开采瓦斯突出煤层方法培训

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1、开采瓦斯突出煤层方法培训第1讲矿井瓦斯概述内容：一、瓦斯概念、瓦斯的形成、物理与化学性质二、瓦斯的赋存状态三、矿井瓦斯的涌出四、矿井瓦斯等级与鉴定五、矿井瓦斯管理一、瓦斯概念、物理与化学性质、瓦斯的形成1、瓦斯概念矿井瓦斯是煤矿生产过程中，从煤、岩内涌出的各种气体（以甲烷为主的各种有毒、有害气体）的总称。煤矿术语中的瓦斯一般常指的是甲烷（CH4）。2、瓦斯物理与化学性质无色、无味、无毒、比空气轻，微溶于水；甲烷的分子直径为0.3758×10-9m，可以在微小的煤体孔隙或裂隙里流动；在标准状态（气温为摄氏0度、大气压力为101361.53P）下，1立方米甲烷的质量为0.7168kg，而1立方米空

2、气的质量为1.293kg,甲烷比空气轻,其相对密度为0.554；甲烷的扩散性很强，扩散的速率是空气的1.34倍。3、危害爆炸（瓦斯在空气中达到一定浓度，如5%—16%后，遇到高温热源能燃烧和爆炸）是矿山的威胁性灾害；突出；人员窒息、环境污染。4、作用矿物资源，可以做燃料（能源）和化工原料。5、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。（1）生物化学成气时期植物沉积，有机物在隔绝氧气进入不高于摄氏65度状态下，被厌氧微生物分解为CH4、CO2和水，而沉积植物遗体渐渐形成泥炭，这属于生物化学成气时期。（2）煤化变质作

3、用时期随泥炭层的沉降，上覆盖层增厚，压力和温度上升，泥炭转化为褐煤，挥发分减少，固定碳增加，褐煤进而变质为烟煤、无烟煤，这属于变质作用成气时期。由于在生化成气时期泥炭的埋藏较浅，覆盖层的胶结固化也不好，因此生成的气体通过渗透和扩散很容易排放到古大气中，一般不会保留在煤层内。留存在现今煤层中的瓦斯，仅是变质作用生成的气体总量的3%∽24%。二、瓦斯的赋存状态（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。（一）煤层中瓦斯赋存两种状态：1、游离状态2、吸附状态①吸着状态②吸收状态（二）煤层中瓦斯垂直分带1、形成原因：当煤

4、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（瓦斯风化带与甲烷带）。2、四带（1）瓦斯风化带：CO2-N2、N2、N2-CH4带（2）甲烷CH4带。3、确定瓦斯风化带和甲烷带深度的重要意义确定瓦斯风化带和甲烷带的深度是很重要的，因为：（1）在甲烷带内，煤层中瓦斯含量、瓦斯压力、以及在开采条件变化不大的前提下的瓦斯涌出量都随着深度的增加而有规律地增大；（2）研究这些规律及其影响因素，是防治矿井瓦斯灾害的基本工作之一。4、瓦斯风化带下界深度确定依据：可以根据下列指标中的任何一项确定：（1）煤层的相对瓦斯涌出量等于2

5、～3m3/t处；（2）煤层内的瓦斯组分中甲烷及重烃浓度总和达到80%（体积比）；（3）煤层内的瓦斯压力为0.1～0.15MPa；（4）煤的瓦斯含量达到下列数值处：长焰煤1.0～1.5m3/t（C.M.），气煤1.5～2.0m3/t（C.M.），肥煤与焦煤2.0～2.5m3/t(C.M)，瘦煤2.5～3.0m3/t(C.M.)，贫煤3.0～4.0m3/t(C.M.)，无烟煤5.0～7.0m3/t(C.M.)此处的C.M.是指煤中可燃质即固定碳C和挥发分M。三、矿井瓦斯的涌出（一）影响煤层瓦斯含量的因素（二）煤层内的瓦斯压力（三）矿井瓦斯涌出量及分源治理（一）影响煤层瓦斯含量的因素1、煤的瓦斯含量

6、概念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(cm3/cm3)或m3/t(cm3/g)。煤的瓦斯含量包括游离瓦斯和吸附瓦斯含量之和，其中游离瓦斯约占10%∽20%，吸附瓦斯约占80%∽90%2、影响煤层瓦斯含量的因素：（1）煤的吸附特性煤的吸附性能决定于煤化程度（煤的变质程度），一般情况下煤的煤化程度越高，存储瓦斯的能力越强即煤的变质程度越高，生成的气体量就越大，煤体的微孔隙就越多，吸附瓦斯的量就越大，含瓦斯能力（煤的吸附特性）就越强。因此，在其他条件相同的情况下，变质程度高的煤层，瓦斯含量就越大。煤的变质程度增高的顺序是：褐煤、烟煤、无烟煤。

7、根据实验室测定：煤层含有瓦斯的最大能力，一般不超过60立方米/吨。此外，煤层中的灰分和杂质会降低煤层吸附瓦斯的能力；煤中的水分，不仅占据了孔隙表面，也降低了煤的含瓦斯能力。（2）煤层露头：煤层有露头时一般存在着瓦斯风化带，在该风化带内瓦斯沿煤层向大气中运移阻力较小，煤层的瓦斯很容易放散到大气中去。（3）煤层的埋藏深度：深，瓦斯大。煤层埋藏深度增加，保存瓦斯的条件就变好，煤层吸附瓦斯的能力就加大，瓦