煤矿一通三防技术

　　煤层瓦斯垂直分带由露头向下划分为CO2-N2带、N2带、N2-CH4带及CH4带，成因涉及生物化学、变质作用及大气渗透;2107S切眼启封密闭巷道因长期封闭导致氧气浓度骤降至6%，主要源于煤岩氧化耗氧及二氧化碳积聚，需重点监测底板气体;氮气释放可能性存在，但需采样验证，瓦斯地质数据佐证煤层气体分带特征。

　　一、煤层瓦斯垂直分带

　　㈠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。

　　煤层由露头自上而下分为四个带：CO2-N2带、N2带、N2-CH4带、CH4带，前三个带总称为瓦斯风化带。

　　瓦斯风化带下界深度指标体系：(据不完全统计，最浅达15米，最深达467米)

　　煤层相对瓦斯涌出量等于2-3m3/t处;2、瓦斯组分中甲烷及重烃浓度达80%(体积比);

　　3、煤层内瓦斯压力为0.1-0.15MPa; 4、煤的瓦斯含量达到规定数值，变质程度不同标准不同。

　　㈡气体来源分析:

　　1、CH4：①生物化学阶段(从植物遗体到泥炭)：

　　②变质阶段(从泥炭到烟煤，碳化过程)：

　　煤层瓦斯含量少于生成量，减少原因：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)。

　　2、N2(惰性气体)：主要来自大气，井下爆破或生物腐烂也会生成，有些煤岩层也有氮气涌出。在放电或电解情况下，N2+O2=放电=2NO ，一氧化氮与氧气迅速化合，生成二氧化氮2NO+O2=2NO2 二氧化氮溶于水，生成硝酸，一氧化氮3NO2+H2O=2HNO3+NO

　　3、CO2：1)变质生成。易逸散于大气中，溶解于水，生成碳酸盐，所以，深部煤层中很少含有CO2;2)生物化学作用，浅部生物圈内(微生物生化作用);3)火山活动，岩浆接触变质，生成大量CO2;4)煤氧化。特别是煤的低温氧化。

　　㈢煤层瓦斯垂直分带及各带气体分析

　　名称气带成因瓦斯成分(%)

　　N2C02CH4

　　CO2-N2带生物化学-空气20-8020-80<10

　　N2带空气>80<10-20<20

　　N2-CH4带空气-变质20-80<10-2020-80

　　CH4带变质<20<10>80

　　二、煤矿2107S切眼启封密闭巷道内气体浓度变化分析

　　由于巷道封闭3个月有余，由于长期不通风，氧气浓度最低达6%，严重低于《规程》20%的规定，容易导致人员窒息事故。

　　分析如下：

　　1、密闭里段为护巷段，运输巷在工作面两端为负压区，但由于密闭的增阻，应该无漏风补充，否则氧气浓度不会降低。

　　2、由于密闭巷道为半煤岩巷道，存在煤岩缓慢氧化过程，这是造成氧气浓度降低的主要原因，六采轨道石门(全岩锚喷巷道)启封密闭时氧气浓度达19%，浓度稍有降低。

　　3、在煤、岩氧化过程中会生成二氧化碳，氧气浓度降低，二氧化碳浓度升高。分析2012年2月4日计量站气体分析报告数据可知： 1502运输巷密闭：氧气：7.82% 瓦斯：3.35% 二氧化碳：3.01%;2104S密闭：氧气：19.07% 瓦斯：0.01% 二氧化碳0.99%;2702面隅角顶部：氧气：20.41% 瓦斯：0.01% 二氧化碳：0.36% ;再者2106S面采空区内二氧化碳有可能进入密闭内，增加二氧化碳浓度，所以以后在启封密闭过程中，应加强巷道底板二氧化碳浓度的检测。

　　4、由于密闭巷道内压力减低，存在煤岩层释放氮气的可能，但是必须对密闭内巷道内采样分析得出，矿井瓦斯地质图说明书中1层煤瓦斯含量分析结果：5-4钻孔(深度482.18米)：甲烷：1.42% 二氧化碳：0.43% 氮气：98.15%;6-8钻孔(深度384.34米)：甲烷：0.13% 二氧化碳：2.54%、氮气：97.33 %;8-3钻孔(深度468.32米)：甲烷：2.1% 二氧化碳：1.51%、氮气：96.42 %。

　　通防科

　　2013年11月24日