礦井瓦斯防治基礎(chǔ)知識(shí)-在線瀏覽
2025-07-18 12:47本頁(yè)面
【正文】 一步集中在碳網(wǎng)中。從煙煤到無(wú)煙煤，煤的變質(zhì)作用程度越高，生成的瓦斯量也越多。 礦井瓦斯 13 （１）腐植質(zhì)在煤化作用階段成氣演化的一般模式 （２）各煤化階段甲烷生成量曲線 礦井瓦斯 14 ? 蘇聯(lián)學(xué)者 B． A．索科洛夫等人給出的腐植型有機(jī)煤在變質(zhì)作用階段成氣的一般模式。實(shí)踐表明，這個(gè)以人工熱演化產(chǎn)生瓦斯為基礎(chǔ)的模型與實(shí)測(cè)的結(jié)果在趨勢(shì)上是一致的。但是，由于自然界的實(shí)際煤化過程遠(yuǎn)比帶有許多假設(shè)進(jìn)行的理論計(jì)算復(fù)雜。例如，四川中梁山煤礦 10號(hào)煤層的瓦斯，與底板石灰?guī)r溶洞中的瓦斯有關(guān)；而陜西銅川礦務(wù)局焦坪煤礦井下的瓦斯，又與頂?shù)装迳皫r含油層的瓦斯有關(guān)。 礦井瓦斯 16 （四）影響瓦斯生成的因素 ? 由于煤層中的瓦斯主要是煤化變質(zhì)作用的產(chǎn)物，所以煤中瓦斯生成量的多少和煤巖組分、煤的變質(zhì)程度及其變質(zhì)分帶有一定的關(guān)系。煤巖組分是組成煤的基本單元，可分成鏡質(zhì)組、絲質(zhì)組和殼質(zhì)組。在同一變質(zhì)階段，相對(duì)絲質(zhì)組而言，鏡質(zhì)組碳含量少、氫含量多，揮發(fā)分產(chǎn)率高，瓦斯生成量大，植物結(jié)構(gòu)保存程度低。 礦井瓦斯 17 ? 煤的變質(zhì)程度及其變質(zhì)分帶 ? 在煤化變質(zhì)作用過程中，瓦斯不斷地產(chǎn)生，而煤層瓦斯的伴生量直接依賴于煤化變質(zhì)程度，故煤的變質(zhì)程度越高，產(chǎn)生的瓦斯量就越多。 ? 目前，從地質(zhì)時(shí)代上看，煤變質(zhì)總的規(guī)律表現(xiàn)為：晚古生代以中、高變質(zhì)煤占較大比例，尚未發(fā)現(xiàn)低變質(zhì)煤；中生代以中、低變質(zhì)煤為主，并伴隨有高變質(zhì)煙煤以至無(wú)煙煤；第三紀(jì)不僅有褐煤，而且也有低變質(zhì)煙煤。 ? 這種分布規(guī)律與煤礦瓦斯分布有一定的吻合性，其具體表現(xiàn)在西北地區(qū)為低、中瓦斯區(qū)，華北地區(qū)為中瓦斯區(qū)，而華南地區(qū)則為高瓦斯區(qū)；但是，對(duì)東北地區(qū)而言，情況則比較復(fù)雜，一般情況下，在褐煤分布范圍內(nèi)低瓦斯礦井居多，在低、中變質(zhì)煤分布范圍內(nèi)則多數(shù)礦井瓦斯量較大，這種情況的出現(xiàn)還和其他地質(zhì)條件有一定的關(guān)系。 煤層中瓦斯賦存兩種狀態(tài)： 游離狀態(tài)（ 1020%） 吸附狀態(tài)（ 8090%） 吸收狀態(tài) 煤體 空隙 礦井瓦斯 20 三 、 煤層中瓦斯垂直分帶 形成原因 ： 當(dāng)煤層直達(dá)地表或直接為透氣性較好的第四系沖積層覆蓋時(shí) ， 由于煤層中瓦斯向上運(yùn)移和地面空氣向煤層中滲透 ， 使煤層內(nèi)的瓦斯呈現(xiàn)出垂直分帶特征 。 瓦斯成分 % 名 稱 氣 帶 成 因 N 2 CO 2 CH 4 CO 2 — N 2 帶 生物化學(xué) — 空氣 20 ～ 80 20 ～ 80 ? 10 N 2 帶 空 氣 ＞ 80 ? 10 ～ 20 ? 20 N 2 — CH 4 帶 空氣 — 變質(zhì) ?? ～ 80 ? 10 ～ 20 ?? ～ 80 CH 4 帶 變 質(zhì) ? 20 ? 10 ＞ 80 礦井瓦斯 21 瓦斯風(fēng)化帶下界深度確定依據(jù)： 可以根據(jù)下列指標(biāo)中的任何一項(xiàng)確定 。 煤的瓦斯含量： 包括 游離瓦斯 和 吸附瓦斯 含量之和 。 煤層和圍巖透氣性－ 煤系地層巖性組合及其透氣性對(duì)煤層瓦斯含量有很大的影響 。 屏障層 、 透氣層 、 半屏障層 。 礦井瓦斯 24 煤層露頭－ 煤層露頭是瓦斯向地面排放的出口 ， 因此 ， 露頭存在時(shí)間越長(zhǎng) ， 瓦斯排放越多 ， 地表無(wú)露頭的煤層 ， 瓦斯含量較高 ， 一般為背斜構(gòu)造 。 煤系地層的地質(zhì)史－ 成煤有機(jī)物沉積以后直到現(xiàn)今煤化階段 ， 經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代 ， 其間地層多次下降或上升 ， 覆蓋層加厚或剝蝕 、 陸相 海相會(huì)交替變化 ， 可能會(huì)遭受地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)破壞等 ， 所以有這些地質(zhì)過程及其延續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短 ， 都對(duì)煤層瓦斯含量的大小有巨大的影響 。 地質(zhì)構(gòu)造－ 封閉性的背斜或穹隆，儲(chǔ)存瓦斯，瓦斯含量大，開放性的斷層，瓦斯小。 礦井瓦斯 26 五、瓦斯帶內(nèi)瓦斯壓力變化規(guī)律： 末受采動(dòng)影響的煤層內(nèi)的瓦斯壓力，隨深度的增加而有規(guī)律地增加，可以大于、等于或小于靜水壓。 P0甲烷帶上部邊界處瓦斯壓力 ， 取 。 00 )( PHHgP p ???11 )( PHHgP p ???礦井瓦斯 27 第三節(jié) 礦井瓦斯涌出 瓦斯涌出分為兩種形式： 普通涌出； 特殊涌出 一、瓦斯涌出量 含義：礦井建設(shè)或生產(chǎn)過程中從煤巖內(nèi)涌出的瓦斯量 瓦斯涌出量表示方法 絕對(duì)瓦斯涌出量 單位時(shí)間涌出的瓦斯體積 ， 單位為 m3/d或 m3/min： 相對(duì)瓦斯涌出量 平均日產(chǎn)一噸煤同期所涌出的瓦斯量 ， 單位是 m3/t 。 (一 ) 自然因素 煤層和圍巖的瓦斯含量， 地面大氣壓變化。它是影響瓦斯涌出量的決定因素，被開采煤層的原始瓦斯量越高，瓦斯涌出量就越大。開采規(guī)模是指礦井的開采深度、開拓與開采的范圍及礦井產(chǎn)量而言。 礦井瓦斯 29 ? (3)開采程序。 ? (4)采煤方法與頂板管理方法。 礦井瓦斯 30 ? (5)生產(chǎn)工序。 ? (6)地面大氣壓力的變化。因此，當(dāng)?shù)孛娲髿鈮毫ν蝗幌陆禃r(shí)必須百倍警惕，加強(qiáng)瓦斯檢查與管理，防止出現(xiàn)重大瓦斯事故。抽出式通風(fēng)的礦井，瓦斯涌出量大；壓入式通風(fēng)的礦井，瓦斯涌出量減少。 礦井瓦斯 32 四 、 瓦斯涌出不均系數(shù) 正常生產(chǎn)過程中 ， 礦井絕對(duì)瓦斯涌出量受各種因素的影響其數(shù)值是經(jīng)常變化的 ， 但在一段時(shí)間內(nèi)只在一個(gè)平均值上下波動(dòng) ， 峰值與平均值的比值稱為 瓦斯涌出不均系數(shù) 。 劃分為： 低瓦斯礦井； 10m3及其以下；高瓦斯礦井： 10m3以上；煤與瓦斯突出礦井 。 礦井瓦斯 34 六、礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 瓦斯涌出量的預(yù)測(cè) ：指根據(jù)某些已知相關(guān)數(shù)據(jù) ， 按照一定的方法和規(guī)律 ， 預(yù)先估算出礦井或局部區(qū)域瓦斯涌出量的工作 。 ng qqHHg )]/()[( 1212 ???mm gHHqq /)( 00 ???礦井瓦斯 35 ? 七
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