《瓦斯地质基础》PPT课件.ppt

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1、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”音译自日文“（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，以及在煤矿生产过程中产生的各种气体的统称。矿井瓦斯成分很复杂，其主要成分是甲烷(CH4)，其次是二氧化碳(CO2)和氮气(N2)，还含有少量或微量的重烃类气体、氢（H2）、一氧化碳（CO）、二氧化硫(SO2)、硫化氢(H2S)等。广义：煤矿井下

2、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

3、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性性质质甲烷甲烷二氧化碳二氧化碳一氧化碳一氧化碳硫化氢硫化氢乙烷乙烷氢气氢气CH4CO2COH2SC2H6H2分子量分子量16.0444.0128.0134.0830.072.01密度，密度，kg/m30.71681.981.251.541.360.09对空气的比重对空气的比重0.55451.530.971.171.050.07沸点，沸点，0，（，（0.1MPa下）下）-

4、161.7-78.5-190-61.8-88.3-252.8爆炸下限，爆炸下限，%5/12.512.54.34.33 34 4爆炸上限，爆炸上限，%16/74.274.245.545.512.512.574.274.2发热量，发热量，MJ/m335.99/11.8623.564.5311.942.1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

5、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

6、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煤阶煤阶生气量生气量（

7、m3/t）褐煤褐煤长焰煤长焰煤气煤气煤肥煤肥煤焦煤焦煤瘦煤瘦煤68168212229270287阶段生气量阶段生气量（m3/t）68100441741172.2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带名带名（从上到下）（从上到下）气带气

8、带成因成因CO2/%N2/%CH4/%(按体积按体积)(按体积按体积)(按体积按体积)CO2-N2空气生化成因空气生化成因20802080010N2空气成因空气成因02080100020N2-CH4变质成因变质成因02020802080CH4变质成因变质成因010020801002.2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化某煤田煤层瓦斯组分在各瓦斯带中的变化氮气氮气-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

9、层瓦斯压力为煤层瓦斯压力为0.1-0.15MPa；(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，与煤层瓦斯压力相当0.1-0.15MPa的的瓦斯含量；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

10、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吸收瓦斯；吸收瓦斯；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

11、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、温度变化，原平衡破坏；外界压力、温度变化，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

12、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

13、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：37377500075000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一一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汞的体积得到中汞的体积得到压力压力与与注入汞体积注入汞体积之间的关系曲线。之间的关系曲

14、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好地反映孔径小于更好地反映孔径小于100nm100nm的孔径分布特征。的孔径分布特征。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煤牌号煤牌号挥发份含量挥发份含量(%)小孔、中孔和大孔小孔、中孔和大孔(m3/t)微孔微孔(m3/t)最大最大最小最小平均平均最大最

15、大最小最小平均平均长焰煤长焰煤28370.0700.0450.0610.0280.0210.023气气煤煤35400.0580.0010.0300.0340.0150.026肥肥煤煤28340.0500.0010.0250.0330.0190.026焦焦煤煤22270.0390.0010.0190.0380.0210.026瘦瘦煤煤18210.0360.0010.0160.0330.0220.029贫贫煤煤10170.0520.0010.0220.0520.0270.033半无烟煤半无烟煤690.0540.0010.0230.0560.0330.044无烟煤无烟煤250.0760.0010.0

16、290.0520.0490.0552.4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

17、吸附能力主要影响因素煤的吸附能力主要影响因素储层压力储层压力 煤煤的的吸吸附附能能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升高温度每升高1，吸附瓦斯的能力要降低，吸附瓦斯的能力要降低8%。CO2CH4N2在给定温度下，吸附量与瓦斯压力呈双曲线变化。在给定温度下，吸附量与瓦斯压力呈双曲线变化。艾琴格尔经验公式：艾琴格尔经验公式：式式中中：Xw湿湿煤煤的的瓦瓦斯斯吸吸附附量量，m3/t；Xd干干煤煤的的瓦瓦斯吸附量，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，呈呈马鞍型变化

18、。马鞍型变化。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

19、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.渗滤渗滤瓦斯沿裂隙、构造破碎带的运移方式。瓦斯沿裂隙、构造破碎带的

20、运移方式。2.扩散扩散由于气体浓度差原因，气体由高浓度向低浓度扩由于气体浓度差原因，气体由高浓度向低浓度扩散，达到扩散平衡。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煤层瓦斯流动煤层瓦斯流动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，煤层瓦斯压力随深度增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，是在漫长的地质年代里，煤层瓦斯由深部向地大而增大，是在漫长的地质年代里，煤层瓦斯由深部向地表流动的结果，但这种煤层瓦斯流动是极其缓慢的，在采表流动的结果，但这种煤层瓦斯流动是极其缓慢的，在

21、采矿工程中，研究煤层瓦斯流动时，一般忽略这种缓慢的瓦矿工程中，研究煤层瓦斯流动时，一般忽略这种缓慢的瓦斯流动。通常认为，在采掘工作或钻孔未影响到的煤层，斯流动。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，不会发生瓦斯流动。瓦斯处于平衡状态，不会发生瓦斯流动。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，引起瓦斯流动，形成瓦斯流动场。应响影响煤层瓦斯流动瓦斯流动，形成瓦斯流动场。应响影响煤层瓦斯流动的因素很多，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

22、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，但主要影响因素为为瓦斯压力瓦斯压力和和煤层透气性煤层透气性，前者是瓦斯流动的动力，前者是瓦斯流动的动力，后者是瓦斯流动的阻力。后者是瓦斯流动的阻力。2.5煤层瓦斯运移煤层瓦斯运移2.5.4煤层瓦斯流动煤层瓦斯流动方式方式 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，瓦斯流动表现为自由扩散或慢速的层流渗透，这时瓦斯流动符合费克或达西定律。2.当孔隙直径为0.1-0.2 m时，瓦斯流动为层流渗透，符合达西定律。3.当孔径或可见裂隙宽度0.2 m时，瓦斯流动表现为层流渗透

23、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煤层瓦斯流动煤层瓦斯流动方式方式 4.当孔隙直径小于0.1m时，瓦斯流动属于分子扩散。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动形式是同时存在的，但为了简化煤层瓦斯流动状态，通常用线性渗透规律来描述，即认为煤层中瓦斯流动属层流渗透，即符合达西定律。流体流过孔隙介质时，其流速与流动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瓦斯流动瓦斯流动场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一一定的流动范围定的流动范围瓦斯流动场。

24、瓦斯流动场。从从从从时时时时间间间间因因因因素素素素来来来来看看看看：流流动动类类型型可可分分为为稳稳定定流流动动和和非非稳稳定定流流动动两两种种类类型型，前前者者流流动动场场不不随随时时间间而而变变化化，后后者者流流动动场场随随时间而改变。煤层瓦斯流动属非稳定流动类型。时间而改变。煤层瓦斯流动属非稳定流动类型。从从从从空空空空间间间间形形形形态态态态来来来来看看看看：瓦瓦斯斯流流动动类类型型分分为为单单向向流流动动、径径向向流流动和球向流动三种类型。动和球向流动三种类型。2.5煤层瓦斯运移煤层瓦斯运移2.5.5瓦斯流动瓦斯流动场场 (一一一一)单向流动单向流动单向流动单向流动单向流动的特点是

25、煤单向流动的特点是煤层瓦斯沿单一方向流动，层瓦斯沿单一方向流动，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皆沿垂直于巷道的方向皆沿垂直于巷道的方向流动，这种流动属单向流动，这种流动属单向流动。流动。2.5煤层瓦斯运移煤层瓦斯运移2.5.5瓦斯流动瓦斯流动场场 (二二二二)径向流动径向流动径向流动径向流动径向流动是平面流动。径向流动是平面流动。径向流动时，等瓦斯压力径向流动时，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

26、门或钻孔垂直揭穿煤层时，煤层孔垂直揭穿煤层时，煤层中的瓦斯流动就是径向流中的瓦斯流动就是径向流动。动。2.5煤层瓦斯运移煤层瓦斯运移2.5.5瓦斯流动瓦斯流动场场 (三三三三)球向流动球向流动球向流动球向流动球向流动的特点是等瓦斯压力线为一组同心球状，瓦球向流动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动的情况斯流线沿球的径向发展。在煤矿井下属球向流动的情况很少见。很少见。石门揭特厚煤层，特厚煤层中的掘进面迎头和钻孔孔石门揭特厚煤层，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流动。底以及煤块的瓦斯放散等都可近似地视为球向流动。2.

27、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，瓦斯从煤层或岩层涌向是矿井在开拓、掘进、回采过程中，瓦斯从煤层或岩层涌向采掘空间的现象。采掘空间的现象。2.瓦斯涌出来源：瓦斯涌出来源：煤层、岩层、邻近层。煤层、岩层、邻近层。3.绝对瓦斯涌出量绝对瓦斯涌出量(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绝对瓦斯涌出量绝对瓦斯涌出量(Q)是指矿井在单位时间内涌出的瓦斯体积，单位是是指矿井在单位时间内涌出的瓦斯体积，单位是m3/min或或m

28、3/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

29、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常常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险险区区域域。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

30、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

31、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

32、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

33、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？煤煤与与瓦瓦斯斯突突出出是是发发生生在在煤煤矿矿井井下下的的一一种种复复杂杂的的瓦瓦斯斯动动力力现现象象，表表现现为为在在很很短短时时间间（几几秒秒至至数数十十秒秒）内内，大大量量的的煤煤（几几吨吨至至数数千千吨吨）和和瓦瓦斯斯（数数百百至至数数百百万万米米）由由煤煤体体向向采采掘掘巷巷道道喷喷出出，伴伴随随着着强强大大的的冲冲击击力力，破破坏坏煤煤壁壁，摧摧毁毁巷

34、巷道道，使使风风流流逆逆转转，煤煤流流埋埋人人，甚甚至至造造成成严严重重的的爆爆炸炸事事故故。煤煤与与瓦瓦斯斯突出是煤矿井下严重的自然灾害之一。突出是煤矿井下严重的自然灾害之一。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 严重突出矿区严重突出矿区北票、六枝、南桐、天府、芙北票、六枝、南桐、天府、芙蓉、松藻、英岗岭、涟邵、白蓉、松藻、英岗岭、涟邵、白沙、焦作、鸡西、阜新、沈阳沙、焦作、鸡西、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

35、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

36、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煤与瓦斯突出发生条件煤与瓦斯突出发生条件2.7煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出本章需要掌握的内容本章需要掌握的内容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END