瓦斯的赋存状态影响瓦斯含量的地质因素.doc

2．瓦斯在煤层内的赋存状态 煤中瓦斯的赋存状态一般有游离状态和吸附状态两种 1）游离瓦斯瓦斯以自由的气体状态存在于煤体和围岩的孔隙、裂隙或空洞中，瓦斯分子在孔隙中可以自由运动。 2）吸附瓦斯又分为吸着瓦斯和吸收瓦斯。 2）吸附瓦斯又分为吸着瓦斯和吸收瓦斯。 吸着瓦斯在被吸附瓦斯中，通常把附着在煤体表面的瓦斯称为吸着瓦斯； 吸收瓦斯而把进入煤体内部的瓦斯称为吸收瓦斯。 在煤体中，吸附瓦斯和游离瓦斯在外界条件不变的条件下处于动态平衡状态，吸附状态的瓦斯分子和游离状态的分子处于不断的交换之中；当外界的瓦斯压力和温度发生变化或给予冲击或振荡、影响了分子的能量时，则会破坏其动态平衡，而产生新的平衡状态。吸附瓦斯变为游离瓦斯的现象称为解吸现象。 煤中瓦斯8090以上以吸附状态存在。 5．影响瓦斯含量的地质因素 瓦斯含量是指自然条件下单位质量或体积煤体中所含的瓦斯量（包括游离瓦斯和吸附瓦斯），单位为m3/t。 煤体中瓦斯含量与实际瓦斯生成量差别很大；不同煤田、同一煤田内的不同井田、同一井田内的不同采区，其瓦斯含量均有很大差异。造成这种差异的因素很多，主要有以下几方面的原因 1）煤的变质程度 煤是天然吸附体，煤的煤化程度越高，其贮存瓦斯的能力就越强。一般情况下，在瓦斯带内，倘若其它因素相同，煤化变质程度不同的煤，其瓦斯含量不仅有所不同，而且随深度增加其瓦斯含量增加的量也有所不同。表6-4-1为原苏联2个矿区甲烷带内煤层瓦斯含量同煤化程度及深度的关系实测值。从中可以看出，随着煤化变质程度的提高，在相同深度下，不仅瓦斯含量高，而且瓦斯含量梯度也大。 这主要是因为，在一定范围内，随着煤化变质程度的增高，煤体内部因干馏作用而产生微孔隙越多，使煤的表面积增大。 2）煤层和围岩的透气性 煤系地层岩性组合及其透气性对煤层瓦斯含量有重大影响。煤层及其围岩的透气性越大，瓦斯越易流失，煤层瓦斯含量就越小；反之，瓦斯易于保存，煤层的瓦斯含量就高。 现场实践表明煤层顶底板透气性低的岩层（如泥岩、充填致密的细碎屑岩、裂隙不发育的灰岩等）越厚，它们在煤系地层中所占的比例越大，则往往煤层的瓦斯含量越高。反之，当围岩是由厚层中粗砂岩、砾岩或是裂隙溶洞发育的的灰岩组成时，煤层瓦斯含量往往较小。 3）地质构造 地质构造是影响煤层瓦斯赋存及含量的最重要条件之一。目前总的认为，封闭型地质构造有利于封存瓦斯，开放型地质构造有利于瓦斯排放。如断裂构造和褶曲构造。 ① 断裂构造通常张性断层，尤其是通达地表的张性断层，有利于瓦斯的排放；压性断裂不利于瓦斯排放，甚至有一定封闭作用。 ② 褶曲构造当顶板为致密岩层且未暴露地表时，一般在背斜瓦斯含量由两翼向轴部增大，在向斜槽部瓦斯含量减少。当顶板为脆性岩层具裂隙较多时，瓦斯容易扩散，因而背斜顶部含瓦斯减少，在向斜轴部瓦斯增加。 4）煤层露头 煤层露头是瓦斯向地面排放的出口，因此，露头存在时间越长，瓦斯排放就越多，例如福建、广东地区的煤层多露头，瓦斯含量往往较低；反之，地表无露头的煤层，瓦斯含量往往较高。 5）地下水活动 由于地下水的运移，一方面驱动着裂隙和孔隙中瓦斯的运移，别一方面又带动了溶解于水中的瓦斯一起流动。因此，地下水活动有利于瓦斯的逸散。同时，水吸附在煤岩裂隙和孔隙的表面上，也减弱了煤对瓦斯的吸附能力，因而地下水和瓦斯占有的空间是互补的，这咱相逆的关系，表现为水大地带瓦斯小，水小瓦斯大。 6）煤层埋藏深度 煤层埋藏深度的增加不仅会因地应力增高而使煤层和围岩的透气性降低，而且瓦斯向地表运移的距离也增大，这两者的变化均朝着有利于封存瓦斯、而不利于放散瓦斯方向发展。 研究表明当深度不大时，煤层瓦斯含量随埋深的增大基本上呈线性规律增加；当埋深达一定值后，煤层瓦斯含量将会趋于常量。