瓦斯地質(zhì)學第二章 瓦斯地質(zhì)基礎

1、主要內(nèi)容主要內(nèi)容2.1 礦井瓦斯礦井瓦斯2.2 瓦斯成因瓦斯成因2.3 瓦斯賦存瓦斯賦存2.4 煤的性質(zhì)煤的性質(zhì)2.5 煤層瓦斯運移煤層瓦斯運移2.6 礦井瓦斯涌出礦井瓦斯涌出2.7 煤與瓦斯突出煤與瓦斯突出2.1 礦井瓦斯礦井瓦斯2.1 礦井瓦斯礦井瓦斯1. “瓦斯瓦斯”詞語來源？詞語來源？ “瓦斯”音譯自日文“（瓦斯）”2. 礦井瓦斯礦井瓦斯 是指從煤層及煤層圍巖中涌出的，以及在煤礦生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種氣體的統(tǒng)稱。 礦井瓦斯成分很復雜，其主要成分是甲烷(CH4)，其次是二氧化碳(CO2)和氮氣(N2)，還含有少量或微量的重烴類氣體、氫（H2）、一氧化碳（CO）、二氧化硫(SO2)、硫化氫(

2、H2S)等。 廣義：煤礦井下有毒氣體的總稱。狹義：甲烷2.1 礦井瓦斯礦井瓦斯2.1.1 礦井瓦斯來源礦井瓦斯來源 礦井瓦斯來源礦井瓦斯來源煤（巖）層和地下煤（巖）層和地下水釋放出來的水釋放出來的化學及生物化學作化學及生物化學作用產(chǎn)生的用產(chǎn)生的煤炭生產(chǎn)過程中煤炭生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的產(chǎn)生的2.1 礦井瓦斯礦井瓦斯2.1.2 礦井瓦斯的性質(zhì)礦井瓦斯的性質(zhì)1. 物理性質(zhì) 無色、無味、無嗅、可燃燒、窒息、有毒性、微溶于水。 密度密度：0.7168 kg/m3； 水中溶解度水中溶解度：55.61 L/m3(0，0.1MPa) 33.10 L/m3(20，0.1MPa) 爆炸范圍爆炸范圍：5%-16%(體積百

3、分比，相當1m3空氣33-100g瓦斯) 對空氣比重對空氣比重：0.5545 發(fā)發(fā) 熱熱 量：量：35.994 MJ/m3 擴散系數(shù)擴散系數(shù)：0.196 cm2/s (0，0.1MPa) 分子直徑分子直徑：0.4110-9m2.1 礦井瓦斯礦井瓦斯2.1.2 礦井瓦斯的性質(zhì)礦井瓦斯的性質(zhì)性 質(zhì)甲烷二氧化碳一氧化碳硫化氫乙烷氫氣CH4CO2COH2SC2H6H2分子量16.0444.0128.0134.0830.072.01密度，kg/m30.71681.981.251.541.360.09對空氣的比重0.55451.530.971.171.050.07沸點，0，（0.1MPa下）-161.7-

4、78.5-190-61.8-88.3-252.8爆炸下限，%5/爆炸上限，%16/發(fā)熱量，MJ/m335.99/11.8623.564.5311.942.1 礦井瓦斯礦井瓦斯2.1.4 瓦斯的危害及用途瓦斯的危害及用途 1. 可造成瓦斯窒息事故可造成瓦斯窒息事故(43%呼吸短促，呼吸短促，57%即刻昏迷即刻昏迷) 2. 可釀成瓦斯燃燒事故可釀成瓦斯燃燒事故(16%存在火源存在火源) 3. 引起瓦斯爆炸事故引起瓦斯爆炸事故(5%-16%存在火源存在火源) 4. 產(chǎn)生煤與瓦斯突出事故產(chǎn)生煤與瓦斯突出事故 1. 用城鎮(zhèn)煤氣用城鎮(zhèn)煤氣 2. 用作鍋爐和窯爐燃料用作鍋爐和窯爐燃料 3. 瓦斯發(fā)電瓦斯發(fā)電

5、 4. 作為機動車燃料作為機動車燃料 5. 用作化工原料和化工產(chǎn)品用作化工原料和化工產(chǎn)品2.2 瓦斯成因瓦斯成因2.2.1 瓦斯成因瓦斯成因瓦瓦 斯斯 成成 因因 在植物沉積成煤初期的泥炭化過程在植物沉積成煤初期的泥炭化過程中，有機物在隔絕外部氧氣進入和溫中，有機物在隔絕外部氧氣進入和溫度不超過度不超過50的條件下，被厭氧微生的條件下，被厭氧微生物分解為物分解為CH4、CO2和和H2O。 泥炭時期埋深不大，生成的瓦斯通泥炭時期埋深不大，生成的瓦斯通過滲濾和擴散排放到大氣中，因此，過滲濾和擴散排放到大氣中，因此，生物化學作用產(chǎn)生的瓦斯一般不會保生物化學作用產(chǎn)生的瓦斯一般不會保留在煤層內(nèi)。留在煤層

6、內(nèi)。生物化學成氣時期生物化學成氣時期 T50煤化變質(zhì)作用時期煤化變質(zhì)作用時期T=50-220 隨著煤系地層的沉降及所處隨著煤系地層的沉降及所處壓力和溫度的增加，泥炭轉(zhuǎn)化壓力和溫度的增加，泥炭轉(zhuǎn)化為褐煤。有機物在高溫、高壓為褐煤。有機物在高溫、高壓作用下，處于變質(zhì)造氣時期，作用下，處于變質(zhì)造氣時期，揮發(fā)分減少，固定碳增加，生揮發(fā)分減少，固定碳增加，生成的氣體主要為成的氣體主要為CH4和和CO2。 2.2 瓦斯成因瓦斯成因2.2.2 成煤過程中瓦斯生成量成煤過程中瓦斯生成量煤階生氣量（m3/t）褐煤長焰煤氣煤肥煤焦煤瘦煤68168212229270287階段生氣量（m3/t）68100441741

7、172.2 瓦斯成因瓦斯成因2.2.3 煤層瓦斯垂向分帶各帶氣體組分煤層瓦斯垂向分帶各帶氣體組分 瓦斯在壓力和濃度差驅(qū)動下進行運移，煤層保存瓦斯量的多少取決于瓦斯在壓力和濃度差驅(qū)動下進行運移，煤層保存瓦斯量的多少取決于封閉條件封閉條件(埋藏深度、透氣性、地質(zhì)構造埋藏深度、透氣性、地質(zhì)構造)與貯藏條件與貯藏條件(吸附性、孔隙率、吸附性、孔隙率、含水性、溫度、壓力等含水性、溫度、壓力等)。帶名（從上到下）氣帶成因CO2/%N2/%CH4/%(按體積)(按體積)(按體積)CO2-N2空氣生化成因20802080010N2空氣成因02080100020N2-CH4變質(zhì)成因02020802080CH4變

8、質(zhì)成因010020801002.2 瓦斯成因瓦斯成因從上向下從上向下某煤田煤層瓦斯組分在各瓦斯帶中的變化某煤田煤層瓦斯組分在各瓦斯帶中的變化氮氣氮氣- -二氮化碳帶二氮化碳帶氮氣帶氮氣帶 氮氣氮氣- -甲烷帶甲烷帶甲烷帶甲烷帶2.2 瓦斯成因瓦斯成因2.2.4 瓦斯風化帶下限瓦斯風化帶下限(1) 煤層中所含瓦斯的煤層中所含瓦斯的CH4成分達成分達80%；(2) 煤層瓦斯壓力為煤層瓦斯壓力為0.1-0.15MPa；(3) 在相同條件下在相同條件下(M和和T)，與煤層瓦斯壓力相當，與煤層瓦斯壓力相當0.1-0.15MPa的的瓦斯含量；瓦斯含量； 氣煤氣煤X=1.5-2.0 m3/t.r；肥煤與瘦煤

9、；肥煤與瘦煤X=2.0-2.5 m3/t.r； 瘦煤瘦煤X=2.5-3.0 m3/t.r；貧煤；貧煤X=3.0-4.0 m3/t.r； 無煙煤無煙煤X=5.0-7.0 m3/t.r(4) 礦井相對瓦斯涌出量為礦井相對瓦斯涌出量為2 m3/t。 影響因素影響因素： 煤層賦存地質(zhì)條件煤層賦存地質(zhì)條件(圍巖性質(zhì)、煤層有無露頭、斷層發(fā)育、煤圍巖性質(zhì)、煤層有無露頭、斷層發(fā)育、煤層傾角、地下水活動等層傾角、地下水活動等)2.3 瓦斯賦存瓦斯賦存2.3.1 瓦斯在煤體內(nèi)賦存狀態(tài)瓦斯在煤體內(nèi)賦存狀態(tài)1煤體；煤體；2孔隙；孔隙；3吸收瓦斯；吸收瓦斯；4游離瓦斯；游離瓦斯；5吸附瓦斯吸附瓦斯瓦斯在煤體內(nèi)存在狀態(tài)瓦

10、斯在煤體內(nèi)存在狀態(tài)吸附瓦斯吸附瓦斯80%-90%游離瓦斯游離瓦斯10%-20%吸收狀態(tài)吸收狀態(tài)吸著狀態(tài)吸著狀態(tài) 以自由氣體分以自由氣體分子存在于煤體子存在于煤體或圍巖的較大或圍巖的較大裂隙、孔隙和裂隙、孔隙和空洞之中?？斩粗?。 在與顆粒固體在與顆粒固體在分子之間引力在分子之間引力作用下，被吸著作用下，被吸著在煤體孔隙的內(nèi)在煤體孔隙的內(nèi)表面上。表面上。 瓦斯分子進瓦斯分子進入煤體顆粒結入煤體顆粒結構內(nèi)部，與煤構內(nèi)部，與煤體固體分子相體固體分子相結合。結合。2.3 瓦斯賦存瓦斯賦存 2.3 瓦斯賦存瓦斯賦存2.3.2 瓦斯吸附與解吸瓦斯吸附與解吸吸附吸附瓦斯瓦斯游離游離瓦斯瓦斯壓力壓力溫度溫度壓

11、力壓力溫度溫度(1) 吸附瓦斯與游離瓦斯處于動平衡狀態(tài)；吸附瓦斯與游離瓦斯處于動平衡狀態(tài)；(2) 外界壓力、溫度變化，原平衡破壞；外界壓力、溫度變化，原平衡破壞；(3) 這種瓦斯由吸附狀態(tài)轉(zhuǎn)化為游離狀態(tài)的現(xiàn)象，稱為解吸；這種瓦斯由吸附狀態(tài)轉(zhuǎn)化為游離狀態(tài)的現(xiàn)象，稱為解吸；(4) 吸附態(tài)瓦斯無內(nèi)能，游離態(tài)分子熱運動具有內(nèi)能；吸附態(tài)瓦斯無內(nèi)能，游離態(tài)分子熱運動具有內(nèi)能；(5) 煤的解吸瓦斯量：瓦斯壓力從平衡狀態(tài)下過渡到正常標準煤的解吸瓦斯量：瓦斯壓力從平衡狀態(tài)下過渡到正常標準大氣壓下，煤體釋放的瓦斯量。大氣壓下，煤體釋放的瓦斯量。2.4 煤的性質(zhì)煤的性質(zhì)2.4.1 煤的孔隙分類煤的孔隙分類微孔：直徑

12、微孔：直徑100m，層層流和紊流混合滲透區(qū)間。流和紊流混合滲透區(qū)間。 煤中孔隙分類煤中孔隙分類滲透容積：小孔至可見孔滲透容積：小孔至可見孔孔隙體積之和?？紫扼w積之和?？偪紫扼w積：吸附容積和總孔隙體積：吸附容積和滲透容積之和。滲透容積之和。中孔：直徑中孔：直徑100 nm1m，緩慢層流滲透區(qū)間。緩慢層流滲透區(qū)間。大孔：直徑大孔：直徑1m100m，強強烈的層流滲透區(qū)間。烈的層流滲透區(qū)間。小孔：直徑小孔：直徑10 nm100 nm，毛細凝結和瓦斯擴散空間。毛細凝結和瓦斯擴散空間。六、煤孔隙結構測定六、煤孔隙結構測定2.4.2 煤孔隙的測定煤孔隙的測定2.4 煤的性質(zhì)煤的性質(zhì)2.4 煤的性質(zhì)煤的性質(zhì)2

13、.4.3 不同變質(zhì)程度煤的孔隙分布不同變質(zhì)程度煤的孔隙分布煤牌號揮發(fā)份含量(%)小孔、中孔和大孔(m3/t)微孔(m3/t)最大最小平均最大最小平均長焰煤28370.0700.0450.0610.0280.0210.023氣 煤35400.0580.0010.0300.0340.0150.026肥 煤28340.0500.0010.0250.0330.0190.026焦 煤22270.0390.0010.0190.0380.0210.026瘦 煤18210.0360.0010.0160.0330.0220.029貧 煤10170.0520.0010.0220.0520.0270.033半無煙煤

14、690.0540.0010.0230.0560.0330.044無煙煤250.0760.0010.0290.0520.0490.0552.4 煤的性質(zhì)煤的性質(zhì)2.4.4 煤的吸附等溫線煤的吸附等溫線 1916年朗格繆爾導出單分子層吸附年朗格繆爾導出單分子層吸附狀態(tài)方程狀態(tài)方程朗格繆爾方程：朗格繆爾方程： 式中：式中：X給定溫度下，瓦斯壓力為給定溫度下，瓦斯壓力為P時時單位質(zhì)量固體單位質(zhì)量固體(純煤除水分和灰分純煤除水分和灰分)表面吸附表面吸附的氣體體積，的氣體體積，m3/t或或m3/ m3 ；P煤層平衡的瓦斯壓力，煤層平衡的瓦斯壓力，MPa；a吸附常數(shù)，試驗溫度下煤的極限吸附常數(shù)，試驗溫度下煤

15、的極限吸附量，吸附量，m3/t；b吸附常數(shù)，吸附常數(shù)，MPa-1。bPabPX+12.4 煤的性質(zhì)煤的性質(zhì)2.4.5 煤的吸附能力主要影響因素煤的吸附能力主要影響因素 儲層壓力儲層壓力煤的吸附能力主要影響因素煤的吸附能力主要影響因素 煤中水分煤中水分變質(zhì)程度變質(zhì)程度溫度每升高溫度每升高1，吸附瓦斯的能力要降低，吸附瓦斯的能力要降低8%。 CO2 CH4 N2 在給定溫度下，吸附量與瓦斯壓力呈雙曲線變化。在給定溫度下，吸附量與瓦斯壓力呈雙曲線變化。艾琴格爾經(jīng)驗公式：艾琴格爾經(jīng)驗公式：式中：式中：Xw濕煤的瓦斯吸附量，濕煤的瓦斯吸附量，m3/t；Xd干煤的瓦干煤的瓦斯吸附量，斯吸附量，m3/t；M

16、ad煤中水分含量，煤中水分含量，%。變質(zhì)程度和孔隙結構和比表面積及化學成分有關，呈變質(zhì)程度和孔隙結構和比表面積及化學成分有關，呈馬鞍型變化。馬鞍型變化。溫溫 度度氣體性質(zhì)氣體性質(zhì)dadWXMX31. 011+=平衡水平衡水2.4 煤的性質(zhì)煤的性質(zhì)兩個吸附等溫線實例兩個吸附等溫線實例（無水無灰基）（無水無灰基）aCO2（26）；）；bCO2（44）；）；cCH4（26）；）；dCH4（44）；）；eN2（26） 2.4 煤的性質(zhì)煤的性質(zhì)2.4 煤的性質(zhì)煤的性質(zhì)2.4.6 不同變質(zhì)程度煤的吸附瓦斯量不同變質(zhì)程度煤的吸附瓦斯量 圖圖2 不同變質(zhì)程度煤的吸附瓦斯量不同變質(zhì)程度煤的吸附瓦斯量 （ “T=

17、30，P=2 MPa ）1、2、3一非突出煤；一非突出煤；4、5，6一突出煤；一突出煤； 1、4一新容量法；一新容量法；2、5一重量法；一重量法；3、6一舊容量法一舊容量法2.5 煤層瓦斯運移煤層瓦斯運移2.5.1 瓦斯運移瓦斯運移 保存在煤層中的瓦斯僅占形成瓦斯量的保存在煤層中的瓦斯僅占形成瓦斯量的1/10。成煤。成煤過程中形成的瓦斯可分如下幾個部分：過程中形成的瓦斯可分如下幾個部分： (1) 保存煤層中的瓦斯；保存煤層中的瓦斯； (2) 從煤層中運移出來，保存在圍巖中的瓦斯；從煤層中運移出來，保存在圍巖中的瓦斯； (3) 從煤層中運移出來，溶解于地下水中瓦斯；從煤層中運移出來，溶解于地下水

18、中瓦斯； (4) 排放大氣中瓦斯。排放大氣中瓦斯。2.5 煤層瓦斯運移煤層瓦斯運移2.5.2 瓦斯運移方式瓦斯運移方式 1.滲濾滲濾 瓦斯沿裂隙、構造破碎帶的運移方式。瓦斯沿裂隙、構造破碎帶的運移方式。 2.擴散擴散 由于氣體濃度差原因，氣體由高濃度向低濃度擴由于氣體濃度差原因，氣體由高濃度向低濃度擴散，達到擴散平衡。散，達到擴散平衡。2.5 煤層瓦斯運移煤層瓦斯運移2.5.2 瓦斯運移方式瓦斯運移方式2.5 煤層瓦斯運移煤層瓦斯運移2.5.3 煤層瓦斯流動煤層瓦斯流動 瓦斯在煤層中以呈壓縮狀態(tài)，煤層瓦斯壓力隨深度增瓦斯在煤層中以呈壓縮狀態(tài)，煤層瓦斯壓力隨深度增大而增大，是在漫長的地質(zhì)年代里，

19、煤層瓦斯由深部向地大而增大，是在漫長的地質(zhì)年代里，煤層瓦斯由深部向地表流動的結果，但這種煤層瓦斯流動是極其緩慢的，在采表流動的結果，但這種煤層瓦斯流動是極其緩慢的，在采礦工程中，研究煤層瓦斯流動時，一般忽略這種緩慢的瓦礦工程中，研究煤層瓦斯流動時，一般忽略這種緩慢的瓦斯流動。通常認為，在采掘工作或鉆孔未影響到的煤層，斯流動。通常認為，在采掘工作或鉆孔未影響到的煤層，瓦斯處于平衡狀態(tài)，不會發(fā)生瓦斯流動。瓦斯處于平衡狀態(tài)，不會發(fā)生瓦斯流動。2.5 煤層瓦斯運移煤層瓦斯運移 由于采掘破壞了原有的瓦斯壓力平衡狀態(tài)，引起由于采掘破壞了原有的瓦斯壓力平衡狀態(tài)，引起瓦斯流動，形成瓦斯流動場。應響影響煤層瓦斯

20、流動瓦斯流動，形成瓦斯流動場。應響影響煤層瓦斯流動的因素很多，諸如煤層賦存條件、瓦斯壓力、含量、的因素很多，諸如煤層賦存條件、瓦斯壓力、含量、煤層透氣性以及采掘技術條件等等，但主要影響因素煤層透氣性以及采掘技術條件等等，但主要影響因素為為瓦斯壓力瓦斯壓力和和煤層透氣性煤層透氣性，前者是瓦斯流動的動力，前者是瓦斯流動的動力，后者是瓦斯流動的阻力。后者是瓦斯流動的阻力。2.5 煤層瓦斯運移煤層瓦斯運移2.5.4 煤層瓦斯流動方式煤層瓦斯流動方式 1. 當孔隙直徑為0.1-1 m時，由于孔徑大于瓦斯分子的平均自由程0.1m ，瓦斯流動表現(xiàn)為自由擴散或慢速的層流滲透，這時瓦斯流動符合費克或達西定律。

21、2. 當孔隙直徑為0.1-0.2 m時，瓦斯流動為層流滲透，符合達西定律。 3. 當孔徑或可見裂隙寬度0.2 m時，瓦斯流動表現(xiàn)為層流滲透或?qū)恿髋c紊流的混合過渡流。 2.5 煤層瓦斯運移煤層瓦斯運移2.5.4 煤層瓦斯流動方式煤層瓦斯流動方式 4. 當孔隙直徑小于0.1m時，瓦斯流動屬于分子擴散。 5. 當孔徑小于3 nm時，會出現(xiàn)瓦斯表面擴散和固體中的擴散。 煤層中上述各種瓦斯流動形式是同時存在的，但為了簡化煤層瓦斯流動狀態(tài)，通常用線性滲透規(guī)律來描述，即認為煤層中瓦斯流動屬層流滲透，即符合達西定律。 流體流過孔隙介質(zhì)時，其流速與流動方向上的壓力梯度成正比。2.5 煤層瓦斯運移煤層瓦斯運移2.

22、5.5 瓦斯流動場瓦斯流動場 瓦斯在煤層中由高壓區(qū)流向低壓區(qū)，在煤層中即形成一瓦斯在煤層中由高壓區(qū)流向低壓區(qū)，在煤層中即形成一定的流動范圍定的流動范圍瓦斯流動場。瓦斯流動場。 ：流動類型可分為穩(wěn)定流動和非穩(wěn)定流流動類型可分為穩(wěn)定流動和非穩(wěn)定流動兩種類型，前者流動場不隨時間而變化，后者流動場隨動兩種類型，前者流動場不隨時間而變化，后者流動場隨時間而改變。煤層瓦斯流動屬非穩(wěn)定流動類型。時間而改變。煤層瓦斯流動屬非穩(wěn)定流動類型。 ：瓦斯流動類型分為單向流動、徑向流瓦斯流動類型分為單向流動、徑向流動和球向流動三種類型。動和球向流動三種類型。2.5 煤層瓦斯運移煤層瓦斯運移2.5.5 瓦斯流動場瓦斯流動

23、場 單向流動的特點是煤單向流動的特點是煤層瓦斯沿單一方向流動層瓦斯沿單一方向流動，流線相互平行。，流線相互平行。沿煤層開掘高度大沿煤層開掘高度大于煤層厚度的巷道后，于煤層厚度的巷道后，巷道兩側煤層中的瓦斯巷道兩側煤層中的瓦斯皆沿垂直于巷道的方向皆沿垂直于巷道的方向流動，這種流動屬單向流動，這種流動屬單向流動。流動。2.5 煤層瓦斯運移煤層瓦斯運移2.5.5 瓦斯流動場瓦斯流動場 徑向流動是平面流動。徑向流動是平面流動。徑向流動時，等瓦斯壓力徑向流動時，等瓦斯壓力線為一組同心圓，瓦斯流線為一組同心圓，瓦斯流線沿圓的徑向發(fā)展。線沿圓的徑向發(fā)展。 在煤礦井下，石門或鉆在煤礦井下，石門或鉆孔垂直揭穿煤

24、層時，煤層孔垂直揭穿煤層時，煤層中的瓦斯流動就是徑向流中的瓦斯流動就是徑向流動。動。 2.5 煤層瓦斯運移煤層瓦斯運移2.5.5 瓦斯流動場瓦斯流動場 球向流動的特點是等瓦斯壓力線為一組同心球狀，瓦球向流動的特點是等瓦斯壓力線為一組同心球狀，瓦斯流線沿球的徑向發(fā)展。在煤礦井下屬球向流動的情況斯流線沿球的徑向發(fā)展。在煤礦井下屬球向流動的情況很少見。很少見。 石門揭特厚煤層，特厚煤層中的掘進面迎頭和鉆孔孔石門揭特厚煤層，特厚煤層中的掘進面迎頭和鉆孔孔底以及煤塊的瓦斯放散等都可近似地視為球向流動。底以及煤塊的瓦斯放散等都可近似地視為球向流動。2.5 煤層瓦斯運移煤層瓦斯運移 2.6 礦井瓦斯涌出礦井

25、瓦斯涌出2.6.1 礦井瓦斯涌出礦井瓦斯涌出1. 礦井瓦斯涌出礦井瓦斯涌出 是礦井在開拓、掘進、回采過程中，瓦斯從煤層或巖層涌向是礦井在開拓、掘進、回采過程中，瓦斯從煤層或巖層涌向采掘空間的現(xiàn)象。采掘空間的現(xiàn)象。2. 瓦斯涌出來源：瓦斯涌出來源：煤層、巖層、鄰近層。煤層、巖層、鄰近層。3. 絕對瓦斯涌出量絕對瓦斯涌出量(m3/min或或m3/d)4. 相對瓦斯涌出量相對瓦斯涌出量(m3/t)2.6 礦井瓦斯涌出礦井瓦斯涌出 v絕對瓦斯涌出量絕對瓦斯涌出量(Q) 是指礦井在單位時間內(nèi)涌出的瓦斯體積，單位是是指礦井在單位時間內(nèi)涌出的瓦斯體積，單位是m3/min或或m3/d。v相對瓦斯涌出量相對瓦斯

26、涌出量(q) 是指在礦井正常生產(chǎn)條件下平均每采一噸煤所涌出的是指在礦井正常生產(chǎn)條件下平均每采一噸煤所涌出的瓦斯體積，單位是瓦斯體積，單位是m3/t。2.6 礦井瓦斯涌出礦井瓦斯涌出2.6.2 礦井瓦斯涌出方式礦井瓦斯涌出方式礦井瓦斯涌出方式礦井瓦斯涌出方式特殊涌出特殊涌出普通涌出普通涌出煤與瓦斯突出煤與瓦斯突出瓦斯噴出瓦斯噴出 由采落煤炭和煤層、由采落煤炭和煤層、巖層的新鮮暴露面，通巖層的新鮮暴露面，通過孔隙、裂隙，緩慢、過孔隙、裂隙，緩慢、長時間的涌出。長時間的涌出。 采掘時，在極短時間內(nèi)，采掘時，在極短時間內(nèi)，瓦斯在煤體、圍巖內(nèi)突然、瓦斯在煤體、圍巖內(nèi)突然、大量的涌出，有時還伴有煤大量的涌

27、出，有時還伴有煤粉、煤塊和巖石等。粉、煤塊和巖石等。 瓦斯噴出從煤體瓦斯噴出從煤體或巖體裂隙、孔或巖體裂隙、孔洞或炮眼中大量洞或炮眼中大量瓦斯異常涌出的瓦斯異常涌出的現(xiàn)象。在現(xiàn)象。在20m巷巷道范圍內(nèi)，涌出道范圍內(nèi)，涌出瓦 斯 量瓦 斯 量 1 . 0 m3/min，且持續(xù)且持續(xù)時間在時間在8h以上時以上時，該采掘區(qū)即定，該采掘區(qū)即定為為瓦斯噴出危險瓦斯噴出危險區(qū)域區(qū)域。2.6 礦井瓦斯涌出礦井瓦斯涌出2.6.3 礦井瓦斯等級礦井瓦斯等級礦井瓦斯等級劃分礦井瓦斯等級劃分高瓦斯礦井高瓦斯礦井低瓦斯礦井低瓦斯礦井 礦 井 相 對礦 井 相 對瓦 斯涌出 量瓦 斯涌出 量小于小于10 m3/t， 且

28、礦井 絕且礦井 絕對 瓦斯涌 出對 瓦斯涌 出量 小 于量 小 于 4 0 m3/min。 礦井相對瓦斯涌出量大于礦井相對瓦斯涌出量大于10m3/t或或礦井絕礦井絕對瓦斯涌出量大于對瓦斯涌出量大于40m3/min。煤與瓦斯突出礦井煤與瓦斯突出礦井發(fā)生煤發(fā)生煤(巖巖)與瓦斯突出與瓦斯突出礦井、鑒定礦井、鑒定有煤與瓦斯有煤與瓦斯突出危險的突出危險的礦井。礦井。 根據(jù)礦井相對瓦斯涌出量、礦井絕對根據(jù)礦井相對瓦斯涌出量、礦井絕對瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式劃分為：瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式劃分為：2.6 礦井瓦斯涌出礦井瓦斯涌出 礦井瓦斯等級鑒定礦井瓦斯等級鑒定測點選擇測點選擇鑒定時間和基本條件鑒定時間和基

29、本條件 在七月或八月上、中、在七月或八月上、中、下旬中各取一天（間隔下旬中各取一天（間隔10天），分三個班（或四個天），分三個班（或四個班）進行測定工作。被鑒班）進行測定工作。被鑒定的礦井、煤層、水平或定的礦井、煤層、水平或采區(qū)的回采產(chǎn)量應達到該采區(qū)的回采產(chǎn)量應達到該地區(qū)設計產(chǎn)量的地區(qū)設計產(chǎn)量的60。 通風機的風硐、各水平通風機的風硐、各水平、各煤層和各采區(qū)的回風、各煤層和各采區(qū)的回風道測風站內(nèi)。如無測風站道測風站內(nèi)。如無測風站，可選取斷面規(guī)整并無雜，可選取斷面規(guī)整并無雜物堆積的段平直巷道做物堆積的段平直巷道做測點。測點。測定內(nèi)容測定內(nèi)容 測定內(nèi)容為測定內(nèi)容為風量和風流中風量和風流中甲烷、二氧

30、化甲烷、二氧化碳濃度。碳濃度。 生產(chǎn)礦井生產(chǎn)礦井每年必須進行礦井瓦斯每年必須進行礦井瓦斯等級鑒定，同時進行二氧化碳涌出等級鑒定，同時進行二氧化碳涌出量的測定，作為核定和調(diào)整風量的量的測定，作為核定和調(diào)整風量的依據(jù)。依據(jù)。 新井新井設計前，地勘部門根據(jù)設計前，地勘部門根據(jù)各煤層的瓦斯含量資料，預測各煤層的瓦斯含量資料，預測礦井瓦斯等級，作為計算風量礦井瓦斯等級，作為計算風量的依據(jù)。的依據(jù)。2.7 煤與瓦斯突出煤與瓦斯突出2.7.1 煤與瓦斯突出煤與瓦斯突出 煤與瓦斯突出是發(fā)生在煤礦井下的一種復雜的瓦斯動力現(xiàn)煤與瓦斯突出是發(fā)生在煤礦井下的一種復雜的瓦斯動力現(xiàn)象，表現(xiàn)為在很短時間（幾秒至數(shù)十秒）內(nèi)，

31、大量的煤（幾噸象，表現(xiàn)為在很短時間（幾秒至數(shù)十秒）內(nèi)，大量的煤（幾噸至數(shù)千噸）和瓦斯（數(shù)百至數(shù)百萬米）由煤體向采掘巷道噴出，至數(shù)千噸）和瓦斯（數(shù)百至數(shù)百萬米）由煤體向采掘巷道噴出，伴隨著強大的沖擊力，破壞煤壁，摧毀巷道，使風流逆轉(zhuǎn)，煤伴隨著強大的沖擊力，破壞煤壁，摧毀巷道，使風流逆轉(zhuǎn)，煤流埋人，甚至造成嚴重的爆炸事故。煤與瓦斯突出是煤礦井下流埋人，甚至造成嚴重的爆炸事故。煤與瓦斯突出是煤礦井下嚴重的自然災害之一。嚴重的自然災害之一。2.7 煤與瓦斯突出煤與瓦斯突出2.7 煤與瓦斯突出煤與瓦斯突出 突突出出模模擬擬2.7 煤與瓦斯突出煤與瓦斯突出 嚴重突出礦區(qū)嚴重突出礦區(qū)北票、六枝、南桐、天府、芙北票、六枝、南桐、天府、芙蓉、松藻、英崗嶺、漣邵、白蓉、松藻、英崗嶺、漣邵、白沙、焦作、雞西、阜新、沈陽沙、焦作、雞西、阜新、沈陽2.7 煤與瓦斯突出煤與瓦斯突出2.7.1 煤與瓦斯突出煤與瓦斯突出 截至截至1981年底，我國有突出礦井年底，我國有突出礦井205對，已發(fā)生對，已發(fā)生突出突出9845次，其中次，其中1000t以上的特大型突出以上的特大型突出64次。我次。我國最大的一次煤與瓦斯突出是國最大的一次煤與瓦斯突出是1975年年8月月8日在四川三日在四川三匯壩一井匯壩一井+280m水平（距地表垂深水平（距地表垂深500m）主平硐揭）主平硐揭開開K1煤層時發(fā)生的，突出煤巖煤層時發(fā)生