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。
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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