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瓦斯检查与监测培训 孙忠娟;第一节 矿井瓦斯基础知识 一、概述 1、矿井瓦斯的概念 矿井瓦斯是指煤矿在生产过程中从煤（岩）层中涌出以甲烷为主的各种有毒有害气体的总称。有时单独指甲烷（沼气）。根据气体分析结果表明，其中构成的主要成分是以甲烷为主，约占总量的80～90%左右，它是一种最简单的炭氢化合物，又是各种有害气体混合物。因沼泽之气而得名，俗称沼气，其化学分子为CH4。根据人们群众长期形成的历史习惯把沼气也称为瓦斯。瓦斯的成分且由基本成分和其它成分所组成，其成分组成为：;瓦斯; 依据瓦斯成分与其性质的不同，大致可分为三种类型：1、具有可燃、可爆性气体，主要是沼气；2、具有窒息性气体，主要是二氧化碳；3、具有毒、有害气体，主要是一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮。上述这些有毒有害气体中，绝大多数矿井中沼气约占瓦斯总量的80%以上，其次才是二氧化碳。煤矿通常所说的瓦斯实际是指沼气。矿井瓦斯的这种可燃性、爆炸性、窒息性，是煤矿安全生产中的主要威胁。 矿井瓦斯来源于煤（岩）层，瓦斯的生成是在成煤过程中的一种伴生气体，它的形成要经历两个不同的造气时期，古代植物遗体在形成泥炭过程中，由于厌氧菌的作用，植物的纤维质被分解、发;酵，逐渐生成腐植酸，与此同时生成瓦斯，属于生物化学造气时期；此后，在煤的炭化变质过程中，随着化学成分和结构的变化，从泥炭转变成褐煤、烟煤到无烟煤，属于变质作用造气时期。同时继续有大量瓦斯伴随生成。当生成一吨煤的同时，大约生成1000m3以上的瓦斯（沼气）伴随生成。在长期的地质年代里，由于在生化作用造气时期泥炭的埋藏较浅，覆盖层的胶结固化也不好，因地层变动造成的断裂和裂隙，大部分瓦斯通过煤层裂隙自然逸散到大气中去了，仅仅只有一部分则被保存在煤体和围岩中。 其次，煤层的倾角大，埋藏较浅，顶板岩层透气性好，而煤层中被保存下来的瓦斯量就少；反;之，煤层中保留下来的瓦斯就多。当人们建井开拓井巷、从事采掘作业时，瓦斯就会不断地从煤（岩）层中涌向采掘空间，这就是矿井瓦斯的主要来源。当在成煤过程中所伴随生成的瓦斯不逸散，如果大部分都被保存下来的话，那么我们现在就无法开采其煤炭。; 由于煤层赋存条件所致，煤层有露头时，瓦斯易于排放，无露头时，顶板岩性致密，其瓦斯不易排放，并易于保存。煤层倾角越小瓦斯运移的途径长。与成煤后地壳上升，剥蚀作用加强为煤层瓦斯向地表运移提供了条件，而大部分瓦斯随着裂隙逸散到大气中去了。因此，在其他条件大致相同的情况下，在同一开采深度上，煤层倾角小，煤层所含瓦斯越多。反之，煤层倾角大，且煤层瓦斯含量就越小。如樟树乡所属煤矿是低瓦斯矿井，其因素就是因为该乡各矿井均属急倾斜煤层，所以瓦斯含量较小。经瓦斯等级鉴定结果都是低瓦斯矿井。; 2、瓦斯的性质 瓦斯通常指 甲烷，分子式为CH4，它是一种无色、无味的气体。 瓦斯具有燃烧和爆炸性。 3、矿井瓦斯的危害 (1)瓦斯窒息。 (2)瓦斯的燃烧和爆炸。 4、瓦斯的赋存 1)瓦斯在煤层中的垂直分带。 2)瓦斯的赋存。瓦斯在煤层及围岩中的赋存状态有两种，一种是游离状态，另一个是吸附状态。; (1)游离状态（也称自由状态）。这种瓦斯以完全自由的气体状态存在于煤体或围岩的较大裂缝、孔隙或空洞之中（如图1—1所示）。游离瓦斯可以自由运动或从煤（岩）层的裂隙中散放出来，因此表现出一定压力。煤体内游离瓦斯的多少取决于储存空间的容积瓦斯压力及围岩温度等因素。; (2)吸附状态（也称结合状态）。按其结合的形式不同，又分为吸着和吸收两种状态。吸着状态是瓦斯气体分子在其与煤粒固体分子间的引力作用而被吸着在煤体孔隙的内表面上所呈现的状态，其形成一层很薄的吸附层（如图中2所示）；吸收状态是瓦斯分子进入煤体胶粒结构内部与煤分子结合而呈现的一种状态，其类似气体溶解于液体的现象（如图中3所示）。吸附状态存在的瓦斯量的多少，取决于煤的结构特点、炭化程度等。 游离状态与吸附状态的瓦斯并不是固定不变的，而是处于不断交换的动平衡状态。当条件发生变化，这一平衡就会遭到破坏。在压力降低、温度升高或煤体结构受到破坏时，部分吸附状态的瓦斯就转化为游离瓦斯，这种现象叫解吸；反之，当压力增大或温度降低时，部分游离的瓦斯也是转化为吸附状态，这种现象叫吸附。;二、煤层瓦斯含量 (一)煤层瓦斯含量的概念 煤层瓦斯含量指煤层在自然条件下单位重量或单位体积所含有的瓦斯量，一般用m3/t或m3/m