瓦斯地质学重点

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《煤矿地质学》重考点归纳总结 第七章 矿井瓦斯和煤与瓦斯突出

《煤矿地质学》重考点归纳总结  第七章 矿井瓦斯和煤与瓦斯突出

第七章矿井瓦斯•瓦斯,又称沼气,是在煤的形成过程中生成并保存在煤层和围岩中的多成分混合气体。

化学成分以甲烷(CH4)为主。

(11、17解)•瓦斯是地质成因的,是地质作用的产物。

•在煤矿建设和生产中,煤层及围岩中的瓦斯会进入到采掘工作面中,并因其存在而降低井下空气的含氧量。

当氧气下降到12%以下时,可导致井下人员中毒窒息事故发生;井下空气中瓦斯达到一定浓度条件(5~16%),遇引爆火源可发生矿井瓦斯爆炸事故。

矿井瓦斯•一、瓦斯的形成与分带•1.瓦斯成分及其性质•瓦斯成分:CH4(主要)、N2、CO2。

•狭义的瓦斯指甲烷(CH4)。

甲烷为无色、无味、无嗅、无毒的气体,比空气轻,因而在井下它停积在巷道上部。

空气中甲烷浓度达到5~16%,遇引火源即可发生燃烧或爆炸。

•CO2为无色、无嗅、略带酸味并有一定毒性的气体,它的比重比空气大,在井下主要分布在巷道的下部。

大量二氧化碳在井下突然喷出可使人窒息。

矿井瓦斯•2.瓦斯的成因•瓦斯是在煤化作用过程中形成的。

泥炭化阶段,泥炭转变为褐煤,这一阶段以生物化学作用为主,可以产生甲烷。

•随着深度增加,地温进一步升高,约50~160℃时,煤化作用处于气煤到肥煤阶段,它不仅产生大量甲烷,而且在中晚期也是大量出油的阶段。

•当温度大于160~200℃时,煤转变为无烟煤,复杂的碳氢化合物遭到破坏,只能产生甲烷而不能生成石油。

矿井瓦斯❿3.瓦斯在煤层内的赋存状态❿(1)游离状态瓦斯❿瓦斯分子存在于煤体、围岩的空隙中。

❿(2)吸着状态瓦斯❿吸附瓦斯:瓦斯分子被吸附在煤体或岩体孔隙的表面。

❿吸收瓦斯:瓦斯分子在煤体内部。

矿井瓦斯❿4.瓦斯的垂直分带随深度增加混合气体中各组分相对含量有规律变化沿垂向可分三个带:CO 2-N 2带: CH 4< 10﹪ N 2-CH 4 带:CH 4< 10-80﹪ CH 4带:CH 4> 80﹪❿其中,前两个带统称为瓦斯风化带,其深度视地质情况而异。

❿“CH 4带”称为甲烷带,煤层瓦斯随深度增加而有规律的增长,但增长的梯度因地质条件而异。

瓦斯地质学期末复习资料

瓦斯地质学期末复习资料

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。

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、生物成因两个阶段:原生生物成因次生生物成因2、热成因两个阶段:热解成因裂解成因煤层瓦斯发生率煤层瓦斯发生率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。

瓦斯在煤体内赋存状态游离瓦斯(10-20%)吸附瓦斯(80-90%)煤的瓦斯解吸特征○1煤的瓦斯解吸:煤层压力降到一定程度,煤中被吸附的甲从微表面分离,即发生解吸,他是煤中吸附气因储层压力降低或温度升高等而转变成游离气体的过程。

常用解吸率和解吸量和解吸速度来衡量。

○2煤的解吸瓦斯量:瓦斯压力从平衡状态下过渡到正常标准大气压下,煤体释放的瓦斯量。

○3煤的瓦斯解吸率:解吸气量与总气量的比值称为解吸率。

影响瓦斯吸附量的主要因素1、瓦斯压力2、气体性质3、煤的比表面积4、温度:煤的变质程度5、煤体中的水分:煤的孔隙类型(按成因)原生孔变质孔外生孔矿物质孔煤中孔隙分类(大小)微孔小孔中孔大孔可见孔及裂隙煤尘裂隙系统:1内生裂隙系统 2气胀裂隙系统3外生裂隙系统聚煤期前后平静水体环境有利瓦斯赋存聚煤期前后冲积环境沉积不利于瓦斯赋存影响瓦斯赋存的地质条件:1含煤岩系沉积环境2煤的变质程度3煤层围岩特征4地质构造5煤层埋藏深度6煤田的暴露程度7水文地质条件8岩浆活动围岩特征1.孔隙性、渗透性、孔隙结构2.围岩力学性质和变形特点孔隙性:绝对孔隙度(绝对孔隙度)、有效孔隙度围岩孔隙结构孔隙:系统中膨大部分喉道:沟通孔隙的部分围岩力学性质强岩层:不易塑性变形,易破裂(砂岩和石灰岩) 弱岩层:发生塑性变形(煤层、细碎屑岩类)褶皱构造 (简答题或论述题)褶皱作用一方面使煤层抬升,造成煤层的静压力随之降低,使瓦斯易于解吸;另一方面,褶皱作用的局部区域,特别是在背斜、向斜轴部等受力较强部位裂隙发育,煤层内储气空间增加,这不仅进一步使储层压力下降,而且还使煤层渗透率增加,有利于瓦斯的解吸。

瓦斯地质学考点

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。

瓦斯地质复习重点

瓦斯地质复习重点

一、填空:1.煤层瓦斯是腐植型有机物在成煤的过程中生成的。

煤的原始母质——腐殖质沉积以后,一般经历两个成气时期:从植物遗体到泥炭属于生物化学成气时期;在地层的高压高温作用下从褐煤到烟煤直到无烟煤属于煤化变质作用成气时期。

瓦斯生成量的多少主要取决于原始母质的组成和煤化作用所处的阶段。

2.煤中瓦斯的赋存状态一般有吸附状态和游离状态2种。

在煤层赋存的瓦斯量中,通常吸附瓦斯量占80%~90%,游离瓦斯量占10%~20%;游离瓦斯以自由气体形式存在(孔径大于10nm)内;吸附瓦斯分为吸着状态与吸收状态;在吸附瓦斯量中又以煤体表面吸着的瓦斯量占多数。

3.煤层瓦斯沿垂向一般可分为两个带:瓦斯风化带与甲烷带。

氮气—二氧化碳带、氮气带、氮气—甲烷带统称为瓦斯风化带。

4.直接法测定煤层瓦斯含量——测定和计算的损失瓦斯量、解吸瓦斯量和残存瓦斯量这三部分之和即为煤层原始瓦斯含量5.案瓦斯流场的空间集合形状划分可分为单向流动、径向流动和球向流动。

6.煤矿瓦斯涌出量预测依据《矿井瓦斯涌出量预测方法》,采用分源预测法或矿山统计法。

7.抽采方法分类:按瓦斯源:开采(本)煤层瓦斯抽采、邻近煤层(包括不可采煤层)瓦斯抽采、围岩(采空区)瓦斯抽采8.综合作用假说认为突出是地应力、瓦斯、煤的力学性质等因素综合作用的结果9.瓦斯治理方针:先抽后采、监测监控、以风定产10. 瓦斯治理体系:通风可靠(通风是基础)、抽采达标(抽采是手段)、监控有效(监测监控是保障)、管理到位(管理是关键)11. 我国瓦斯治理理念经历了:局部防突措施为主、先抽后采、抽采达标和区域防突措施先行四个阶段。

12.瓦斯抽采设备三防装置:防爆、防回火、防回气13.防治煤与瓦斯突出的理念(防突规定第六条)防突工作坚持“区域防突措施先行、局部防突措施补充”的原则;突出矿井采掘工作做到“不掘突出头、不采突出面”,未按要求采取区域综合防突措施的,严禁采掘活动;区域防突工作应当做到“多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标”。

瓦斯地质学

瓦斯地质学

瓦斯地质学第一章绪论第一节瓦斯地质学的研究意义一、瓦斯是煤矿安全的第一杀手瓦斯,是一种易燃易爆气体,无色、无味,是威胁煤矿安全生产和矿工生命的最大灾害源。

煤炭是我国能源的主体。

在我国一次性能源消费结构中,煤炭占70%左右,预计2050年仍将占50%以上,国家《能源中长期发展规划纲要(2004-2020)》确定了我国“坚持以煤炭为主体、电力为中心,油、气和新能源全面发展”的能源战略。

煤炭工业是我国的基础产业,其健康、稳定、持续发展是关系国家能源安全的重大问题。

二、瓦斯(煤层气)是重要的洁净能源瓦斯(煤层气)是一种洁净、热效率高、污染低的优质能源,可作为民用和工业燃料以及汽车燃料或用于发电,还可用于生产炭黑、甲醛、化肥和其他工业品。

煤层气热值达36-40MJ/m3之间(《地球科学大辞典•应用科学卷》)。

甲烷(CHJ占90%以上,每1000m3煤层气热能即相当于381. 8kg 石油和1.4t标准煤。

开发利用煤层气(瓦斯)对减少空气污染、保护大气环境有重要意义。

甲烷是“温室气体” (CQ、水气、CH1. NO氟利昂)之一,以原子为基准甲烷的加热效应是CQ的30倍,甲烷排入大气层对臭氧层的破坏能力是CQ的7倍。

据统计,我国因煤炭开采向大气排放的瓦斯(甲烷)约为150亿m3o目前,全国左右。

国家安全生产监督管理总局下发的安监总煤装[2007188号文件《关于加强煤矿瓦斯先抽后采工作的指导意见》指出:煤矿瓦斯先抽后采是治理瓦斯是根本性措施,要尽最大能力对煤层瓦斯进行抽采,努力实现煤炭开采前瓦斯抽采的最大化。

三、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。

瓦斯地质汇总

瓦斯地质汇总

瓦斯地质汇总第一章绪论1.瓦斯地质学是运用地质学的基本原理、方法以及煤矿开采方面的技术理论,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2.构造煤是煤层受地质构造挤压剪切破坏作用的产物。

3.瓦斯突出煤体是指含高能瓦斯的构造煤体。

4. 构造煤和瓦斯突出煤体基础理论研究实践表明: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。

构造煤和瓦斯突出煤体基础理论,主要是指运用构造地质学、地球物理学、流体力学、量子化学、力化学等相关学科知识,研究构造煤力化学成烃作用、构造煤瓦斯多场多相耦合作用、构造煤探测理论和技术等,为瓦斯突出煤体预测、瓦斯治理和煤层气开发提供理论基础。

5. 瓦斯(煤层气)抽采地质控制机理研究瓦斯(煤层气)的高效抽采是瓦斯灾害治理的根本性措施之一。

1.地质条件复杂2.煤层透气性低3.抽采难度大第二章含煤盆地和瓦斯形成理论1.含煤盆地是指赋存煤炭的沉积构造盆地。

2.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。

3.瓦斯成因类型:生物成因(原生生物成因、次生生物成因)和热成因(热解成因、裂解成因)两类。

4. 煤层气发生率——指从泥炭到特定煤级瓦斯气体产生的总量。

视煤气发生率——指从褐煤到特定煤级瓦斯气体产生的量。

阶段生气率——指煤化过程特定阶段瓦斯气体产生的量。

5. 地质构造演化对煤层瓦斯保存的影响:瓦斯是气质地质体;中国的石炭二叠纪含煤地层形成后主要经历了印支运动、燕山运动和喜马拉雅运动等。

每次构造运动的规模、涉及范围、构造应力场等均不尽相同;煤层形成后在历经构造运动中拉张裂陷、隆起剥蚀会使煤层瓦斯大量逸散;煤层形成后在历经构造运动中挤压拗陷有利于瓦斯保存,挤压剪切易于形成构造煤、同时形成好的封闭条件;6.不同地质构造类型对瓦斯保存的影响:1.向斜构造2. 背斜构造3.推覆构造对瓦斯保存的影响4. 伸展构造对瓦斯保存的影响7.沉积作用对瓦斯保存的影响瓦斯形成于煤层,储于煤层;沉积环境、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。

瓦斯地质学

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。

瓦斯地质与瓦斯治理复习重点

瓦斯地质与瓦斯治理复习重点

⽡斯地质与⽡斯治理复习重点1.煤层⽡斯垂向分带及风化带的下限2.影响煤的吸附能⼒的主要影响因素3.影响⽡斯赋存的地质条件影响⽡斯赋存的地质条件包括含煤岩系沉积环境、煤的变质程度、煤层围岩特征、地质构造、煤⽥埋藏深度、煤⽥的暴露程度、⽔⽂地质活动,岩浆活动等4.⽡斯地质图的作⽤①⽡斯地质图是⽡斯地质成果反映。

②分析⽡斯分布、突出分布特点,计算⽡斯储量、⽡斯区域预测预报的基础图件。

③⽡斯是地质作⽤产物,⽡斯地质图不仅反映⽡斯内容,也反映与⽡斯赋存与突出分布有关的地质条件。

⽡斯地质图的种类从型式上分:⽡斯地质柱状图⽡斯地质剖⾯图⽡斯地质平⾯图从范围上分:采区⽡斯地质图矿井⽡斯地质图矿区⽡斯地质图全国⽡斯地质图从内容上分:反映单项⽡斯参数与地质因素关系图⽡斯和相关地质因素叠加图5.简述煤的残余⽡斯含量测定⽅法煤层残存⽡斯含量当煤层受采动影响⽽涌出⼀部分⽡斯后,单位重量煤中所含有的换算成标准状态下的⽡斯体积称之为煤层残存⽡斯含量。

测定⽅法(1)取样。

采取新鲜煤芯或碎煤约200g,装⼊特制密封容器(真空罐)中加以密封。

(2)试验室脱⽓与⽓体分析。

试样送到试验室后脱⽓,加热⾄95度真空抽出⽓体进⾏⾊谱分析。

(3)煤样粉碎。

煤样脱⽓结束后,打开真空罐取出煤样,放进密封球磨罐进⾏粉碎。

要求粉碎后煤样绝⼤部分(80%以上)的粒度在0.25mm以下。

(4)粉碎后脱⽓与⽓体分析。

将装有已粉碎煤样的密封球磨罐进⾏加热和真空脱⽓,⽅法同步骤(2),直到基本上⽆⽓体解吸为⽌。

(5)煤样称重与⼯业分析。

(6)煤中残存⽡斯量计算。

根据2个阶段脱⽓的⽓体分析结果中的氧含量,扣除混⼊的空⽓成份,即换算出了⽆空⽓基的煤层⽓体成分,再根据两次脱⽓抽出的⽓体体积和成份、煤样重量和煤质分析结果,就很容易算出单位重量煤(或可燃质)中含有的⽡斯量,即煤的残存⽡斯含量。

6.影响⽡斯涌出量的主要因素7.简述⽡斯涌出量预测⽅法的适⽤条件(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适⽤条件: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。

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《瓦斯地质学》复习思考题第一章绪论1.瓦斯地质学研究的对象?瓦斯地质学是应用地质学理论和方法,研究煤层瓦斯的赋存、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2.瓦斯地质学研究的内容是什么?1.瓦斯的形成2.瓦斯赋存的地质条件3.煤与瓦斯突出的地质条件4.瓦斯危险性预测第二章瓦斯地质基础1.什么是瓦斯?瓦斯的主要成分是什么?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2.矿井瓦斯来源于哪几个方面?1煤(岩)层和地下水释放出来的2化学及生物化学作用产生的3煤炭生产过程中产生的3. 瓦斯的物理性质有哪些?爆炸范围是多少?无色、无味、无嗅、可燃烧、窒息、有毒性、微溶于水。

爆炸范围:5%-16%(体积百分比)4.瓦斯的危害和用途有哪些?1.可造成瓦斯窒息事故(>43%呼吸短促,>57%即刻昏迷)2.可酿成瓦斯燃烧事故(<5%或>16%存在火源)3.引起瓦斯爆炸事故(5%-16%存在火源)4.产生煤与瓦斯突出事故用途:1.用城镇煤气2.用作锅炉和窑炉燃料3.瓦斯发电4.作为机动车燃料5.用作化工原料和化工产品5.瓦斯是如何形成的?6.简述瓦斯的垂向分带,各带的瓦斯成份有何不同?7. 瓦斯风化带的界限是如何确定的?影响瓦斯风化带深度有哪些因素?瓦斯风化带下限1)煤层中所含瓦斯的CH4成份达80%;(2)煤层瓦斯压力为0.1-0.15MPa;(3)在相同条件下(M和T),与煤层瓦斯压力相当的瓦斯含量;(4)矿井相对瓦斯涌出量为2m3/t8. 瓦斯在煤体中赋存形式有哪几种?游离瓦斯吸着状态吸收状态9. 什么是瓦斯吸附?什么是瓦斯解吸?1)吸附瓦斯与游离瓦斯处于动平衡状态;(2)外界压力、温度变化,原平衡破坏;(3)这种瓦斯由吸附状态转化为游离状态的现象,称为解(4)吸附态瓦斯无内能,游离态分子热运动具有内能;(5)煤的解吸瓦斯量:瓦斯压力从平衡状态下过渡到正常标准大气压下,煤休释放的瓦斯量。

10 简述煤体中孔隙分类及特征?微孔:直径<10-5 mm,构成煤中吸附容积小孔:直径10-5mm~10-4mm,毛细凝结和瓦斯扩散空间。

中孔:直径10-4 mm~10-3 mm,缓慢层流渗透区间。

大孔:直径10-3mm~10-1mm,强烈的层流渗透区间可见孔及裂隙,> 10-1 mm,层流和紊流混合渗透区间。

11. 煤的等温吸附曲线?影响煤体瓦斯吸附能力的主要因素有哪些?1 瓦斯压力2 气体性质3 温度4 变质程度5 煤中水分12. 煤层瓦斯是如何运移及运移方式有哪几种?1、渗滤瓦斯沿裂隙、构造破碎带、喉管的运移方式。

2、扩散由于气体浓度差原因,气体由高浓度向低浓度扩散,达到扩散平衡。

13. 什么是矿井瓦斯涌出?是矿井在开拓、掘进、回采过程中,瓦斯从煤层或岩层涌向采掘空间的现象瓦斯涌出来源:煤层、岩层、邻近层。

14. 什么是相对瓦斯涌出量?什么是绝对瓦斯涌出量?绝对瓦斯涌出量(Q) 是指矿井在单位时间内涌出的瓦斯体积,单位是m3/min或m3/d相对瓦斯涌出量(q是指在矿井正常生产条件下平均每采一吨煤所涌出的瓦斯体积,单位是m3/t15. 矿井瓦斯涌出形式有几种?普通涌出由采落煤炭和煤层、岩层的新鲜暴露面,通过孔隙、裂隙,缓慢、长时间的涌出。

特殊涌出采掘时,在极短的时间内,瓦斯又煤体、围岩内突然、大量的涌出,有时还伴有煤粉、煤块和岩石等。

16. 瓦斯流动场的划分有哪些?瓦斯在煤层中由高压流向低压,在煤层中即形成一定的流动范围——瓦斯流动场。

从时间因素来看:流动类型可分为稳定流动和非稳定流动两种类型,前者流动场不随时间而变化,后者流动场随时间而改变。

煤层瓦斯流动属非稳定流动类型。

从空间形态来看:瓦斯流动类型分为单向流动、径向流动和球向流动三种类型。

17. 矿井瓦斯等级是如何划分的?18. 什么是煤与瓦斯突出?如何分类?煤与瓦斯突出是发生在煤矿井下的一种复杂的瓦斯动力现象,表现为在很短时间(几秒至数十秒)内,大量的煤(几吨至数千吨)和瓦斯(数百至数百万米)由煤体向采掘巷道喷出,伴随着强大的冲击力,破坏煤壁,摧毁巷道,使风流逆转,煤流埋人,甚至造成严重的爆炸事故。

煤与瓦斯突出是煤矿井下严重的自然灾害之一。

19. 简述煤与瓦斯突出的特点?压出的特点?倾出的特点?(1)突出的煤可抛出一定距离,由数米到数十米,有时煤拐弯抛出现象;(2)突出煤体的堆积坡度小于煤的自然安息角,具有明显分选现象;(3)煤体破碎程度高,有大量粉煤和极细粉尘;(4)伴随大量瓦斯涌出,采区或总回风流中瓦斯浓度超限,甚至出现瓦斯逆流;(5)突出时具有明显动力效应,如破坏突出时有明显的动力效应,如破坏井巷设施、推翻矿车、搬运巨石等;(6)突出后的空洞多数位于巷道上方或上偶角,形状多为口小腔大的梨形、倒瓶形等。

(1)倾出的煤就近堆积在采掘工作面附近或正下方(上山掘进工作面),不显示气体搬运特征;(2)倾出的煤堆积坡度近于或等于煤的自然安息角,无分选择现象;(3)倾出的煤主要是碎块,粉末状的煤很少;(4)倾出时伴随涌出大量瓦斯,但引起采区回风流中瓦斯浓度超限的时间较短,瓦斯影响范围仅在本工作面或本采区之内,不出现瓦斯逆流现象;(5)倾出时动力效应比煤和瓦斯突出时小,但可打垮工作面附近的支架;(6)倾出多发生在煤质松散和煤层倾角和厚度较大的情况下;(7)倾出后的空洞形状是口大腔小,多沿煤层倾斜方向延伸(1)压出的煤抛出距离很近,一般为2—3米,堆积坡度较小,有时煤壁整体位移,使工作面煤壁鼓出或巷道底部煤体鼓起;(2)压出的煤多为大块或碎块状,无分选现象。

(3)发生压出前工作面压力显现较为明显,支架折断、工作面掉碴、响煤炮等;(4)压出时的瓦斯涌出量不大,不至于引起采区回风瓦斯超限,但工作面回风瓦斯浓度可短时增高或超限,在正常通风情况下,很快就可恢复正常,只有个别情况下会出现大量瓦斯涌出或从顶底板裂隙中喷出瓦斯现象;(5)压出时动力效应明显,如打倒或折断支架、推走采掘工作面的设备;(6)除煤壁整体位移外,压出后所形成的空间不规则,有袋状的,也有楔形或缝形的。

20. 什么是始突深度?发生突出的最小垂深或突出上界的垂深称始突深度。

21. 煤与瓦斯突出预兆有哪些?声响预兆瓦斯预兆煤体结构预兆矿压显现预兆其它预兆22. 煤与瓦斯突出机理是什么?23. 突出分为几个作用过程?24. 煤与瓦斯突出的一般规律?1煤层突出危险性随采深增加而增大2绝大多数突出发生在掘进工作面3石门突出危险性最大4煤层突出危险性随煤厚增加而加大5突出大多数发生在地质构造带6大多数突出前有作业方式诱导7突出前大多有突出预兆8煤体破坏程度越高突出危险性越大9突出危险区常呈区域条带状分布10突出危险因坚硬围岩存在而增大第三章影响瓦斯赋存的地质条件1. 影响煤层瓦斯赋存的地质因素有哪些?聚煤期前后沉积环境演化对瓦斯赋存影响环境演化决定下覆、上覆地层厚度、岩性组合和厚度1.聚煤沉积环境控制煤层分布及厚度变化,从而控制瓦斯分布三角洲、滨海平原沉积环境煤层厚冲积平原、浅海环境沉积煤层薄2.聚煤期前后沉积环境演化对瓦斯赋存影响聚煤期前后平静水体环境有利瓦斯赋存沉积细碎屑岩,页岩,硅质岩,泥灰岩(1)聚煤期前后冲积环境沉积不利于瓦斯赋存沉积细碎屑岩,砾岩,透气性好(2)含煤岩系沉积旋回河流相》河漫相》沼泽相》湖泊相完整旋回,以泥质岩为主要沉积是,有利于瓦斯赋存上地幔层以冲击相》湖泊相旋回不利于瓦斯赋存。

3.沉积相组合对瓦斯赋存影响滨海(内湖)相,三角洲(滨海平原)相,滨海相,深水湖泊相,扇三角洲相,河流河漫相,山间河流,红积相,有利于瓦斯赋存。

洪基,冲击平原相,山前冲积平原相,滨海冲击平原相,滨海平原相,不利与瓦斯赋存。

2. 什么是含煤岩系?什么是煤层围岩?(2)煤层围岩是指煤层直接顶、老顶和直接底板等在内的一定厚度范围的层段。

煤层围岩对瓦斯赋存的影响,决定于它的隔气、透气性能。

3. 什么是煤层顶板、底板?什么是直接顶、老顶、伪顶?4. 简述聚煤期沉积环境的变化是如何影响煤层厚度的变化?5. 简述沉积环境的演化是如何控制煤层瓦斯的分布?(1) 褶皱构造褶皱类型、封闭情况、复杂程度影响瓦斯赋存。

向斜盆地构造的矿区,顶板封闭条件良好时,瓦斯沿垂直地层方向运移是比较困难的,大部分瓦斯仅能沿两翼流向地表。

封闭的背斜有利于瓦斯的储存,是良好的储气构造,或者称圈闭构造。

(2)断裂构造有的断层有利于瓦斯排放,也有的断层对瓦斯排放起阻挡作用,成为逸散的屏障。

前者称开放型断层,后者称封闭型断层。

断层的开放与封闭性决定于下列条件:a.断层的性质和力学性质。

b.断层与地表或与冲积层的连通情况。

c.断层将煤层断开后,煤层与断层另一盘接触的岩层性质。

d.断层带的特征(充填、紧密、裂隙发育)。

6. 什么样的沉积序列(组合)对瓦斯保存有利?(1)压性断层矿井边界封闭型压性断层作为矿井的边界,断层面相背倾斜。

矿井处于封闭条件、瓦斯大。

压性断层作为矿井的边界,断层面相背倾斜。

矿井处于封闭条件、瓦斯大。

(2)构造盖层封闭型(3)正断层断块封闭型由二组不同方向的压扭性正断层在平面上组成三角形或多边型块体,井田边界为正断层圈闭。

7. 什么是突出煤层?什么是突出煤系?8. 煤的变质程度是如何影响瓦斯的生成量?在煤化作用过程中,不断地产生瓦斯,煤化程度越高,生成的瓦斯量越多。

因此,在其它因素相同的条件下,煤的变质程度越高,煤层瓦斯含量越大。

(1)煤变质程度超高,产出量越大;(2)煤变质程度增高,气体渗透率下降,沿煤层向地表方向运移变慢;(3)煤变质程度增高,煤吸附能力增加,煤层中可以滞留更多的气体。

9. 什么是绝对孔隙度? 什么是有效孔隙度?10. 什么岩石的渗透性?表征指标有哪几种?11. 构造复合、联合处有何特点?应力集中、高变质煤、瓦斯大;易于瓦斯保存的封闭条件。

12. 简述煤层围岩对瓦斯赋存的影响?煤层围岩对瓦斯赋存的影响,决定于它的隔气、透气性能。

一般来说,当煤层顶板岩性为致密完整的岩石,如页岩、油母页岩时,煤层中的瓦斯容易被保存下来;顶板为多孔隙或脆性裂隙发育的岩石,如砾岩、砂岩时,瓦斯容易逸散13. 褶皱构造是如何影响瓦斯赋存的?褶皱构造褶皱类型、封闭情况、复杂程度影响瓦斯赋存。

向斜盆地构造的矿区,顶板封闭条件良好时,瓦斯沿垂直地层方向运移是比较困难的,大部分瓦斯仅能沿两翼流向地表。

封闭的背斜有利于瓦斯的储存,是良好的储气构造,或者称圈闭构造。

14. 简述断裂构造是如何影响瓦斯赋存?断裂构造有的断层有利于瓦斯排放,也有的断层对瓦斯排放起阻挡作用,成为逸散的屏障。

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