瓦斯地质学考点西安科技大学.doc

瓦斯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高瓦斯矿井矿井相对瓦斯涌出量10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/mi的矿井矿井在开拓、掘进、回采过程中瓦斯从煤层或岩层涌向采掘空间的现象绝对瓦斯涌出量Q矿井在单位时间内涌出的瓦斯体积相对瓦斯涌出量q矿井正常生产条件下平均每采一吨煤所涌出的瓦斯体积瓦斯解吸：煤体中的瓦斯由吸附状态转化为游离状态的过程称为瓦斯解吸煤层残存瓦斯含量：当煤层受采动影响而涌出一部分瓦斯后，单位重量煤中所含有的换算成标准状态下的瓦斯体积m3/t和cm3/g瓦斯放散初速度：表示煤体当中瓦斯放散快慢的一个指标，通常是在实验室测定10－60秒充满瓦斯的煤体放散瓦斯的体积煤层原始瓦斯压力：当煤层未受采动影响而处于原始赋存状态时，煤中平衡瓦斯压力煤层发生率有效渗透率用二种以上流体通过岩石时，所测出的某一相流体的渗透率原生构造煤原始沉积时的结构构造结构受构造应力作用煤的原生结构遭受破坏后所表现出的结构软煤在发生突出的地点及附近的煤层都具有层理紊乱煤质松软的特点人们习惯上把这种煤叫做软分层煤或简称软煤构造煤的宏观结构常见碎裂结构、碎粒结构、粉粒结构、糜棱结构对应的构造煤为碎裂煤、碎粒煤、粉粒煤和糜棱煤。矿井瓦斯涌出方式涌出由采落煤炭和煤层岩层的新鲜暴露面通过孔隙、裂隙缓慢、长时间的涌出。煤与瓦斯突出 瓦斯喷出 采掘时在极短时间内瓦斯煤体、围岩内突然、大量涌出有时还伴有煤粉、煤块和岩石等CO2、NO等。由于地壳下降、沼泽水面上升和植物遗体堆积厚度增加，正在分解的植物遗体与空气隔绝，因细菌作用分解出甲烷、重碳氢化合物、氢及其它气体。泥炭化阶段所生成的瓦斯大部分扩散到空气中，保存在泥炭中的很少。成煤作用的煤化作用阶段，在温度、压力持续影响下，泥炭物质热分解，转变为褐煤，进一步可转变为烟煤和无烟煤。这一过程中可生成大量的以甲烷为主的气态产物。 瓦斯来源:煤岩层和地下水释放出来的化学及生物化学作用产生的煤炭生产过程中产生的游离10-20％，吸附瓦斯80-90吸着状态 吸收状态瓦斯地质图法原理？在系统收集、整理建矿以来采掘工作面每日的瓦斯浓度、风量和抽放量的基础上，准确地计算出各个采掘工作面每日的绝对瓦斯涌出量点值，将整理出来的数千个、数万个瓦斯涌出量点值再经过认真的筛选，转绘到瓦斯地质图上，就可以直观的看出与各种地质因素和开采条件之间的关系。用这种方法建立起瓦斯涌出量预测关系式和在瓦斯地质图上展示出大量瓦斯涌出量点、瓦斯涌出量等值线，我们称为瓦斯地质图瓦斯涌出量预测方法。瓦斯风化带的界限确定影响瓦斯风化带深度因素1煤层中所含斯的CH成份达82煤层瓦斯压力为0.1-0.15MPa3在相同条件下M和T与煤层瓦斯压力相当的瓦斯含量4矿井相对瓦斯涌出量为2m /t影响因素煤层赋存地质条件围岩性质、煤层有无露头、层发育、煤层倾角、地下水活动等 区域煤与瓦斯突出预测方法1单项指标法: 预测指标煤坚固性系数f瓦斯放散初速度△p瓦斯压力p煤的破坏类型Ⅰ类非破坏煤Ⅱ类破坏煤Ⅲ类强烈破坏煤Ⅳ类粉碎煤和Ⅴ类全粉煤。2综合指标法: 技术方法①至少打两个测压钻孔测定煤层瓦斯压力。②每米钻孔采取一个煤样测定煤的坚固性系数f。③将坚固性系数最小值的两个煤样混合测定煤的瓦斯放散初速ΔP。④将两个坚固性系数最小值加以平均作为煤层软分层的平均坚固性系数。 3瓦斯地质统计法: 划分方法①上水平发生过一次突出的区域下水平垂直对应区域应预测为突出危险区。②根据上水平突出点分布与地质构造的关系确定突出点距离地质构造两侧的最远距离线并结合地质部门提供的下水平或下部采区的地质构造分布按照上水平构造线两侧的最远距离线向下推测下水平或下部采区的突出危险区域。③未划定的其它区域为突出威胁区。1突出特征和成因分煤与瓦斯突出突出煤与瓦斯压出压出煤与瓦斯倾出倾出 2.按突出强度分小型突出中型突出次大型突出大型突出特大型突出3.按突出地点分石门突出平巷突出上山突出下山突出回采工作面突出4.按参与突出物种类分煤与瓦斯突出岩石与瓦斯突出煤与二氧化碳突出岩石与二氧化碳突出盐与二氧化碳突出煤、盐和二氧化碳突出构造煤的瓦斯地质特征为何构造煤发育是发生突出的必要条件地质特征: 随着煤体破坏程度的增高煤的坚固性系数f值降低而瓦斯放散指数Δp增大。必要条件:构造煤是一种高分散性多孔介质煤的孔隙裂隙十分发育比表面积增大煤体强度低f均在0.5以下一般0.2-0.3高应力条件下孔隙易闭合形成“煤砖”构造挤压、剪切作用形成的压扭性构造使煤层发生强烈韧塑性变形和破坏。工作面预测突出的方法综合指标法钻孔瓦斯涌出初速度值指标法解吸指标法其它经试验证实有效的方法声发射方法巷道瓦斯涌出特征法地质雷达方法煤体温度法瑞利波方法煤体电磁辐射方法