瓦斯(氣體)
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氣體巴西足球運動員丹麥足球運動員葡萄牙足球運動員匈牙利足球運動員波蘭速度滑冰選手1994年生葡萄牙足球運動員
瓦斯是古代植物在堆積成煤的初期，纖維素和有機質經厭氧菌的作用分解而成。在高溫、高壓的環境中，在成煤的同時，由於物理和化學作用，繼續生成瓦斯。 瓦斯是無色、無味的氣體，但有時可以聞到類似蘋果的香味，這是由於芳香族的碳氫氣體同瓦斯同時湧出的緣故。瓦斯對空氣的相對密度是0.554，在標準狀態下瓦斯的密度為0.716kg/m3，瓦斯的滲透能力是空氣的1.6倍，難溶於水，不助燃也不能維持呼吸，達到一定濃度時，能使人因缺氧而窒息，並能發生燃燒或爆炸。瓦斯在煤體或圍岩中是以游離狀態和吸著狀態存在的。
基本介紹
中文名：瓦斯英文名：gas化學式：CH4密度：0.716kg/m3主要成分：烷烴俗稱：煤氣
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成分分類成分主要成分是烷烴，其中甲烷占絕大多數，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般還含有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣，以及微量的惰性氣體，如氦和氬等。在標準狀況下，甲烷至丁烷以氣體狀態存在，戊烷以上為液體。 如遇明火，即可燃燒，發生“瓦斯”爆炸，直接威脅著礦工的生命安全。瓦斯瓦斯爆炸即為甲烷燃燒的放熱反應，化學方程式為CH4+2O2=點燃=CO2+2H2O當空氣中氧氣濃度達到10%時，若瓦斯濃度在5%-16%之間，就會發生爆炸，濃度在30%左右時，就能安靜的燃燒。分類瓦斯是一般民眾對氣體燃料的通稱，可分為液化石油氣與天然氣、煤氣三大類。煤氣一般把煤氣又稱瓦斯（gas），從字面意思上講，是與煤有關的氣體，但是在不同的使用環境下，煤氣具有不同的解釋：在石油化工中，指乾餾煤炭所得到的作為燃料的氣體，其主要成分是氫、甲烷、乙烯、一氧化碳、石腦油，另外還有少量的氮和二氧化碳等不可燃燒的雜質。多稱為“煤制氣”。俗語中一般所說的“煤氣”，指的是煤炭不完全燃燒所產生的氣體，主要成分是一氧化碳，如煤氣中毒，也有的時候指的是含硫量過高的煤燃燒後產生的含有二氧化硫等硫化物的混合氣體，如口語中的“煤氣味”，而實際上一氧化碳是沒有氣味的。有時也指液化石油氣，如煤氣罐即是裝液化石油氣的鋼瓶。液化氣液化石油氣（Liquid Petroleum Gas ）是由原油煉製或天然氣處理過程中所析出的丙烷與丁烷混合而成，在常溫常壓下為氣體，經加壓或冷卻即可液化，通常是加壓裝入鋼瓶中供用戶使用，故又稱之為液化瓦斯或桶裝瓦斯。液化石油氣無色、無味、無毒、易燃、易爆，基於安全上的考量，供應家庭使用之液化石油氣皆添加臭味劑，一有漏氣即可察覺。液化石油氣經加壓灌裝入鋼瓶內是液體，但流出容器就會變成氣體，氣化後之體積較液體體積擴增270倍；熱值每公斤約10720千卡。液化石油氣氣化後之重量約為空氣的1.5倍，因此漏氣時，易滯留在低處或角落。空氣混入1.8%至9.5% 的液化石油氣，遇到火源便會產生燃燒或爆炸。天然氣天然氣（Natural Gas ）俗稱天然瓦斯，由瓦斯公司敷設管線供套用戶使用，故又稱之為導管瓦斯或自來瓦斯。天然瓦斯是古生物遺骸長期沉積地下，經慢慢轉化及變質裂解而產生之氣態碳氫化合物，其主要成份為甲烷，並含有少量之乙烷、丙烷、丁烷等碳氫化合物及少量之不燃性氣體。台灣地區瓦斯公司所供應之天然氣熱值約為每立方公尺8900千卡至9900千卡之間。天然氣與液化石油氣一樣，皆具無色、無味、無毒、易燃、易爆之特性，同樣基於安全考量，瓦斯公司供應之天然氣皆遵照政府之法令規定，添加臭味劑，以防止天然氣意外洩漏而造成危險。天然氣比重較空氣輕，漏氣時，易往上飄散。空氣中之天然氣含量達5%至15% 之間，遇到火源即會引起燃燒或爆炸。液化石油氣與天然氣是極為乾淨、方便之能源，完全燃燒時，均是產生無毒之二氧化碳，不完全燃燒時，則會產生有毒之一氧化碳。家庭瓦斯瓦斯，在人類的日常生活中，可說扮演了非常重要的角色；像食物烹調，要用瓦斯爐；洗澡用熱水，要用瓦斯熱水器；甚至連汽車都可用瓦斯當燃炓；另外像蓋房子用的漂亮磁磚，都是用瓦斯燒出來的。“我們只有一個地球”，這是大家耳熟能詳的環保口號，也因此，已經極力在推廣汽車使用瓦斯，以代替會造成污染的汽油。由於瓦斯燃燒系氣體與空氣溷合，較為均勻，進入汽車汽缸之數量亦較為平均，故非常容易燃燒，而且又沒有雜質，可說是一種最不會污染的燃料，值得大家努力來推廣。除了上面所說的用途外，在較為先進的歐美國家和日本等，還把瓦斯拿來用在瓦斯烤箱、瓦斯飯鍋、瓦斯冰櫃、瓦斯冷暖氣機....等，瓦斯的功能實在太多、太大了。安全一、瓦斯器具均應裝設在空氣流通之場所。瓦斯燃燒時，如果空氣不夠，非常容易產生一氧化碳，而一氧化碳是非常容易在不知不覺中使人中毒的氣體。一般人所說的瓦斯中毒，其實就是吸入一氧化碳中毒所致。因此瓦斯器具一定要裝在空氣暢通的地方。二、各式瓦斯爐具與周圍強壁、天花板等可燃性材料或不可燃性材料應保持之安全距離。三、密閉空間內應嚴禁設定瓦斯器具，若特殊情況需求時，其裝置方法請洽當地瓦斯服務站或公司。瓦斯，容易點燃，使用很方便；相對的，如果不小心漏出來，也很容易引起火災。但是只要我們防範得宜，這些危險事故，都可以避免。下面就告訴你防範的方法。一、慎防漏氣：瓦斯災害之罪魁禍首就是漏氣，只要做好防漏的工作，災害便不會發生。二、恪遵『人離火滅』安全守則：(一)使用瓦斯時，人不可遠離。(二)夜間睡覺時，應關閉瓦斯開關。(三)外出時，應將瓦斯總開關關閉。事故處理1.關閉爐具及龍頭開關2.關閉瓦斯表及熱水器開關，不可啟閉電器開關。3.通知瓦斯公司處理。4.中毒時，迅速將中毒者移到通風處，松解衣物，呼吸新鮮空氣。5儘量使中毒者安靜休息，並使下額向上抬高。6.如呼吸微弱或停止時，請即時作人工呼吸。7.症狀嚴重時，送醫院急救。8.關閉瓦斯表前及熱水器開關。9.關閉爐具及龍頭開關。10.用滅火器、水、砂土、濕毛巾或棉被滅火。11.發生火災，請之即通知119及瓦斯公司。
12.火災後，不可擅自開啟瓦斯，須經瓦斯公司安全檢查合格才可通氣使用，以免造成二次災害。煤礦瓦斯瓦斯概念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。腐植型的有機質，被細菌分解，可生成瓦斯；其後隨著沉積物埋藏深度增加，在漫長的地質年代中，由於煤層經受高溫、高壓的作用，進入煤的碳化變質階段，煤中揮發分減少，固定碳增加，又生成大量瓦斯，保存在煤層或岩層的孔隙和裂隙內。煤礦瓦斯中國煤礦術語中的瓦斯是從英語gas譯音轉化而來，往往單指CH4(甲烷，也稱沼氣)。地下開採時，瓦斯由煤層或岩層內湧出，污染礦內空氣。每噸煤、岩含有的瓦斯量稱煤、岩的瓦斯含量，主要決定於煤的變質程度、煤層賦存條件、圍岩性質、地質構造和水文地質等因素。一般情況下，同一煤層的瓦斯含量隨深度而遞增。出現形式瓦斯從煤、岩層湧出的形式有：①緩慢、均勻、持久地從煤、岩暴露面和采落的煤炭中湧出，是礦內瓦斯的經常來源。②在壓力狀態下的瓦斯，大量、迅速地從裂隙中噴出，即瓦斯噴出。③短時間內煤、岩與瓦斯一起突然由煤層或岩層內噴出，即煤、岩和瓦斯突出。單位時間湧出的瓦斯量稱絕對湧出量 （m3/min）；平均日產一噸煤湧出的瓦斯量稱相對湧出量(m3/t）。根據中國《煤礦安全規程》的規定，按照CH4（瓦斯）相對湧出量和湧出形式將礦井分為三類：①相對湧出量等於或小於10m3/t為低瓦斯礦井；②大於10m3/t為高瓦斯礦井；③煤與沼氣突出礦井。瓦斯湧出量的大小決定於煤、岩層瓦斯含量和開採技術因素。瓦斯湧出量在同一礦井內隨開採深度的增加、開採規模的擴大和機械化程度的提高而增大。1981年中國主要煤礦中高沼氣礦占29%；煤與沼氣突出礦井占16%，大部分位於遼寧、四川、貴州和湖南等省。檢查安全技術1、瓦斯檢查員必須嚴格執行現場交接班制度。2、應嚴格執行交接班制度。3、瓦斯檢查員負責檢查所管轄範圍內的瓦斯濃度、溫度及“一通三防”設施的運行情況。4、當井下局部地區瓦斯超限時，在濃度小於3 %時，能及時處理；發現“一通三防”中的隱患時，能立即採取措施，並應向通風調度匯報。5、必須熟悉礦井通風系統和所管轄範圍內的通風、防塵、瓦斯、防滅火設施。6、瓦斯檢查員應攜帶瓦檢儀、溫度計、檢查棍、膠皮管、記錄表格。7、在領取瓦檢儀時應檢查藥品、電路、氣密性、條紋是否符合要求；領取一氧化碳檢定器時應檢查氣密性和螺栓。8、必須嚴格執行有關通風、瓦斯等的規定，會填寫瓦斯檢查記錄手冊、牌板及有關報表。9、測定一氧化碳濃度的操作方法，按本規程火區觀測工第10、11條執行。10、瓦斯檢查記錄牌板的吊掛位置，對於回採工作面應掛在進、迴風巷的頂板良好處，有尾巷的掛在柵欄處；對於臨時停工的掘進工作面、已採區、火區密閉牆、盲巷、硐室等應掛在頂板良好的柵欄處。11、循環檢查瓦斯的次數和順序是（1）瓦斯檢查次數按有關規定執行；（2）循環檢查瓦斯的順序和有關規定如下①採煤工作面是從進風巷開始，經採煤工作面、上隅角、迴風巷、尾巷柵欄處等為一次循環檢查；②雙巷掘進工作面由一名瓦斯檢查員檢查時，一次循環檢查瓦斯應從進風側掘進而開始到迴風側掘進面；③循環檢查中，應在採掘工作面上、下次檢查的間隔時間裡確定無人工作區或其他檢查點的檢查時間；④採掘工作面檢查瓦斯的間隔時間要均勻，在正常情況下，每班檢查3 次的，其相隔時間不允許過大或過小，每班檢查2 次的，其相隔時間要求不允許半班內完成一班的檢查次數。
12、每次檢查瓦斯後，必須填寫瓦斯記錄手冊、黑板牌，並隨時向調度站匯報。13、局部瓦斯積聚或臨時停風的盲巷內積聚瓦斯時，在瓦斯濃度不超過3%的情況下，可按照制定的排放措施就地排放，但不準一風吹；當積聚的瓦斯濃度超過3 %時，應報請礦總工程師主持制定措施，並按措施規定進行排放。14、使用瓦斯檢定器檢查甲烷和二氧化碳濃度的方法如下：（1）在待測瓦斯地點的進風流中清洗瓦斯室，將微讀數回零位，基線對零；（2）在檢測地點、帶輔助管擠壓氣泵5 ～7 次，觀測檢定器，讀出甲烷濃度；（3）在檢測地點檢查二氧化碳濃度時，先按上述方法測出甲烷濃度；再將輔助管拔掉，用檢查甲烷的方法測出混合氣體濃度；混合氣體濃度減去甲烷濃度即得二氧化碳濃度。15、瓦斯檢查牌板填寫內容包括檢查地點名稱、甲烷及二氧化碳濃度、其他有害氣體濃度、溫度、檢查日期、班次、時間、次數、瓦斯檢查員姓名等。瓦斯檢查記錄牌板應隨著檢查點位置的變化而及時移動。爆炸瓦斯爆炸是一種熱一鏈式反應（也叫鏈鎖反應）。當爆炸混合物吸收一定能量（通常是引火源給予的熱能）後，反應分子的鏈即行斷裂，離解成兩個或兩個以上的游離基（也叫自由基）。這類游離基具有很大的化學活性，成為反應連續進行的活化中心。在適合的條件下，每一個游離基又可以進一步分解，再產生兩個或兩上以上的游離基。這樣循環不已，游離基越來越多，化學反應速度也越來越快，最後就可以發展為燃燒或爆炸式的氧化反應。所以，瓦斯爆炸就其本質來說，是一定濃度的甲烷和空氣中的氧氣在一定溫度作用下產生的激烈氧化反應。當其在空氣中的濃度超過55%時，能使人很快窒息死亡，是煤礦生產中的主要危害因素。防止瓦斯集聚的基本方法是以足夠的風量將瓦斯沖淡，排出地面。當瓦斯湧出量很大時，還須用專門措施控制瓦斯的湧出，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、民用燃料和化工原料。CH4燃燒熱為8540～9500kcal/m3,1m3約相當於1.5kg煙煤。瓦斯爆炸即為CH4燃燒,化學方程式為CH4+2O2 = CO2+2H2O爆炸條件瓦斯爆炸的條件是：一定濃度的瓦斯、高溫火源的存在和充足的氧氣。(1)瓦斯濃度瓦斯爆炸有一定的濃度範圍，把在空氣中瓦斯遇火後能引起爆炸的濃度範圍稱為瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限為5%～16%當瓦斯濃度低於5%時，遇火不爆炸，但能在火焰外圍形成燃燒層，當瓦斯濃度為9．5%時，其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反應)；瓦斯濃度在16%以上時，失去其爆炸性，但在空氣中遇火仍會燃燒。瓦斯爆炸界限並不是固定不變的，它還受溫度、壓力以及煤塵、其它可燃性氣體、惰性氣體的混入等因素的影響。(2)引火溫度瓦斯的引火溫度，即點燃瓦斯的最低溫度。一般認為，瓦斯的引火溫度為650℃～750℃。但因受瓦斯的濃度、火源的性質及混合氣體的壓力等因素影響而變化。當瓦斯含量在7%一8%時，最易引燃；當混合氣體的壓力增高時，引燃溫度即降低；在引火溫度相同時，火源面積越大、點火時間越長，越易引燃瓦斯。高溫火源的存在，是引起瓦斯爆炸的必要條件之一。井下抽菸、電氣火花、違章放炮、煤炭自燃、明火作業等都易引起瓦斯爆炸。所以，在有瓦斯的礦井中作業，必須嚴格遵照《煤礦安全規程》的有關規定。
(3)氧的濃度實踐證明，空氣中的氧氣濃度降低時，瓦斯爆炸界限隨之縮小，當氧氣濃度減少到12%以下時，瓦斯混合氣體即失去爆炸性。這一性質對井下密閉的火區有很大影響，在密閉的火區內往往積存大量瓦斯，且有火源存在，但因氧的濃度低，並不會發生爆炸。如果有新鮮空氣進入，氧氣濃度達到12%以上，就可能發生爆炸。因此，對火區應嚴加管理，在啟封火區時更應格外慎重，必須在火熄滅後才能啟封。瓦斯爆炸產生的高溫高壓，促使爆源附近的氣體以極大的速度向外衝擊，造成人員傷亡，破壞巷道和器材設施，揚起大量煤塵並使之參與爆炸，產生更大的破壞力。另外，爆炸後生成大量的有害氣體，造成人員中毒死亡。預防主要有：①用礦井通風和控制瓦斯湧出等方法，防止瓦斯濃度超過規定（如瓦斯抽放、加強通風等）；②控制火源，消滅電器失爆，杜絕非生產需要的火源，如井下嚴禁吸菸、攜帶如火柴、打火機等點火物品入井、明火照明等。對生產中不可避免的高溫熱源，採用專門措施嚴加控制，如只準使用特製的礦用安全炸藥和電氣設備，加強井下火區的管理，禁止井下拆開礦燈等；③配備足夠數量專職瓦斯檢查工加強檢查，配備礦井瓦斯線上監測系統自動連續檢查工作地點的CH4濃度和通風狀況。發展現狀2007年，全國瓦斯抽采47.35億立方米，利用14.46億立方米。其中井下煤礦瓦斯抽采量44億立方米，完成規劃目標的127%。形成地面煤層氣產能10億立方米，是2006年的2倍。地面煤層氣產量3.3億立方米，比2006年增加1倍多。2005～2007年，全國共鑽井約1700口，占歷年累計鑽井總數的85%。韓城煤層氣區塊截至2007年底，國內探明煤層氣地質儲量1340億立方米，煤層氣年商業產量不足4億立方米。根據《煤層氣（煤礦瓦斯）開發利用“十一五”規劃》，到2010年，新增煤層氣探明地質儲量3000億立方米；煤層氣、煤礦瓦斯抽采量100億立方米；建設煤層氣輸氣管道10條，設計總輸氣能力65億立方米；重點建設沁水盆地、鄂爾多斯盆地東源兩大煤層氣產業化基地。相關論著關於煤層瓦斯湧出諸參數測定方法的研究，周世寧 著，北京礦業學院，1963礦井瓦斯綜合治理示範工程，張鐵崗 著，煤炭工業出版社，2004低透氣性煤層群無煤柱煤與瓦斯共采理論與實踐，袁亮 著，煤炭工業出版社，2008瓦斯地質學，張子敏 著，中國礦業大學出版社，20092010中國煤礦瓦斯治理國際研討會論文集，袁亮 主編，中國礦業大學出版社，2010瓦斯地質基礎與套用研究，張子敏等著，中國礦業大學出版社，2011陝西省煤礦瓦斯地質規律研究，范立民等著，煤炭工業出版社，2012陝西省煤礦瓦斯地質圖圖集，范立民等著，煤炭工業出版社，20121:500000陝西省煤礦瓦斯地質圖說明書，王英 等著，煤炭工業出版社，2012雲南煤礦瓦斯地質研究，苗琦，煤炭工業出版社，2013
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