摘要: 煤礦瓦斯則是指的天然氣。植物在成煤過程中生成的大量氣體,又稱煤層氣。腐植型的有機(jī)質(zhì),被細(xì)菌分解,可生成瓦斯;其后隨著沉積物埋藏深
煤礦瓦斯則是指的天然氣。植物在成煤過程中生成的大量氣體,又稱煤層氣。腐植型的有機(jī)質(zhì),被細(xì)菌分解,可生成瓦斯;其后隨著沉積物埋藏深度增加,在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代中,由于煤層經(jīng)受高溫、高壓的作用,進(jìn)入煤的碳化變質(zhì)階段,煤中揮發(fā)分減少,固定碳增加,又生成大量瓦斯,保存在煤層或巖層的孔隙和裂隙內(nèi)。
中國(guó)煤礦術(shù)語中的瓦斯是從英語gas譯音轉(zhuǎn)化而來,往往單指CH4(甲烷,也稱沼氣)。地下開采時(shí),瓦斯由煤層或巖層內(nèi)涌出,污染礦內(nèi)空氣。每噸煤、巖含有的瓦斯量稱煤、巖的瓦斯含量,主要決定于煤的變質(zhì)程度、煤層賦存條件、圍巖性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)等因素。一般情況下,同一煤層的瓦斯含量隨深度而遞增。
瓦斯爆炸是一種熱一鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(也叫鏈鎖反應(yīng))。當(dāng)爆炸混合物吸收一定能量(通常是引火源給予的熱能)后,反應(yīng)分子的鏈即行斷裂,離解成兩個(gè)或兩個(gè)以上的游離基(也叫自由基)。這類游離基具有很大的化學(xué)活性,成為反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行的活化中心。在適合的條件下,每一個(gè)游離基又可以進(jìn)一步分解,再產(chǎn)生兩個(gè)或兩上以上的游離基。這樣循環(huán)不已,游離基越來越多,化學(xué)反應(yīng)速度也越來越快,最后就可以發(fā)展為燃燒或爆炸式的氧化反應(yīng)。所以,瓦斯爆炸就其本質(zhì)來說,是一定濃度的甲烷和空氣中的氧氣在一定溫度作用下產(chǎn)生的激烈氧化反應(yīng)。
當(dāng)其在空氣中的濃度超過55%時(shí),能使人很快窒息死亡,是煤礦生產(chǎn)中的主要危害因素。防止瓦斯集聚的基本方法是以足夠的風(fēng)量將瓦斯沖淡,排出地面。當(dāng)瓦斯涌出量很大時(shí),還須用專門措施控制瓦斯的涌出,最有效而廣泛使用的方法是用管道將瓦斯抽到地面(見瓦斯抽放)。抽出的 CH4可做工業(yè)、民用燃料和化工原料。CH4燃燒熱為8540~9500kcal/m3,1m3約相當(dāng)于1.5kg煙煤。瓦斯爆炸即為CH4燃燒,化學(xué)方程式為CH4+2O2 = CO2+2H2O。