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时间:2018-04-15
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1、影响媒体瓦斯含量的因素很多,可概括为两类: 一类是影响瓦斯生成量多少的因素。如生煤前含有机质越多,瓦斯生成量就越大;炭化程度越高,含固定炭越多,瓦斯生成量也越大;按地史来说,古老煤田成煤早,瓦斯生成量就大。 另一类因素是瓦斯的保存和放散条件。瓦斯的保存条件是指煤的孔隙多少和对瓦斯的吸附能力;放散条件是指煤的赋存条件、覆盖层的性质和煤的厚薄、地质构造等因素。这些条件可归纳为四个方面:(1)煤的性质。煤的孔隙率大,贮存游离瓦斯的空隙就大,瓦斯的吸附能力也大。煤层的透气性越大,瓦斯就容易逸散,反之,就易保存。水分对瓦斯也有一定的影响,它不仅占据了空隙和吸附面,而且还可以溶解和带走瓦斯。因
2、此,煤层含水越大,瓦斯相应就越少。(2)煤层赋存条件。首先是煤层的埋藏深度。浅部煤层,特别是有露头存在时,媒体中的瓦斯容易逸散到大气中去,瓦斯含量就很小。如果煤层为较厚的冲积层所覆盖,没有通过地表的露头,瓦斯难以逸散,煤层所含的瓦斯量就比较大。一般说来,煤层的瓦斯含量随着深度的增加而逐渐增大。其次是煤层的倾角,煤层的倾角越小,瓦斯含量就越大。 (3)围岩性质。如果煤层的围岩致密致密完整,煤层中的瓦斯就容易保存下来。反之,瓦斯容易逸散。 (4)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
3、;压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。工作面经卸压后的矿山压力分布:卸压区宽度约为5-11米为塑性区,11-20米为弹性区,20米以后为原始应力区。1、煤钻屑瓦斯解析(△h2): 钻屑中残存瓦斯压力(瓦斯含量),向一密闭的空间释放(解吸)瓦斯,用该空间体积和压力(以水柱计压差表示)变化来表征煤样解吸出的瓦斯量。(吸附瓦斯解析为游离瓦斯)2、瓦斯放散初速度△P:在煤与瓦斯突出发生、发展过程中,就煤质自身而言,人们公认的观点只有两个因素:①煤的强度。强度越大越不容易破坏,对突出发展的阻力就越大,突出的危险性就越小;相反,煤的强度越小越易破坏,其阻力就越小,破碎所
4、需的能量就越小,突出危险性也就越大。②煤的放散瓦斯能力,在突出的最初一段时间内煤中所含的瓦斯放散出的越多,在突出过程中就容易形成携带煤体运动的瓦斯流,其突出危险性也就越大;相反如煤中含有大量瓦斯,但在短时间内放出的量很小,那么这种煤虽含有大量瓦斯,但不易形成瓦斯流,其突出危险性就越小。3、钻屑量的测定:答:钻屑量可用重量法或容量法测定:(1)重量法:每钻一米钻孔,收集全部钻屑,用弹簧秤称重;(2)容量法:每钻一米钻孔,收集全部钻屑,用量具测定钻屑体积4、煤的坚固性系数(f)煤的坚固性系数是反映煤体这种颗粒状固体力学性质的一种相对指标。其值越大,表示这种煤体越稳定,在外力的作用下越不容易
5、破碎,在同样的瓦斯压力、地应力条件下越不容易发生突出。因此,在煤层的突出危险性预测中,它是一种综合反映煤体应力、瓦斯压力、和煤的物理力学性质的一个重要的测定指标。5、煤层透气性系数:是煤层瓦斯流动难易程度的标志一、煤层透气系数的基本概念 原始煤层的透气性一般是很低的,瓦斯在煤层中的流动速度也很小,每昼夜仅数厘米到几米。根据试验室和现场的测定研究,流动状态属于层流运动,也就是瓦斯的流速和压差成正比,与煤层的渗透率成正比,符合直线渗透定律及达西定律。6、煤的吸附常数煤体内部存在着大量孔隙,具有很大的表面积,因此煤是一种天然吸附剂。瓦斯作为一种吸附质,在一恒定温度下,吸附量与压力关系较
6、好地符合朗格缪尔方程:X=a*b*P/(1+b*P)式中:X—压力p下的煤的可燃质吸附瓦斯量,cm3/g•r;P—瓦斯压力,MPa;a—吸附常数,当p→∞时,即为煤的可燃质饱和吸附量cm3/g•r;b—吸附常数,MPa-1。常数a、b即为煤的吸附常数,决定着煤样在不同压力下吸附瓦斯量的多少,因此煤的瓦斯吸附常数是衡量煤吸附瓦斯能力大小的指标。a值的物理意义是当瓦斯压力趋向无穷大时,煤的可燃质极限瓦斯吸附量。煤矿瓦斯及其治理1.瓦斯概念广义:井下除正常空气的大气成份以外,涌向采矿空间的各种有毒、有害气体总称。狭义:煤矿生产过程中从煤、岩内涌出的,以甲烷为主要成份的混合气体总称。2.垂直分
7、带形成原因:当煤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。划分的意义:掌握本煤田煤层瓦斯垂直分带的特征,是搞好矿井瓦斯涌出量预测和日常瓦斯管理工作的基础。3.煤的孔隙特征集气性----CH4的存在形态、含量,etc;渗透性----流态、流出形式、涌出量;力学特性----强度、弹性、脆性分类:类别直径/mmCH4的存在形态微孔〈10-5吸附、吸收小孔10-5
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