瓦斯地质学
瓦斯
瓦斯地质学：是研究煤层瓦斯的形成、赋存和运移以及瓦斯地质灾害防治理论的交叉学科。
煤层气：指赋存在煤层里的以甲烷、重烃、二氧化碳、氮等多种气体成分的天然气。
瓦斯：赋存在煤层中以甲烷为主要成分，以吸附在煤基质颗粒表面为主并部分游离于煤空隙中或溶解于煤层水中的烃类气体。
构造煤：是煤层受地质构造挤压剪切破坏作用的产物。
瓦斯突出煤体：是指含高能瓦斯的构造煤体瓦斯突出煤体具有高瓦斯含量、瓦斯高解吸速度、低强度、低渗透性的“两高两低”特性。
沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃气体。
“瓦斯抽采”与“煤层气地面开发”两类采气方法的根本区别是：瓦斯抽采——在煤矿已开拓的地区，从煤矿井下，也可以从地面抽采已受过采掘影响的煤层中的瓦斯；其首要任务是保障煤矿生产安全，同时利用被抽采出来的瓦斯。
抽采规模取决于采煤的需要。
抽采瓦斯的成本主要或全部被计入采煤成本。
煤层气地面开发——在未建煤矿或煤矿未开拓的地区，引用开采常规天然气的技术从地面开采尚处于自然状态下的煤层气；其任务是煤层气资源开发利用，当然也将有利于将来在该地区安全采煤。
煤层气地面开发必需达到商业性开发的规模三、瓦斯的生成按成因，煤型（成）气包括“生物成因气”和“热成因气”。
生物成因气——在泥炭化作用阶段，沼泽里的植物残体主要受生物化学作用转化为泥炭，同时产出的气称“生物成因气”。
现今煤层里不可能保存有这种气。
热成因气——在煤化作用阶段，固相煤物质主要因受热发生复杂的物理化学变化，同时产出的气称“热成因气”。
现今煤层里的气应该属这种气。
按照生物地球化学营力和热力地球化学营力作用效果，可将瓦斯区分为生物成因和热成因两种基本生成类型。
生物成因瓦斯：由各类微生物的一系列复杂作用过程导致成煤物质降解而生成的；热成因瓦斯：指随着煤化作用的进行，伴随温度升高、煤分子结构与成分的变化而生成的瓦斯气体。
生物生成瓦斯可形成于早期生物地球化学煤化作用阶段（泥炭—褐煤），当煤层形成后因构造抬升可重新经受生物改造，因此又可分为原生生物成因瓦斯与次生生物成因瓦斯赋存：煤比孔容（specific pore volume of coal）——单位质量煤中孔的容积，常以厘米3/克或毫升/克为单位。
瓦斯地质学基本概念及一般规律
第1章绪论1.瓦斯地质学研究的意义：①瓦斯是煤矿安全的第一杀手；②瓦斯（煤层气）是重要的洁净能源；③开发利用煤层气（瓦斯），减少空气污染，保护大气环境；④瓦斯地质理论是瓦斯治理最重要的基础。
2.瓦斯地质学研究的对象：瓦斯地质学认为瓦斯是煤在地质历史演化过程中形成的气体地质体，它是研究瓦斯的形成、运移、赋存及发生瓦斯灾害的地质控制理论的一门交叉学科。
3.瓦斯地质学研究的内容：①瓦斯赋存机理研究；②构造煤与瓦斯突出煤体基础理论研究；③瓦斯（煤层气）抽采地质控制机理研究；④煤与瓦斯突出地质控制机理研究。
4.瓦斯地质学的研究方法：①瓦斯地质规律研究；②瓦斯赋存构造逐级控制理论研究；③编制煤矿多级瓦斯地质图研究。
第2章含煤盆地与瓦斯形成1.含煤盆地系指赋存煤炭的沉积构造盆地。
2.中国以石炭纪-二叠纪、三叠纪（晚三叠世）、侏罗纪（早、中侏罗世）、白垩纪（早白垩世）及第三纪为主要成煤期。
3.中国含煤盆地聚煤一般规律：①海相沉积系列聚煤作用与海平面的周期性升降密切相关，主要煤层多形成于沉积体系域的转换期；②泥炭沼泽可作为独立的沉积体系，富集的煤层多形成于废弃的沉积体系之上，下伏沉积体系仅仅是泥炭沼泽发育的平台；③聚煤盆地的基底构造决定富煤带的分布、煤层的稳定性和聚煤丰度，稳定地块基底上聚集了80%的已知煤炭资源。
4.瓦斯（煤层气）次生生物成因：在含煤盆地中，次生生物作用过程活跃并影响气体成分的深度间隔称作蚀变带，一般位于盆地边缘或中浅部；不发生蚀变的气体一般出现在盆地深部，称原始气带。
次生生物成因瓦斯在煤层中生成并保存基本条件是：（1）煤层经构造抬升进入或曾经进入细菌活动带；（2）煤层渗透性较好；（3）有携带细菌的潜水活动；（4）煤层压力高、围岩封闭性好。
5. 煤层瓦斯（或煤气）发生率：是表征煤生气能力的定量参数，是指成煤物质从泥炭到特定煤级所生成的烃类气体的总和，包括生物气和热演化成因气。
6. 煤层气的发生率包括以下几个基本概念：（1）煤层气发生率——指从泥炭到特定煤级瓦斯气体产生的总量；（2）视煤气发生率——指从褐煤到特定煤级瓦斯气体产生的量；（3）阶段生气率——指煤化过程特定阶段瓦斯气体产生的量。
瓦斯地质学
瓦斯地质学复习资料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。
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。
瓦斯成因煤中瓦斯的原始含量与成煤物质、成煤环境、煤岩组成、围岩性质、成煤阶段（生物化学作用、成岩作用、变质作用等阶段）均有关系。
瓦斯的成因类型○1生物化学成气时期（生物成因）（T≤50℃）两个阶段：原生生物成因次生生物成因在植物成煤的第一阶段（泥炭化阶段），有机物质的分解是在微生物参与下发生的复杂的生物化学过程。
在这个阶段的早期，植物遗体暴露在空气中或处于沼泽浅部富氧的条件下，由于氧气和亲氧细菌的作用，遭受氧化和分解。
生成的气态产物主要是CO2、NO 等。
在这个阶段的晚期，由于地壳下降、沼泽水面上升和植物遗体堆积厚度的增加，使正在分解的植物遗体逐渐与空气隔绝，从而出现了弱氧环境或还原环境。
在缺氧条件下，因细菌作用分解出甲烷、重碳氢化合物、氢及其它气体，碳相对富集起来。
○2煤化变质作用时期（热成因）（T=50-220℃）两个阶段：热解成因裂解成因当泥炭物质由于地壳下降而为其它沉积物覆盖时，成煤作用就由第一阶段进入第二阶段——煤化作用阶段。
在温度、压力和作用力持续时间的影响下，泥炭物质产生热分解，引起一系列的物理—化学变化，使泥炭转变为烟煤，烟煤进而转变为无烟煤煤层瓦斯发生率煤层瓦斯发生率是表征煤生气能力的定量参数，他是指成煤物质从泥炭到特定阶煤所产生的烃类气体的总和，包括生物成因气和热演化成因气。
煤层瓦斯垂向分带各带气体组分煤层瓦斯自上而下可划分为四个带：二氧化碳氮气带、氮气带、氮气甲烷带和甲烷带。
前三个带统称为瓦斯风化带。
瓦斯风化带下限煤层赋存地质条件(围岩性质、煤层有无露头、断层发育、煤层倾角、地下水活动等)瓦斯在煤体内赋存状态游离瓦斯（10-20%）吸附瓦斯（80-90%）○1吸着状态：在与颗粒固体在分子之间引力作用下，被吸着在煤体孔隙的内表面上。
瓦斯地质学
第一章瓦斯：瓦斯狭义上讲就是甲烷，广义上是指井下所有涌出有害气体的总称煤与瓦斯突出：煤与瓦斯突出是指在压力作用下，破碎的煤与瓦斯由煤体内突然向采掘空间大量喷出，是另一种类型的瓦斯特殊涌出现象地质构造变动：岩层形成后，在地壳运动影响下发生变形和变位（位移、倾斜、弯曲、断裂），其原始产状受到不同程度的改变，称为地质构造变动。
地质构造：发生构造变动的岩层所呈现的各种空间形态称为地质构造。
地质构造分为两类：褶皱构造、断裂构造。
瓦斯地质学是研究瓦斯的形成、运移、赋存和发生瓦斯灾害的地质控制理论的一门交叉学科。
实践证明：所有的煤与瓦斯突出动力现象均发生在构造煤分布区。
瓦斯突出煤体具有瓦斯高含量、高解吸速度、低强度、低渗透性的“两高两低”特性，因此构造煤控制着瓦斯灾害的发生，影响着瓦斯的治理，亦控制着煤层气的地面开发，是瓦斯地质研究的核心理论之一。
第二章中国含煤盆地成生时期与全球具有同时性，主要发生在晚古生代石炭纪以后，并以石炭纪、二叠纪、三叠纪（晚三叠世）、侏罗纪（早、中侏罗世）、白垩纪（早白垩世）及古近纪和新近纪（第三纪）为主要成煤期板块：地球岩石圈被洋中脊、岛弧海沟系、转换断层等三大构造活动带分割形成的大小不一的不连续的岩石圈块体。
板块构造：由于洋底分裂、扩张、板块间的运动和相互作用形成的全球性板状地质构造。
1 中国石炭纪含煤盆地经过多期构造运动改造，现今含煤盆地主要分布在塔里木～华北板块和华南板块。
在西伯利亚板块的准噶尔～兴安活动带仅有零星的残存盆地。
2 中国二叠纪含煤盆地的分布格局与石炭纪大体相似，含煤盆地主要分布在塔里木～华北板块和华南板块。
从沉积范围、沉积特征及改造后的含煤盆地特征方面，华北板块更具继承性。
华南板块石炭至二叠纪随着海盆的扩展、退缩，二叠纪含煤盆地比石炭纪更为广阔，几乎遍布整个扬子地块。
中国三叠纪含煤盆地主要分布于华北板块与扬子地块。
侏罗纪含煤盆地分布经过三叠纪过渡时期后，侏罗纪含煤盆地分布状况已完全改观。
瓦斯地质学考点
我国瓦斯灾害严重、瓦斯开发利用少的原因地质构造复杂,煤层透气性低,抽采难度大；基础研究薄弱、专业技术人才严重匮乏;投入严重不足，安全基础薄弱;职工队伍素质下降，不适应安全生产要求;煤矿超能力生产;安全责任不落实，管理不到位.煤化作用是指已经形成的泥炭，因地壳下沉而埋藏于地下较深处后，在温度、压力和时间等因素的作用下转变成煤的过程煤化作用阶段是泥炭经过褐煤、烟煤到无烟煤的各阶段的发展过程。
这一阶段，物理化学作用起主导作用。
含煤盆地是指赋存煤炭的沉积构造盆地。
(分布??)特点：含煤盆地形成于晚古生代石炭纪以来，在时间上具有不连续性，在空间上具有不均匀性。
我国主要聚煤期：石炭纪,二叠纪,三叠纪（晚三叠世）,侏罗纪（早、中侏罗世）,白垩纪（早白垩世）古近纪和新近纪在世界范围内先后产生了5个主要聚煤期：石炭纪聚煤期、二叠纪聚煤期、早中侏罗世聚煤期、晚侏罗至早白垩世聚煤期、晚白垩至始新世聚煤期，其中石炭纪和二叠纪聚煤期成煤量最多。
瓦斯成因类型:生物成因和热成因生物成因是指在相对低的温度(一般小于50℃)条件下，通过细菌的参与或作用，在煤层中生成的以甲烷为主并含少量其它成分的气体。
（一）瓦斯（煤层气）的原生生物成因（二）瓦斯（煤层气）的次生生物成因次生生物成因瓦斯在煤层中生成和保存的基本条件：1.煤层经构招抬升进入或曾经进入细菌活动带；煤层渗透性较好；有携带新军的潜水活动；煤层压力高，围岩封闭性好)热成因是指随着煤化作用的进行，伴随温度升高、煤分子结构与成分的变化而生成的瓦斯气体。
一）瓦斯（煤层气）热解成因据反应进行程度可分早、中、晚三期（二）瓦斯（煤层气）裂解成因瓦斯保存条件影响因素一、地质构造演化对煤层瓦斯保存的影响二、不同地质构造类型及组合对瓦斯保存的影响三、沉积作用对瓦斯保存的影响四、煤层厚度对瓦斯保存的影响五、水文地质对瓦斯保存的影响六、水文地质对瓦斯保存的影响七、煤层的埋藏深度的影响八、岩浆活动的影响第三章1 瓦斯在煤体内存在状态游离瓦斯以自由气体分子存在于煤体或围岩的较大裂隙、孔隙和空洞之中吸附瓦斯 ;1.吸着状态在与颗粒固体在分子之间引力作用下，被吸着在煤体孔隙的内表面上。
瓦斯地质学瓦斯地质学郭
瓦斯地质学复习资料（贡献者：郭亚飞韩宗建等）1.瓦斯：瓦斯是煤在地质历史演化过程中形成的气体地质体。
地质构造：地壳中的岩层在地壳运动的作用下发生变形与变位而遗留下的形态。
地质构造的复杂程度控制着煤与瓦斯的突出危险性。
构造煤的发育特征控制着瓦斯抽采级瓦斯治理的难度。
2.瓦斯地质学：研究瓦斯的形成、运移、赋存和发生瓦斯灾害的地质控制理论的一门交叉学科。
3.研究内容：瓦斯赋存机理研究；构造煤和瓦斯突出煤体基础理论研究；瓦斯抽采地质控制机理研究；煤与瓦斯突出的地质控制机理研究。
4.瓦斯地质规律：瓦斯与地质因素的内在的本质的联系。
5.含煤盆地：是指赋存煤炭的沉积构造盆地。
时间上不连续性，空间上不均匀性。
6.世界5个主要聚煤期：石炭纪聚煤期、二叠纪聚煤期、早中侏罗世聚煤期、晚侏罗早白垩世聚煤期、晚白垩始新世聚煤期，其中石炭纪和二叠纪聚煤期成煤量最多。
7.中国含煤盆地成生时期：主要发生在晚古生代石炭纪以后，并以石炭纪、二叠纪、三叠纪（晚三叠世）、侏罗纪（早、中侏罗世）、白垩纪（早白垩世）及古近纪和新近纪为主要成煤期。
瓦斯成因：按照生物地球化学营力和热力地球化学营力分类：生物成因（原生生物成因，次生生物成因；热成因（热解成因，裂解成因）。
1 生物成因瓦斯是指由各类微生物的一系列复杂作用过程导致是指由各类微生物的一系列复杂作用过程导致成煤物质降解而生成的瓦斯气体。
成煤物质降解而生成的瓦斯气体。
2 热成因瓦斯是指随着煤化作用的进行，伴随温度升高、煤是指随着煤化作用的进行，伴随温度升高、煤分子结构与成分的变化而生成的瓦斯气体。
分子结构与成分的变化而生成的瓦斯气体。
★次生生物成因瓦斯在煤层中生成并保存的基本条件：⑴煤层经构造抬升进入或曾经进入细菌活动带⑵煤层渗透性较好⑶有携带细菌的潜水活动⑷煤层压力高，围岩封闭性较好★四种作用导致瓦斯中非烃气体异常聚集：A、异常热化学作用B、水渗透作用C、顶板封盖作用D、煤阶和煤岩组成10.煤化作用实质：温度升高条件下化学反应过程。
瓦斯地质学第六章 瓦斯地质图
东一石门 副石门 中央石门 IV
±0
IV
19
21 22
57
瓦斯 突出带
56
55
突出点 0 80 160m
预测瓦斯 突出危险带
图 6-4
萍乡青山煤矿硬子槽瓦斯地质图
萍乡青山煤矿硬子槽瓦斯地质图
平 顶 山 十 矿 己15 煤 层 瓦 斯 地 质 图
第六章
(2)矿区瓦斯地质图
瓦斯地质图
底图：矿区主采煤层底板等高线图，比例尺1:1-1:5万。 内容：与矿井瓦斯地质图基本相似。 各矿井进行瓦斯等级分别区划； 基建井要进行瓦斯等级和突出危险性预测 不同变质煤按高、中、低进行圈定范围； 适当删减一些地质因素； 增等值线差值；
利民矿一采区1134运输巷突出点剖面图
梅田一矿突出点剖面图
第六章
瓦斯地质图
(2)瓦斯地质剖面图 底图：地质剖面图。 内容：反映某一剖面瓦斯地质特征及邻近瓦斯资料 并附剖面上瓦斯参数变化曲线。 F
5
H=20m± 煤 层
7 0 2 4 6m
1977.11.5 21 48t
8
1977.11.9 21 8t
底图：煤系综合柱状图
内容：一般地质内容以 外、包括瓦斯特 征和煤系地层透 气性。
古 生 界
P1
2
121.0
K4 中细粒砂岩 砂岩，砂质泥岩 1# 2#
#
山 西 组
上三尺煤 砂质泥岩，中—粗粒砂岩
P1 P1 P1 s 53.0
石 上 太 炭 统 原 组 系
C3 C3 t 88.5 中 本 统 溪 组 C2 C2 b 23.20 中 峰 统 峰 组 O2 O2 f
砂岩，砂质泥岩
P1 P1 P1 s 53.0
瓦斯地质学
2.地质内容：煤层底板等高线……一般式标高50M左右一条，但在褶皱和断层影响下引起煤层倾角变化大的部位，等高线密度增加井田地质勘查钻孔……煤层露头，向斜，背斜，煤层厚度，断层，陷落柱分布，火成岩分布，煤层顶、底板沙泥岩分界线，构造煤的类型、厚度分布等3.瓦斯内容和方法：瓦斯涌出点……掘进工作面绝对瓦斯涌出量点，采煤工作面绝对瓦斯涌出量点和相对瓦斯涌出量点，每月筛选一个数据瓦斯涌出量等值线……绝对瓦斯涌出量等值线又分实测线和预测线煤层瓦斯压力等值线……实测等值线和预测等值线，其中主要有0.74Mpa等值线瓦斯涌出量划分……根据矿井涌出特征，一般是极差5立方米每分钟，按图例绘制不同的面色，表示瓦斯涌出量区划级别瓦斯含量点和瓦斯含量等值线瓦斯突出危险性预测参数……瓦斯压力P，瓦斯放散初速度△P，煤的坚固性系数f值，瓦斯突出危险性综合指标K值，钻屑瓦斯解吸指标，钻孔瓦斯涌出初速度指标，钻孔最大钻屑量等瓦斯突出危险性区划……根据预测结果，将井田范围内划分为突出危险区、突出威胁区、无突出区矿井瓦斯资源量……根据瓦斯资源量、煤炭储量分块段计算4.煤层高瓦斯赋存和涌出量的区域划分规律（1）以深层煤化作用为主的中、高变质烟煤、无烟煤带，地层连续沉积的凹陷带，控制了煤层高瓦斯的赋存、高瓦斯涌出分布（2）以深层煤化作用为主的中、高变质烟煤、无烟煤带，构造上以挤压作用为主，控制了煤层高瓦斯赋存，高瓦斯涌出量分布（3）以岩浆热变质煤化作用为主的中、高变质烟煤、无烟煤带，构造上以挤压，褶皱，逆冲推覆为主，控制了煤层高瓦斯赋存，高瓦斯涌出量分布（4）以含有多层油页岩为特征的早第三纪的煤层中的高瓦斯煤田（5）以含有油气涌出为特征的高瓦斯矿区，鄂尔多斯盆地南部早、中侏罗纪的煤层5.煤层低瓦斯赋存和涌出的区域划分规律（1）以强风化剥蚀作用为主控制的煤层低瓦斯赋存、低瓦斯涌出（2）以拉张为主控制的煤层低瓦斯赋存、低瓦斯涌出（3）以浅海碳酸盐岩相沉积为主的石炭-二叠纪的煤层（4）高阶无烟煤低瓦斯带（5）新近纪、古近纪的褐煤低瓦斯赋存、低瓦斯涌出6.瓦斯资源量计算方法（1）瓦斯地质统计法：充分运用煤矿开采后获取大量瓦斯地质资料的优势，在编制瓦斯地质图的基础上，运用瓦斯地质和瓦斯涌出规律，建立起其与煤层气含量测试数据的对应关系，丰富煤层气预测资料，充实和完善煤层气预测公式（2）体积法：7.中国瓦斯资源开发潜力（1）地质条件：我国地质条件复杂，地质构造运动频繁，煤盆地的后期改造强烈。
瓦斯地质瓦斯地质瓦斯地质《瓦斯地...
瓦斯地质《瓦斯地质学》复习思考题一、名词解释1．煤与瓦斯突出：煤与瓦斯突出是发生在煤矿井下的一种复杂的瓦斯动力现象，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，煤流埋人，甚至造成严重的爆炸事故。
2．保护层开采：煤层群中的首采煤层（非突出煤层），当该煤层开采后，能够使具有突出危险性的煤层丧失或降低危险性。
3．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，此时，单位重量煤中所含有的换算成标准状态下的瓦斯体积称之为煤层残存瓦斯含量，它的常用计量单位亦是m3/t和cm3/g。
4．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，煤中平衡瓦斯压力称之为煤层原始瓦斯压力，其物理单位为MPa。
5．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。
6．相对瓦斯涌出量：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m3/t。
7．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。
8．瓦斯风化带：煤层中所含瓦斯的CH4成分达80%；煤层瓦斯压力为0.1~0.15MPa；在同样自然条件下（水分和温度等），与煤层瓦斯压力0.1~0.15MPa相当的瓦斯含量；矿井相对瓦斯涌出量为2m3/t 的这些深度。
9．煤的坚固性系数：坚固性系数或强度系数是一个无量纲量，它用于表示岩石抗冲击能力的大小或破坏时破碎功的大小。
坚固性系数f值越小说明岩石抗冲击能力越小，或破坏时所需要的破碎功越小。
f值的研究表明，它是一个很好的表征煤体破坏程度的量。
10．构造煤：构造煤（deformed coal; tectoniccoal）是在构造应力作用下煤层发生破裂、粉化作用或强烈的韧塑性变形及流变迁移作用，发生物理化学变化，煤层原生的成分、结构、构造发生改变，是地球演化的产物，是地球应力的记录。
瓦斯地质学综述
瓦斯地质学科综述1、瓦斯地质学主要研究内容 (1)2、煤层瓦斯（煤层气）的成因 (2)2.1 原生生物成因 (2)2.2 次生生物成因 (3)2.3 热成因气 (3)3、影响瓦斯赋存的主要地质因素 (5)3.1 地质构造控制作用 (5)3.2 上覆基岩厚度和埋藏深度的影响 (6)3.3 煤层围岩对瓦斯赋存的影响 (6)3.4 水文地质条件 (7)3.5 煤的变质程度 (7)4、煤与瓦斯突出机理——综合作用假说 (10)4.1 振动说 (10)4.2 分层分离说 (11)4.3 破坏区说 (11)4.4 游离瓦斯压力说 (12)5、煤与瓦斯突出危险性预测主要方法 (13)5.1 煤与瓦斯突出危险性预测分类 (13)5.2 区域突出危险性预测方法 (13)5.2.1 单项指标法 (14)5.2.2 瓦斯地质统计法 (16)5.2.3 综合指标法 (16)5.3 工作面突出危险性预测 (18)5.3.1 石门揭煤工作面突出预测 (19)5.3.2 煤巷掘进工作面突出危险性预测 (20)5.4 采煤工作面突出危险性预测 (23)6、瓦斯地质的一般规律 (24)7、矿井瓦斯地质图的主要作用 (25)7.1 矿井瓦斯地质图作用 (25)7.2 矿区瓦斯地质图的作用 (26)7.3 采面瓦斯地质图的作用 (27)8、矿井瓦斯涌出量预测方法 (28)8.1 矿山统计法 (28)8.2 含量法 (28)8.3 分源预测法 (30)8.4 类比法 (30)8.5 瓦斯地质数学模型法 (31)8.6 速度预测法 (31)8.7 灰色系统预测 (31)8.8 神经网络预测法 (32)8.9 各种预测方法的特点 (33)9、瓦斯的主要参数及测试方法 (35)9.1 煤层瓦斯压力测定 (35)9.1.1间接法测定瓦斯压力 (35)9.2 煤层瓦斯含量测定 (40)9.2.1 煤层瓦斯含量及其计算 (40)9.2.2 解吸法测定瓦斯含量 (42)9.2.3 残存瓦斯含量的直接测定 (42)9.2.4 煤层瓦斯含量间接测定 (43)9.3 煤的坚固性系数的测定 (46)9.4 煤的瓦斯放散指数△p的测定 (48)9.5 煤与瓦斯突出预测指标测定 (49)9.5.1 钻屑瓦斯解吸指标Δh2 (50)9.5.2 钻屑瓦斯解吸指标K1 (50)9. 5. 3 钻屑瓦斯解吸指标q (50)9.5.4 钻屑量指标S (51)9.6 煤对瓦斯吸附常数测定 (51)1、瓦斯地质学主要研究内容瓦斯地质学是从地质角度研究煤层瓦斯赋存、涌出和煤与瓦斯突出的自然规律。
瓦斯地质学研究的内容
瓦斯地质学研究的内容1．瓦斯赋存机理研究2．构造煤与瓦斯突出煤体基础理论研究3．瓦斯（煤层气）抽采地质控制机理研究4．煤与瓦斯突出地质控制机理研究瓦斯地质规律是瓦斯与地质因素的内在的、本质的联系。
1 瓦斯广义上讲是指煤矿井下有毒有害气体的总称；狭义上专指甲烷。
2 瓦斯突出煤体是指含高能瓦斯的构造煤体。
12、世界主要聚煤期：石炭纪二叠纪早中侏罗世晚侏罗至早白垩世晚白垩至始新世中国主要聚煤期：石炭纪二叠纪三叠纪（晚三叠世）侏罗纪（早、中侏罗世）白垩纪（早白垩世）古近纪和新近纪吸附，是指气体以凝聚态或类液态被多孔介质所容纳的一种过程。
影响煤吸附性的因素瓦斯压力的影响吸附温度的影响瓦斯成分的影响煤对气体的吸附能力：CO2＞CO2+CH4 ＞CH4 ＞CH4 + N2 ＞N2 煤的变质程度的影响煤中水分的影响解吸:煤中吸附气因储层压力降低或温度升高等而转变成游离气体的过程叫解吸。
煤与瓦斯突出煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出是含瓦斯的煤、岩体，在压力(地层应力、重力、瓦斯压力等)作用下，破碎的煤和解吸的瓦斯从煤体内部突然向采掘空间大量喷出的一种动力现象。
瓦斯压力：煤层中瓦斯所具有的气体压力(游离瓦斯)，单位MPa。
瓦斯涌出量是指在矿井建设和生产过程中从煤与岩石内涌入采掘空间及抽放管道中的瓦斯量，可用绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量两个参数来表示。
矿井瓦斯涌出量预测法（一）矿山统计法(二)瓦斯地质统计法(三)分源预测法影响矿井瓦斯涌出量的主要因素1、煤层和围岩的瓦斯含量2、开采深度影响3、开采规模影响4、开采顺序与开采方法影响5、地面大气压力的变化6、顶板管理方法7、通风压力8、采空区管理方法9、生产工序。
煤层瓦斯含量：单位质量的煤中所含有的瓦斯体积（换算为标准状态下的体积），单位是cm3/g或m3/t。
影响煤层瓦斯含量的主要因素煤的变质程度煤层围岩性质煤层赋存条件地质构造地层的地质史水文地质条件瓦斯风化带下界确定指标①瓦斯压力P=0.1～0.15MPa；②瓦斯组分CH4≥80%（体积百分数）；③相对瓦斯涌出量大于2 m3/t。
瓦斯地质
瓦斯地质规律是指揭示瓦斯与地质因素之间内在联系的规律。
瓦斯涌出量是指在矿井建设和生产过程中从煤与岩石内涌出的瓦斯量绝对瓦斯涌出量：指单位时间涌出的瓦斯体积，单位为m3/d或m3/min。
相对瓦斯涌出量：指矿井在正常生产条件下，平均日产1t煤同期所涌出的瓦斯量，单位是m3/t。
瓦斯含量是指成煤过程中煤层经受地质历史演化作用储存在煤层中单位体积或单位质量的煤所含的瓦斯体积量（m3/m3或m3/t）。
瓦斯压力：是指在煤田勘探钻孔或煤矿矿井中测得的煤层孔隙中的气体压力绝对渗透率：只存在一相流体，且流体与介质不发生任何物理化学作用，则多孔介质允许流体通过的能力称为绝对渗透率。
煤与瓦斯突出：狭义的煤与瓦斯突出：在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎的煤、岩和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常的动力现象；广义的煤与瓦斯突出：煤与瓦斯突出、煤的突然倾出、煤的突然压出、岩石和瓦斯突出的总称。
矿井中有瓦斯参与的，且有动力效应显现的现象。
生物成因瓦斯是指由各类微生物的一系列复杂作用过程导致是指由各类微生物的一系列复杂作用过程导致成煤物质降解而生成的瓦斯气体。
成煤物质降解而生成的瓦斯气体。
构造煤：煤层在构造应力作用下，发生成分、结构和构造的变化，引起煤层破坏、粉化、增厚、减薄等变形作用和煤的降解、缩聚等变质作用的产物。
含煤盆地是指赋存煤炭的沉积构造盆地。
时间上不连续性，空间上不均匀性煤层残存瓦斯压力：当煤层受采动影响涌出一部分瓦斯后，此时煤层中残留瓦斯的压力大小称之为煤层残存瓦斯压力，单位为MPa。
煤层的残存瓦斯压力总小于原始瓦斯压力。
煤与瓦斯突出综合作用假说认为，煤与瓦斯突出是地应力、煤体中的瓦斯、煤的物理力学性质三者共同作用的结果。
瓦斯地质统计法：根据本矿井或邻近矿井实际瓦斯地质资料，在搞清矿井瓦斯地质规律的基础上，划分瓦斯地质单元，分析响瓦斯涌出量大小的主控因素，建立瓦斯涌出量与主控因素的数学模型，预测新水平或新建矿井瓦斯涌出量的方法。
瓦斯地质
第五章 瓦斯地质第一节 瓦斯地质研究的内容和意义一．瓦斯地质的概念瓦斯地质是应用地质学理论和方法，研究煤层瓦斯的赋存、运移和分布规律，矿井瓦斯涌出和煤与瓦斯突出的地质条件及其预测方法，直接应用于资源、环境和煤矿安全生产的一门新的边缘学科。
二．瓦斯地质学主要研究内容构造活动带、造山带、深层构造陡变带、深大断裂活动带、逆冲推覆构造带、强变形带等，是发生煤与瓦斯突出的敏感地带。
瓦斯赋存分布是构造演化作用的结果，构造煤的形成和分布是构造挤压和剪切作用的结果。
煤与瓦斯突出动力灾害主要发生的构造复杂区和构造发育区。
煤层瓦斯是地质作用的产物，瓦斯的生成、运移、赋存和富集，与地质条件密切相关。
瓦斯地质学把瓦斯研究和地质研究密切结合起来，运用地质学的基本原理和方法以及煤矿开采方面的技术理论，研究煤层瓦斯的赋存条件、运移和分布规律以及矿井瓦斯动力现象。
它研究的主要内容包括：瓦斯的形成和运移、瓦斯赋存的地质条件、煤与瓦斯突出的地质条件、瓦斯危险性预测。
瓦斯危险性预测包括瓦斯含量预测，瓦斯涌出量预测和瓦斯突出预测3个方面。
前三项主要内容的研究是第四项研究内容——瓦斯危险性预测的基础，它们之间的关系如图5-1所示。
图5-1 瓦斯地质学主要研究内容之间的关系三．瓦斯地质研究对煤炭工业的意义1.合理进行矿井设计，提高投资效益。
瓦斯资料是开采技术条件的重要组成部分，通过系统测定煤层瓦斯含量，分析瓦斯的赋存状态和分布规律，预测瓦斯涌出量，对矿井风量的确定，通风系统和通风方式的选择等将起到重要作用。
2.提高防突效果，确保煤矿安全。
目前我国已有煤与瓦斯突出矿井二百多对，由于事先不能准确判断突出范围和地点，直接影响到采取措施的针对性。
同时，由于采取措施耗工、费力，致使这些矿井掘进速度减慢，生产效率降低，甚至有些矿井长期达不到设计生产能力。
若全面开展瓦斯地质和瓦斯突出预测研究，不仅能够减少矿井防突技术措施的工程 瓦斯危险预测 煤与瓦斯突出的地质条件瓦斯地质学 瓦斯的形成和运移瓦斯赋存的地质条件 瓦斯涌出量预测瓦斯含量预测瓦斯突出预测量，提高经济效益，而且可以为确保矿井安全生产提供依据。
瓦斯重点
1.瓦斯地质学研究的对象：瓦斯地质学认为瓦斯是煤在地质历史演化过程中形成的气体地质体，它是研究瓦斯的形成、运移、赋存及发生瓦斯灾害的地质控制理论的一门交叉学科研究内容瓦斯赋存机理研究；构造煤和瓦斯突出煤体基础理论研究；瓦斯抽采地质控制机理研究；煤与瓦斯突出的地质控制机理研究1.瓦斯：瓦斯是煤在地质历史演化过程中形成的气体地质体。
地质构造地壳中的岩层在地壳运动的作用下发生变形与变位而遗留下的形态。
分为单斜构造褶皱构造和断裂构造地质构造变动：岩层形成后，在地壳运动影响下，发生变位和变形，其原始产状受到不同程度的改变。
2.岩浆作用：地质学家把岩浆的形成(熔融)、运移和冷凝的整个过程中，岩浆自身的变化以及对周围岩石影响的全部地质过程叫做岩浆作用。
煤化作用实质：温度升高条件下化学反应过程。
表现C升O降。
煤的大分子结构上析出的气体是煤层瓦斯的主要来源，煤化作用过程中产生的气体随着煤阶的增高而迅速增加，煤的储气能力迅速下降。
2。
含煤盆地系指赋存煤炭的沉积构造盆地。
中国以石炭纪-二叠纪、三叠纪（晚三叠世）、侏罗纪（早、中侏罗世）、白垩纪（早白垩世）及第三纪为主要成煤期瓦斯成因类型：从泥炭到褐煤，烟煤再到无烟煤。
按照生物地球化学营力和热力地球化学营力作用效果，将瓦斯区分为生物成因和热成因两种基本类型。
生物生成瓦斯指各类微生物一系列复杂作用过程而导致成煤物质降解所生成的瓦斯气体；热成因瓦斯，指随煤化作用进行伴随温度升高，煤分子结构和成分的变化而生成的瓦斯气体生物生成瓦斯可形成早期生物地球化学煤化作用阶段（泥炭—褐煤），煤层形成后因构造抬升重新经生物改造，因此又可分为原生生物成因瓦斯和次生生物成因瓦斯1.不同地质构造类型对瓦斯保存的影响褶曲构造：向斜构造通常向斜构造比背斜构造对瓦斯保存条件好。
单纯从向斜构造来看，向斜两翼地层倾角越大，煤层瓦斯越易逸散；反之，两翼倾角较小，断裂不发育或发育逆断层，则有利于瓦斯保存。
在大型宽缓向斜中，由于两翼有纵向正断层和次级褶曲发育，瓦斯易于顺两翼断层和次级背斜顶部裂隙运移逸散，瓦斯保存最好的地段位于向斜的次级向斜部位背斜构造：根据影响瓦斯保存的特点可将背斜构造划分为对称背斜、不对称背斜和次级背斜3种基本类型。
瓦斯地质学第一章绪论
第二节 瓦斯地质学研究的对象和内容 二、瓦斯地质学的研究内容 4 煤与瓦斯突出的地质控制机理研究
运用板块构造理论、区域地质演化和瓦斯赋存构 造逐级控制理论，重点研究我国58个高瓦斯突出矿区 构造演化特征，研究煤与瓦斯突出矿井发生突出的地 质机制，研究煤与瓦斯突出危险区的分布规律，研究 瓦斯突出煤体的分布规律。
煤层瓦斯（煤层气）抽采区块分级，针对不同区块研究适合的抽采技术、
方法和装备
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第二节 瓦斯地质学研究的对象和内容 二、瓦斯地质学的研究内容 4 煤与瓦斯突出的地质控制机理研究
➢ 目前，煤与瓦斯突出机理仍未得到解决，只停留在假说阶段。
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第二节 瓦斯地质学研究的对象和内容
二、瓦斯地质学的研究内容 4 煤与瓦斯突出的地质控制机理研究
➢中国目前有58个高瓦斯、煤与瓦斯突出矿区，其中有49 个高突矿区属于石炭--二叠系煤层；中国目前有5000余对 高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井，其中属于石炭--二叠系 煤层的4000余对，占80%以上。 ➢《中国煤层瓦斯分布特征》提出：几乎所有的煤与瓦斯 突出都间接或直接地与地质构造有关。
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第一节 瓦斯地质学研究的意义
温家宝总理承诺：“我们要以对人民高 度负责的精神，切实改善煤炭生产安全状 况”
国家主席胡锦涛强调：“我们的发展不能以牺牲精
神文明为代价，不能以牺牲生态环境为代价，更不
能以牺牲人的生命为代价”。
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第一节 瓦斯地质学研究的意义
六、瓦斯地质理论是瓦斯防治的必要基础
《瓦斯地质学》
瓦斯地质学
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教学计划
总学时：48学时
第一章 绪论
2学时
瓦斯地质学复习资料
第一章绪论1．瓦斯地质学研究的对象？瓦斯地质学是应用地质学理论和方法，研究煤层瓦斯的赋存、运移和分布规律，矿井瓦斯涌出和煤与瓦斯突出的地质条件及其预测方法，直接应用于资源、环境和煤矿安全生产的一门新的边缘学科。
2.瓦斯地质学研究的内容是什么？瓦斯的形成:从地质角度认识煤层瓦斯的成因和形成机制，并把瓦斯的形成与成煤过程、成煤物质联系起来研究。
瓦斯赋存的地质条件：着重研究影响瓦斯运移、排放和保存的地质条件，特别是研究瓦斯富集的地质条件，以便掌握瓦斯赋存和分布规律，为瓦斯预测提供依据。
煤与瓦斯突出的地质条件：着重研究瓦斯突出发生的地质条件，为瓦斯突出预测预报提供依据。
瓦斯危险性预测：主要包括瓦斯含量预测、瓦斯涌出量预测和瓦斯突出预测三个方面。
第二章瓦斯地质基础1.什么是瓦斯？瓦斯的主要成分是什么？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。
广义：煤矿井下有毒气体的总称。
狭义：甲烷其主要成分是甲烷(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。
2.矿井瓦斯来源于哪几个方面？煤（岩）层和地下水释放出来的、化学及生物化学释放出来的、煤炭生产过程中产生的3.瓦斯的物理性质有哪些？爆炸范围是多少？物理性质:无色、无味、无嗅、可燃烧、窒息、有毒性、微溶于水；密度：0.7168kg/m。
水中溶解度：55.61l/m3(0℃，0.1MPa)、33.10l/m3(20℃，0.1MPa)；爆炸范围：5%-16%(体积百分比)4．瓦斯的危害和用途有哪些？危害：1.可造成瓦斯窒息事故(>43%呼吸短促，>57%即刻昏迷)2.可酿成瓦斯燃烧事故(<5%或>16%存在火源)3.引起瓦斯爆炸事故(5%-16%存在火源)4.产生煤与瓦斯突出事故用途：1.用城镇煤气2.用作锅炉和窑炉燃料3.瓦斯发电4.作为机动车燃料5.用作化工原料和化工产品5．瓦斯是如何形成的？1、生物化学成气时期T≤65℃：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。
瓦斯地质学
瓦斯地质学第一章绪论第一节瓦斯地质学的研究意义一、瓦斯是煤矿安全的第一杀手瓦斯，是一种易燃易爆气体，无色、无味，是威胁煤矿安全生产和矿工生命的最大灾害源。
煤炭是我国能源的主体。
在我国一次性能源消费结构中，煤炭占70%左右，预计2050年仍将占50%以上，国家《能源中长期发展规划纲要（2004-2020）》确定了我国“坚持以煤炭为主体、电力为中心，油、气和新能源全面发展”的能源战略。
煤炭工业是我国的基础产业，其健康、稳定、持续发展是关系国家能源安全的重大问题。
二、瓦斯（煤层气）是重要的洁净能源瓦斯（煤层气）是一种洁净、热效率高、污染低的优质能源，可作为民用和工业燃料以及汽车燃料或用于发电，还可用于生产炭黑、甲醛、化肥和其他工业品。
煤层气热值达36-40MJ/m3之间（《地球科学大辞典•应用科学卷》）。
甲烷（CHJ占90%以上，每1000m3煤层气热能即相当于381. 8kg 石油和1.4t标准煤。
开发利用煤层气（瓦斯）对减少空气污染、保护大气环境有重要意义。
甲烷是“温室气体” （CQ、水气、CH1. NO氟利昂）之一，以原子为基准甲烷的加热效应是CQ的30倍，甲烷排入大气层对臭氧层的破坏能力是CQ的7倍。
据统计，我国因煤炭开采向大气排放的瓦斯（甲烷）约为150亿m3o目前，全国左右。
国家安全生产监督管理总局下发的安监总煤装［2007188号文件《关于加强煤矿瓦斯先抽后采工作的指导意见》指出：煤矿瓦斯先抽后采是治理瓦斯是根本性措施，要尽最大能力对煤层瓦斯进行抽采，努力实现煤炭开采前瓦斯抽采的最大化。
三、瓦斯地质理论是瓦斯防治最重要的基础瓦斯是一种地质成因的气体地质体，它是在数千万至数亿年中与煤的演化作用相伴生而形成的，它生于煤层、存储于煤层及其围岩之中。
它的生成条件、保存条件、赋存和分布规律都受极其复杂的地质演化作用控制，宏观上涉及板块构造和区域地质演化理论，微观上涉及煤的化学结构。
瓦斯在煤层中的赋存状态与煤颗粒、煤分子之间的关系经历过极其复杂的地质历史演化过程，其解吸、运移、流动规律涉及流体力学等方面知识；瓦斯的赋存和分布控制着瓦斯的含量、涌出量和煤层气资源量；地质构造复杂程度控制着煤与瓦斯突出的危险性；构造煤的发育特征控制着瓦斯（煤层气）抽采和瓦斯治理的难度。
瓦斯地质学资料整理
瓦斯地质学资料整理第一章瓦斯地质学的概念、研究内容、研究的目的和意义，研究的方法：1）瓦斯地质学是研究煤层瓦斯的形成、赋存和运移以及瓦斯地质灾害防治理论的交叉学科。
2）研究的内容包括：（课本上）瓦斯赋存机理研究；构造煤和瓦斯突出煤体基础理论研究；瓦斯抽采地质控制机理研究；煤与瓦斯突出的地质控制机理研究。
（补充）煤层瓦斯的形成过程研究或者说煤层瓦斯组成与煤级的关系研究；瓦斯在煤层内的赋存与运移；煤与瓦斯突出机理研究；构造煤特征研究；地质构造控制煤与瓦斯突出理论；煤与瓦斯突出预测方法与控制措施；瓦斯资源地面开发；瓦斯地质图编制。
3）研究的意义：（课本上）瓦斯是煤矿安全的第一杀手；瓦斯（煤层气）是重要的洁净能源；开发利用煤层气（瓦斯），减少空气污染，保护大气环境；瓦斯地质理论是瓦斯治理最重要的基础。
（补充）瓦斯是影响煤矿安全生产的有害气体，控制瓦斯涌出量、减少煤与瓦斯突出动力灾害，可以提高煤矿安全性；瓦斯是温室效应气体，同时是清洁能源，提高煤层瓦斯抽采率可以保护大气环境，提高资源利用率。
4）研究的方法：（课本上）瓦斯地质规律研究；瓦斯赋存构造逐级控制理论研究；编制煤矿多级瓦斯地质图研究。
（补充）利用地质统计法、钻探、探掘、地球物理方法，结合煤田地质、构造地质和水文地质等理论综合研究。
第二章1、含煤盆地：是指赋存煤炭的沉积构造盆地。
时间上不连续性，空间上不均匀性。
2、世界5个主要聚煤期：石炭纪聚煤期、二叠纪聚煤期、早中侏罗世聚煤期、晚侏罗早白垩世聚煤期、晚白垩始新世聚煤期，其中石炭纪和二叠纪聚煤期成煤量最多。
石炭纪煤主要分布在欧洲、美国东部和我国北部；二叠纪煤主要主要分布在俄罗斯东部、我国北部和印度；三叠纪煤以澳大利亚最为丰富；侏罗纪煤大部分集中于亚洲和俄罗斯东部；白垩纪和新生代煤则以环太平洋最为丰富3、什么是瓦斯？瓦斯的主要成份是什么？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。
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9 矿井瓦斯涌出量预测
3.使用条件
① 生产矿井的延深水平、生产水平的新采区、与生产矿井邻近的新矿 井，在应用中必须保证预测区的开采技术条件、地质条件与生产区相同或 类似。
② 应用统计预测法时的外推范围一般沿垂深不超过100～200m，沿煤 层倾斜方向不超过600m。
③某些矿井相对瓦斯涌出量与开采深度之间并不呈线性关系，即a值不 是常数，此时，应首先根据实际资料确定a值随开采深度的变化规律。
瓦斯涌出量实测数据
单元 编号
1 2 … n
开采深度H （m）
180 320 … 420
相对瓦斯涌出量q (m3/t) 5.8 8.6 … 11.9
9 矿井瓦斯涌出量预测
回归方程
q = b0 + b1H
q
n
n
n
å Hiqi - (å H )(å q) / n
b1 = i=1 n
i =1
i =1
n
å H 2 - (å H )2 / n
瓦斯地质学
河南理工大学 资源环境学院地质工程系
1
第九章 矿井瓦斯涌出量预测
2
9 矿井瓦斯涌出量预测
q9.1 瓦斯涌出来源 1. 按空间分布
v掘进区瓦斯 v回采区瓦斯 v采空区瓦斯
2. 按瓦斯涌出源
v本煤层瓦斯 v邻近煤层和围岩中瓦斯
9 矿井瓦斯涌出量预测
q9.2 瓦斯涌出方式
矿井瓦斯涌出方式
一般涌出
9 矿井瓦斯涌出量预测
利用求得的瓦斯梯度，可对深部的瓦斯涌出量进行预测：
a
=
H q
- H1 - q1
q
=
q1
+
H
- H1 a
式中 q——待求深度的相对瓦斯涌出量，m3/t； H——对应于q的深度，m。
9 矿井瓦斯涌出量预测
(2)一元回归法
如果已采区域内有比较多的瓦斯涌出量实测数据，采 用回归分析方法建立瓦斯涌出量对深度的一元线性回归方 程，可得到更高的预测精度。
9 矿井瓦斯涌出量预测
q9.3 瓦斯涌出量预测目的和任务
是确定新矿井、新水平、新采区、新工作 面投产前瓦斯涌出量的大小。为采区和工作面 通风提供瓦斯涌出方面的基础数据，是矿井通 风设计、瓦斯抽放、瓦斯管理必不可少的基础 参数。
9 矿井瓦斯涌出量预测
q9.4 影响瓦斯涌出量主要因素
煤层瓦斯含量
是决定因素。瓦斯含量越高，矿井瓦斯涌出量就越大。
矿
开采规模
开采规模越大，矿井的绝对瓦斯涌出量也就越大；但就矿井 的相对瓦斯涌出量来说，情况比较复杂。
井 瓦
开采顺序
厚煤层分层开采时，首分层瓦斯涌出量最大，最后一个分层 瓦斯涌出量最小。
斯
涌 出
采煤方法
采煤方法的回采率越低，瓦斯涌出量就越大，因为丢煤中所 含瓦斯的绝大部分仍要涌入巷道。
量
顶板管理方法
陷落法比充填法工作面的瓦斯涌出量大。
9 矿井瓦斯涌出量预测
q9.5.2 分源预测法
井下涌出瓦斯的地点即为瓦斯涌出源。瓦斯涌出 源的多少、各涌出源涌出瓦斯量的大小直接决定着矿 井瓦斯涌出量的大小。
应用分源预测法预测矿井瓦斯涌出量，是以煤层 瓦斯含量、煤层开采技术条件为基础，根据各基本瓦 斯涌出源的瓦斯涌出规律，计算回采工作面、掘进工 作面、采区及矿井瓦斯涌出量。
特除涌出
由采落煤炭和煤层
采掘时，在极短的时间
、岩层的新鲜暴露面， 内，瓦斯又煤体、围岩内突
通过孔隙、裂隙，缓慢 然、大量的涌出，有时还伴
、长时间的涌出。
有煤粉、煤块和岩石等。
煤与瓦斯突出 瓦斯喷出
瓦 斯 （CO2） 喷 出 从煤体或岩体 裂隙、孔洞或炮 眼中大量瓦斯（ CO2） 异 常 涌 出 的 现象。在20m巷道 范围内，涌出瓦 斯 量 ≥ 1 . 0 m3/min ，且持续时间在 8h以上时，该采 掘区即定为瓦斯 （ CO2） 喷 出 危 险 区域。
9 矿井瓦斯涌出量预测
1.基本公式
开采实践表明，在一定深度范围内，矿井相对瓦斯涌出 量与开采深度呈如下线性关系：
H
(1)瓦斯梯度法
a
=
H2 q2
- H1 - q1
H2
H1 H0
q
q0 q1
q2
式中 H1、H2——瓦斯风化带以下两次测定涌出量的深度，m，H2＞H1； q1、q2——对应于H1、H2的相对瓦斯涌出量，m3/t。
9 矿井瓦斯涌出量预测
回线归法
回归方程
q
q = b0 H b1
lg q = lg b0 + b1 lg H
q¢ = lg q H ¢ = lg H
q¢ = b0¢ + b1H ¢
H
曲线回归
9 矿井瓦斯涌出量预测
2.瓦斯测定资料统计分析
n
å 14.4 QiCi
q=
i=1
A·n
n
å H i Ai
Hc =
④ 工作面从开切眼形成到第一次放顶期间，计分析中应用；
⑤ 在采煤不正常的情况下测得的瓦斯涌出量，以及地质变化带采区瓦 斯涌出量变化很大的情况下测得的瓦斯涌出量，均不能在统计分析中应用 。
⑥ 在实施瓦斯抽放的采区和工作面，还应考虑抽放瓦斯的影响。
q9.5 瓦斯涌出量预测方法
1.矿山统计法 2.根据煤层瓦斯含量进行预测的分源预测法 3.以数量化理论为基础的瓦斯地质数学模型法
9 矿井瓦斯涌出量预测
q9.5.1 矿山统计法
矿山统计法的实质是根据对本井或邻近矿 井实际瓦斯涌出量资料的统计分析得出的矿井 瓦斯涌出量随开采深度变化的规律，来推算新 井或延深水平的瓦斯涌出量。
主
要
生产工序
落煤时瓦斯涌出量大于其它工序。
影 响
通风压力
负压通风，风压越高瓦斯涌出量越大；正压通风，风压越高 瓦斯涌出量越小。
因
素
大气压力变化
地面大气压的变化对对采空区瓦斯涌出有较大的影响。
采空区管理方式
一般采空区存有大量瓦斯，未封闭或封闭不严，采空区瓦斯 大量涌出，矿井瓦斯涌出量增大。
9 矿井瓦斯涌出量预测
i =1 n
å Ai
i=1
式中： q--采区或工作面瓦斯涌出量的月平均值 ，m3/t； Qi--月内每次测得的回风量(m3/min); Ci--回风流中瓦斯浓度(%)； n--为统计月份的测定次数； A--为统计月平均日产量，t/d ； Hc--为全矿井加权平均开采深度(m)； Hi、Ai--鉴定月份第i采区的采深(m)和产 量(t)。
i =1
i =1
b0 = q - b1H
qˆ = b0 + b1H
H 图2-1 一元回归法
9 矿井瓦斯涌出量预测
统计检验：
相关系数r
q
[ ][ ] r =
å Hq - (å H )(å q) / n
å H 2 - (å H )2 / n å q2 - (å q)2 / n
0£ r £1
H 数据散点图