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煤矿瓦斯防治讲座（一） 胡光龙 研究员 煤科总院沈阳研究院 瓦斯防治 瓦斯并不可怕。 不重视，非常可怕。 一、充分认识煤矿瓦斯四个必然规律。 二、认真实施“四位一体”瓦斯治理十六字工作体系。 瓦斯防治 一、充分认识煤矿瓦斯四个必然规律 1、煤（系）层必然存在瓦斯 2、采掘活动煤（系）层瓦斯必然涌出 3、瓦斯在井下环境中条件具备必然发生瓦斯爆炸、燃烧或人员窒息事故 4、煤层瓦斯压能大于自由面前方煤体抵抗阻力必然发生瓦斯动力现象（突出、压出、倾出） 瓦斯防治 四位一体瓦斯治理十六字工作体系： ‘通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位’的瓦斯综合治理工作体系。 充分认识瓦斯 （一）煤（系）层必然存在瓦斯 1、什麽是瓦斯 瓦斯—是矿井有害气体，这里讲的是甲烷CH4。 是成煤过程中伴生气体。 可赋存于煤层中，也可存在于其它岩石的空、孔隙 中。煤变质不同甲烷气生成量也不同，从褐煤到无 烟煤、吨煤生气量为（68～419）m3。 充分认识瓦斯 煤阶 褐煤 长焰煤 气煤 肥煤 焦煤 瘦煤 贫煤 无烟煤 累计 吨煤产气量 68 168 212 229 270 287 333 419 2、甲烷的性质 甲烷的化学分子式：CH4。它是无色、无味、无 嗅，可燃、可爆炸气体（5～15% ） ，对人呼吸的 影响同氮气相似，可以使人窒息。 CH4分子直径0.41nm， 密度（标况）0.716kg/m3，是空气的0.5547倍（00C）， 扩散速度是空气的1.34倍。空气中CH4达43%时O2则小于 12%，人窒息。 CH4与空气混合形成气团时，该气团较周围气体的密度轻， 它将边上浮、边扩散。 充分认识瓦斯 3、煤层瓦斯赋存规律 煤层瓦斯垂直分带组分、含量（下表）： 充分认识瓦斯 甲烷带煤层中的瓦斯含量随着煤层埋藏深度的增加而增加。 瓦斯在煤层中的状态：瓦斯以游离和吸附状态赋存于煤的孔隙中。 煤的多孔性：煤中孔隙有可见和不可见孔，其体积以m3/m3或% 为K1 ； 下式中：ρp-煤的视密度t/m3；ρt-煤的真密度t/m3。 充分认识瓦斯 各种牌号煤的孔隙率见下表： 充分认识瓦斯 压汞测定煤的孔径： r—孔隙半径， A；θ—汞对煤的湿润边缘角，平均为1400；σ—汞的表面张力，4.8×10-3N/cm=4.8×10-11N/A；p—汞的压力，MPa。 由： πr2p=-2πrσcosθ 得： r=7500/p 由压汞测定各种破坏类型的煤样得知，随着煤破坏程度的提高，过渡孔 （100~1000A）和中孔（1000~10000A）容积皆增大。 煤吸附瓦斯性： 煤吸附瓦斯等温线，符合朗格缪尔方程式： 充分认瓦识斯 X0—在某一温度下，瓦斯压力为p时，单位质量（或体积）纯煤（去水和灰分）吸附的瓦斯量，m3/t(m3/m3)； a—吸附常数，纯煤极限吸附量；m3/t.r； b—吸附常数，MPa-1； p—瓦斯压力，MPa。 原煤瓦斯含量：原煤吸附瓦斯（考虑水分和灰分的影响）+ 游离瓦斯。（见下式一） 充分认瓦识斯 式中：Mad—煤中水分，%；Aad—煤中灰分，%；K—孔隙率，m3/ m3； r—煤的视密度（容重）t/ m3。 煤层瓦斯含量的测定：直接和间接测定方法。直接 法即按标准采取煤样测定瓦斯解吸量并计算解吸损 失量和在实验室测定煤样残存瓦斯量来确定煤层瓦 斯含量； 间接法即测定瓦斯压力和有关参数用前页（式一） 计算煤层瓦斯含量。 充分认识瓦斯 损失量图示法： 充分认识瓦斯 损失量计算法： Vt=a+b√t 按上述的图示确定直线段的数值,按最小二乘法确定a、b值。t=0时a值即为损失量。 幂函数计算损失量法： qt=q0.(1+t)-n (此法即将t、 Vt转化为解吸速 度 (ti+ ti-1)/2、qt） 损失量 : Vs= 充分认识瓦斯 瓦斯压力：作用于煤孔隙壁的气体压力，单位MPa。 测定方法：在井下打钻孔直接测定煤层瓦斯压力； 间接方法：测定煤层瓦斯含量利用前面公式计算煤层瓦斯压力。 瓦斯含量、瓦斯压力是瓦斯治理重要参数 充分认识瓦斯 （二）采掘活动煤（系）层瓦斯必然涌出 1、瓦斯涌出源 2、影响瓦斯涌出因素 3、如何确认瓦斯涌出量 4、瓦斯涌出波动及其因素 充分认识瓦斯 矿井瓦斯涌出规律 煤层瓦斯由吸附和游离状态赋存，其数量均决定于 瓦斯压力即游离瓦斯作用于孔隙壁的气体压力，当 矿井采煤时，由于煤岩碎裂、巷道和采空区的存在 则形成煤层瓦斯解吸和流动的条件，而导致矿井