瓦斯的垂直分帶

瓦斯的垂直分帶重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院

主講人：黃文祥第一章礦井瓦斯的認(rèn)識知識點二瓦斯的垂直分帶任務(wù)一瓦斯的認(rèn)識瓦斯沿深度的帶狀分布當(dāng)煤層有露頭或在沖擊層下有含煤地層時，在煤層內(nèi)存在兩個不同方向的氣體運(yùn)移，即煤層中經(jīng)煤化作用生成的瓦斯經(jīng)煤層、上覆巖層和斷層等由深部向地表運(yùn)移；地面的空氣、表土中的生物化學(xué)作用生成的氣體向煤層深部滲透和擴(kuò)散。這兩種反向運(yùn)移的結(jié)果，形成了煤層中各種氣體成分由淺到深有規(guī)律地變化，呈現(xiàn)出沿賦存深度方向上的帶狀分布煤層瓦斯的帶狀分布是煤層瓦斯含量及巷道瓦斯涌出量預(yù)測的基礎(chǔ)，也是搞好瓦斯管理的重要依據(jù)。瓦斯沿深度的帶狀分布瓦斯沿深度的帶狀分布在漫長的地質(zhì)歷史中，煤層中的瓦斯經(jīng)煤層、煤層圍巖和斷層由地下深處向地表流動；而地表的空氣、生物化學(xué)和化學(xué)作用生成的氣體，則由地表向深部運(yùn)動。由此形成了煤層中各種瓦斯成分由淺到深有規(guī)律的變化，這就是煤層瓦斯沿深度的帶狀分布。瓦斯風(fēng)化帶及其深度的確定依據(jù)圖1瓦斯分帶示意圖如圖1自上而下依次為：①二氧化碳氮氣帶；②氮氣帶；③氮氣甲烷帶；④甲烷帶。前三個帶統(tǒng)稱為瓦斯風(fēng)化帶，甲烷帶稱為瓦斯帶。瓦斯風(fēng)化帶及其深度的確定依據(jù)煤層垂向各帶氣體組份表如表1所示表一煤層垂向各帶氣體組份表名稱氣帶成因瓦斯成分N2CO2CH4CO2-N2帶生物化學(xué)-空氣20~8020~80<10N2帶空氣>80<10~20<20N2–CH4帶空氣-變質(zhì)20~80<10~2020~80CH4帶變質(zhì)<20<10>80可以看出瓦斯帶內(nèi)甲烷濃度超過80%，瓦斯含量隨埋深增加而有規(guī)律的增加，但是增加的瓦斯梯度因地質(zhì)條件而定。掌握本煤田煤層瓦斯垂直分帶的特征，是搞好礦井瓦斯涌出量預(yù)測和日常瓦斯管理工作的基礎(chǔ)。瓦斯風(fēng)化帶及其深度的確定依據(jù)01劃分的意義由于各個煤田的形成條件和煤層瓦斯生成環(huán)境不同，各煤田的瓦斯組分可能有很大差別，此外，受成煤環(huán)境和各種地質(zhì)條件的影響，有的礦井中甚至缺失了其中的一個或兩個帶，如沈陽紅陽三井井田就缺失了氮氣帶和氮氣—甲烷帶，而僅存在二氧化碳—甲烷帶和甲烷帶。有的礦井甚至出現(xiàn)了二氧化碳—甲烷帶。瓦斯風(fēng)化帶及其深度的確定依據(jù)01020304在瓦斯風(fēng)化帶開采煤層時，煤層的相對瓦斯涌出量達(dá)到2m3/t；煤的瓦斯含量達(dá)到2～3m3/t（煙煤）和5～7m3/t（無煙煤）。煤層內(nèi)的瓦斯組分中甲烷組分含量達(dá)到80%（體積比）；煤層內(nèi)的瓦斯壓力為0.1～0.15Mpa；瓦斯風(fēng)化帶及其深度的確定依據(jù)瓦斯風(fēng)化帶的深度取決于井田地質(zhì)和煤層賦存條件，如圍巖性質(zhì)、煤層有無露頭、斷層發(fā)育情況、煤層傾角、地下水活動情況等。圍巖透氣性越好、煤層傾角越大、開放性斷層越發(fā)育、地下水活動越劇烈，則瓦斯風(fēng)化帶深度就越大。瓦斯風(fēng)化帶及其深度的確定依據(jù)不同礦區(qū)瓦斯風(fēng)化帶的深度有較大差異，即使是同一井田有時也相差很大，如開灤礦區(qū)的唐山礦和趙各莊礦，兩礦的瓦