瓦斯地质学第六章瓦斯地质规律和瓦斯预测.pdf

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1、瓦斯地质学主讲1魏国营教授主讲2贾天让讲师1第六章瓦斯地质规律和瓦斯预测第一节瓦斯地质规律研究第二节瓦斯含量测定和含量预测第三节矿井瓦斯涌出量预测第四节煤与瓦斯突出危险性预测21第六章瓦斯地质规律和瓦斯预测第一节瓦斯地质规律研究第二节瓦斯含量测定和含量预测第三节矿井瓦斯涌出量预测第四节煤与瓦斯突出危险性预测3第一节瓦斯地质规律研究一、瓦斯地质规律研究是瓦斯预测的基础1.概念瓦斯地质规律是指瓦斯与地质因素之间内在的本质的联系。2.地位瓦斯地质规律研究是瓦斯地质学的核心内容，是瓦斯预测、治理的基础。3.外延瓦斯赋存状态、瓦斯含量多少、瓦斯压力大小、煤与瓦斯突出动力现象等都受着自身瓦斯地

2、质规律的制约；瓦斯涌出规律、瓦斯抽采难易及其方法等都受着瓦斯地质规律的控制。424.主要研究观点（1）不同级别的地质单元都存在着自身的瓦斯地质规律。（2）揭示瓦斯地质规律首先从主控地质因素入手。5.重要研究内容（1）构造煤和瓦斯突出煤体基础理论（2）瓦斯赋存构造控制机理（3）煤与瓦斯突出地质控制机理（4）瓦斯抽采地质控制机理。5二、瓦斯地质规律与瓦斯含量预测1.概念瓦斯含量是指成煤过程中煤层经受地质历史演化作用储存在煤层中单位体积或单位质量的煤所含的瓦斯体积量（m3/m3或m3/t）。2.主要观点（1）瓦斯生成——成煤条件（2）瓦斯赋存——保存条件3.主要例证（1）低瓦斯——拉张活

3、动、风化剥蚀作用相对强烈（2）高瓦斯——挤压作用、连续拗陷沉积634.影响瓦斯含量大小的主控因素（1）地质演化历史（2）区域构造背景低瓦斯——拉张活动、风化剥蚀（华北东部、西北大部）高瓦斯——挤压作用、连续拗陷沉积（华南）（3）煤化程度中高变质>>低变质Ro,max>6低瓦斯（4）沉积环境中国石炭－二叠系的煤层，以浅海碳酸盐环境形成的煤层，受地下水的径流作用，使得瓦斯含量降低。7三、瓦斯地质规律与瓦斯涌出量预测1.概念瓦斯涌出量是指在矿井建设和生产过程中从煤与岩石内涌入采掘空间和抽入管道中的瓦斯量，可用绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量两个参数来表示。2.主要影响因素（1）瓦斯地质条件

4、本煤层、邻近煤层及围岩中的瓦斯含量（2）开采技术条件①开采顺序8②开采方法4四、煤与瓦斯突出及其主要影响因素1.意义及观点煤与瓦斯突出动力灾害是威胁煤矿安全生产和矿工生命安全最大的灾害，也是世界产煤国家目前面临的国际性技术难题。煤与瓦斯突出机理研究还处在假说阶段，目前，大多数人认可综合作用假说，认为，煤与瓦斯突出是地应力、煤体中的瓦斯、煤的物理力学性质三者共同作用的结果。9四、煤与瓦斯突出及其主控因素2.主控因素（1）基础：高瓦斯含量（2）必要条件：一定厚度的构造煤（3）有利地带：压性、压扭性构造带（4）主要位置：构造应力相对集中地带105第六章瓦斯地质规律和瓦斯预测第一节瓦斯地质

5、规律研究第二节瓦斯含量测定和含量预测第三节矿井瓦斯涌出量预测第四节煤与瓦斯突出危险性预测11第二节瓦斯含量测定和含量预测一、基本概念1.煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量是单位质量煤中所含的瓦斯体积(换算为标准状态)量，单位是m3/t或cm3/g。煤层瓦斯含量也可用单位质量纯煤(去掉煤中水分和灰分)的瓦斯体积表示，单位是m3/t，daf。2.煤层原始瓦斯含量煤层未受采动影响时的瓦斯含量称为煤层原始瓦斯含量。3.残存瓦斯含量煤层受采动影响，已部分排放了瓦斯后煤层中剩余的瓦斯含量。4.岩层瓦斯含量单位质量(或体积)岩石中所含的瓦斯体积。126第二节瓦斯含量测定和含量预测一、基本概念13二、煤层瓦

6、斯含量的测定按应用范围分按应用范围分按方法特点分按方法特点分地勘方法地勘方法直接方法直接方法井下方法井下方法间接方法间接方法147（二）煤层瓦斯含量直接测定方法1.地勘期间煤层瓦斯含量测定方法解吸法图6—1密封罐1-罐盖；2-罐体；3-压紧螺丝；4-垫圈；5-胶垫；6-“Ｏ”型密封圈15168174)损失瓦斯量计算煤样解吸测定前损失的瓦斯量取决于煤芯在孔内和空气中的暴露时间和煤样瓦斯解吸规律。试验和理论分析结果表明，煤样在刚开始暴露的一段时间内，累计解吸的瓦斯量与煤样解吸时间的平方根成正比，即：V=kt+tz0式中V——煤样自暴露时起到解吸测定进行时间为t时z的瓦斯总解吸体积，ml

7、；t0——煤样在解吸测定前的暴露时间，min；t0=t1+t2;t1——提钻时间（煤样在钻孔的暴露时间），min；t2——解吸测定前煤样在地面的暴露时间，min；t——煤样解吸测定的时间，min；1k——比例常数，ml/min29显然，解吸测定测出的瓦斯解吸量V仅为煤样总解吸量V的一部分，仅是t到t那部分解吸z0量，解吸测定前煤样在暴露时间t时已损失的0瓦斯量V=kt20由此可得V=kt+t−V(6-2)02上式为直线方程式，可用最小二乘法求出常数k和V2，V2即为所