煤层瓦斯的一般分布规律① 赋存于煤层内的瓦斯表现出纵向分布特性,越深煤层瓦斯越多煤层瓦斯沿纵向一般分布为两个带:瓦斯风化带和甲烷带(2)瓦斯的分化带1“C02—N2”、H“N2”、皿“N2—CH4”带的统称瓦斯分化带各带不仅瓦斯组成成分不同,而且瓦斯含量不同(风化带的特点)瓦斯风化带形成的原因是地质因素综合作用所致(I)剥蚀过程(作用)使瓦斯风化带减少(H)风化作用一一长期风化使自由排放瓦斯时间越长,瓦斯风化带深度增加(皿)地质构造作用——地质破坏程度愈高,瓦斯排放的不均匀性和风化带深度就愈大② (W)地应力的作用一一致密透气性差的覆盖层可阻止瓦斯风化带的扩大不同矿区瓦斯风化带的深度在比较大的范围内变化确定瓦斯风化带下部边界的条件(I)烷及重烃浓度之和(CH4+CNCH2N+2+CNH2N+80%(H)煤层瓦斯压力(皿)相对瓦斯涌出量q1=2-3m3/t(煤)(W)煤层瓦斯含量Q=1-7m3/t(煤)(根据不同牌号的煤取不同的值)瓦斯风化带是划定低瓦斯矿井,低瓦斯区域的基本条件(3)甲烷带瓦斯风化带下边界以下的煤层区域称甲烷带甲烷浓度>80%瓦斯压力(2-3MPa)较大,瓦斯含量较高,并随深度有一定规律增加将出现特殊的瓦斯涌出、瓦斯喷出、煤与瓦斯突出受地质构造作用,会出现高瓦斯富集区(瓦斯包)煤的总孔隙体积占相应煤的体积的百分比称为煤的孔隙率,以%表示。
2)煤中孔隙分类微孔一其直径<10-5mm,它构成煤中的吸附容积;(占50%以上)小孔一其直径=10-5—10-4mm,它构成毛细管凝结和瓦斯扩散空间;(占28%以上)中孔一其直径=10-4~10-3mm,它构成缓慢的层流渗透区间;大孔一其直径=10-3〜10-1mm,它构成强烈的层流渗透区间,并决定于具有强烈破坏结构煤的破坏面;可见孔及裂隙一一其直径>10-1mm,它构成层流及紊流混合渗透的区间,并决定了煤的宏观(硬和中硬煤)破坏面渗透容积:一般把小孔至可见孔的孔隙体积之和称为渗透容积;总孔隙体积:把吸附容积与渗透容积之和称为总孔隙体积;(3)煤孔隙与表面积煤是孔隙体,其中含有大量的表面积微孔表面积要占整个表面积的97%以上小孔占2.5%,中孔占0.2%)(4)煤孔隙特性的主要因素煤的孔隙特性与煤化程度、地质破坏程度和地应力性质及其大小等因素密切相关煤层瓦斯的生成(1)煤层瓦斯是腐植型有机物(成煤植物)在成煤过程中生成的① (2)煤和煤层瓦斯生成的条件腐植型有机物(植物)被泥沙和海水所淹没,与空气隔绝高温高压的环境经历较长的成气时期:(I)生物化学成气时期(从植物一泥炭一褐煤)(H)煤化变质作用成气时期(高温高压作用下从褐煤一无烟煤的过程)(皿)瓦斯生成量的多少主要取决于母质的组成和煤化作用所处的阶段(煤的牌号)(3)煤和煤层瓦斯的生成过程成煤植物——泥炭——褐煤——长焰煤——气煤——肥煤——焦煤——瘦煤——贫煤——半无烟煤——无烟煤掘进工作面发生瓦斯事故的原因(1)掘进工作面没有完整的通风系统,不能形成全风压通风,靠的是局部通风机通风。
倘若管理不善,随意停开,或因通风机产生故障停止运转,或无计划停电,都会造成工作面停风,都会引起瓦斯积聚2) 巷道布置不合理,通风系统不稳定,可靠性差,导致风流紊乱,瓦斯积聚3) 由于矿井生产布局和通风系统不合理,通风设施较多,系统稳定性差,造成掘进工作面瓦斯积聚,形成瓦斯事故一旦发生爆炸事故,波及范围广,影响面大4) 局部通风机安设位置不符合《煤矿安全规程》规定,造成循环风,使掘进工作面风流污染,瓦斯浓度过高,不易冲淡和排除,形成积聚5) 风筒管理不善,接头不严密、挂破未及时缝补或缝补不好,漏风严重;吊挂不平直、拐弯过多或风筒末端距工作面较远,超过了出风流的有效射程等,都会使掘进工作面风量不足,不能把掘进工作面及附近涌出的瓦斯及时冲淡与排除,造成瓦斯积聚风机选择不当或局部通风机陈旧、不完好、效率低等,使供风能力不足,造成掘进工作面风量不够,形成瓦斯积聚(6) 瓦斯地质工作跟不上,缺乏超前防范煤与瓦斯突出的措施和能力,对煤层地质构造和瓦斯赋存情况不清,预报不准,结果在掘进施工过程中会突然遇到地质条件变化、掘进面瓦斯涌出异常情况,造成突出事故7) 安全意识淡薄,现场管理不严,造成工程质量低下;违章指挥、违章作业、空班漏检、弄虚作假或瓦斯超限作业,其结果是隐患不能及时发现和排除;为赶任务和进迟,不惜在瓦斯积聚的情况下冒险蛮干、超限作业而造成瓦斯事故。
8) 一部风机多头供风或一个区域多地点平行作业,造成掘进工作面风量不足,无风或微风作业,引起瓦斯事故。