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1、Date1Date2Date3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。Date4Date5吸附瓦斯游离瓦斯吸收状态吸着状态*6带带名 （从上到下 ）气带带成因CO2N2CH4（按体积积）%（按体积积）%（按体积积）%CO2-N2
2、空气生化成因20802080010N2空气成因02080100020N2-CH4变质变质 成因02020802080CH4变质变质 成因01002080100*7Date8瓦斯风化带 下部边界确定煤层内的瓦斯压力为0.10.15MPa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23 m3/t（烟煤） 和57 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）Date9吸 附 瓦 斯 量 （ m3/t ）石墨烟煤褐煤无烟煤不同变质程度煤对瓦斯的吸附能力示意图Date10N2 2630CH4 （ m3/m in）（c）（a ）204 23小马 村
3、矿中马 村矿演马 村矿O2 O2O2李庄 断层45大煤九里山断层426 大 煤凤 凰岭断 层（b）630CH4 （ m3/m in）塔17李5127227123 凤凰 岭断层塔掌 断层O2O2李封断层O2天 官断 层区O2三断 层井号三 十九号井 断层塔掌区西区天官区朱村矿Date11深温压压力（MPa)煤的孔 隙在压压 力作用 下降低 系数煤的 孔隙 体积积 (m3/t)煤的甲烷烷含量 （m3/t）岩石甲烷烷含量 （m3/t)煤孔隙 中游离 瓦斯量 占(%)度 (m)度 ( )地层层 静压压 力P1瓦斯 压压力 P2p= p1- p2吸附游离总计总计 q1孔隙中分散 有机 质质中总计总计 q
4、2比值值 Q1/q2100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 120011 14 17 20 23 26 29 31 34 37 40 432.4 4.8 7.1 9.4 11.7 14.1 16.4 18.7 21.1 23.4 25.7 28.10.1 0.2 0.7 1.3 2.1 3.0 4.0 5.0 6.1 7.1 8.2 9.42.3 4.6 6.4 8.1 9.6 11.1 12.4 13.7 15.0 16.3 17.5 18.70.91 0.84 0.82 0.80 0.78 0.77 0.76 0.75 0.74 0.73
5、 0.72 0.710.118 0.109 0.107 0.104 0.101 0.100 0.099 0.098 0.096 0.095 0.094 0.092- 5.7 12.9 17.0 19.0 20.4 21.0 21.4 21.6 21.7 21.6 21.5- 0.2 0.7 1.3 2.0 2.8 3.7 4.7 5.7 6.5 7.4 8.3- 5.9 13.6 18.3 21.4 23.2 24.7 26.1 27.3 28.2 29.0 29.8- 0.1 0.4 0.9 1.4 2.0 2.6 3.4 4.1 4.8 5.5 6.3- 0.1 0.1 0.2 0.2 0
6、.2 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3- 0.2 0.5 1.1 1.6 2.2 2.9 3.6 4.4 5.1 5.8 6.0- 3 5 7 9 12 15 18 21 23 25 28- 30 27 17 13 11 9 7 6 6 5 5煤层甲烷含量与深度的关系 Date12Date13Date14地质构造 Date15地质构造 Date16煤的变质程度煤层围岩性质煤层赋存条件水文地质条件地质构造 决定决定 因素因素Date17Date18102004006008001000Date19Date20Date21矿井瓦斯的来源掘进区瓦斯已采区瓦斯采煤区瓦斯落煤瓦斯煤壁瓦斯开采
7、层瓦斯采空区瓦斯邻近层瓦斯落煤瓦斯煤壁瓦斯Date22Date23Date24Date25Date26Date27Date28矿井瓦斯涌出量 矿井在单位时间内涌出的瓦斯体积，单位 是m3/min或m3/d。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m3/tQCH4 = QfC qCH4 = QCH4/T Date29矿矿 井 瓦 斯 涌 出 量 主 要 影 响 因 素煤层层瓦斯含量是决定因素。瓦斯含量越高，矿矿井瓦斯涌出量就越大。开采规规模开采规规模越大，矿矿井的绝对绝对 瓦斯涌出量也就越大；但 就矿矿井的相对对瓦斯涌出量来说说，情况比较较复杂杂。开采顺顺序厚煤层层分层层开采时
8、时，首分层层瓦斯涌出量最大，最后一 个分层层瓦斯涌出量最小。采煤方法采煤方法的回采率越低，瓦斯涌出量就越大，因为丢为丢 煤中所含瓦斯的绝绝大部分仍要涌入巷道顶顶板管理方法 陷落法比充填法工作面的瓦斯涌出量大。生产产工序 落煤时时瓦斯涌出量大于其它工序通风压风压 力负压负压 通风风，风压风压 越高瓦斯涌出量越大；正压压通风风，风风 压压越高瓦斯涌出量越小。大气压压力变变化地面大气压压的变变化对对对对 采空区瓦斯涌出有较较大的影响。采空区管理方式一般采空区存有大量瓦斯，未封闭闭或封闭闭不严严，采空 区瓦斯大量涌出，矿矿井瓦斯涌出量增大。Date30矿井相对瓦斯涌出量小于10m3/t，且矿井绝对瓦斯
9、涌出量小于40 m3/min。矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t 或矿井绝对瓦斯涌出量大于 40m3/min。发生 煤（岩）与瓦斯突出矿井 、鉴定有煤与瓦斯突出危险的矿 井。注：低瓦斯矿井中，相对瓦斯涌出量大于10m3/t或有瓦斯喷出的个别区域（采区或工作面）为高瓦斯区，该区按高瓦斯矿井管理。Date31Date32Date33往往流量大，持续时间长， 无明显的地压显现现象，喷 瓦斯裂缝多属于开放性裂缝 （张性或张扭性断裂），它 们与储气层（煤层、砂岩层 等）、溶洞或断层带相通。喷出频临发生时伴随着地压显 现效应，出现多种显现预兆， 喷出持续的时间较短，其流量 与卸压区面积、瓦斯压力和瓦 斯含
10、量大小等因素有关。Date34Date35Date36Date37Date38Date39Date40Date41Date42Date43Date44Date45Date46Date47Date48Date49Date50Date51Date52Date53Date54Date55Date56Date57Date58Date59Date60Date61局 部 防 突 措 施钻钻孔卸压压排放措施排放钻钻孔、超前钻钻孔、抽放瓦斯爆破卸压压排放措施浅孔松动动爆破、深孔松动动爆破、水力爆破连续连续 卸压压排放措施卸压缝压缝 、卸压压槽、卸压压腔水力化措施注水湿润润煤体、水力松动动、水力压压裂、水力冲孔
11、、水力冲刷煤体围围岩强化措施金属骨架、前探支架Date62Date63Date64Date65Date66远距离放炮避难硐室反向风门压风自救系统自救器震动放炮安全防护 措施Date67Date68Date69Date70Date71Date72Date73Date74Date75Date76Date77Date78Date79p处理采面回风隅角瓦斯积聚 Date80p处理采面回风隅角瓦斯积聚 Date81p处理采面回风隅角瓦斯积聚 Date82p处理采面回风隅角瓦斯积聚 Date83p处理采面回风隅角瓦斯积聚 Date84p掘进工作面局部瓦斯积聚处理Date85p掘进工作面局部瓦斯积聚处理Da
12、te86p掘进工作面局部瓦斯积聚处理Date87p掘进工作面局部瓦斯积聚处理Date88p掘进工作面局部瓦斯积聚处理Date89p通风异常或瓦斯用处异常时是造成瓦斯涌出积聚的主要原因Date90防止放炮火源防止电器火源防止摩擦 和撞击点火防止明火点燃防止其他火源加强管理 提高防火意识Date91Date92Date93Date94Date95Date966.1.1 瓦斯抽放发展概况 我国煤矿瓦斯抽放技术的发展50年代中期，采用穿 层钻孔抽放上邻近层瓦斯 在阳泉获得成功，解决了 煤层群开采中首采面瓦斯 涌出量大的问题。同时， 认识到利用煤层开采后形 成的采动卸压作用进行边 采边抽,可以有效地抽出
13、 瓦斯。高透气性煤层抽放 瓦斯阶段邻近层卸压抽放 瓦斯阶段 80年代开始，随着 机采、综采和放顶煤技 术的应用，开采强度增 大，使工作面绝对瓦斯 涌出员大幅度增加。为 了解决高产、高效工作 面多瓦斯涌出源、高瓦 斯涌出量的问题，必须 结合矿井的地质开采条 件，实施综合抽放瓦斯50年代初期， 在抚顺高透气性特 厚煤层中首次成功 采用井下钻孔预抽 煤层瓦斯， 解决了 抚顺矿区的关键问 题，在透气性小于 抚顺煤层的其它矿 井未取得明显的效 果。 突出煤层抽放瓦 斯效果不理想、难以 消除突出威胁。从60 年代开始，试验研究 了多种强化抽放开采 煤层瓦斯的方法，如 煤层高、中压注水、 水力压裂、水力割缝
14、 、松动爆破、大直径 钻孔等。低透气性煤层强化 抽放瓦斯阶段综合抽瓦斯阶段*97预防瓦斯超限矛确保矿井安全生产。开采保护层并具有抽放瓦斯系统的矿井， 应抽放被保护层的卸压瓦斯。无保护层可采的矿井，预抽瓦斯可作为 区域性或局部防突措施来使用。 开发利用瓦斯资源，变害为利。 6.1.2 瓦斯抽放的目的、条件及意义瓦瓦 斯斯 抽抽 放放 的的 目目 的的Date986.1.2 瓦斯抽放的目的、条件及意义 开采保护层时应考虑抽放被保护层瓦斯。 瓦斯抽放的条件 矿井绝对瓦 斯涌出量达 到以下条件 一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一 个掘进工作面的瓦斯涌出量大于3m3min，用 通风方法解决
15、瓦斯问题不合理的。 开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。 大于或等于40m3min； 年产量1.01.5Mt的矿井，大于30m3/ min； 年产量0.61.0Mt的矿井，大于25m3/min； 年产量0.40.6Mt的矿井，大于20m3/min； 年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于15 m3/min。*996.1.2 瓦斯抽放的目的、条件及意义瓦 斯 抽 放 的 意义 瓦斯抽放是消除煤矿重大瓦斯事故的治本措施瓦斯抽放能够利用宝贵的瓦斯资源。瓦斯抽放能够解决矿井仅靠通风难以解决的问题， 降低矿井通风成本Date1006.1.3 煤矿瓦斯抽放方法 巷道抽放法 钻孔抽放法： 巷道、钻孔混合抽放法 瓦
16、斯抽放方法 采前抽放：预抽 采中抽放： 采后抽放： 采空区抽故 本煤层瓦斯抽放 邻近层瓦斯抽放 采空区瓦斯抽放按抽放瓦斯 来源分类按抽放与采掘时 间关系分类按抽放工艺 分类地面钻孔 井下钻孔沿层钻孔 穿层钻孔 拐弯钻孔边采边抽 边掘边抽*1016.1.4 瓦斯抽放基本参数 矿井瓦斯储量 可抽瓦斯量 瓦斯抽放率 钻孔瓦斯流量衰减 系数 煤层透气性系数 可按下式计算： W=W1+W2+W3+W4=K/2pn 可按下式计算： Wk=Wdk/100矿井瓦斯抽放率 工作面本开采层的抽放率 工作面邻近层的抽放率 工作面总抽放率 dk=100Qkc/(Qky+Qkc) db=100Qbc/(Qbc+Qby) Dl=100Qlc/(Qlc+Qly)dg=100(Qbc+Qlc)/( Qlc+Qly+Qbc+Qby) Qt=Q0e-t =（lnQ0-lnQt）/t 施工参数*1026.1.4
