第二章-瓦斯地质基础优秀PPT.ppt

主要内容主要内容2.1矿井瓦斯矿井瓦斯2.2瓦斯成因瓦斯成因2.3瓦斯赋存瓦斯赋存2.4煤的性质煤的性质2.5煤层瓦斯运移煤层瓦斯运移2.6矿井瓦斯涌出矿井瓦斯涌出2.7煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出2.1矿井瓦斯矿井瓦斯2.1矿井瓦斯矿井瓦斯1.“瓦斯瓦斯”词语来源？词语来源？“瓦斯瓦斯”音译自日文音译自日文“（瓦斯）（瓦斯）”2.矿井瓦斯矿井瓦斯是指从煤层及煤层围岩中涌出的，以及在煤矿生产是指从煤层及煤层围岩中涌出的，以及在煤矿生产过程中产生的各种气体的统称。过程中产生的各种气体的统称。矿井瓦斯成分很困难，其主要成分是甲烷矿井瓦斯成分很困难，其主要成分是甲烷(CH4)，其次是二氧化碳其次是二氧化碳(CO2)和氮气和氮气(N2)，还含有少量或微量，还含有少量或微量的重烃类气体、氢（的重烃类气体、氢（H2）、一氧化碳（）、一氧化碳（CO）、二氧化）、二氧化硫硫(SO2)、硫化氢、硫化氢(H2S)等。等。广义：煤矿井下有毒气体的总称。狭义：甲烷广义：煤矿井下有毒气体的总称。狭义：甲烷2.1矿井瓦斯矿井瓦斯2.1.1矿井瓦斯来源矿井瓦斯来源矿井瓦斯来源矿井瓦斯来源煤（岩）层和地下煤（岩）层和地下水释放出来的水释放出来的化学及生物化学作化学及生物化学作用产生的用产生的煤炭生产过程中煤炭生产过程中产生的产生的2.1矿井瓦斯矿井瓦斯2.1.2矿井瓦斯的性质矿井瓦斯的性质1.物理性质 无色、无味、无嗅、可燃烧、窒息、有毒性、微溶于水。密度密度：0.7168 kg/m3；水中溶解度水中溶解度：55.61 L/m3(0，0.1MPa)33.10 L/m3(20，0.1MPa)爆炸范围爆炸范围：5%-16%(体积百分比，相当1m3空气33-100g瓦斯)对空气比重对空气比重：0.5545 发发热热量：量：35.994 MJ/m3 扩散系数扩散系数：0.196 cm2/s(0，0.1MPa)分子直径分子直径：0.4110-9m2.1矿井瓦斯矿井瓦斯2.1.2矿井瓦斯的性质矿井瓦斯的性质2.1矿井瓦斯矿井瓦斯2.1.4瓦斯的危害及用途瓦斯的危害及用途危害：危害：危害：危害：1.可造成瓦斯窒息事故可造成瓦斯窒息事故(43%呼吸短促，呼吸短促，57%即刻昏迷即刻昏迷)2.可酿成瓦斯燃烧事故可酿成瓦斯燃烧事故(16%存在火源存在火源)3.引起瓦斯爆炸事故引起瓦斯爆炸事故(5%-16%存在火源存在火源)4.产生煤与瓦斯突出事故产生煤与瓦斯突出事故用途：用途：用途：用途：1.用城镇煤气用城镇煤气2.用作锅炉和窑炉燃料用作锅炉和窑炉燃料3.瓦斯发电瓦斯发电4.作为机动车燃料作为机动车燃料5.用作化工原料和化工产品用作化工原料和化工产品2.2瓦斯成因瓦斯成因2.2.1瓦斯成因瓦斯成因瓦瓦斯斯成成因因在在植植物物沉沉积积成成煤煤初初期期的的泥泥炭炭化化过过程程中中，有有机机物物在在隔隔绝绝外外部部氧氧气气进进入入和和温温度度不不超超过过50的的条条件件下下，被被厌厌氧氧微微生生物分解为物分解为CH4、CO2和和H2O。泥泥炭炭时时期期埋埋深深不不大大，生生成成的的瓦瓦斯斯通通过过渗渗滤滤和和扩扩散散排排放放到到大大气气中中，因因此此，生生物物化化学学作作用用产产生生的的瓦瓦斯斯一一般般不不会会保保留在煤层内。留在煤层内。生物化学成气时期生物化学成气时期T50煤化变质作用时期煤化变质作用时期T=50-220随随着着煤煤系系地地层层的的沉沉降降及及所所处处压压力力和和温温度度的的增增加加，泥泥炭炭转转化化为为褐褐煤煤。有有机机物物在在高高温温、高高压压作作用用下下，处处于于变变质质造造气气时时期期，挥挥发发分分减减少少，固固定定碳碳增增加加，生生成成的的气气体体主要为主要为CH4和和CO2。2.2瓦斯成因瓦斯成因2.2.2成煤过程中瓦斯生成量成煤过程中瓦斯生成量2.2瓦斯成因瓦斯成因2.2.3煤层瓦斯垂向分带各带气体组分煤层瓦斯垂向分带各带气体组分瓦瓦斯斯在在压压力力和和浓浓度度差差驱驱动动下下进进行行运运移移，煤煤层层保保存存瓦瓦斯斯量量的的多多少少取取决决于于封封闭闭条条件件(埋埋藏藏深深度度、透透气气性性、地地质质构构造造)与与贮贮藏藏条条件件(吸吸附附性性、孔孔隙隙率率、含水性、温度、压力等含水性、温度、压力等)。瓦瓦瓦瓦斯斯斯斯风风风风化化化化带带带带2.2瓦斯成因瓦斯成因从从上上向向下下某煤田煤层瓦斯组分在各瓦斯带中的变更某煤田煤层瓦斯组分在各瓦斯带中的变更氮气氮气-二氮化碳带二氮化碳带氮气带氮气带 氮气氮气-甲烷带甲烷带甲烷带甲烷带2.2瓦斯成因瓦斯成因2.2.4瓦斯风化带下限瓦斯风化带下限(1)煤层中所含瓦斯的煤层中所含瓦斯的CH4成分达成分达80%；(2)煤层瓦斯压力为；煤层瓦斯压力为；(3)在相同条件下在相同条件下(M和和T)，与煤层瓦斯压力相当的瓦斯含量；，与煤层瓦斯压力相当的瓦斯含量；气煤气煤X=1.5-2.0m3/t.r；肥煤与瘦煤；肥煤与瘦煤X=2.0-2.5m3/t.r；瘦煤瘦煤X=2.5-3.0m3/t.r；贫煤；贫煤X=3.0-4.0m3/t.r；无烟煤无烟煤X=5.0-7.0m3/t.r(4)矿井相对瓦斯涌出量为矿井相对瓦斯涌出量为2m3/t。影响因素影响因素：煤层赋存地质条件煤层赋存地质条件(围岩性质、煤层有无露头、断层发育、煤围岩性质、煤层有无露头、断层发育、煤层倾角、地下水活动等层倾角、地下水活动等)2.3瓦斯赋存瓦斯赋存2.3.1瓦斯在煤体内赋存状态瓦斯在煤体内赋存状态1煤体；煤体；2孔隙；孔隙；3吸取瓦斯；吸取瓦斯；4游离瓦斯；游离瓦斯；5吸附瓦斯吸附瓦斯瓦斯在煤体内存在状态瓦斯在煤体内存在状态吸附瓦斯吸附瓦斯80%-90%游离瓦斯游离瓦斯10%-20%吸收状态吸收状态吸着状态吸着状态以自由气体分以自由气体分子存在于煤体子存在于煤体或围岩的较大或围岩的较大裂隙、孔隙和裂隙、孔隙和空洞之中。空洞之中。在与颗粒固体在与颗粒固体在分子之间引力在分子之间引力作用下，被吸着作用下，被吸着在煤体孔隙的内在煤体孔隙的内表面上。表面上。瓦斯分子进瓦斯分子进入煤体颗粒结入煤体颗粒结构内部，与煤构内部，与煤体固体分子相体固体分子相结合。结合。2.3瓦斯赋存瓦斯赋存 2.3瓦斯赋存瓦斯赋存2.3.2瓦斯吸附与解吸瓦斯吸附与解吸吸附吸附瓦斯瓦斯游离游离瓦斯瓦斯压力压力温度温度压力压力温度温度(1)吸附瓦斯与游离瓦斯处于动平衡状态；吸附瓦斯与游离瓦斯处于动平衡状态；(2)外界压力、温度变更，原平衡破坏；外界压力、温度变更，原平衡破坏；(3)这种瓦斯由吸附状态转化为游离状态的现象，称为解吸；这种瓦斯由吸附状态转化为游离状态的现象，称为解吸；(4)吸附态瓦斯无内能，游离态分子热运动具有内能；吸附态瓦斯无内能，游离态分子热运动具有内能；(5)煤的解吸瓦斯量：瓦斯压力从平衡状态下过渡到正常标准煤的解吸瓦斯量：瓦斯压力从平衡状态下过渡到正常标准大气压下，煤体释放的瓦斯量。大气压下，煤体释放的瓦斯量。2.4煤的性质煤的性质2.4.1煤的孔隙分类煤的孔隙分类微微孔孔：直直径径100m，层层流和紊流混合渗透区间。流和紊流混合渗透区间。煤煤中中孔孔隙隙分分类类渗渗透透容容积积：小小孔孔至至可可见见孔孔孔隙体积之和。孔隙体积之和。总总孔孔隙隙体体积积：吸吸附附容容积积和和渗透容积之和。渗透容积之和。中中孔孔：直直径径100nm1m，缓慢层流渗透区间。缓慢层流渗透区间。大大孔孔：直直径径1m100m，强强烈的层流渗透区间。烈的层流渗透区间。小小孔孔：直直径径10nm100nm，毛细凝结和瓦斯扩散空间。毛细凝结和瓦斯扩散空间。六、煤孔隙结构测定六、煤孔隙结构测定2.4.2煤孔隙的测定煤孔隙的测定压压汞汞法法煤煤显显微微结结构构测测定定：利利用用注注入入汞汞的的方方法法测测量量孔孔径径分分布布曲曲线线以以及及孔孔容容、孔孔面面积积、排排替替压压力力等等参参数数。其其测测定定范范围围：3775000埃埃。压压汞汞仪仪是是通通过过对对放放入入其其中中的的样样品品在在确确定定范范围围内内由由小小到到大大逐逐步步施施加加压压力力并并记记录录在在加加压压过过程程中中注注入入样样品品孔孔隙隙中中汞汞的的体体积积得得到到压力与注入汞体积之间的关系曲线。压力与注入汞体积之间的关系曲线。低低温温液液氮氮吸吸附附法法，该该方方法法能能测测定定煤煤样样微微孔孔及及小小孔孔的的分分布布特特征征和和孔孔隙隙结结构构特特征征，并并能能给给出出比比表表面面积积。低低温温氮氮吸吸附附法法能能更更好好地地反反映映孔孔径径小小于于100nm的的孔孔径径分布特征。分布特征。2.4煤的性质煤的性质测试仪器：测试仪器：测试仪器：测试仪器：AUTOPOREIVAUTOPOREIV2.4煤的性质煤的性质2.4.3不同变质程度煤的孔隙分布不同变质程度煤的孔隙分布2.4煤的性质煤的性质2.4.4煤的吸附等温线煤的吸附等温线1916年朗格缪尔导出单分子层吸附年朗格缪尔导出单分子层吸附状态方程状态方程朗格缪尔方程：朗格缪尔方程：式式中中：X给给定定温温度度下下，瓦瓦斯斯压压力力为为P时时单单位位质质量量固固体体(纯纯煤煤除除水水分分和和灰灰分分)表表面面吸吸附附的气体体积，的气体体积，m3/t或或m3/m3；P煤层平衡的瓦斯压力，煤层平衡的瓦斯压力，MPa；a吸吸附附常常数数，试试验验温温度度下下煤煤的的极极限限吸附量，吸附量，m3/t；b吸附常数，吸附常数，MPa-1。bPabPX+12.4煤的性质煤的性质2.4.5煤的吸附实力主要影响因素煤的吸附实力主要影响因素储层压力储层压力 煤煤的的吸吸附附实实力力主主要要影影响响因因素素煤中水分煤中水分变质程度变质程度温度每上升温度每上升1，吸附瓦斯的实力要降低，吸附瓦斯的实力要降低8%。CO2CH4N2在给定温度下，吸附量与瓦斯压力呈双曲线变更。在给定温度下，吸附量与瓦斯压力呈双曲线变更。艾琴格尔阅历公式：艾琴格尔阅历公式：式式中中：Xw湿湿煤煤的的瓦瓦斯斯吸吸附附量量，m3/t；Xd干干煤煤的的瓦斯吸附量，瓦斯吸附量，m3/t；Mad煤中水分含量，煤中水分含量，%。变变质质程程度度和和孔孔隙隙结结构构和和比比表表面面积积及及化化学学成成分分有有关关，呈呈马鞍型变更。马鞍型变更。温温度度气体性质气体性质dadWXMX31.011+=平衡水平衡水2.4 煤的性质煤的性质两个吸附等温线实例两个吸附等温线实例（无水无灰基）（无水无灰基）aCO2（26）；）；bCO2（44）；）；cCH4（26）；）；dCH4（44）；）；eN2（26）2.4煤的性质煤的性质2.4煤的性质煤的性质2.4.6不同变质程度煤的吸附瓦斯量不同变质程度煤的吸附瓦斯量图图2不同变质程度煤的吸附瓦斯量不同变质程度煤的吸附瓦斯量（“T=30，P=2MPa）1、2、3一非突出煤；一非突出煤；4、5，6一突出煤；一突出煤；1、4一新容量法；一新容量法；2、5一重量法；一重量法；3、6一旧容量法一旧容量法2.5煤层瓦斯运移煤层瓦斯运移2.5.1瓦斯运移瓦斯运移保存在煤层中的瓦斯仅占形成瓦斯量的保存在煤层中的瓦斯仅占形成瓦斯量的1/10。成煤。成煤过程中形成的瓦斯可分如下几个部分：过程中形成的瓦斯可分如下几个部分：(1)保存煤层中的瓦斯；保存煤层中的瓦斯；(2)从煤层中运移出来，保存在围岩中的瓦斯；从煤层中运移出来，保存在围岩中的瓦斯；(3)从煤层中运移出来，溶解于地下水中瓦斯；从煤层中运移出来，溶解于地下水中瓦斯；(4)排放大气中瓦斯。排放大气中瓦斯。2.5煤层瓦斯运移煤层瓦斯运移2.5.2瓦斯运移方式瓦斯运移方式 1.渗滤 瓦斯沿裂隙、构造裂开带的运移方式。2.扩散 由于气体浓度差缘由，气体由高浓度向低浓度扩散，达到扩散平衡。2.5煤层瓦斯运移煤层瓦斯运移2.5.2瓦斯运移方式瓦斯运移方式2.5煤层瓦斯运移煤层瓦斯运移2.5.3煤层瓦斯流淌煤层瓦斯流淌1.1.原始煤体原始煤体原始煤体原始煤体瓦斯在煤层中以呈压缩状态，煤层瓦斯压力随深瓦斯在煤层中以呈压缩状态，煤层瓦斯压力随深瓦斯在煤层中以呈压缩状态，煤层瓦斯压力随深瓦斯在煤层中以呈压缩状态，煤层瓦斯压力随深度增大而增大，是在漫长的地质年头里，煤层瓦斯由度增大而增大，是在漫长的地质年头里，煤层瓦斯由度增大而增大，是在漫长的地质年头里，煤层瓦斯由度增大而增大，是在漫长的地质年头里，煤层瓦斯由深部向地表流淌的结果，但这种煤层瓦斯流淌是极其深部向地表流淌的结果，但这种煤层瓦斯流淌是极其深部向地表流淌的结果，但这种煤层瓦斯流淌是极其深部向地表流淌的结果，但这种煤层瓦斯流淌是极其缓慢的，在采矿工程中，探讨煤层瓦斯流淌时，一般缓慢的，在采矿工程中，探讨煤层瓦斯流淌时，一般缓慢的，在采矿工程中，探讨煤层瓦斯流淌时，一般缓慢的，在采矿工程中，探讨煤层瓦斯流淌时，一般忽视这种缓慢的瓦斯流淌。通常认为，在采掘工作或忽视这种缓慢的瓦斯流淌。通常认为，在采掘工作或忽视这种缓慢的瓦斯流淌。通常认为，在采掘工作或忽视这种缓慢的瓦斯流淌。通常认为，在采掘工作或钻孔未影响到的煤层，瓦斯处于平衡状态，不会发生钻孔未影响到的煤层，瓦斯处于平衡状态，不会发生钻孔未影响到的煤层，瓦斯处于平衡状态，不会发生钻孔未影响到的煤层，瓦斯处于平衡状态，不会发生瓦斯流淌。瓦斯流淌。瓦斯流淌。瓦斯流淌。2.5煤层瓦斯运移煤层瓦斯运移2.2.采掘影响区采掘影响区采掘影响区采掘影响区由于采掘破坏了原有的瓦斯压力平衡状态，引起由于采掘破坏了原有的瓦斯压力平衡状态，引起由于采掘破坏了原有的瓦斯压力平衡状态，引起由于采掘破坏了原有的瓦斯压力平衡状态，引起瓦斯流淌，形成瓦斯流淌场。应响影响煤层瓦斯流淌瓦斯流淌，形成瓦斯流淌场。应响影响煤层瓦斯流淌瓦斯流淌，形成瓦斯流淌场。应响影响煤层瓦斯流淌瓦斯流淌，形成瓦斯流淌场。应响影响煤层瓦斯流淌的因素很多，诸如煤层赋存条件、瓦斯压力、含量、的因素很多，诸如煤层赋存条件、瓦斯压力、含量、的因素很多，诸如煤层赋存条件、瓦斯压力、含量、的因素很多，诸如煤层赋存条件、瓦斯压力、含量、煤层透气性以及采掘技术条件等等，但主要影响因素煤层透气性以及采掘技术条件等等，但主要影响因素煤层透气性以及采掘技术条件等等，但主要影响因素煤层透气性以及采掘技术条件等等，但主要影响因素为瓦斯压力和煤层透气性，前者是瓦斯流淌的动力，为瓦斯压力和煤层透气性，前者是瓦斯流淌的动力，为瓦斯压力和煤层透气性，前者是瓦斯流淌的动力，为瓦斯压力和煤层透气性，前者是瓦斯流淌的动力，后者是瓦斯流淌的阻力。后者是瓦斯流淌的阻力。后者是瓦斯流淌的阻力。后者是瓦斯流淌的阻力。2.5煤层瓦斯运移煤层瓦斯运移2.5.4煤层瓦斯流淌方式煤层瓦斯流淌方式 1.当孔隙直径为0.1-1 m时，由于孔径大于瓦斯分子的平均自由程0.1m，瓦斯流淌表现为自由扩散或慢速的层流渗透，这时瓦斯流淌符合费克或达西定律。2.当孔隙直径为0.1-0.2 m时，瓦斯流淌为层流渗透，符合达西定律。3.当孔径或可见裂隙宽度0.2 m时，瓦斯流淌表现为层流渗透或层流与紊流的混合过渡流。2.5煤层瓦斯运移煤层瓦斯运移2.5.4煤层瓦斯流淌方式煤层瓦斯流淌方式 4.当孔隙直径小于0.1m时，瓦斯流淌属于分子扩散。5.当孔径小于3 nm时，会出现瓦斯表面扩散和固体中的扩散。煤层中上述各种瓦斯流淌形式是同时存在的，但为了简化煤层瓦斯流淌状态，通常用线性渗透规律来描述，即认为煤层中瓦斯流淌属层流渗透，即符合达西定律。流体流过孔隙介质时，其流速与流淌方向上的压力梯度成正比。2.5煤层瓦斯运移煤层瓦斯运移2.5.5瓦斯流淌场瓦斯流淌场瓦瓦斯斯在在煤煤层层中中由由高高压压区区流流向向低低压压区区，在在煤煤层层中中即即形形成成确确定的流淌范围定的流淌范围瓦斯流淌场。瓦斯流淌场。从从时时间间因因素素来来看看：流流淌淌类类型型可可分分为为稳稳定定流流淌淌和和非非稳稳定定流流淌淌两两种种类类型型，前前者者流流淌淌场场不不随随时时间间而而变变更更，后后者者流流淌淌场场随随时间而变更。煤层瓦斯流淌属非稳定流淌类型。时间而变更。煤层瓦斯流淌属非稳定流淌类型。从从空空间间形形态态来来看看：瓦瓦斯斯流流淌淌类类型型分分为为单单向向流流淌淌、径径向向流流淌和球向流淌三种类型。淌和球向流淌三种类型。2.5煤层瓦斯运移煤层瓦斯运移2.5.5瓦斯流淌场瓦斯流淌场 (一一一一)单向流淌单向流淌单向流淌单向流淌单向流淌的特点是煤单向流淌的特点是煤单向流淌的特点是煤单向流淌的特点是煤层瓦斯沿单一方向流淌，层瓦斯沿单一方向流淌，层瓦斯沿单一方向流淌，层瓦斯沿单一方向流淌，流线相互平行。流线相互平行。流线相互平行。流线相互平行。沿煤层开掘高度大沿煤层开掘高度大沿煤层开掘高度大沿煤层开掘高度大于煤层厚度的巷道后，于煤层厚度的巷道后，于煤层厚度的巷道后，于煤层厚度的巷道后，巷道两侧煤层中的瓦斯巷道两侧煤层中的瓦斯巷道两侧煤层中的瓦斯巷道两侧煤层中的瓦斯皆沿垂直于巷道的方向皆沿垂直于巷道的方向皆沿垂直于巷道的方向皆沿垂直于巷道的方向流淌，这种流淌属单向流淌，这种流淌属单向流淌，这种流淌属单向流淌，这种流淌属单向流淌。流淌。流淌。流淌。2.5煤层瓦斯运移煤层瓦斯运移2.5.5瓦斯流淌场瓦斯流淌场 (二二二二)径向流淌径向流淌径向流淌径向流淌径向流淌是平面流淌。径向流淌是平面流淌。径向流淌是平面流淌。径向流淌是平面流淌。径向流淌时，等瓦斯压力径向流淌时，等瓦斯压力径向流淌时，等瓦斯压力径向流淌时，等瓦斯压力线为一组同心圆，瓦斯流线为一组同心圆，瓦斯流线为一组同心圆，瓦斯流线为一组同心圆，瓦斯流线沿圆的径向发展。线沿圆的径向发展。线沿圆的径向发展。线沿圆的径向发展。在煤矿井下，石门或钻在煤矿井下，石门或钻在煤矿井下，石门或钻在煤矿井下，石门或钻孔垂直揭穿煤层时，煤层孔垂直揭穿煤层时，煤层孔垂直揭穿煤层时，煤层孔垂直揭穿煤层时，煤层中的瓦斯流淌就是径向流中的瓦斯流淌就是径向流中的瓦斯流淌就是径向流中的瓦斯流淌就是径向流淌。淌。淌。淌。2.5煤层瓦斯运移煤层瓦斯运移2.5.5瓦斯流淌场瓦斯流淌场 (三三三三)球向流淌球向流淌球向流淌球向流淌球向流淌的特点是等瓦斯压力线为一组同心球状，球向流淌的特点是等瓦斯压力线为一组同心球状，球向流淌的特点是等瓦斯压力线为一组同心球状，球向流淌的特点是等瓦斯压力线为一组同心球状，瓦斯流线沿球的径向发展。在煤矿井下属球向流淌瓦斯流线沿球的径向发展。在煤矿井下属球向流淌瓦斯流线沿球的径向发展。在煤矿井下属球向流淌瓦斯流线沿球的径向发展。在煤矿井下属球向流淌的状况很少见。的状况很少见。的状况很少见。的状况很少见。石门揭特厚煤层，特厚煤层中的掘进面迎头和钻石门揭特厚煤层，特厚煤层中的掘进面迎头和钻石门揭特厚煤层，特厚煤层中的掘进面迎头和钻石门揭特厚煤层，特厚煤层中的掘进面迎头和钻孔孔底以及煤块的瓦斯放散等都可近似地视为球向孔孔底以及煤块的瓦斯放散等都可近似地视为球向孔孔底以及煤块的瓦斯放散等都可近似地视为球向孔孔底以及煤块的瓦斯放散等都可近似地视为球向流淌。流淌。流淌。流淌。2.5煤层瓦斯运移煤层瓦斯运移 2.6矿井瓦斯涌出矿井瓦斯涌出2.6.1矿井瓦斯涌出矿井瓦斯涌出1.矿井瓦斯涌出矿井瓦斯涌出是矿井在开拓、掘进、回采过程中，瓦斯从煤层或是矿井在开拓、掘进、回采过程中，瓦斯从煤层或岩层涌向采掘空间的现象。岩层涌向采掘空间的现象。2.瓦斯涌出来源：煤层、岩层、邻近层。瓦斯涌出来源：煤层、岩层、邻近层。3.确定瓦斯涌出量确定瓦斯涌出量(m3/min或或m3/d)4.相对瓦斯涌出量相对瓦斯涌出量(m3/t)2.6矿井瓦斯涌出矿井瓦斯涌出v确定瓦斯涌出量确定瓦斯涌出量(Q)v是指矿井在单位时间内涌出的瓦斯体积，单是指矿井在单位时间内涌出的瓦斯体积，单位是位是m3/min或或m3/d。v相对瓦斯涌出量相对瓦斯涌出量(q)是指在矿井正常生产条件下平均每采一吨煤所涌出的是指在矿井正常生产条件下平均每采一吨煤所涌出的瓦斯体积，单位是瓦斯体积，单位是m3/t。2.6矿井瓦斯涌出矿井瓦斯涌出2.6.2矿井瓦斯涌出方式矿井瓦斯涌出方式矿井瓦斯涌出方式矿井瓦斯涌出方式特殊涌出特殊涌出普通涌出普通涌出煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出瓦斯喷出瓦斯喷出由由采采落落煤煤炭炭和和煤煤层层、岩岩层层的的新新鲜鲜暴暴露露面面，通通过过孔孔隙隙、裂裂隙隙，缓缓慢慢、长时间的涌出。长时间的涌出。采采掘掘时时，在在极极短短时时间间内内，瓦瓦斯斯在在煤煤体体、围围岩岩内内突突然然、大大量量的的涌涌出出，有有时时还还伴伴有有煤煤粉、煤块和岩石等。粉、煤块和岩石等。瓦瓦斯斯喷喷出出从从煤煤体体或或岩岩体体裂裂隙隙、孔孔洞洞或或炮炮眼眼中中大大量量瓦瓦斯斯异异样样涌涌出出的的现现象象。在在20m巷巷道道范范围围内内，涌涌出出瓦瓦斯斯量量1.0m3/min，且且持持续续时时间间在在8h以以上上时时，该该采采掘掘区区即即定定为为瓦瓦斯斯喷喷出出危危急急区区域。域。2.6矿井瓦斯涌出矿井瓦斯涌出2.6.3矿井瓦斯等级矿井瓦斯等级矿井瓦斯等级划分矿井瓦斯等级划分高瓦斯矿井高瓦斯矿井低瓦斯矿井低瓦斯矿井矿矿 井井 相相 对对瓦瓦斯斯涌涌出出量量小小于于10 m3/t，且且矿矿井井绝绝对对瓦瓦斯斯涌涌出出量量 小小 于于 40m3/min。矿矿井井相相对对瓦瓦斯斯涌涌出出量量大大于于10m3/t或或矿矿井井绝绝对瓦斯涌出量大于对瓦斯涌出量大于40m3/min。煤与瓦斯突出矿井煤与瓦斯突出矿井 发发生生煤煤(岩岩)与与瓦瓦斯斯突突出出矿矿井井、鉴鉴定定有有煤煤与与瓦瓦斯斯突突出出危危险险的的矿井。矿井。根根据据矿矿井井相相对对瓦瓦斯斯涌涌出出量量、矿矿井井绝绝对对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：低低低低瓦瓦瓦瓦斯斯斯斯矿矿矿矿井井井井中中中中，相相相相对对对对瓦瓦瓦瓦斯斯斯斯涌涌涌涌出出出出量量量量大大大大于于于于1010mm3 3/t/t或或或或有有有有瓦瓦瓦瓦斯斯斯斯喷喷喷喷出出出出的的的的个个个个别别别别区区区区域域域域（采采采采区区区区或或或或工工工工作作作作面面面面）为为为为高瓦斯区，该区按高瓦斯矿井管理。高瓦斯区，该区按高瓦斯矿井管理。高瓦斯区，该区按高瓦斯矿井管理。高瓦斯区，该区按高瓦斯矿井管理。2.6矿井瓦斯涌出矿井瓦斯涌出矿井瓦斯等级鉴定矿井瓦斯等级鉴定测点选择测点选择鉴定时间和基本条件鉴定时间和基本条件在在七七月月或或八八月月上上、中中、下下旬旬中中各各取取一一天天（间间隔隔10天天），分分三三个个班班（或或四四个个班班）进进行行测测定定工工作作。被被鉴鉴定定的的矿矿井井、煤煤层层、水水平平或或采采区区的的回回采采产产量量应应达达到到该该地区设计产量的地区设计产量的60。通通风风机机的的风风硐硐、各各水水平平、各各煤煤层层和和各各采采区区的的回回风风道道测测风风站站内内。如如无无测测风风站站，可可选选取取断断面面规规整整并并无无杂杂物物堆堆积积的的段段平平直直巷巷道道做做测测点。点。测定内容测定内容测测定定内内容容为为风风量量和和风风流流中中甲甲烷烷、二二氧氧化化碳浓度。碳浓度。生生产产矿矿井井每每年年必必须须进进行行矿矿井井瓦瓦斯斯等等级级鉴鉴定定，同同时时进进行行二二氧氧化化碳碳涌涌出出量量的的测测定定，作作为为核核定定和和调调整整风风量量的的依据。依据。新新井井设设计计前前，地地勘勘部部门门根根据据各各煤煤层层的的瓦瓦斯斯含含量量资资料料，预预测测矿矿井井瓦瓦斯斯等等级级，作作为为计计算算风风量量的依据。的依据。2.7煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出2.7.1煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出什么是煤与瓦斯突出？什么是煤与瓦斯突出？什么是煤与瓦斯突出？什么是煤与瓦斯突出？煤与瓦斯突出是发生在煤矿井下的一种困难的瓦煤与瓦斯突出是发生在煤矿井下的一种困难的瓦煤与瓦斯突出是发生在煤矿井下的一种困难的瓦煤与瓦斯突出是发生在煤矿井下的一种困难的瓦斯动力现象，表现为在很短时间（几秒至数十秒）斯动力现象，表现为在很短时间（几秒至数十秒）斯动力现象，表现为在很短时间（几秒至数十秒）斯动力现象，表现为在很短时间（几秒至数十秒）内，大量的煤（几吨至数千吨）和瓦斯（数百至数内，大量的煤（几吨至数千吨）和瓦斯（数百至数内，大量的煤（几吨至数千吨）和瓦斯（数百至数内，大量的煤（几吨至数千吨）和瓦斯（数百至数百万米）由煤体向采掘巷道喷出，伴随着强大的冲百万米）由煤体向采掘巷道喷出，伴随着强大的冲百万米）由煤体向采掘巷道喷出，伴随着强大的冲百万米）由煤体向采掘巷道喷出，伴随着强大的冲击力，破坏煤壁，摧毁巷道，使风流逆转，煤流埋击力，破坏煤壁，摧毁巷道，使风流逆转，煤流埋击力，破坏煤壁，摧毁巷道，使风流逆转，煤流埋击力，破坏煤壁，摧毁巷道，使风流逆转，煤流埋人，甚至造成严峻的爆炸事故。煤与瓦斯突出是煤人，甚至造成严峻的爆炸事故。煤与瓦斯突出是煤人，甚至造成严峻的爆炸事故。煤与瓦斯突出是煤人，甚至造成严峻的爆炸事故。煤与瓦斯突出是煤矿井下严峻的自然灾难之一。矿井下严峻的自然灾难之一。矿井下严峻的自然灾难之一。矿井下严峻的自然灾难之一。2.7煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出2.7煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出 突突出出模模拟拟2.7煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出 严峻突出矿区严峻突出矿区北票、六枝、南桐、北票、六枝、南桐、天府、芙蓉、松藻、天府、芙蓉、松藻、英岗岭、涟邵、白英岗岭、涟邵、白沙、焦作、鸡西、沙、焦作、鸡西、阜新、沈阳阜新、沈阳2.7煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出2.7.1煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出截至截至1981年底，我国有突出矿井年底，我国有突出矿井205对，已发生突对，已发生突出出9845次，其中次，其中1000t以上的特大型突出以上的特大型突出64次。我国次。我国最大的一次煤与瓦斯突出是最大的一次煤与瓦斯突出是1975年年8月月8日在四川三汇日在四川三汇坝一井坝一井+280m水平（距地表垂深水平（距地表垂深500m）主平硐揭开）主平硐揭开K1煤层时发生的，突出煤岩煤层时发生的，突出煤岩12780t，喷出瓦斯，喷出瓦斯140万万m3。2.7煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出2.7.2煤与瓦斯突出分类煤与瓦斯突出分类1.按突出强度分按突出强度分l小型突出（小型突出（50t）l中型突出（中型突出（50，100t）l次大型突出（次大型突出（100，500t）l大型突出（大型突出（500，1000t）l特大型突出（特大型突出（1000t）2.7煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出2.按突出地点分按突出地点分l石门突出石门突出l平巷突出平巷突出l上山突出上山突出l下山突出下山突出l回采工作面突出回采工作面突出2.7煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出3.按参与突出物种类分按参与突出物种类分l煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出l岩石与瓦斯岩石与瓦斯突出突出l煤与二氧化碳煤与二氧化碳突出突出l岩石与二氧化碳岩石与二氧化碳突出突出l盐与二氧化碳盐与二氧化碳突出突出l煤、盐和二氧化碳突出煤、盐和二氧化碳突出2.7煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出2.7.3煤与瓦斯突出机理煤与瓦斯突出机理2.7煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出 2.7煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出2.7煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出2.7煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出2.7煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出2.7煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出2.7煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出2.7.4煤与瓦斯突动身生条件煤与瓦斯突动身生条件2.7煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出本章须要驾驭的内容本章须要驾驭的内容1.矿井瓦斯的概念、组成、特点、生成矿井瓦斯的概念、组成、特点、生成2.矿井瓦斯的赋存、运移及其影响因素矿井瓦斯的赋存、运移及其影响因素3.矿井瓦斯的涌出（涌出量）、矿井瓦斯分级矿井瓦斯的涌出（涌出量）、矿井瓦斯分级4.煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出精品课件精品课件！精品课件精品课件！END