内气体分子自由运动撞击所产生的作用力，它在某一点上各向大小相等，方向与孔隙壁垒垂直。2、煤层瓦斯压力分布的一般规律（1）未受采动影响的煤层内 的瓦斯压力，随深度的增加而有规律地增加，可以大于、等于或小于静水压。 9-5瓦斯压力与煤层埋藏深度关系示意图（2）在地质条件相近的块段内
12、，相同深度的同一煤层，具有大体相同的瓦斯压力。三、矿井瓦斯涌出（一）瓦斯涌出量1、含义 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，对应于整个矿井的叫矿井瓦斯涌出量，对应于翼、采区或工作面，叫翼、采区或工作面的瓦斯涌出量。2、瓦斯涌出量表示方法1）绝对瓦斯涌出量单位时间涌出的瓦斯体积，单位为m3/d或m3/min：Qg=QC/100 式中 Qg绝对瓦斯涌出量， m3/min；Q风量， m3/min；C风流中的平均瓦斯浓度，。2）相对瓦斯涌出量：平均日产一吨煤同期所涌出的瓦斯量，单位是m3/t。3）、瓦斯涌出强度：单位时间、单位暴露面积涌出的瓦斯体积。单位：m3/(d.m2)或
13、m3/(min.m2)。4）、瓦斯涌出形式：指矿井瓦斯在时间、空间上的分布形式。（1）普通涌出：长时间地、均匀地从煤体中涌出瓦斯。特点：时间上：连续不断；空间上：普遍存在；涌出强度：缓慢、均匀。（2）特殊涌出：矿井生产过程中，在某些特定地点、突然地于一段时间内大量涌出瓦斯的现象。特点：时间上：突然地、间隔的；空间上：非普遍存在涌出强度：产生动力破坏。5）、瓦斯涌出不均匀性：矿井瓦斯涌出在时、空上都是不均匀的。因此在进行矿井风量计算时一般取平均瓦斯涌出量，为满足周期变化的需要，应考虑一个系数。（二）影响瓦斯涌出的因素1、自然因素1）煤层和围岩的瓦斯含量，它是决定瓦斯涌出量多少的最重要因素。一般地
14、，煤层的瓦斯含量越高，开采时的瓦斯涌出量也越大。2）地面大气压变化。地面大气压变化引起井下大气压的相应变化，它对采空区（包括回采工作面后部采空区和封闭不严的老空区）或坍冒处瓦斯涌出的影响比较显著。据统计一半的爆炸发生在气压急剧变化时期。（对于本地区来讲每年的4-5月份、10-11月份为气压急剧变化时期）2、开采技术因素1）开采规模 （1）矿井达产之前，绝对瓦斯涌出量随着开拓范围的扩大而增加。绝对瓦斯涌出量大致正比于产量，相对瓦斯涌出量数值偏大而没有意义。（2）矿井达产阶段后，绝对瓦斯涌出量基本随产量变化并在一个稳定数值上下波动。对于相对瓦斯涌出量来说，如果矿井涌出的瓦斯主要来源于采落的煤炭，产
15、量变化时，对绝对瓦斯涌出量的影响虽然比较明显，但对相对瓦斯涌出量影响却不大，（3）开采工作逐渐收缩时，绝对瓦斯涌出量又随产量的减少而减少，并最终稳定在某一数值，这是由于巷道和采空区瓦斯涌出量不受产量减少的影响，这时相对瓦斯涌出量数值又会因产量低而偏大，再次失去意义。2）开采顺序与回采方法 首先开采的煤层（或分层）瓦斯涌出量大。采空区丢失煤炭多，回采率低的采煤方法，采区瓦斯涌出量大。顶板管理采用陷落法比充填法能造成顶板更大范围的破坏和卸压，临近层瓦斯涌出量就比较大。3）生产工艺瓦斯从煤层暴露面（煤壁和钻孔）和采落的煤炭内涌出的特点是，初期瓦斯涌出的强度大，然后大致按指数函数的关系逐渐衰减。4）风
16、量变化矿井风量变化时，瓦斯涌出量和风流中的瓦斯浓度会发生扰动，但很快就会转变为另一稳定状态。9-6风量变化与瓦斯浓度示意图5、采区通风系统 采区通风系统对采空区内和回风流中瓦斯浓度分布有重要影响。9-7通风系统对瓦斯浓度影响示意图6、采空区的密闭质量采空区内往往积存着大量高浓度的瓦斯（可达6070%），如果封闭的密闭墙质量不好，或进、回风侧的通风压差较大，就会造成采空区大量漏风，使矿井的瓦斯涌出增大。（三）矿井瓦斯涌出来源的分析与分源治理一般是将全矿的（或翼的、水平的）瓦斯来源分为回采区（包括回采工作面的采空区）、掘进区和已采区三部分。其测定方法是同时测定全矿井、各回采区和各掘进区的绝对瓦斯涌
17、出量。然后分别计算出各回采区、掘进区和已采区三者各占的比例。测定回采区或掘进区的瓦斯涌出量时，要分别在各区进、回风流中测瓦斯浓度和通过的风量，回风和进风绝对瓦斯涌出量的差值，即为该区的绝对瓦斯涌出量。（四）矿井瓦斯等级及其鉴定1.矿井瓦斯等级划分依据规程规定：一个矿井中，只要有一个煤(岩)层中发现过瓦斯，该矿井即定为瓦斯矿井，并依照矿井瓦斯等级的工作制度进行管理，矿井瓦斯等级按照日产吨煤涌出瓦斯量（相对瓦斯涌出量）和瓦斯涌出形式分为：瓦斯矿井：矿井瓦斯相对涌出量小于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40立方米min；高瓦斯矿井：矿井瓦斯相对涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于
18、40立方米min；煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井。每年必须对矿井进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量的鉴定工作，报省（自治区、直辖市）煤炭管理部门审批，并报省（自治区、直辖市）煤矿安全监察机构备案。新矿井设计文件中，应有各煤层的瓦斯含量资料。2、矿井瓦斯等级鉴定（1）鉴定时间和基本条件 矿井瓦斯等级的鉴定工作应在正常生产的条件下进行。一般在七月或八月。在鉴定月的上、中、下旬中各取一天（间隔10天），分三个班（或四个班）进行测定工作。所谓正常生产，即被鉴定的矿井、煤层、一翼、水平或采区的回采产量应达到该地区设计产量的60%。（2）测点选择和测定内容及要求。确定矿井瓦斯等级时，是按每一自然矿井、煤层、
19、一翼、水平和各采区分别计算相对瓦斯涌出量，并取其中最大值（而不是全矿井的平均值）。所以测点应布置在每一通风系统的主要通风机的风峒、各水平、各煤层和各采区的回风道测风站内。如无测风站，可选取断面规整并无杂物堆积的一段平直巷道作测点（3）矿井瓦斯等级的确定。矿井瓦斯等级以最大的相对瓦斯涌出量和有、无煤与瓦斯突出，按分级标准确定。并附以必要的文字说明，如产量、采掘比例、地质构造等因素和瓦斯喷出、煤与瓦斯突出等情况，报上级审批。正在建设中的矿井，也应进行瓦斯等级的鉴定，如果鉴定结果，特别是在煤层揭开以后，实际的瓦斯涌出量超过原设计确定的等级时，应提出修改矿井瓦斯等级的专门报告，报原设计审批单位批准。（
20、五）矿井瓦斯涌出量预测瓦斯涌出量的预测是指根据某些已知相关数据，按照一定的方法和规律，预先估算出矿井或局部区域瓦斯涌出量的工作。瓦斯涌出量的预测的方法：1、统计法1)此法只适用于瓦斯带以下已回采了12个水平的矿井，而且外推深度不得超过100-200m，煤层倾角和瓦斯涌出量梯度值越小，外推深度也应越小，否则误差可能很大。）积累的瓦斯涌出量资料，至少要有一年以上，而且积累的资料愈多、精度愈高，已采水平（或区域）的瓦斯地质情况和开采技术条件与新设计水平（或区域）愈相似，预测的可靠性也愈高。否则，应根据有关资料进行相应的修正，或按相似程度进行分区预测。2、计算法以煤层瓦斯含量为基础进行计算。瓦斯含量法
21、瓦斯含量法又称分源预测法。这种方法以煤层瓦斯含量为矿井瓦斯涌出量预测的主要依据，故称瓦斯含量法。世界上一些主要产煤国家如英国、前西德、法国、波兰、前苏联等，开始进行煤层瓦斯含量法预测矿井瓦斯涌出量的研究，提出了各自的计算公式。原理：采区相对瓦斯涌出量等于平均每采一吨煤各瓦斯涌出分量之和。 每一分钟涌出量为：式中：mi/m1-瓦斯涌出源所在煤层厚度与采高之比；x0-瓦斯涌出源所在煤层原始瓦斯含量；x1-运到地面煤的残余瓦斯含量；Ci-i个瓦斯涌出源的瓦斯涌出率。矿井瓦斯涌出来源：矿井瓦斯涌出可分为七个基本涌出源（如下图所示）。四、瓦斯爆炸及其预防（一）概述瓦斯的最大危害就是发生爆炸。不仅能造成人
22、员伤亡，而且会严重摧毁井下设施，中断生产。有时还会引起煤尘爆炸和井下火灾，从而加重灾害，使生产难以在短期内恢复。1、危害:（1）一种极其严重的灾害，一旦发生，不仅造成大量人员伤亡，而且还会严重摧毁矿井设施、中断生产。（2）可能引起煤尘爆炸、矿井火灾、井巷垮塌和顶板冒落等二次灾害，使生产难以在短期内恢复。（3）造成人员大面积皮肤深度烧伤，呼吸器官粘膜烫伤；（4）破坏电气设备；（5）引燃井巷可燃物。（6）冲击波移动和破坏设备，可能发生二次着火; 破坏支架、顶板冒落、垮塌岩石堆积物导致通风系统破坏，使救灾复杂化。（7）、高温灼热。在瓦斯浓度为9.5%条件下，爆炸时的瞬时温度在自由空间内可达1850；
23、在封闭空间内最高可达2650。井下巷道呈半封闭状态，其爆温将在1850与2650之间。这样高的火焰温度，很短时间内足以灼伤人的皮肤和肌肉、损伤人的器官，点爆煤尘，点燃坑木。（8）造成人员窒息死亡；引起人员中毒和死亡；2、瓦斯事故发展趋势：（1）随着开采深度增加，瓦斯涌出量增大，发生爆炸的可能性增大；（2）机械化程度的提高，火源点增多，摩擦火花增多；（3）导致伤亡的爆炸事故仍然不少，未杜绝；（4）后果严重性没什么改变，也将很以改变；（5）多数事故是人为的、组织管理上的缺陷；（6）爆炸次数与矿井瓦斯涌出量之间无必然联系，1/3的爆炸发生在低瓦斯矿井。预防矿井瓦斯爆炸是一项重大的任务，研究和掌握瓦斯
24、爆炸的防治技术，对煤矿安全生产具有重要意义。（二）瓦斯爆炸及作用机理1、爆炸：物质从一种状态迅速变成另一种状态，并在瞬间放出大量能量的同时，产生巨大声响的现象。气体快速扩展的结果。发生原因：物理变化、化学变化瓦斯爆炸：一定浓度的甲烷和空气中的氧气在高温热源的作用下发生激烈氧化反应的过程。最终反应式： 此时，混合气体中因此，理论上瓦斯浓度为9.5%瓦斯爆炸最猛烈。2、基本特点：（1）反应有一个感应期。一个激发能量产生载体的过程（2）只要载体不消失，反应就一直进行下去。（3）反应开始产生载体较困难，故反应开始进行迟缓。（4）周围环境对反应产生较大影响。3、瓦斯爆炸的传播及其后果 1）瓦斯爆炸传播过
25、程1）、爆燃和爆炸的传播过程烷空气体：甲烷与空气混合物。燃烧速度：火焰面相对于未燃烷空气体的传播速度。9-9 瓦斯爆炸过程示意图爆炸过程：a) 可爆炸甲烷浓度的烷空气体中出现点火燃，形成最初火焰-爆源。b) 爆源传入未燃的烷空气体处的初始温度为T0；在预热带内将烷空气体预热到Ti，并进行放热的化学反应，形成反应带；反应带结束处达到的温度为Tb。c) 燃烧带在传播过程中，燃烧带和未燃烷空气体和燃烧产物之间进行热量和质量交换。d) 已燃气体膨胀（约515倍），形成燃气活塞，经过反复加热、加压，使火焰速度加快，波速加快。e) 形成激波，该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。2）反
26、向冲击形成原因：（1）爆炸发生时，爆源附近的气体向外冲出；（2）反应产物生成的水蒸气凝结成液态体积缩小；（3）爆源附近形成负压区。9-10 瓦斯爆炸过程中爆源附近形成的负压区特点：（1）冲击能量小；（2）可能引起二次爆炸；（3）由于是二次破坏，破坏后果严重。（三） 瓦斯爆炸的条件及其影响因素瓦斯爆炸必须同时具备三个条件：即一定浓度的瓦斯；一定温度的引燃火源和足够的氧含量，三者缺一不可。（一）、爆炸界限及其主要影响因素爆炸界限- 在正常的大气环境中，可燃气体与空气或氧气混合，遇火源可以爆炸的极限浓度。最低浓度-爆炸下限；最高浓度-爆炸上限。如：CH4在空气中的爆炸下限为56，上限为1416。CC
27、H4 5% 时，发生燃烧。CCH416% 时，新鲜空气界面处燃烧。CCH4= 9.5%时，爆炸最剧烈。CCH4= 7 8 %时，爆炸最容易。爆炸界限受多种因素影响，主要有以下几个方面:1、环境温度：温度升高甲烷的爆炸下限下降、上限上升。即爆炸界限扩大。环境温度烷空气体爆炸界限（%）下限上限206.0013.401005.4513.502005.0513.803004.4014.254004.0014.705003.6515.356003.3516.407003.2518.752、气压：爆炸初始时环境的气压对烷空气体的爆炸界限有很大的影响，气压增加，爆炸下限变化很小，上限上升。环境压力（MPa）
28、烷空气体爆炸界限（%）下限上限0.15.614.31.05.917.25.15.429.412.75.745.73、氧浓度常温下，CH4的爆炸界限与混合气体中氧浓度的关系，呈三角形，人们称为“爆炸三角形”。（教材28页）大量实验表明，瓦斯爆炸界限随混合气体中氧浓度的降低而缩小。当氧浓度降低时，瓦斯爆炸下限缓慢地增高，如图中的BE线所示，爆炸上限则迅速下降，如图中的CE线所示。氧浓度降低到12%时，瓦斯混合气体即失去爆炸性，遇火也不会爆炸。煤矿安全规程规定，井下工作地点的氧浓度不得低于20%，上述关系似乎没有什么实际意义，但在密封区特别是火区内情况却不同，其中往往积聚大量瓦斯，且有火源存在，只有
29、氧浓度很低时，才不会发生爆炸；一旦重开火区或火区封闭不严而大量漏风，新鲜空气不断流入，氧浓度达到12%以上，就可能发生爆炸。综上所述，在新鲜空气中，瓦斯浓度为516%，在遇到650750以上的火源才会爆炸。但是这些数值受很多因素的影响，而在较大范围内变化，加上矿井通风和瓦斯涌出的不稳定性，所以规程中对井下各地点的瓦斯浓度与可能产生的火源都作了严格限制，以防爆炸事故的发生。这是十分必要的，必须认真执行。从试验中得到了瓦斯空气混合气体爆炸极限与氧浓度的关系，如下图所示。9-11柯瓦德瓦斯爆炸三角形示意图图中BEC所构成的三角区域就是瓦斯爆炸三角形，当瓦斯浓度和氧浓度处于三角形区域，在点火源作用下，
30、就会发生瓦斯爆炸；同样，瓦斯浓度和氧浓度不在此三角形区域，就不会发生瓦斯爆炸。这就为防止瓦斯爆炸发生提供了途径。这是如前所述，采掘工作面进风流中的氧气浓度不低于20%。氧气作为作业人员必备的生存条件，在煤矿井下必须予以保证，也就是说，在煤矿井下工作环境下，氧浓度都必须维持在20%以上，通过控制氧气浓度来控制瓦斯爆炸事故是不现实的。然而，在密封区特别是火区，其中往往积聚大量瓦斯，且有火源存在，只有将氧浓度控制在很低时（12%以下），才能确保不会发生瓦斯爆炸事故；重开火区或火区封闭不严而大量漏风，新鲜空气不断流入，氧浓度达到12%以上时，同样可能发生爆炸。这也是在采空区内为防止瓦斯爆炸或燃烧，把氧浓度降低到12%以下，以控制爆炸或熄灭燃烧火焰的原因所在。实际意义：（1）封闭火区，由于CH4涌出，烟气掺入，氧气浓度下降，可能进入爆炸三角形发生爆炸；（2）已封闭，而未爆炸火区，可能因漏风而进入爆炸三角形发生爆炸；（3）注入惰性气体可预防爆炸，CO2比N2效果好。4、煤尘的影响降低CH4的爆炸下限。因为煤尘本身有爆炸性，且煤尘遇热（300400时）会干馏出可燃气体，使爆炸下限降低。5、其它可燃气体当烷空气体混有碳氢类气体或CO时，混合气体的爆炸界限往往会扩大。6、引火源点火能量的影响引火源向邻近的烷空气体传输的能量愈大，爆炸范围愈大。也就是说，点火温度越高，瓦斯
