《矿井通风与安全》课程教学资源（PPT课件）09 瓦斯防治技术

第九章瓦斯防治技术达界

1.瓦斯的生成在植物沉积成煤初期的泥炭化过程中有机物在隔绝外部氧气进入和温度不超过65℃的条件下，被厌氧微生物分生物化学成气时期解为CH、CO,和H,O。泥炭时期埋深不大，生成的瓦斯通过渗滤和扩散瓦斯的成因排放到大气中，因此，生物化学作用产生的瓦斯一般不会保留在煤层内。随着煤系地层的沉降及所处压力和温度的增加，泥炭转化为褐煤.有机物在煤化变质作用时期高温、高压作用下，处于变质造气时期，挥发分减少，固定碳增加，生成的气体主要为CH和CO2

在植物沉积成煤初期的泥炭化过程中， 有机物在隔绝外部氧气进入和温度不 超过65℃的条件下，被厌氧微生物分 解为CH4、CO2和H2O。泥炭时期埋 深不大，生成的瓦斯通过渗滤和扩散 排放到大气中，因此，生物化学作用 产生的瓦斯一般不会保留在煤层内。 随着煤系地层的沉降及所处压力和温 度的增加，泥炭转化为褐煤.有机物在 高温、高压作用下，处于变质造气时 期，挥发分减少，固定碳增加，生成 的气体主要为CH4和CO2

二．煤层瓦斯的赋存1.瓦斯在煤体内赋存状态煤中孔隙分类微孔：直径10-1mm积和渗透容积之和

1.瓦斯在煤体内赋存状态游离瓦斯吸着状态吸附瓦斯吸收状态动画演示

吸附瓦斯 游离瓦斯 吸收状态 吸着状态

2.煤层瓦斯垂向分带各带气体组分CO2N2CH4带名气带成因（从上到下）（按体积）%（按体积）%（按体积）%酒空气~生化成因20~8020~800~10CO2-N2N2空气成因0~2080~1000~20变质成因0~2020~80N2-CH420~80CH4变质成因0~100~2080~100

带名 （从上到下） 气带成因 CO2 N2 CH4 （按体积）% （按体积）% （按体积）% CO2 -N2 空气~生化成因 20~80 20~80 0~10 N2 空气成因 0~20 80~100 0~20 N2 -CH4 变质成因 0~20 20~80 20~80 CH4 变质成因 0~10 0~20 80~100

2.煤层瓦斯垂向分带各带气体组分CO11度IIIIV-0204060%01.0.2.0m/t0.5 1. 5

3.瓦斯风化带下部边界的确定在瓦斯风化带开采煤层时，煤层的相对氮气一二氧化碳带、瓦斯涌出量达到2m3/t氮气带、氮气一甲烷带统称为瓦斯风化带煤层内的瓦斯组分中甲烷组分含量达到80%（体积比）瓦斯风化带下部边界确定煤层内的瓦斯压力为0.1~0.15MPa煤的瓦斯含量达到2~3m3/t（烟煤）和5~7m3/t（无烟煤）

瓦斯风化带 下部边界确定 煤层内的瓦斯压力为0.1～0.15MPa 在瓦斯风化带开采煤层时，煤层的相对 瓦斯涌出量达到2m3 /t 煤的瓦斯含量达到2～3 m3 /t（烟煤） 和5～7 m3 /t（无烟煤） 煤层内的瓦斯组分中甲烷组分含量达到 80%（体积比）

三，影响瓦斯赋存的因素1.煤的变质程度煤的变质程度越高生成的瓦斯量越大。当其它条件相同，煤瓦斯生成量煤的变质程度越高，煤的层瓦斯含量就越大。变质程度吸附瓦斯量（β煤的吸附能力/t褐煤）石墨无烟煤烟煤不同变质程度煤对瓦斯的吸附能力示意图

吸 附 瓦 斯 量 （ m 3 /t ）石墨 无烟煤 烟煤 褐煤 不同变质程度煤对瓦斯的吸附能力示意图

1.煤的变质程度围岩条件F瓦斯生成量(b)岩石的力学性质(c)几种不同的顶板变形

围岩条件 瓦斯生成量 岩石的力学性质 几种不同的顶板变形

2.地质构造塔1李5272271个020202层02层新褶皱构造西区天官区朱村矿塔掌区地质构造CH4m3/min)(b)断裂构造(32042342N2个个ygyN7A117U/711/7117大煤O断层02构造组合与瓦斯赋存的关系演马小马中马招价村码村机CH4m3/min)围岩致密完整、不透气时，煤层瓦斯(c)易于保存：反之，煤层瓦斯易于逸散

N2 2 6 3 0 CH4 （ m3/m in） （c） （a ） 204 23 小马 村矿 中马 村矿 演马 村矿 O2 O2 O2 李庄 断 层 4 5 大煤 九 里 山 断层 42 6 大 煤 凤 凰 岭 断 层 （b） 6 3 0 CH4 （ m3/m in） 塔17 李5 1 272 271 2 3 凤 凰 岭 断 层 塔掌 断 O2 层 O2 李封 断 层 O2 天 官 断 层 区 O2 三 断 层 井 号 三 十九号井 断 塔掌区 西区 天官区 朱村矿 层