矿井瓦斯和煤尘、火灾、水灾、以及顶板冒落事故构成煤矿的“五大自然灾害”。矿井瓦斯能燃烧爆炸，大量积聚能使人窒息死亡。某些煤层还存在短时间内大量喷出瓦斯或发生煤与瓦斯突出现象，可谓“五大自然灾害”之首。因此，掌握矿井瓦斯的性质、规律以及矿井瓦斯事故的控制、抢救和处理办法，对煤矿安全生产有十分重要的意义。矿井瓦斯是严重威胁煤矿安全生产，无论其涌出量多少，一直是煤矿安全生产的主要危险源。我国煤矿发生的特别重大事故主要是瓦斯事故。下面泰迪风筒就和大家分享一下瓦斯爆炸事故的应急处理办法。
第一节概述
一、矿井瓦斯的定义及性质
(一)矿井瓦斯的定义
矿井瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。有时单独指甲烷。矿井瓦斯是一种混合气体，成分很复杂，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(SO2)、硫化氢(H2S)等。因为甲烷(俗称沼气)在煤矿井下各种有毒有害气体中所占比重最大，可达80%-90%以上，所以在矿山习惯上把甲烷称为瓦斯。
(二)矿井瓦斯的性质
瓦斯是无色、无味、无臭的气体。对空气的相对密度为O.554，几乎比空气轻一半，所以在井下空气中，常积聚在巷道顶部或上山迎头。瓦斯渗透性很强，是空气的1.6倍。具有燃烧性、爆炸性，微溶于水，无助于呼吸。如果空气中的瓦斯浓度增加，则氧气浓度相对降低，从而使空气具有窒息性。瓦斯遇火可燃烧、爆炸。
二、矿井瓦斯的成因和赋存状态
(一)矿井瓦斯的成因
煤矿井下的瓦斯来自煤层和煤系地层，它主要是腐植型有机物质在成煤过程中生成的。在远古时代，由于成煤植物残骸被泥沙和海水淹没，与空气隔绝，在高温高压环境中，在微生物的分解发酵作用下，成煤植物的残骸逐渐转化成泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤。与此同时，生成了大量以甲烷为主的烃类气体就是瓦斯。在全部成煤过程中，每形成一吨烟煤，大约可以伴生600m3以上的瓦斯。而在由长焰煤变质为无烟煤时，每吨煤又可以产生约240m3的瓦斯。在长期的地质年代里，由于瓦斯的比重很小，扩散性很强，地层又具有一定的透气性，所以大部分逸散到空气中去了，只有一小部分至今仍然保存在地下煤体和围岩中。煤体之所以能保存一定数量的瓦斯，与煤的结构状态密切相关。煤是一种复杂的孔隙介质，有着十分发达的、各种不同直径的孔隙和裂隙，形成了巨大的自由空间和孔隙表面。因此,成煤过程中产生的瓦斯就存在于这些孔隙与裂隙内。
(二)瓦斯的赋存状态
1、游离状态。瓦斯以自由气体状态存在于煤层或岩层的孔隙和裂隙中，又称自由瓦斯。这种状态的瓦斯可以自由运动，并显现一定的压力。但是这种状态的瓦斯含量很少，一般仅占总量的10%～20%。
2、吸附状态。由于瓦斯分子和煤分子或围岩分子间的吸引力的作用，使瓦斯可以被吸附在煤体和岩体的表面形成一层薄膜，这种形式的瓦斯叫做吸着瓦斯。另外还有部分瓦斯叫做吸收瓦斯，它指瓦斯溶解于煤体和岩体所含水分中，类似气体溶解于液体中的现象。这些瓦斯分子受到煤、岩分子的引力约束，因而不能以一种自由气体状态存在，所以也不显现压力。吸附状态的瓦斯含量约占煤层瓦斯总量的80%～90%。
在一定条件下，这两种状态的瓦斯是可以相互转换的，处于动态平衡。
三、矿井瓦斯含量及影响因素
煤层瓦斯含量指煤层或岩层在自然条件下单位重量或者单位体积所含有的瓦斯量，一般用立方米/吨或立方米/立方米表示。煤层未受采动影响时的瓦斯含量称为原始瓦斯含量;受采动影响，已有部分而剩余在煤层中的瓦斯量称残存瓦斯含量。瓦斯含量包括游离瓦斯含量和吸附瓦斯含量。煤层瓦斯含量是确定矿井瓦斯涌出量的基础数据，是矿井通风及瓦斯抽放设计的重要参数之一。
影响煤层瓦斯含量的因素有煤田地质史、地质构造、煤层倾角、围岩性质、煤的吸附特性、煤层的埋藏深度、水文地质条件等几个方面。影响煤体瓦斯含量的因素很多，可概括为两类：
1)是影响瓦斯生成量多少的因素。如生煤前含有机质越多，含杂质越少，瓦斯生成量就越多;煤的变质程度越高，含固定炭越多，瓦斯生成量也越多;按地质条件，古老煤田成煤早，瓦斯生成量就大。
2)影响瓦斯保存和放散条件的因素。
(1)煤的性质
煤的孔隙率。煤的孔隙率越大，贮存游离状态瓦斯空间就越大，瓦斯的吸附能力也大，贮存瓦斯就越多;煤层的透气性。煤层的透气性越强，瓦斯就越容易跑掉，相反，煤层的透气性越差，瓦斯就容易保存下来;煤的水分含量瓦斯。水分不仅占据了煤的空隙和吸附面，在一定的压力下，还可以溶解并带走一部分瓦斯。因此，煤层含水越多，瓦斯含量就相应的减少。
(2)煤的赋存条件
煤层的埋藏深度。一般来说，煤层埋藏
越深，瓦斯含量就越大，浅部煤层和有露头的煤层，煤层中的瓦斯容易逸散到大气中去，瓦斯含量就很小。通常是煤体中的瓦斯含量随着煤层埋藏深度的增加而逐渐增大;煤层倾角。因为瓦斯沿煤层的层面流动比垂直于层面流动容易，所以在相同的条件下，煤层的倾角越小，瓦斯含量就越大;围岩性质。如果煤层的围岩致密完整，煤层中的瓦斯就容易保存下来。反之，瓦斯容易逸散;地质构造。地质构造往往是同一矿区内瓦斯差别的主要原因，在地质构造附近瓦斯涌出量往往增加或减少。一般说来，开放性断层有利于瓦斯排放，瓦斯含量减少;压缩性断层甚至可以封闭贮存瓦斯，称之为封闭性断层，其瓦斯含量增大。
总之，影响瓦斯煤层含量的因素是多种多样的，应根据具体情况，做调查研究分析，找出影响本煤田，本矿井瓦斯含量的主要因素，作为预测瓦斯含量和瓦斯涌出量的参考。
四、矿井瓦斯的涌出
(一)矿井瓦斯涌出形式
瓦斯从煤层或围岩中涌出的形式有普通涌出和特殊涌出两种：
1、普通涌出。瓦斯从煤层以及采落的煤、矸石表面细微的裂缝和孔隙中缓慢、均匀的涌出称为普通涌出。首先是处于游离状态的瓦斯涌出，而后是吸附状态的瓦斯解吸为游离状态的瓦斯涌出。这种涌出形式的特点是涌出范围广、时间长、速度缓慢而均匀，总量大，是瓦斯涌入矿井的主要形式。
2、特殊涌出。瓦斯特殊涌出形式包括瓦斯喷出和煤与瓦斯突出。瓦斯喷出是指在开采过程中，从煤体或岩体裂隙、孔洞或炮眼中大量瓦斯(二氧化碳)异常涌出的现象。煤与瓦斯突出是指地下开采过程中，在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、岩和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常动力现象。其特点是在时间上：突然地、间隔的;空间上：非普遍存在;涌出强度：产生动力破坏。
(二)矿井瓦斯涌出量
矿井瓦斯涌出量是指在矿井生产过程中涌入巷道内的瓦斯量，可用绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量两个参数来表示。
1、绝对瓦斯涌出量
绝对瓦斯涌出量是指单位时间涌出的瓦斯体积，单位为m3/d或m3/min。
2、相对瓦斯涌出量
相对瓦斯涌出量是指在矿井正常的生产情况下，平均日产一吨煤所涌出的瓦斯量体积，单位是m3/t。
(三)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，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)或塌冒处瓦斯涌出的影响比较显着。
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。所以在开采前一定要准备好压风自救装置。
(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)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。
4)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。
5)风量变化
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。
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60%～70%)，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。
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