瓦斯基本知識(shí)重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院

主講人：黃文祥第一章礦井瓦斯的認(rèn)識(shí)任務(wù)一瓦斯的認(rèn)識(shí)知識(shí)點(diǎn)一瓦斯基本知識(shí)瓦斯概念

瓦斯是指一種混合氣體，是井下煤層含有的所有有毒有害氣體的總稱，包括甲烷、二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等。甲烷在井下各種有毒有害氣體中所占比例最大，可達(dá)80~90%，所以習(xí)慣上把甲烷稱為瓦斯。瓦斯0102從植物遺體到形成泥炭，生物化學(xué)造氣時(shí)期從褐煤、煙煤到無(wú)煙煤，變質(zhì)造氣時(shí)期煤的形成兩個(gè)不同的造氣時(shí)期010203由褐煤轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)焰煤，瓦斯生成量為70m3/t~80m3/t;由褐煤轉(zhuǎn)化為貧煤，瓦斯生成量為120m3/t~150m3/t；由褐煤轉(zhuǎn)化為無(wú)煙煤生成240m3/t。由植物變成煤炭生成多少瓦斯？

煤的最大瓦斯含量一般不超過(guò)60m3/t。

由于造氣時(shí)期埋藏較淺，覆蓋層的膠結(jié)固化不好，生成的氣體通過(guò)滲透和擴(kuò)散很容易排放到大氣中，留在煤層中的瓦斯只是其中很少部分。最大瓦斯含量01瓦斯通常指甲烷，無(wú)色、無(wú)味，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(氣溫為0℃、大氣壓為1.01×105pa）。021m3甲烷質(zhì)量0.7618kg。031m3空氣的質(zhì)量為1.293kg。04相對(duì)密度為0.554，比空氣輕，常聚積于巷道的上部。05瓦斯有很強(qiáng)的擴(kuò)散性，擴(kuò)散速度是空氣的1.34倍。瓦斯性質(zhì)06瓦斯具有燃燒性和爆炸性。07瓦斯具有窒息性。甲烷本身無(wú)毒。當(dāng)空氣中氧含量相對(duì)降低，就會(huì)產(chǎn)生缺氧窒息。08甲烷過(guò)43%時(shí)，氧下降到12%人呼吸困難;09甲烷達(dá)57%時(shí)，氧下降到9%人會(huì)缺氧窒息而死亡。瓦斯性質(zhì)

煤的結(jié)構(gòu)狀態(tài)：十分復(fù)雜的孔隙性介質(zhì)，內(nèi)部有巨大的自由空間和孔隙表面。使得瓦斯能以游離和吸附兩種狀態(tài)存在于這些孔隙和裂隙中。

其結(jié)構(gòu)狀態(tài)如圖1所示：圖1煤的結(jié)構(gòu)狀態(tài)瓦斯在煤體中存在狀態(tài)01游離狀態(tài)02吸附狀態(tài)瓦斯以自由氣體狀態(tài)存在于煤層或圍巖的孔洞中，分子可自由運(yùn)動(dòng)，處于承壓狀態(tài)。吸附狀態(tài)的瓦斯按結(jié)合形式不同，分為吸著狀態(tài)和吸收狀態(tài)。①吸著狀態(tài)是指瓦斯被吸著在煤體或巖體微孔表面，在表面形成瓦斯薄膜。②吸收狀態(tài)是指瓦斯被溶解于煤體中，與煤分子結(jié)行，進(jìn)入煤體膠粒結(jié)構(gòu)，類似于氣體溶解于液體的現(xiàn)象。瓦斯在煤體中存在狀態(tài)瓦斯存在狀態(tài)不是固定不變的，而是處于不斷交換的動(dòng)平衡狀態(tài)。當(dāng)條件發(fā)生變化，這一平衡就被打破。壓力降低或溫度升高使一部分吸附瓦斯轉(zhuǎn)化為游離瓦斯的現(xiàn)象，叫做瓦斯解吸。瓦斯在煤體中存在狀態(tài)影響瓦斯存在狀態(tài)的因素03040102天然狀態(tài)下，吸附狀態(tài)約占90%，自由狀態(tài)的僅占10%。解吸現(xiàn)象：當(dāng)壓力降低或溫度升高時(shí)，有部分吸附狀態(tài)的瓦斯轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x狀態(tài)的現(xiàn)象。外界條件不變時(shí)，游離狀態(tài)和吸附狀態(tài)處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)吸附現(xiàn)象：