2010年安全工程師考試《安全生產(chǎn)技術(shù)》資料(57)
1.瓦斯在煤巖體中的存在狀態(tài)
礦井瓦斯在煤體及圍巖中的存在狀態(tài)有游離狀態(tài)和吸附狀態(tài)兩種。
?。?)游離狀態(tài)
瓦斯以自由氣體的狀態(tài)存在于煤體或圍巖的裂縫和孔隙之中,并呈現出壓力,極易放出。煤中瓦斯一般分為游離瓦斯和吸附瓦斯。在突出過(guò)程中,游離瓦斯自由逸出,吸附瓦斯從煤體中解吸。顯然,瓦斯壓力越高,含量愈高,突出的強度及瓦斯涌出量也會(huì )愈大。
?。?)吸附狀態(tài)
吸附狀態(tài)的瓦斯,按其結合形式不同,又可分為吸著(zhù)和吸收兩種狀態(tài)。吸著(zhù)狀態(tài)是由于固體粒子和氣體分子之間的引力作用,使氣體分子在固體粒子表面上緊密附著(zhù)一個(gè)薄層;吸收狀態(tài)是氣體分子已進(jìn)人煤體的內部,瓦斯與煤體緊密結合在一起,它和氣體溶解于液體中的現象相似。
在煤層未受采掘影響,仍處于原始平衡狀態(tài)的條件下,游離和吸附瓦斯處于動(dòng)平衡狀態(tài),各自所占的比例主要取決于壓力的大小。當溫度、壓力等外界條件發(fā)生變化時(shí),這種相對穩定性即遭到破壞。瓦斯壓力升高,溫度降低時(shí),部分瓦斯將由游離狀態(tài)轉化為吸附狀態(tài),這種現象稱(chēng)為吸附。反之,當瓦斯壓力降低,溫度升高時(shí),又會(huì )有部分瓦斯由吸附狀態(tài)轉化為游離狀態(tài),這種現象稱(chēng)為解吸。
2.瓦斯含量及其影響因素
瓦斯含量是指單位體積或單位重量的煤體或圍巖中所含有的瓦斯量,單位通常以m3/m3、m3/t來(lái)表示。影響煤體瓦斯含量的因素很多,可概括為兩類(lèi):
一是影響瓦斯生成量多少的因素。如成煤前含有機質(zhì)越多,含雜質(zhì)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;按地質(zhì)史來(lái)說(shuō),古老煤田成煤早,瓦斯生成量就大。
二是瓦斯的保存和放散條件。瓦斯的保存條件是指煤的孔隙多少和對瓦斯的吸附能力的大??;放散條件是指煤的埋藏深度、覆蓋層的性質(zhì)和厚度、煤與地面的連通條件和煤巖的透氣性等??蓺w納為下述三個(gè)方面:
?。?)煤的性質(zhì)
煤的孔隙率大,其貯存游離瓦斯的空隙就大,對瓦斯的吸附能力也大,其他條件相同時(shí),煤層的透氣性越大,瓦斯就越容易逸散;水分不僅占據了空隙和吸附面,而且還可以溶解和帶走瓦斯,因此,煤層水分大,瓦斯就相應地減少。
?。?)煤層賦存條件
煤層埋藏較深,瓦斯含量一般較大;因巖石的透氣性比煤層要小得多,垂直層理面較沿層理面的透氣性也小得多,所以,煤層傾角小,瓦斯放散條件就差;在地質(zhì)變化復雜的煤層中,地質(zhì)變化帶往往成為瓦斯的集聚區,如斷層、褶皺、層理紊亂、煤質(zhì)松軟地帶,一般瓦斯含量變化就大。
?。?)煤層頂、底板和覆蓋層的性質(zhì)、厚度采集者退散
如果煤層頂、底板是致密的透氣性小的巖層,瓦斯就難于放出;覆蓋層越厚,瓦斯就越不易放出,瓦斯含量就大。
總之,煤的瓦斯生成量多,保存條件好,放散條件差,則瓦斯含量就大。但是,影響瓦斯含量的因素是復雜的。煤層瓦斯含量的大小,正是上述諸因素長(cháng)期綜合影響的結果。


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