瓦 斯 地 质 学 (4)
瓦斯地质
瓦斯地质wasi dizhi coalbed gas geology运用地质理论和方法，研究煤层瓦斯成分成因，赋存、运移规律，煤与瓦斯突出条件及预测，煤成气、煤层气可采性评价的学科。
其任务是为煤矿瓦斯防治和煤成气、煤层气开发利用提供地质依据。
简史瓦斯地质是20世纪70年代蕴酿，80年代在中国建立的新兴学科。
它的萌芽期可追朔到20世纪50年代。
杨力生在总结1956～1960年大同低瓦斯矿忻州窑矿三次严重瓦斯爆炸事故时发现，它们均与掘进巷道遇断层有关，进而在少数矿井进行瓦斯与地质关系的研究。
七八十年代初，随着煤炭工业发展，瓦斯突出事故增加，瓦斯突出与地质条件相关的现象，被更多的通风安全工程技术人员发现，要求地质人员参与研究。
中国矿业大学、焦作矿业学院部分地质教师到四川、贵州、山西、吉林、甘肃、河南、湖南和江西等省的突出矿区、矿井进行了气源，赋存及其地质背景的调查，总结了瓦斯突出及其地质条件的初步规律，为防治突出提供了初步依据。
1983年，杨力生主持编制《全国瓦斯地质图》。
同年12月，煤炭工业部颁发《关于加强瓦斯地质工作的通知》。
1985年，中国煤炭学会设立瓦斯地质专业委员会，并在部分煤炭高等学校开设《瓦斯地质》选修课。
在煤和瓦斯突出较严重的其它国家，同样在从事这方面的研究。
其中，以前苏联的资料较为丰富。
他们在1951年设立了《防止煤与瓦斯突出中央委员会》，苏联科学院地质研究所参加了瓦斯突出与地质条件研究;莫斯科地质勘探学院的А.И.克拉符佐夫(А.И.Кравцов，1967，1973，1980)，乌克兰科学院地质技术力学研究所的В. Е. Забигайло(1980)，苏联科学院矿产综合开发问题研究所的А. Г. Айруни(1987)等都有专门的论著出版，其内容涉及瓦斯地质各个方面，包括气体成因、含气形式、瓦斯运移和分带，地质因素对天然气分布影响，煤层瓦斯突出的地质条件，煤的微结构、煤内瓦斯赋存与运移的理论等。
瓦斯地质图
采掘工作面瓦斯地质图编图内容和方法1.地理底图选用1：2000或1：1000采、掘工作面工程平面图作为地理底图。
2.地质内容和方法（1）断层、褶皱、陷落柱、火成岩体等，按表7-9统计，并按表7-1图例填图；（2）构造煤厚度变化规律：以采、掘工作面日常构造煤编录数据为依据，按表7-1图例绘制构造煤厚度变化和沿工作面分布的构造煤小柱状图；（3）勘探钻孔及煤层柱状图；（4）顶、底板砂、泥岩分界曲线图。
3．瓦斯内容和方法（1）瓦斯涌出量点：回采工作面绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量点，掘进工作面绝对瓦斯涌出量点，每月分别筛选3个数据，按表7-1图例和表7-2、表7-3填绘在瓦斯地质图上；（2）掘进工作面绝对瓦斯涌出量随采掘进程的变化曲线图；（3）瓦斯含量点、瓦斯压力点，按表7-1图例填绘；（4）瓦斯放散初速度ΔP，煤的坚固性系数f值，瓦斯突出危险性综合指标K值，按表7-1图例填绘；（5）煤与瓦斯突出预测预报指标：钻孔最大瓦斯涌出初速度q max ，最大钻屑量s max 和钻屑瓦斯解吸指标Δh 2及随采掘进程的变化曲线图，突出预测指标R值变化曲线图，按表7-1图例填绘，按表7-7统计；（6）瓦斯突出点：按表7-1图例填图，按表7-8、表7-9填写突出点统计表；（7）瓦斯突出危险性区划：根据预测结果，将突出煤层划分为突出危险区、突出威胁区和无突出区，按表7-1图例填图。
矿井瓦斯地质图编图内容和方法1.地理底图选用1：5000矿井采掘工程平面图和煤层底板等高线图作为地理底图。
要求地理底图的选取应能反应最新的瓦斯地质信息。
2.地质内容和方法（1）煤层底板等高线：一般是标高差50m 一条，但在褶皱和断层影响引起煤层倾角变化大的部位，等高线密度增加；（2）井田地质勘探钻孔，煤层露头，向斜，背斜，断层，煤层厚度，陷落柱分布，火成岩分布，煤层顶底、板砂、泥岩分界线，构造煤的类型、厚度分布等。
上述内容按表7-1图例绘制。
3.瓦斯内容和方法（1）瓦斯涌出量点：掘进工作面绝对瓦斯涌出量点，回采工作面绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量点，每月筛选一个数据，按表7-1图例和表7-2、表7-3填绘；（2）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，煤层瓦斯压力实测等值线和预测等值线，其中要有0.74Mpa 等值线，按表7-1图例和表7-2、表7-3填绘；（3）瓦斯涌出量区划：根据矿井瓦斯涌出特征，一般是级差5m 3/min，按图例填绘不同的面色，表示瓦斯涌出量区划级别；（4）瓦斯含量点和瓦斯含量等值线，按表7-1图例和表7-4填绘；（5）瓦斯突出危险性预测参数：瓦斯压力P，瓦斯放散初速度ΔP，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Δh 2，钻孔最大瓦斯涌出初速度q max ，钻孔最大钻屑量s max 等。
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
瓦斯地质规律与瓦斯预测第一节研究瓦斯地质理论的意义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。
高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井的瓦斯防治，是世界产煤国家共同面临的国际性技术难题。
我国煤矿95%以上的井工开采，开采深度每年平均以近20m的速度增加着。
深部开采使得原来的低瓦斯矿井升为高瓦斯矿进，高瓦斯矿井则升为煤与瓦斯突出矿井。
我国高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井总数已有5000余对，占我国煤矿总数的一半左右。
煤气瓦斯突出机理的研究和认识，目前仍停留在假说阶段，从而导致煤与瓦斯突出灾害防治和事故的处理难度加大。
第二节瓦斯地质学的研究对象和内容1、瓦斯地质学的研究内容（1）瓦斯赋存机理研究瓦斯赋存机理研究，是世界产煤国家目前共同面监的国际性技术难题。
瓦斯赋存分布规律控制瓦斯含量和瓦斯涌出量，构造复杂程度控制煤与瓦斯突出的危险性，构造煤的赋存分布控制瓦斯的抽采难度。
（2）构造煤与瓦斯突出煤体基础论研究构造煤是煤层受地质构造挤压剪切破坏作用产物。
瓦斯突出煤体，是指含高能瓦斯的构造煤体。
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。
（3）瓦斯（煤层气）抽采地质控制机理研究目前，我国煤矿瓦斯抽采率只有5%-12%，平均吨煤瓦斯抽采量尚不足1m3，仅为平均煤层瓦斯含量的6%-10%。
瓦斯地质管理规定（5篇）
瓦斯地质管理规定第一条随着矿井开采深度的延深，煤层瓦斯压力、瓦斯压力、瓦斯含量越来越大，尤其在地质构造附近，瓦斯异常涌出严重威胁着安全生产。
为杜绝瓦斯超限事故的发生，确保矿井安全生产，特制订规定。
第二条地测科、通风科必须加强对瓦斯地质的研究。
1、地测科每月填绘一次14-1煤层瓦斯地质图(1：5000)，图中要标明地质构造、采掘进度、被保护范围、突出点的位置、突出强度、瓦斯基本参数等地质资料。
2、抽排区根据瓦斯地质图，及时预测采掘工作面瓦斯涌出情况和突出危险性并制定相应的防突措施。
3、地测科要绘制11-2煤层瓦斯地质图(1：5000)，标明瓦斯异常涌出地点及地质构造异常带。
4、通风负责划分矿井突出危险性区域。
第三条对石门揭穿突出煤层和突出煤层过断层，必须有前探钻孔资历料，以准确控制层位，探明瓦斯赋存情况。
第四条在突出煤层顶底板岩巷掘进过程中，地测部门必须定期验证层位，掌握施工巷道方向、层位和围岩变化情况，防止误穿突出煤层。
第五条地测科于每月月底前按生产作业计划编制地质预报，预报要内容充实、图文并茂。
第六条每月由矿总工程师组织召开一次瓦斯地质分析会，有关职能部门参加。
地测科要认真准备材料，总结上月工作面过断层情况，预测下月各采掘工作面地质构造成对瓦斯的影响，并采取针对性措施，确保过断层期间的安全。
第七条地测科对地质构造的预测要准确、及时。
地质人员要经常深入井下，及时了解掌握采掘工作面的地质变化情况。
经常和基层区队联系，掌握有关的地质信息，了解抽排区打钻遇构造情况，及时分析总结。
运用先进的三维地震勘探成果资料，并结合已掌握的地质资料，分析判断构造规律。
地测科应与科研单位合作开展主采煤层软煤厚度及分布规律的研究。
第八条生产单位班组长、区队长以及测气员、安监员要密切注意地质构造，当顶、底板、煤层发生异常变化时，要及时向调度所、地测科汇报，调度所要及时通知有关单位及人员，进行现场鉴定，制定针对性措施，确保过地质构造成期间的安全。
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》课程教学大纲
《瓦斯地质学》课程教学大纲课程中文名称：瓦斯地质学课程英文名称：Gas-Geology课程编号：适用专业：地质、安全、煤层气工程学时数：40 学分数：2.5一、课程的性质和目的《瓦斯地质学》是我校地质工程、采矿工程、安全工程等工科专业需开设的主要选修课。
是一门系统地讲述煤矿瓦斯生成、赋存、运移、预测的基本理论与方法的课程。
通过本课程的学习，增强学生对煤矿瓦斯的认识，激发学生热爱矿山、增强建设祖国、献身煤炭工业的事业心和责任感，为今后从事矿业工作打下基础。
二、课程教学内容本课程主要讲述煤矿瓦斯的赋存、预测的基本概念、理论、预测方法与技术。
包括瓦斯涌出和突出预测方法、瓦斯参数测试方法、瓦斯赋存与突出的受控地质因素、突出煤层煤体结构的研究方法、瓦斯地质区划及区划参数选择方法、瓦斯地质图的编制方法、矿井瓦斯防治技术新进展。
以下分章阐述。
第一章绪论(2学时)1. 学习目的与要求：要求学生了解我国煤矿发展现状、瓦斯事故占煤矿事故的比重、瓦斯地质学科的发展、瓦斯地质学研究的对象、任务和研究的主要内容。
2. 课程内容：瓦斯地质滨发展历史、瓦斯地质学研究内容、研究对象、瓦斯地质研究的作用。
第二章瓦斯地质基础(6学时，其中理论教学4学时，实验2学时)1. 学习目的与要求：要求学生掌握瓦斯的性质和形成、煤的孔隙、裂隙特征、瓦斯在煤层中的赋存状态、煤层瓦斯运移、瓦斯分带、矿井瓦斯涌出和煤与瓦斯突出的基本概念和意义。
2. 课程内容：瓦斯成因、煤中孔隙与裂隙发育特征及其测定方法、瓦斯赋存运移、瓦斯分带、瓦斯相关基本概念。
第三章影响瓦斯赋存的地质条件（2学时)1. 学习目的与要求：要求学生了解含煤岩系的沉积环境和岩性特征、煤田地质史、煤层结构变化、地质构造对瓦斯如何影响。
2. 课程内容：含煤岩系与瓦斯赋存、地质构造与瓦斯赋存、煤层厚度与瓦斯赋存、煤质与瓦斯赋存、其它地质条件与瓦斯赋存。
第四章控制煤与瓦斯突出的地质因素(2学时)1. 学习目的与要求：要求学生掌握煤与瓦斯突出的类型及突出机理。
瓦斯地质
煤与瓦斯突出及其影响因素
• 2、影响煤与瓦斯突出的因素 • （1）煤层瓦斯含量和瓦斯压力 • 煤内瓦斯仅游离瓦斯显示压力。它和吸附瓦斯处
中，快速喷出的现象。瓦斯喷出伴有咝咝的响声， 但不产生煤和岩石抛出的动力现象。 • 煤（岩）与瓦斯突出是指在采掘过程中，在很短 的时间内，从采掘工作面内部向工作空间突然喷 出大量煤、岩石和瓦斯的现象。它是一种伴有声 响和猛烈动能效应的动力现象。
矿井瓦斯涌出量及等级划分
• 2、矿井瓦斯涌出量 • 矿井瓦斯涌出量是指矿井生产过程中，单位时间
• 当空气中混有5％~16％的沼气时，遇高温能引起 爆炸。可能产生爆炸的沼气的最低浓度称为爆炸 下限，最高浓度称为爆炸上限。
瓦斯的赋存与成因
• 2、瓦斯的赋存状态 • 两种状态：
• (1) 游离状态（自由状态）：瓦斯是以自由 的气体状态存在于煤体、围岩的孔隙、裂 隙或空洞中。瓦斯的分子可以在煤体的孔 隙内自由运动。游离状态的瓦斯赋存量的 大小，取决于煤、岩层的孔隙度，同时也 取决于外界的温度和压力。
井。
四、煤与瓦斯突出及其影响因素
• 1、煤与瓦斯突出的概念 • 煤与瓦斯突出是在矿井采掘过程中，在很
短的时间内，从采掘工作面内部向工作空 间突然喷出大量煤、岩石和瓦斯的现象。 • 它是一种伴有声响和猛烈力能效应的动力 现象，可以摧毁巷道和设备，导致风流逆 转，甚至引起瓦斯和煤尘爆炸。
煤与瓦斯突出及其影响因素
• ② 采动集中应力 在井巷周围或采掘工作面前方，由 于原始应力平衡状态遭到破坏而出现应力集中。该集 中应力一般为原始应力的2~3倍，在采动集中应力叠 加的地段，甚至可高达6倍。因此，在采动集中应力 带内，采掘时极易发生突出。放炮震动常是诱发突出 的原因。
瓦斯地质学瓦斯
瓦斯地质学复习资料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。
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.瓦斯地质研究内容：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。
8.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，热成因。
★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9.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。
10.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11.瓦斯的保存条件：★构造运动演化对煤层瓦斯保存起重要作用★不同地质构造类型对瓦斯保存的影响：褶曲构造对瓦斯保存的影响；推覆构造对瓦斯保存的影响；伸展构造对瓦斯保存的影响（P37-39）★沉积作用对瓦斯保存的影响：聚煤特征、含煤岩系的岩性、岩相组成及其空间组合均受控于沉积环境。
因而，沉积作用在很大程度上决定了瓦斯生成的物质基础以及煤储层、盖层的几何和物性特征，并通过煤层与围岩之间的组合关系影响到瓦斯的保存条件。
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。
瓦斯地质图
映矿井目前所有的瓦斯资料、突出危险性资料、
瓦斯涌出规律、瓦斯赋存规律，以及瓦斯规律与 地质条件的关系，为矿井安全生产提供技术支持 和参考。
7 瓦斯地质图
7.3.2 矿区瓦斯地质图的作用
矿区瓦斯地质图是以矿区主采煤层底板等高线图为底图，主要反映： 矿区构造演化作用对瓦斯保存、赋存的控制； 不同方向的断裂受构造演化对煤与瓦斯突出危险性的控制； 各个井田在矿区构造中所处的构造位置； 压扭性构造带以及挤压、剪切作用形成构造煤、造成构造复 杂区的划分；
7 瓦斯地质图
（2）地质资料整理
含煤岩系特征
煤层围岩岩性及特征；
区域和井田地质构造； 煤层层数、厚度及变化； 煤的变质程度； 煤岩产状及变化；
煤质和煤体结构；
其它地质条件。
7 瓦斯地质图
（3）瓦斯地质综合分析
定性分析与瓦斯赋存和突出有关的各种地质因素。 在诸多因素中筛选主导作用因素，再定量分析不同 因素的贡献。
预测瓦斯 突出危险带
萍乡青山煤矿硬子槽瓦斯地质图
图 6-4
萍乡青山煤矿硬子槽瓦斯地质图
7 瓦斯地质图
(2)矿区瓦斯地质图
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；
7 瓦斯地质图
7.4.2 资料收集整理要求
1.地质底图 选用1：5000矿井采掘工程平面图和煤层底板等高线 图作为地理底图。要求地理底图的选取应能反应最新的 采掘和地质信息。 2.地质资料 (1)矿井地质勘探精查或详查报告、矿井生产修编地质报告 （地质说明书）； (2)矿井采掘工程平面图、煤层底板等高线图、构造纲要图 、井上下对照图、地层综合柱状图；
瓦斯地质编图
二、实验原理、方法和手段
• 矿井瓦斯地质图是以矿井煤层底板等高线图和采 掘工程平面图作为地理底图。在系统收集、整理建 矿以来采掘工程揭露和测试的全部瓦斯资料和地质 资料，如采掘工作面每日的瓦斯浓度、风量和瓦斯 抽采量；煤与瓦斯突出危险性预测指标及煤与瓦斯 突出点资料等，在搞清矿井瓦斯地质规律，进行瓦 斯涌出量预测、煤与瓦斯突出危险性预测、瓦斯 （ 煤层气）资源量评价和构造煤厚度分布等基础上绘 制而成。
③瓦斯涌出量区划：根据矿井瓦斯涌出量等值线，一般是 级差5m3/min，按图例填绘不同的面色，表示瓦斯涌出量 区划级别；
④瓦斯含量点和瓦斯含量等值线，按表3-3和表3-11中图 例表示；
© 安全工程实验教程
三、实验步骤
⑤瓦斯突出危险性预测参数：瓦斯压力P、瓦斯放散初速 度ΔP，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Δh2，钻孔最大瓦斯涌出初速度qmax 、钻孔最大钻屑量Smax等。按表3-4、表3-5、表3-6和表 3-11中图例表示；
© 安全工程实验教程
二、实验原理、方法和手段
瓦斯地质图的种类： （1）从型式上分： ①瓦斯地质柱状图。底图：煤系综合柱状图；内容：一般 地质内容外、包括瓦斯特征和煤系地层透气性。 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。 ③瓦斯地质平面图。
© 安全工程实验教程
三、实验步骤
表3-8 XX矿XX采（掘）工作面煤与瓦斯突出位置断层、 煤层结构、顶底板岩性记录表
表3-9 XX煤矿XX采（掘）工作面断层统计表 表3-10 XX煤矿XX采（掘）工作面瓦斯抽放量统计表
© 安全工程实验教程
第五章瓦斯地质 第1、2、3节
第一节 瓦斯地质概述
2．二氧化碳CO2 除瓦斯本身含有少量CO2外，人的呼吸、坑木氧化、放炮、某些物质的水解 等，都会产生一定量的CO2。二氧化碳无色，略具酸味；比重1.52，比空气重； 不自燃，也不助燃；易溶于水。一般瓦斯中CO2含量不大于0.1％~0.4％。 二氧化碳为微毒惰性气体。空气中CO2达5％，呼吸困难；超过20％，可使人 窒息。 3．一氧化碳CO CO为无色、无嗅、无味气体，比重0.97。瓦斯中CO极少，只占千分之几。 但它为剧毒气体，CO与人体血红蛋白结合，可造成人体组织和细胞严重缺氧而 中毒死亡。当空气中CO达0.048％时，20~30min可使人死亡；达1％时，立即致 命。 4．硫化氢H2S 除瓦斯本身含有极少量H2S外，井下坑木腐烂也会产生一定量的H2S，另外 地下水也会带来H2S。H2S为无色、微甜、有臭鸡蛋味，比重1.19，在水中具高 溶解度。硫化氢为剧毒气体，当含量达0.0001％~0.0002％时，可嗅到臭鸡蛋味 ；达0.0027％时，味最浓；超过0.027％时，可使嗅觉失灵；达0.01％~0.015% 时，出现中毒症状；达0.05％时，半小时内可使人失去知觉。
斯。 对比煤成气的概念，不难看出狭义的矿井瓦斯是煤中气（煤系煤中气和煤
层煤中气）释放到煤矿采掘空间的各种气体的总称。
第一节 瓦斯地质概述
（二）瓦斯的主要成分 大量分析结果表明，组成矿井瓦斯的成分包括：甲烷(沼气)CH4，一般可占 80％以上；二氧化碳CO2和氮气N2，—般占1％~20％左右；重烃及其化合物，包 括乙烷C2H6、丙烷C3H8、丁烷C4H10、戊烷C5H12等，含量很少，—般在1％以下； 氢气H2、一氧化碳CO、二氧化硫SO2及硫化氢H2S等气体，虽然含量很少，但危害 很大。 矿井瓦斯成分极其复久，它主要是由CH4、CO2和N2组成。其中，CH4是瓦斯 的主体成分，对煤矿的危害也最大。以后如无特别指出，矿井瓦斯就是指甲烷 （CH4）。
离柳矿区某煤矿4号煤层瓦斯地质简介
～
带； 南 构 造 区处 在北 东 向 吕梁 复背 斜西 翼 与 鄂 尔多 斯拗陷的复合部位 ， 形 成 了特 有 的鼻 状 构 造 ， 依 据
构造 的形变及展布 ， 可划分为离石 向斜 、 王家会背
斜、 柳林 一吴堡 鼻状 构造 ３个 次级构 造单 元 。
２ ． 井 田构造 特征
斜构造与背斜构造对比分析 ， 向斜构造区煤层瓦斯 含量 较 同标 高 背斜构 造 区高约 ２ ｍ３ ／ ｔ ． ｄ ａ ｆ ；井 田内仅
一
由瓦 斯 运 移 规 律 可知 ， 张 性 断裂 附近 ， 瓦 斯 较 易逸散 ， 导致 瓦斯 含 量 偏 低 ； 压扭 性 断 裂则 会 对 瓦 斯 运 移 起 到 抑 制作 用 ， 瓦斯 含 量 则 会 偏 高 ： 背 斜 轴
单斜构造 ，走 向南北 ，倾 向西 ，倾角一般在 ５ 。 １ ０ 。之间， 依据区内构造发育程度可划分为康宁 一 临县 （ 盆缘 ） 断拗 带 、 斜 坡 凹隆 带 、 盆 内缓 坡 带 ３个
４ ４
柱 影 响 的煤 层低 ３ ０ ％左 右 。因此 ， 井 田 内除北 部 断
ｙ ＝ ０． ０１ ６ ７ ｘ ＋３ ． ０７ ３ ８
裂带外 ，其 它地 区的地质构造 条件较对 瓦斯 的富
集、 逸散 影 响较 小 。
３ ． ２煤 层埋 藏 深度 的影 响
式中， ｙ为瓦斯 含 量 ， ｍ３ ／ ｔ ． ｄ ａ ｆ ；
４ 个陷落柱 ， 长轴 ４ ５ ～ ９ ０ ｍ， 短轴 ３ ０ ～ ４ ５ ｍ 。井 田内无 岩浆 岩侵 入 。井 田构 造 简单 。
３ ． 瓦斯 赋存地 质控 制 因素分析
影响瓦斯赋存和分布 的地质因素很 多 ， 主要包 括： 地质构造 、 煤 层 的埋 藏 深 度 、 煤 层厚 度 、 围岩 条 件、 地下 水活 动等 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
1 绪论
q1.1 安全管理机构设置
国家煤矿 安全监察局
综合司 安全监察司 事故调查司
综合业务、煤矿安全 技术装备
安全监察执法、地方 政府煤矿安全监督管 理监督指导
煤矿事故调查处理、 执法监督
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
1 绪论
从七十年代开始，焦作工学院长期致力于瓦斯地质基础理 论研究和应用技术研究，在瓦斯地质研究领域处于国内领先水 平，推动了瓦斯地质学科的创立和发展。 q出版了我国第一部瓦斯地质学术专著《瓦斯地质概论》 q在国内率先招收培养了瓦斯地质硕士研究生 q出版了我国第一幅《中国煤层瓦斯地质图》 q“《瓦斯地质》新学科与课程建设“获优秀教学成果国家级二 等奖 q承担了国家“七五”、“八五”、“九五”、“十五”科技攻关项目， 国家自然科学基金项目等数十项瓦斯地质研究课题 。
1 绪论
q1.1 安全管理机构设置
国家安全生产 监督管理局 国家煤矿 安全监察局
省煤矿安 全监察局
省煤炭 工业局
省煤矿安全监察局办事处 矿务局（集团公司）安检局 矿务局住矿安检处
矿安检科
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
1 绪论
q1.2 全国煤矿数量
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
1 绪论
q1.5 大多数灾害是瓦斯事故
3人以上重大瓦斯事故的比例
17%
83%
瓦斯灾害 其它
10人以上特大瓦斯灾害事故的比例
5%
瓦斯灾害 其它
95%
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
-161.7 5 15
35.99
二氧化碳 CO2 44.01 1.98 1.53
一氧化碳 CO 28.01 1.25 0.97
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
-78.5
-190
/
12.5
/
74.2
/
11.86
硫化氢 H2S 34.08 1.54 1.17
-61.8 4.3 45.5
23.5
乙烷 C2H6 30.07 1.36 1.05
2.1 矿井瓦斯
q2.1.2 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：0.7168kg/m3； 水中溶解度：55.61 l/m3(0℃，0.1MPa) 33.10 l/m3(20℃，0.1MPa) 爆炸范围：5%-15%(体积百分比，相当1m3空气33-100g瓦斯) 对空气比重：0.5545 发 热 量：35.994 MJ/m3 扩散系数：0.196 cm2/s (0℃，0.1MPa) 分子直径：0.41×10-9m
q 煤矿瓦斯灾害防治理论研究与工程实践 ，会建华主编， 2005，中国矿业大学出版社。
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
1 绪论
q1.1 安全管理机构设置
国家安全生产 监督管理总局
办公室(国际合作司、财务司) 政策法规司 规划科技司 安全生产协调司(国家安全生产监察专员办公室) 生产安全应急救援办公室 监督管理一司(海洋石油作业安全办公室) 监督管理二司 人事培训司 机关党委
1 绪论
q1.6 2001-2007年度百万吨死亡率情况
6 5.14
5
4
3
2
1
4.94
百万吨死亡率
3.71 3.08 2.836 2.041 1.485
0
2001年
2002年
2003年
2004年
2005年
2006年
2007年
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
瓦斯地质学
河南理工大学
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
讲授主要内容
第一部分 瓦斯地质基础 第一章 绪论 第二章 瓦斯地质基础 第三章 影响瓦斯赋存的地质条件 第四章 控制煤与瓦斯突出的地质因素 第五章 瓦斯参数测定 第六章 突出煤体结构研究 第七章 瓦斯地质区划及瓦斯地质变量 第八章 瓦斯地质图编制
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
1 绪论
1983年8月 受煤炭部委托，焦作矿院在秦皇岛举办了全 国第一期瓦斯地质工作方法学习班。同年，杨力生教授开始 主持全国煤矿瓦斯地质编图项目。
1983年12月 煤炭部颁发了“关于加强瓦斯地质工作的通 知”。随后，煤炭部在1986年颁布的《煤矿安全规程》中加入 了瓦斯地质的工作内容。
煤矿数量(个)
30000 25000
26784
23793
20000
15000
10000 5000
788
2167
0 各类煤矿
重点煤矿 国有地方煤矿 乡镇煤矿
2004年份
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
1 绪论
q1.2 煤炭在一次能源结构中地位
2.1 矿井瓦斯
q2.1 矿井瓦斯
1. “瓦斯”词语来源？ “瓦斯”音译自日文“ガス（瓦斯）” 2. 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。
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
1 绪论
q1.5 2001-2006年度特大事故情况
特大事故起数 特大事故人数
2000 1600
1584 1388
1495 1421
1739
1200
744
800
400 57 65
58
49
58
39
0 2001年 2002年 2003年 2004年 2005年 2006年
瓦斯的形成与成煤过程、成煤物质联系起来研究。 2.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。 3.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。
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
广义：煤矿井下有毒气体的总称。狭义：甲烷
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
2.1 矿井瓦斯
q2.1.1 矿井瓦斯来源
矿井瓦斯来源
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
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
瓦斯地质学
河南理工大学
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
第二章 瓦斯地质基础
2
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
参考用书
q 瓦斯地质概论，焦作矿业学院瓦斯地质研究室编著， 1990.8，中国煤炭工业出版社。
q 煤矿安全规程，国家煤矿安全监察局，2006，煤炭工业出版 社。
q 煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册，于不凡，2000.8，煤炭 工出版社。
q 煤矿瓦斯灾害防治技术手册，马丕梁主编 ，北京，化学工 业出版社。
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。
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
1 绪论
q 主要研究内容
1.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
18.91%
2.56% 2.42%
0.54% 煤
石油
天然气
76.86%
水电
核能
中国的一次能源结构
24%
3%
10 %
24% 39%
世界的一次能源结构
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
1 绪论
q1.3 全国煤炭生产情况
煤炭产量（亿吨）
25
1 绪论
q1.7 2001-2007年度100人以上死亡事故
序号 时间 1 2000.9.27 2 2002.6.20 3 2004.10.22 4 2004.11.28 5 2005.2.14 6 2005.8.7 7 2005.11.27 8 2005.12.7
9 2007.12.5
煤矿 水城矿务局木冲沟煤矿 鸡西城子河煤矿 郑煤集团公司大平煤矿 陕西铜川陈家山煤矿 阜新集团公司孙家湾煤矿海州立井 广东省梅州市大兴煤矿 黑龙江七台河分公司东风煤矿 河北唐山刘官屯煤矿 山西省临汾市洪洞县瑞之源煤业有 限公司（位于洪洞县左木乡红光村 原新窑煤矿）
乡镇 煤矿
国有 地方 煤矿
国有 重点 煤矿
1 绪论
q1.4 2001-2006年度煤矿事故情况
7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000