安全管理论文之矿压显现对工作面瓦斯涌出规律影响分析

矿压显现对工作面瓦斯涌出规律影响分析 （作者：王岩森　马立强　顾永功） 1瓦斯在煤层中存在形式及涌出规律 煤是一种复杂的孔隙性介质，有着十分发达的不同直径、形状的孔隙和裂隙，形成了庞大的自由空间和孔

矿压显现对工作面瓦斯涌出规律影响分析 （作者：王岩森 马立强 顾永功） 1瓦斯在煤层中存在形式及涌出规律 煤是一 种复杂的孔隙性介质，有着十分发达的不同直径、形状的孔隙和裂隙，形成了庞大 的自由空间和孔隙表面，煤层瓦斯以游离状态或吸附状态存在于煤层孔隙或裂隙内， 如图1所示。游离状态瓦斯量的大小决定于存在空间的容积、煤层瓦斯压力和温度。 吸附状态的瓦斯可分为吸着状态和吸收状态两种。吸着状态是在孔隙表面的固体分 子吸力作用下，瓦斯分子被紧密地吸附于孔隙表面上，形成很薄的吸附层，吸收状 态是气体分子紧密充满于几埃至十几埃的微细孔隙内。吸附状态瓦斯量的大小，决 定于煤层的孔隙结构特性、吸附能力及瓦斯压力和温度。 图1 瓦斯在煤内存在状 态示意图 1.1煤层内瓦斯存在形态的关系 煤层内瓦斯存在形态的游离状态和吸附 状态。它们以动态平衡的关系存在于煤层内。游离状态的瓦斯分子在运动中碰撞煤 层孔隙表面时，会因分子间吸力的作用被吸附到煤层孔隙表面上，这种现象叫吸附。 吸附在煤层孔隙表面上的瓦斯分子能克服分子间的吸引力进入煤层孔隙空间成为游 离状态，这种现象叫解吸。在一定条件下，当吸附速度与解吸速度相等时，达到动 态平衡。 煤层吸附状态的瓦斯量跟煤层瓦斯压力、温度有关；跟煤层的孔隙特征， 即煤层孔隙的大小及孔隙的表面积有关；跟煤层表面分子的吸附能力有关。游离状 态的瓦斯量跟煤层瓦斯压力、温度有关；跟煤层孔隙的特征，即煤层粗孔隙的体积 有关。根据有关资料统计的原始煤层内，吸附状态的瓦斯量约占煤层瓦斯含量的80～ 90％，游离状态的瓦斯量只占10～20％，但在断层、大的裂隙、孔洞和砂岩内，主 要为游离瓦斯。 1.2煤层瓦斯涌出规律 煤层揭露时，煤层揭露面原始的瓦斯存在 的平衡条件遭到破坏，煤层揭露面的瓦斯压力突然降到与揭露处空气的绝对压力相 等。吸附在揭露面的瓦斯迅速释放到空气中去。同时靠近揭露面煤层内的游离状态 瓦斯通过与外界沟通的煤层裂隙缓慢释放，煤层瓦斯压力逐渐降低，该处和瓦斯存 在平衡也遭到破坏，吸附状态的瓦斯逐渐释放，同时深部的游离状态瓦斯通过孔隙 不断进行补充，达到新的动态平衡。平衡后的瓦斯压力比原始煤层的瓦斯压力小；