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2010年安全工程师考试《安全生产技术》资料(57)

2010-04-07
普通

  1.瓦斯在煤岩体中的存在状态

  矿井瓦斯在煤体及围岩中的存在状态有游离状态和吸附状态两种。

  (1)游离状态

  瓦斯以自由气体的状态存在于煤体或围岩的裂缝和孔隙之中,并呈现出压力,极易放出。煤中瓦斯一般分为游离瓦斯和吸附瓦斯。在突出过程中,游离瓦斯自由逸出,吸附瓦斯从煤体中解吸。显然,瓦斯压力越高,含量愈高,突出的强度及瓦斯涌出量也会愈大。

  (2)吸附状态

  吸附状态的瓦斯,按其结合形式不同,又可分为吸着和吸收两种状态。吸着状态是由于固体粒子和气体分子之间的引力作用,使气体分子在固体粒子表面上紧密附着一个薄层;吸收状态是气体分子已进人煤体的内部,瓦斯与煤体紧密结合在一起,它和气体溶解于液体中的现象相似。

  在煤层未受采掘影响,仍处于原始平衡状态的条件下,游离和吸附瓦斯处于动平衡状态,各自所占的比例主要取决于压力的大小。当温度、压力等外界条件发生变化时,这种相对稳定性即遭到破坏。瓦斯压力升高,温度降低时,部分瓦斯将由游离状态转化为吸附状态,这种现象称为吸附。反之,当瓦斯压力降低,温度升高时,又会有部分瓦斯由吸附状态转化为游离状态,这种现象称为解吸。

  2.瓦斯含量及其影响因素

  瓦斯含量是指单位体积或单位重量的煤体或围岩中所含有的瓦斯量,单位通常以m3/m3、m3/t来表示。影响煤体瓦斯含量的因素很多,可概括为两类:

  一是影响瓦斯生成量多少的因素。如成煤前含有机质越多,含杂质越少,瓦斯生成量就越大;碳化程度越高,含固定碳越多,瓦斯生成量就越大;按地质史来说,古老煤田成煤早,瓦斯生成量就大。

  二是瓦斯的保存和放散条件。瓦斯的保存条件是指煤的孔隙多少和对瓦斯的吸附能力的大小;放散条件是指煤的埋藏深度、覆盖层的性质和厚度、煤与地面的连通条件和煤岩的透气性等。可归纳为下述三个方面:

  (1)煤的性质

  煤的孔隙率大,其贮存游离瓦斯的空隙就大,对瓦斯的吸附能力也大,其他条件相同时,煤层的透气性越大,瓦斯就越容易逸散;水分不仅占据了空隙和吸附面,而且还可以溶解和带走瓦斯,因此,煤层水分大,瓦斯就相应地减少。

  (2)煤层赋存条件

  煤层埋藏较深,瓦斯含量一般较大;因岩石的透气性比煤层要小得多,垂直层理面较沿层理面的透气性也小得多,所以,煤层倾角小,瓦斯放散条件就差;在地质变化复杂的煤层中,地质变化带往往成为瓦斯的集聚区,如断层、褶皱、层理紊乱、煤质松软地带,一般瓦斯含量变化就大。

  (3)煤层顶、底板和覆盖层的性质、厚度采集者退散

  如果煤层顶、底板是致密的透气性小的岩层,瓦斯就难于放出;覆盖层越厚,瓦斯就越不易放出,瓦斯含量就大。

  总之,煤的瓦斯生成量多,保存条件好,放散条件差,则瓦斯含量就大。但是,影响瓦斯含量的因素是复杂的。煤层瓦斯含量的大小,正是上述诸因素长期综合影响的结果。

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