第1章 煤层瓦斯的赋存与含量

第一章矿井瓦斯防治矿井瓦斯从广义上说是井下有毒有害气体的总称。

它的主要成分通常是以甲烷（沼气）为主的烃类气体。

它的来源一般分为四个方面：一是在煤层与围岩内赋存并能涌入到矿井的气体；二是生产过程中生成的气体，如放炮时产生的炮烟、充电过程产生的氢气；三是井下空气与煤岩、支架和其它材料之间的化学或生物化学的反应生成的气体；四是放射性物质蜕变过程生成的或地下水放出的放射性惰性气体氡（Rn）及惰性气体氦。

第一节矿井瓦斯的生成与赋存一、矿井瓦斯的生成煤层瓦斯的来源主要是煤层和煤系地层，它主要是腐植型有机物在成煤过程中生成的。

一般分为两个成气时期：一是从植物遗体到形成泥炭属于生物化学成气时期；二是地层在高温高压作用下从褐煤到无烟煤属于煤的化学作用成气时期。

瓦斯生成的多少主要取决于原始母质的组成和煤的化学作用所处的阶段。

二、煤层瓦斯的赋存煤层进过漫长的地质年代煤化过程生成的瓦斯，在其压力和浓度差的驱动下进行运移，其中大部分脱离产气煤层排放到古大气中；当在运移中遇到良好的圈闭和储存条件下时，会聚集起来形成天然的气藏。

留存在现今煤层中的瓦斯，仅是其中的一小部分（占3%—24%）。

煤层瓦斯含量的多少，主要取决于封闭条件。

如煤层埋藏深度、煤层与围岩的透气性、地质构造与存储条件。

如煤的吸附能力、孔隙率、含水程度、温度与压力等。

三、瓦斯的存在状态瓦斯在煤层或岩层中存在的状态有两种：一种叫游离状态；另一种叫吸附状态。

游离瓦斯存在于煤层、岩层的裂隙或空洞中，它可以自由地从煤层或岩层的裂隙中散放出来。

吸附瓦斯是指被吸附在煤体或掩体孔隙壁上，形成一个极薄的薄膜或进入煤体内部，瓦斯分子与煤的分子之间由于引力作用，紧密的吸附着。

以吸附状态存在的瓦斯含量大小，决定于煤的孔隙结构特点、瓦斯压力、煤的温度和湿度等。

据估算，在天然条件下，煤体中以吸附状态储存的瓦斯约占90％，而以游离状态存在的瓦斯的约仅占10％。

这说明瓦斯绝大多数是以吸附状态存在。

矿井瓦斯赋存规律的探讨瓦斯是地质作用的产物，现今煤层瓦斯的赋存状态是含煤地层经受复杂地质历史演化作用的结果，受着瓦斯生成、运移、保存条件综合地质作用的控制。

研究煤层中瓦斯的赋存状况是矿井瓦斯研究中的重要一环。

多年的实践证明，只有运用板块构造理论、区域地质演化理论、瓦斯赋存构造逐级控制理论才能揭示瓦斯赋存机理、规律。

1.煤层瓦斯赋存理论煤体中赋存瓦斯的多少不仅影响煤层瓦斯含量的大小，而且对煤层中瓦斯流动及其发生灾害的危险性的大小也有很大的影响。

因此，煤层中瓦斯的赋存状况的研究是矿井瓦斯研究中的重要部分。

1.1煤中瓦斯的赋存状态煤体是一种含有大量空隙和裂隙的复杂的多孔固体，这样就会有很大的自由空间和空隙表面形成。

因此，煤中瓦斯一般以游离状态和吸附状态两种形式赋存。

煤是通过物理吸附对瓦斯形成吸附作用，其吸附作用是瓦斯分子和碳分子间相互吸引的结果，而吸附瓦斯又分为吸着瓦斯和吸收瓦斯，通常吸收瓦斯是指进入煤体内部的瓦斯，吸着瓦斯是指附着在煤体表面的瓦斯。

1.2煤层瓦斯赋存的垂向分带当煤层具有露头或直接为透气性较好的第四系冲积层覆盖时，在煤层内气体会朝两个不同方向的运移，一是煤化过程中生成的瓦斯经煤层、上覆岩层和断层不断由煤层深部向地表运移，一是地面空气、表土中的生物化学和化学反应生成的气体向煤层深部渗透扩散，从而使赋存在煤层中的瓦斯表现出垂向分带特征。

一般将煤层由露头自上向下分为4个带：co2-n2带、n2带、n2-ch4带、ch4带，其中前三个带总称为瓦斯风化带。

煤层瓦斯的带状分布是煤层瓦斯含量及巷道瓦斯涌出量预测的基础，也是搞好瓦斯管理的依据。

1.3影响煤层瓦斯赋存及含量的主要因素目前的研究成果认为，影响煤层瓦斯含量的主要因素有：煤层储气条件、区域地质构造和采矿工作。

（1）煤层储气条件。

煤层储气条件是煤层瓦斯赋存及含量的重要基础。

煤层的埋藏深度、煤层和围岩的透气性、煤层倾角、煤层露头以及煤的变质程度等是储气条件的主控因素。

防治煤与瓦斯突出细则第一章总则第一条为加强防治煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出（以下简称突出）工作（以下简称防突工作），预防煤矿事故，保障从业人员生命安全，根据《中华人民共和国安全生产法》《中华人民共和国矿山安全法》《煤矿安全规程》等，制定本细则。

第二条煤矿企业、煤矿和有关单位的防突工作，适用本细则。

第三条突出煤层是指在矿井井田范围内发生过突出或者经鉴定、认定有突出危险的煤层。

突出矿井是指在矿井开拓、生产范围内有突出煤层的矿井。

第四条煤矿企业主要负责人、矿长是本单位防突工作的第一责任人。

有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当设置防突机构，建立健全防突管理制度和各级岗位责任制。

突出矿井应当建立突出预警机制，逐步实现突出预兆、瓦斯和地质异常、采掘影响等多元信息的综合预警、快速响应和有效处理。

第五条有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当依据本细则，结合矿井开采条件，制定、实施区域和局部综合防突措施。

区域综合防突措施包括下列内容：（一）区域突出危险性预测；（二）区域防突措施；（三）区域防突措施效果检验；（四）区域验证。

局部综合防突措施包括下列内容：（一）工作面突出危险性预测；（二）工作面防突措施；（三）工作面防突措施效果检验；（四）安全防护措施。

突出矿井应当加强区域和局部（以下简称两个“四位一体”）综合防突措施实施过程的安全管理和质量管控，确保质量可靠、过程可溯。

第六条防突工作必须坚持“区域综合防突措施先行、局部综合防突措施补充”的原则，按照“一矿一策、一面一策”的要求，实现“先抽后建、先抽后掘、先抽后采、预抽达标”。

突出煤层必须采取两个“四位一体”综合防突措施，做到多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标，否则严禁采掘活动。

在采掘生产和综合防突措施实施过程中，发现有喷孔、顶钻等明显突出预兆或者发生突出的区域，必须采取或者继续执行区域防突措施。

第七条突出矿井发生突出的必须立即停产，并分析查找原因；在强化实施综合防突措施、消除突出隐患后，方可恢复生产。

图1 8#煤层瓦斯含量W与埋藏深度H关系图
煤层瓦斯含量随煤层埋藏深度增长梯度为
煤层原始瓦斯含量与残存量的实测数据，还可以回归得到残存量与煤层原始瓦斯含量的关系。

煤层底板等高线图及煤层井上下对照图为基础，根据分析得到的瓦斯含量分布规律并结合煤层埋藏深度的统计规分带特性可能出现以下两种缺带情形：一是氮气带处于煤层的最浅部，二是氮气～甲烷带处于煤层的最浅部。

对照煤层瓦斯垂直分带划分标准可以看出：煤层瓦斯中甲烷成分平均为55.43%；二氧化碳成分平均为
平均为34.45%。

对照分带示意图可以推测出深部区
进入了氮气～甲烷带中，并有可能向甲烷带过渡。

煤层瓦斯赋存规律
煤层瓦斯赋存规律是指煤矿中煤层瓦斯的分布、存在形式及其规律。

煤层瓦斯是由煤中的有机质在埋藏过程中形成的，在煤矿开采过程中具有潜在的危险性。

煤层瓦斯的赋存规律对煤矿安全生产具有重要意义。

煤层瓦斯赋存规律可以归纳为以下几个方面：
1. 吸附瓦斯：煤层中的瓦斯主要以吸附态存在于煤体孔隙中。

随着压力的减小或温度的升高，吸附瓦斯可以解吸并逸出。

吸附瓦斯的赋存量受煤种、煤质、压力及温度等因素的影响。

2. 渗透瓦斯：煤层中的瓦斯可以通过煤层间隙或裂隙的渗透而存在。

渗透瓦斯的赋存与煤层孔隙度、赋存压力、地应力及煤层裂隙特征等因素有关。

3. 包裹瓦斯：煤层中的瓦斯可以包裹在煤体中的微小气泡中存在。

包裹瓦斯的赋存量受煤体孔隙结构、煤质及煤体松散程度等因素的影响。

4. 瓦斯运移规律：煤层瓦斯的运移与煤体孔隙连通性、地应力、渗透能力等因素有关。

瓦斯通常遵循从高压区到低压区的流动规律，地质构造、矿井开采等因素会影响瓦斯的运移路径和速度。

了解煤层瓦斯赋存规律对煤矿安全生产具有指导意义，可以帮
助矿井管理人员做好瓦斯抽放、通风以及瓦斯爆炸防治等工作，从而提高煤矿的生产安全性。

深部煤层瓦斯赋存规律及其涌出特征简介煤炭资源是我国主要能源资源之一，煤层瓦斯则是其中一种无形的能源资源。

深部煤层瓦斯赋存规律及其涌出特征的研究，可以为煤层气开发提供理论依据和技术支撑，同时也可以为煤层气的安全生产提供重要参考。

本文将围绕深部煤层瓦斯的赋存规律及其涌出特征展开讨论。

深部煤层瓦斯赋存规律赋存形式煤层瓦斯的赋存形式一般包括两种，一种是吸附在煤体孔隙中，另一种是游离在煤层裂隙中。

在深部煤层中，由于地下水的压力增大以及煤体孔隙逐渐关闭等因素的影响，煤层瓦斯的主要赋存形式是游离气体。

吸附气体则占据了较少的比例。

煤性对瓦斯赋存的影响煤层瓦斯的赋存量与煤性有直接关系。

由于不同煤性的孔隙率和比表面积不同，因此不同煤性的煤层瓦斯赋存量也会有所不同。

一般来说，具有较高孔隙率和比表面积的煤层，其孔隙中的煤层瓦斯含量相对较高。

同时，煤层的厚度也会对瓦斯赋存量产生影响。

厚度较小的煤层由于煤体间的连通性较差，瓦斯的堆积容易导致局部区域的高压，进而影响其可开采性。

底板岩性对瓦斯赋存的影响在深部煤层中，底板岩性的不同也会对煤层瓦斯的赋存量产生影响。

底板岩性若是致密型岩石，则瓦斯无法透过岩石而向地面逸出，而会向煤层上部和两侧的煤体中渗透和堆积，从而增加其含量。

反之，底板岩性若为通透型岩石，则瓦斯会向地面逸出，导致其含量减少。

深部煤层瓦斯的涌出特征涌出类型深部煤层瓦斯的涌出类型通常分为两种，一种是常规涌出，另一种是突发涌出。

常规涌出是由瓦斯压力自然产生，较为稳定。

而突发涌出则是由于煤层瓦斯压力快速释放，可能会导致爆炸等灾害事件的发生。

涌出量深部煤层瓦斯的涌出量与煤层深度、煤性、地质构造等因素有关。

一般来说，随着煤层深度的增加，瓦斯的赋存量和压力会增大，从而导致涌出量增加。

此外，含有大量煤层气的煤层，其瓦斯的涌出量也会相应增加。

涌出过程深部煤层瓦斯的涌出过程是一个较为复杂的过程，涉及到煤层瓦斯的释放、扩散、迁移等环节。

摘要○1本论文介绍了矿井瓦斯的基本知识，包括瓦斯的生成。

瓦斯爆炸的原因、条件、经过及其瓦斯防治的措施、排除等相关内容。

○2该论文的出发点是为解决山西柳林福山国际能源公司寨崖底煤矿11盘区瓦斯排除，杜绝瓦斯事故的需要而论证的。

通过本人在生产实践中所了解的知识和经验进行了初步论证。

在论证中查阅了相关通风瓦斯规程和手册的相关要求，根据本盘区实际核定的人数、产量、矿井需风量、瓦斯涌出量，确定了对瓦斯防治的具体措施。

○3由于在众多煤矿事故中，瓦斯爆炸造成的危害是最大的。

从每年的煤矿事故统计来看，绝大多数事故都是因瓦斯爆炸造成的。

所以预防和控制瓦斯爆炸事故，是实现煤矿安全生产的关键。

瓦斯防治是煤矿安全生产工作的重中之重。

在提高每个干部职工对瓦斯的认识，特别是瓦斯危害的认识和必要的防治措施，是有效防止煤矿瓦斯事故发生及确保煤矿安全生产的根本。

本论文着重强调了对瓦斯爆炸的认识及防治措施。

关键词：瓦斯爆炸；提高认识；防治措施瓦斯积聚- -目录第一章绪论-------------------------------（1）1.1引言----------------------------------（1）1.2瓦斯的概述----------------------------（1）1.3煤层中瓦斯含量------------------------（2）1.4瓦斯涌出和瓦斯涌出量------------------（2）第二章瓦斯爆炸----------------------------（3）2.1什么是瓦斯爆炸------------------------（3）2.2瓦斯爆炸的危害------------------------（3）2.3瓦斯爆炸的条件------------------------（4）第三章瓦斯爆炸的原因----------------------（5）3.1瓦斯积聚------------------------------（5）3.2引爆火源------------------------------（6）3.3管理因素------------------------------（6）第四章瓦斯爆炸的防治措施------------------（7）4.1提高认识-------------------------------（7）- -4.2防治瓦斯积聚的措施-------------------（8）4.3防治引爆瓦斯的方法------------------（10）4.3.1防治明火--------------------------（10）4.3.2防止出现爆破火焰------------------（10）4.3.3防止出现电火花--------------------（11）4.3.4其他引火源的治理------------------（11）4.4防止瓦斯爆炸灾害扩大的措施----------（11）第五章我盘区采掘布置及通风设计----------（11）5.1我盘区井下采掘布置简介--------------（11）5.2我盘区井下通风系统简介和配方方案----（11）第六章总结-----------------------------（20）- -第一章绪论1 .1引言瓦斯是古代植物遗体在成煤过程中的伴生物，遇火能够燃烧和爆炸。

煤层中瓦斯赋存状态煤层瓦斯是一种常见的矿井灾害气体，其赋存状态对于矿井安全具有重要影响。

煤层瓦斯主要以游离态、吸附态和溶解态存在于煤层中。

了解煤层瓦斯的赋存状态，对于采取有效的防治措施和确保矿井安全具有重要意义。

一、游离态瓦斯游离态瓦斯是指煤层中自由存在的气体，它不与煤体发生物理或化学作用。

游离态瓦斯主要由甲烷组成，占瓦斯总量的90%以上。

游离态瓦斯主要存在于煤层孔隙中，其中包括煤层间隙、裂隙和孔隙等。

游离态瓦斯是矿井瓦斯爆炸的主要来源，因此在矿井开采中必须采取有效的排放措施，以确保矿井安全。

二、吸附态瓦斯吸附态瓦斯是指煤层中与煤体表面结合形成化学键或物理吸附力的气体。

煤层中存在大量的微孔和介孔，这些孔隙可以吸附大量的瓦斯。

吸附态瓦斯主要由二氧化碳、氮气、甲烷等组成，其中甲烷是最主要的成分。

吸附态瓦斯是煤层瓦斯储量的重要组成部分，也是煤层瓦斯的潜在储量。

在矿井开采中，吸附态瓦斯的释放量较少，但当煤体破裂或压力减小时，吸附态瓦斯会转化为游离态瓦斯，增加矿井瓦斯浓度，增加矿井的瓦斯危险性。

三、溶解态瓦斯溶解态瓦斯是指煤层中溶解在水中的瓦斯。

煤层中的地下水中溶解有大量的瓦斯，其中主要是二氧化碳和甲烷。

溶解态瓦斯是煤层瓦斯的另一种重要形式，它在煤层开采过程中会随着煤体的破碎和煤层水的排泄而释放出来。

溶解态瓦斯的释放速度与煤层水的排泄速度有关，当煤层开采速度较快时，溶解态瓦斯的释放速度也会相应增加。

因此，在矿井开采中必须采取有效的排水措施，以减少溶解态瓦斯的释放量，确保矿井安全。

煤层中的瓦斯主要以游离态、吸附态和溶解态存在。

游离态瓦斯是矿井瓦斯爆炸的主要来源，吸附态瓦斯是煤层瓦斯储量的重要组成部分，溶解态瓦斯是煤层瓦斯的另一种重要形式。

了解煤层瓦斯的赋存状态，对于制定有效的瓦斯防治措施和确保矿井安全具有重要意义。

在矿井开采中，要采取相应的措施，减少游离态瓦斯的积聚，控制吸附态瓦斯的释放，降低溶解态瓦斯的排放，以确保矿井的安全生产。

第205篇矿井灾害防治课后习题答案第1章矿井瓦斯爆炸及其防治1.1什么是矿井瓦斯？广义指煤矿井下各种有害气体的总称。

狭义指甲烷。

瓦斯对煤矿安全生产有哪些主要危害？瓦斯爆炸，煤与突出，瓦斯喷出，瓦斯窒息。

1.2试述瓦斯的主要性质。

了解这些性质对于预防和处理瓦斯危害有何意义？1.2.1.无色无味无嗅的气体，决定了不能依靠人的感觉来判断瓦斯，瓦斯浓度的检测必须借助于仪器仪表。

1.2.2瓦斯密度较小，具有较强的上浮力。

因此，瓦斯容易在巷道上部、顶板冒落的空洞处积聚。

1.2.3瓦斯微溶于水。

1m3水可以溶解0.042m3的瓦斯。

1.2.4瓦斯的扩散性和渗透性都很强。

从煤岩中涌出的瓦斯会很快扩散到巷道空间。

瓦斯的渗透能力是空气的1.6倍。

1.2.5瓦斯本身无毒，但具有窒息性。

空气中瓦斯浓度增高时，氧气浓度相对降低，会因缺氧而使人窒息。

1.2.6瓦斯具有燃烧性和爆炸性。

当瓦斯和空气混合达到一定浓度时，遇到高温火源会发生燃烧或者爆炸。

1.2.7瓦斯是一种温室气体，同比产生的温室效应是二氧化碳的20倍。

1.3矿井瓦斯的利用方式有哪几种。

家庭燃料、工业发电、汽车动力燃烧。

1.4瓦斯是如何生成的。

.煤体内实际含有的瓦斯量是否等于生成量。

矿井瓦斯是成煤过程中的一种伴生产物。

2种生成方式，一种是植物遗体到形成泥炭的生物化学作用生成。

一种是从褐煤、烟煤到无烟煤的煤化变质阶段生成。

煤体中的瓦斯有游离和吸附两种状态，实际含有的瓦斯量小于生成量。

1.5瓦斯在煤体内赋存状态有哪些?相互之间有何关系。

煤体内的瓦斯主要以哪种状态赋存。

煤体中的瓦斯有游离和吸附两种状态，吸附状态又分为吸着状态和吸收状态。

压力降低、温度升高、煤体结构破坏，部分吸附状态瓦斯转化为游离状态。

这种现象叫解吸。

压力增大或温度降低时，部分游离状态瓦斯转化为吸附状态。

这种现象叫吸附。

煤层中的瓦斯主要以吸附状态存在，占瓦斯总量的80%以上。

1.6什么是煤层瓦斯垂直分布带？确定瓦斯风化带的深度有什么意义。