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第八章 矿井瓦斯防治 第一节 概述 第二节 瓦斯的赋存与含量 第三节 矿井瓦斯涌出量与矿井瓦斯等级划分 第四节煤（岩）与瓦斯突出 第五节 瓦斯爆炸及防治 第六节 瓦斯抽放 第一节 概述 一、矿井瓦斯的概念 瓦斯是指在煤矿生产过程中，从煤和围岩中释放出来的一种多成分的混合气体。主要成分为甲烷，无色无味无臭无毒的气体，但有时可以闻到类似苹果的香味，这是由于芳香族的碳氢气体同瓦斯同时涌出的缘故。 二、瓦斯的生成 煤层瓦斯是腐殖型有机物在成煤的过程中生成的。煤的原始母质——腐殖质沉积以后，一般经历2个成气阶段： （一）泥炭化作用阶段瓦斯的生成 泥炭化作用阶段是从成煤原始有机物堆积在沼泽环境中开始的。在温度不超过65℃条件下，成煤原始物质经厌氧微生物分解成瓦斯。 在这个阶段，成煤物质生成的泥炭层埋深浅，上覆盖层的胶结固化不好，生成的瓦斯通过渗透和扩散到大气中去，因此泥炭化作用阶段生成的瓦斯一般不会大量保留在现有煤层内。 （二）煤化作用阶段瓦斯的生成 褐煤层进一步沉降，压力和温度作用加剧，便进入煤化变质作用造气阶段。在100摄氏度高温及相应的地层压力作用下，煤体会产生强烈的热力变质成气作用。煤化变质作用阶段，有机质分解生成大量的以甲烷为主要成分的气体。从褐煤到无烟煤，煤的变质程度越高，生成的瓦斯量也越多。 三、瓦斯的害与利 （一）瓦斯的危害 1、瓦斯具有窒息性。 2、瓦斯能燃烧和爆炸。 3、当某些地区煤（岩）体内的瓦斯含量较大时，瓦斯会因采掘活动的影响而以突然的猛烈的形式被释放出来。 4、环境污染方面? （二）瓦斯的利用 1、民用燃气 2、发电 3、化工原料 4、低浓度瓦斯的提纯 第二节 瓦斯的赋存与含量 一、瓦斯的赋存状态 1、被吸附于煤的孔隙、裂隙内表面上的气体，即吸附气； 2、以游离状态存在于煤的孔（裂）隙中，即游离气； 3、溶解于煤层水中的气体，即溶解气。 二、煤层中瓦斯垂直分带 三、 影响瓦斯含量的地质因素 1、煤的变质程度 2、煤层露头 3、煤层的埋藏深度 4、围岩透气性 5、煤层倾角 6、地质构造 7、水文地质条件 四、中国煤层瓦斯分布简要特征 华北地区东部由于受印支期太平洋板块俯冲而隆起，缺失三叠纪地层，使得二叠纪煤系地层瓦斯保存条件变差。 华南地区长期受太平洋板块挤压，煤层不稳定，构造煤发育，80%以上为高瓦斯矿井。 西北地区由于受南北挤压，盆地大面积抬升，煤层距地表浅，并受到风化剥蚀作用，80%以上的矿井是低瓦斯矿井。 东北地区沉积于大兴安岭东侧的侏罗纪煤层以褐煤为主，并遭受风化剥蚀，90%以上为低瓦斯矿井；沉积于松辽盆地的晚侏罗纪-早白垩纪煤层，受岩浆岩活动影响，煤化程度高，透气性差，多为高瓦斯矿井。 我国瓦斯分布的总体规律是，南方瓦斯大，北方瓦斯较小。 第三节 矿井瓦斯涌出量与矿井瓦斯等级划分 一、矿井瓦斯涌出量 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出的瓦斯量，对应于整个矿井的叫矿井瓦斯涌出量，对应于翼、采区或工作面，叫翼、采区或工作面的瓦斯涌出量。瓦斯涌出量表示方法有两种： 绝对瓦斯涌出量（absolute gas emission rate）——矿井在单位时间内涌出的瓦斯量。单位为m3/d或m3/min； 相对瓦斯涌出量（relative gas emission rate）——正常情况下，平均每生产1吨煤所涌出的瓦斯量（m3/t）。 （二）煤层瓦斯涌出形式 瓦斯涌出形式指瓦斯涌出在时间和空间上的分布形式，可以分为普通（一般）涌出和特殊（异常）涌出。 普通涌出是在时间和空间上比较均匀、普遍发生的不间断涌出，它决定了煤矿的瓦斯平衡和风量分配； 特殊瓦斯涌出是在时间和空间上突然、集中发生，涌出量很不均匀的间断涌出，后者包括瓦斯喷出和煤（岩）与瓦斯突出。 （三）影响瓦斯涌出的因素 瓦斯涌出量决定于自然因素和开采技术因素的综合影响。 1、自然因素 （1）煤层的瓦斯含量是影响瓦斯涌出量的决定因素。 （2）在瓦斯带内开采的矿井，随着开采深度的增加，相对瓦斯涌出量增高。 （3）地面大气压变化时引起井下大气压的相应变化，它对采空区（包括采煤工作面后部采空区和封闭不严的老空区）或坍冒处瓦斯涌出的影响比较显著。 2、开采技术因素 （1）开采强度和产量 矿井的绝对瓦斯涌出量与开采速度或矿井产量成正比，而相对瓦斯涌出量变化较小。当回采速度较高时，相对瓦斯涌出量中开采煤层涌出的量和邻近煤层涌出的量反而相对减少，使得相对瓦斯涌出量降低。 （2）开采顺序和回采方法 厚煤层分层开采或开采煤层群时，首先开采的煤层瓦斯涌出量较大，除本煤层或本分层瓦斯涌出外，邻近层或未开采分层的瓦斯也要通过开采产生的裂隙与孔洞渗透出来，增大瓦斯涌出量，其他层开采时，瓦斯涌出量大大减少。 （3）风量的变化 风量发生变化时，瓦斯