煤层瓦斯生成和赋存.pptVIP

煤 矿 瓦 斯 灾 害 防 治煤层瓦斯的生成与赋存;瓦斯是煤矿安全的“第一杀手”;７;13; 瓦斯爆炸后果举国震惊，世界震惊。严重危害社会的安定，损害了国家的形象。;温家宝总理看望陕西省铜川矿务局陈家山矿难家属。;四川省2007年1～12月份瓦斯事故统计表;第一节 煤矿瓦斯的基本认识;1.2 瓦斯的生成; 图1-3　顿巴斯煤田煤层瓦斯组分在各瓦斯带中的变化 Ⅰ－氮气－二氧化碳带；　Ⅱ－氮气带； 　Ⅲ－氮气－甲烷带；　Ⅳ－甲烷带; 瓦斯带的前三带统称为瓦斯风化带。瓦斯风化带下部边界煤层中甲烷组分含量为80%；煤层瓦斯压力为0.1~0.15MPa，煤的瓦斯含量为2—3%（烟煤）和5—7%(无烟煤)；在瓦斯风化带开采煤层时，其相对瓦斯涌出量一般不超过2m3/t。;;图1-4 各煤化阶段甲烷生成量曲线; 由上图1-4可以看出， 成煤过程生成的瓦斯量是很大的，最高可达300～400m3/t ，但煤矿开采实践表明。煤层瓦斯含量一般不超过20～30 m3/t，由此看来，成煤过程生成瓦斯的绝大部分已经逸散到大气中，扩散到煤层围岩或运移至储气构造形成煤层气田。;1.3 瓦斯生成的影响因素及其分析; 在变质作用过程中，由于地应力的作用，煤的孔隙率减少，煤质渐趋致密，如长焰煤，其孔隙和比表面积都比较小，所以吸咐瓦斯的能力并不大，其吸附量一般在：20m3/t～30m3/t。随着变质作用程度提高，在高温、高压作用下，煤体内部因干馏作用而生成许多微孔隙，使煤的表面积到无烟煤时为最大；因此，无烟煤吸附瓦斯的能力最强，可达50m3/t～60m3/t。以后，煤体内部的微孔又收缩、减少，到石墨时变为零。从而导致吸附瓦斯能力消失（图1-5）。 ;1.3 瓦斯在煤体中的存在状态;瓦斯在煤层中的存在状态，有吸附、游离两种状态，其中吸附是主要的，大致占80%～90%。1m3煤可以吸附30～40m3的瓦斯。 吸附瓦斯与瓦斯压力有关，当煤层的瓦斯压力逐渐变小时，吸附瓦斯就会转变为游离瓦斯，反之也对。故煤体中的吸附瓦斯和游离瓦斯，是处于动态平衡状态。 原始煤层经采动，采、掘工作面前方煤壁的游离瓦斯首先涌向采掘工作面空间，越靠近煤壁，瓦斯压力越小，吸附瓦斯则越容易转变???游离瓦斯-----即所谓解吸。随着工作面向前推进，煤层内的瓦斯就将不断涌向采掘空间。;图1-7 瓦斯含量与温度、压力的关系; 煤的瓦斯含量与温度、瓦斯正力的关系如图1-7所示，该图是某一煤样的测定曲线，从中可以看出：由吸附瓦斯和游离瓦斯组成的总瓦斯量随瓦斯压力增大而提高，随温度的升高而降低。这是因为在一定温度下，当瓦斯压力升高时，则意味着单位体积内瓦斯分子数增加，从而增大了瓦斯分子与煤体吸附机会；当吸附量增加到一定程度后，就渐趋于饱和；目前认为，一般在瓦斯压力超过5MPa以后，吸附量基本上达到饱和范围。 ;煤与瓦斯－－－一对双胞胎; 瓦斯是与煤同时生成的，并存储于煤层和围岩之中，煤的地方必然有瓦斯。我们采煤时，瓦斯必然涌出来。不仅采落的煤炭涌出瓦斯。煤壁、煤层顶底板、采空区、邻近的煤层都会向采掘工作面涌出瓦斯。因此，在煤矿井下，瓦斯时刻威胁着我们。 煤层附近的岩层，比如砂岩、石灰岩中，也可能存储瓦斯，岩石内的瓦斯，主要是游离瓦斯。 ;1.4 瓦斯的性质;③ 有燃烧和爆炸性；;甲烷燃烧和爆炸的条件: （1）必须有高温热源或火源引燃或引爆； （2）甲烷浓度在5％～16％时才具爆炸性；这就是爆炸界限。当浓度为9.5％时，爆炸的危险性和爆炸威力最大。 瓦斯浓度在0%～5%，为助燃区间；而瓦斯在大于16%时，为扩散燃烧区，即在与空气混合的界面上可被点燃；在5%～16%为爆炸区，这是最危险的、过去最容易发生的。 （3）空气中氧的含量要高于12％。;④ 空气中甲烷含量达到一定浓度(超过40％)时，可使人窒息。 川南某重灾国有煤矿1970到1993年发生的瓦斯事故，死亡54人，其中28人是窒息死亡的，占51.85%。 温室效应性 温室效应是CO2的21倍。目前瓦斯抽出来后要强调利用。;井下瓦斯含有的主要有毒有害气体;1.5 煤层瓦斯含量及影响因素; 1）地质部门提供的瓦斯含量（数据）认识 ml/g,r(“g,r”――克可燃物、或克纯煤)， m3/t,r(“t,r”---吨可燃物、或吨纯煤）； 煤层瓦斯含量X X＝X0（100－Aad－Mad）/100 2）煤层瓦斯压力变化规律 P＝P0＋m(Z-Z0) P—在深度为Z处的瓦斯压力，MPa； P0 —瓦斯风化带深度的瓦斯压力，0.15～0.25MPa；