瓦斯地质学复习资料.doc

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？ 瓦斯的形成:从地质角度认识煤层瓦斯的成因和形成机制，并把瓦斯的形成与成煤过 程、成煤物质联系起来研究。 瓦斯赋存的地质条件：着重研究影响瓦斯运移、排放和保存的地质条件，特别是研究瓦斯富集的地质条件，以便掌握瓦斯赋存和分布规律，为瓦斯预测提供依据。 煤与瓦斯突出的地质条件：着重研究瓦斯突出发生的地质条件，为瓦斯突出预测预报提供依据。 瓦斯危险性预测：主要包括瓦斯含量预测、瓦斯涌出量预测和瓦斯突出预测三个方面。 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？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。广义：煤矿井下有毒气体的总称。狭义：甲烷其主要成分是甲烷(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。2.矿井瓦斯来源于哪几个方面？ 煤（岩）层和地下水释放出来的、化学及生物化学释放出来的、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？ 物理性质:无色、无味、无嗅、可燃烧、窒息、有毒性、微溶于水；密度：0.7168kg/m。水中溶解度：55.61 l/m3(0，0.1MPa) 、33.10 l/m3(20，0.1MPa)； 爆炸范围：5%-16%(体积百分比)4瓦斯的危害和用途有哪些？危害：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(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？1、 生物化学成气时期 T65：在植物沉积成煤初期的泥炭化过程中，有机物在隔绝外部氧气进入和温度不超过65的条件下，被厌氧微生物分解为CH4、CO2和H2O。泥炭时期埋深不大，生成的瓦斯通过渗滤和扩散排放到大气中，因此，生物化学作用产生的瓦斯一般不会保留在煤层内。2、 煤化变质作用时期T=50-220：随着煤系地层的沉降及所处压力和温度的增加，泥炭转化为褐煤。有机物在高温、高压作用下，处于变质造气时期，挥发分减少，固定碳增加，生成的气体主要为CH4和CO2。 6简述瓦斯的垂向分带，各带的瓦斯成份有何不同？瓦斯风化带：CO2-N2N2N2-CH4CH4带名 气带成因 CO2 N2 CH4（从上到下） % % % (按体积) (按体积) (按体积）CO2-N2 空气生化成因 2080 2080 010N2 空气成因 020 80100 020N2-CH4 变质成因 020 2080 2080CH4 变质成因 010 020 801007.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？ 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； 气煤X=1.5-2.0 m3/t.r； 肥煤与瘦煤X=2.0-2.5 m3/t.r； 瘦煤X=2.5-3.0 m3/t.r；贫煤X=3.0-4.0 m3/t.r； 无烟煤X=5.0-7.0 m3/t.r，相对瓦斯涌出量q=2-3 m3/t； 4)矿井相对瓦斯涌出量为2m3/t； 影响因素：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)。8.瓦斯在煤体中赋存形式有哪几种？吸附瓦斯游离瓦斯压力温度压力温度 游离瓦斯10-20%（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。2、吸收状态：瓦斯分子进入煤体颗粒结构内部，与煤体固体分子相结合。）9.什么是瓦斯吸附？什么是瓦斯解吸？(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，称为解吸；10.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？ 1916年郎格缪尔导出单分子层吸附状态方程-郎格缪尔方程： X=abP/（1+bP)式中：X给定温度下，瓦斯压力为p时单位质量固体(纯煤除水份和灰份)表面吸附的气体体积，m3/t或m3/ m3 ；dadXMXw31.011+=p煤层平衡的瓦斯压力，MPa；a吸附常数，试验温度下煤的极限吸附量，m3/t；b吸附常数，MPa-1。主要因素:1 瓦斯压力2 气体性质（CO2 CH4 N2 ）3 温度4 变质程度5 煤中水分式中：Xw湿煤的瓦斯吸附量，m3/t；Xd干煤的瓦斯吸附量，m3/t；Mad煤中水分含量，%。11.简述煤体中孔隙分类及特征？ 微孔：直径 10-1 mm，层流和紊流混合渗透区间。 渗透容积：小孔至可见孔孔隙体积之和。 总孔隙体积：吸附容积和渗透容积之和。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。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/t。15.矿井瓦斯涌出形式有几种？ 普通涌出、特除涌出16.瓦斯流动场的划分有哪些？ 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？根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：低瓦斯矿井、高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井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。 1.按突出特征和成因分： 煤与瓦斯突出(突出) 煤与瓦斯压出(压出)煤与瓦斯倾出(倾出）。 2.按突出强度分：小型突出（50t） 中型突出（50，100t） 次大型突出（100，500t）大型突出（500，1000t）特大型突出（1000t） 3.按突出地点分：石门突出、平巷突出、上山突出、下山突出、回采工作面突出 4.按参与突出物种类分：煤与瓦斯突出、岩石与瓦斯突出、煤与二氧化碳突出、岩石与二氧化碳突出、盐与二氧化碳突出、煤、盐和二氧化碳突出19. 简述煤与瓦斯突出的特点？压出的特点？倾出的特点？ 突出特点： (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。 压出特点： (1)压出的煤抛出距离很近，一般为23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。倾出特点： (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。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（在一些突出事例发生前，有出现工作面温度降低、煤壁发凉、特殊气味等预兆。）22煤与瓦斯突出机理是什么？ 瓦斯为主导作用假说:瓦斯是突出的主要能源。 综合假说：1、地压和瓦斯压力是突出的主要能源2、瓦斯起着抛出体和搬运媒体的作用，是完成突出的主要能源。 化学本质假说：突出是由于煤在变质时的化学反应引起的。 地应力为主导作用的假说：突出的主要因素和能源是地应力。 中心扩张说：煤与瓦斯突出是离工作面的某一距离处的中心开始的。 流变说：煤与瓦斯突出是含瓦斯媒体在采动影响后地应力与孔隙瓦斯气体耦合的一种流变过程。 二相流体说：煤粒和二相流体受压积蓄能量卸压膨胀释放能量，冲破障碍区形成突出。 固流耦合失稳理论：瓦斯突出是含瓦斯媒体在采动影响下，局部发生迅速、突然破坏而生成的现象。 球壳失稳观点：地应力破坏媒体，媒体释放瓦斯，瓦斯是媒体裂隙扩张并使形成的煤壳失稳破坏的过程。23.突出分为几个作用过程？ 准备阶段 能量积聚，煤休处于临界状态 发动阶段 高应力状态破坏，裂隙增加，解吸加剧 扩展阶段 弹性能和瓦斯使煤体迅速破坏，瓦斯抛出 停止阶段 煤体破坏停止，瓦斯涌出减弱 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？3.1 含煤岩系沉积环境3.2 煤的变质程度3.3.1围岩特征3.4 地质构造3.5 煤层埋藏深度3.6煤田的暴露程度3.7 水文地质条件3.8 岩浆活动2.什么是含煤岩系？什么是煤层围岩？ 含有煤层，并有成因联系的沉积岩系。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？在正常煤系剖面中，直接伏于煤层下面的岩层称为煤层底板，是成煤时期沼泽中承受泥炭层堆积的沉积物； 煤层直接上伏岩层为顶板，是泥炭堆积后覆盖在泥炭层之上并使之保存下来的沉积物。 伪顶：指覆盖在煤层之上,力学强度低、不易形成应力拱的部分顶板岩层，开采后极易垮落的薄岩层,厚度一般小于 0.5m,常由炭质页岩等硬度较低的岩层所组成. 直接顶：是直接位于伪顶或煤层（如无伪顶）之上岩层，常随 着回撤支架而垮落，厚度一般在12m，多由泥岩、页岩、粉砂岩等较易垮落的岩石组成。老顶：是位于直接顶之上或直接位于煤层之上（无直接顶和伪顶）的厚而坚硬的岩层。常在采空区上方悬露一段时间，直到达到相当面积之后才能垮落一次，通常由砂岩、砾岩、石灰岩等坚硬岩石的组成。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？ 环境演化决定下覆、上覆地层厚度、岩性组合和厚度 (1)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 (2)聚煤期前后冲积环境沉积不利于瓦斯赋存 沉积组碎屑岩、砾岩，透气性好 (3)含煤岩河流相-河漫相-沼泽相-湖泊相完整旋回，以泥质岩为主沉积时，有利于瓦斯赋存。 上覆地层以冲积相-湖泊相旋回不利于瓦斯赋存。系沉积旋回滨海相三角洲(滨海平原)相滨海(内湖)相山间河流、洪积相河流、河漫相扇三角洲相深水湖泊相滨海平原相滨海冲积平原相山前冲积平原相洪积、冲积平原相有利于瓦斯保存不利于瓦斯保存6. 什么样的沉积序列（组合）对瓦斯保存有利？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。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? 岩石渗透性：是指在一定的压差下，岩石允许流体通过其连通孔隙性质。绝对渗透率：反映岩石本身的孔隙结构特征；相对渗透率：岩石对每一种流体的渗透率。有效渗透率大小：流体性质、流体数量比例关系、岩石本身孔隙结构特征。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？ 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。 煤层围岩的透气性不仅与岩性特征有关，还与一定范围内的岩性组合及变形特点有关。不同力学性质的岩层具有不同的构造表象。13. 褶皱构造是如何影响瓦斯赋存的？ 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？ 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)。15.埋藏深度是如何影响瓦斯的赋存？ 在瓦斯风化带以下，煤层瓦斯含量、瓦斯压力和瓦斯涌出量都与深度的增加有一定的比例关系。 一般情况下，煤层中的瓦斯压力随着埋藏深度的增加而增大。随着瓦斯压力的增加，煤与岩石中游离瓦斯量所占的比例增大，同时煤中的吸附瓦斯逐渐趋于饱和。因此从理论上分析，在一定深度范围内，煤层瓦斯含量亦随埋藏深度的增大而增加。但是如果埋藏深度继续增大，瓦斯含量增加的速度将要减慢。下表是前苏联学者黎金作的一个计算实例。16. 水文地质条件对瓦斯赋存的影响？ 地下水与瓦斯共存于煤层及围岩之中，其共性是均为流体，运移和赋存都与煤、岩层的孔隙、裂隙通道有关。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；另一方面又带动溶解于水中的瓦斯一起流动。尽管瓦斯在水中的溶解度仅为14%，但在地下水交换活跃的地区，水能从煤层中带走大量的瓦斯，使煤层瓦斯含量明显减少。同时，水吸附在裂隙和孔隙的表面，还减弱了煤对瓦斯的吸附能力。因此，地下水的活动有利于瓦斯的逸散。地下水和瓦斯占有的空间是互补的，这种相逆的关系，常表现为水大地带瓦斯小，反之亦然。17. 岩浆侵入对煤层瓦斯是如何影响的？ 岩浆侵入含煤岩系或煤层，在岩浆热变质和接触变质的影响下，煤的变质程度升高，增大了瓦斯的生成量和对瓦斯的吸附能力。 (1)在无隔气盖层、封闭条件不好的情况下，岩浆的高温作用可以强化煤层瓦斯排放，使煤层瓦斯含量减小。 (2)岩浆岩体有时使煤层局部被覆盖或封闭，成为隔气盖层。但在有些情况下，由于岩脉蚀变带裂隙增加，造成风化作用加强，可逐渐形成裂隙通道，而有利于瓦斯的排放。 岩浆活动对瓦斯赋存既有生成、保存瓦斯的作用，在某些条件下又有使瓦斯逸散的可能性。 第四章 控制煤与瓦斯突出的地质因素1. 什么是原生结构、什么是构造结构？什么是软煤？ 原生结构：煤层原始沉积时的结构。 构造结构：受构造应力作用，煤的原生结构遭受破坏后所表现出的结构称为构造结构。 软煤：在发生突出的地点及附近的煤层都具有层理紊乱，煤质松软的特点。人们习惯上把这种煤叫做软分层煤，或简称软煤。2. 构造煤分几类？如何识别？ 构造煤分为三种类型:碎裂煤、碎粒煤、糜棱煤 构造煤特征：（1)煤的原生结构遭到不同程度的破环，除碎裂煤可断续见到原生条带状结构外，大部分均失去了原生结构。 (2)表现有明显的构造结构特点，如碎裂状、砂糖状、粉粒状、鳞片状、土状等，还不同程度发育有镜面、揉皱镜面或定向排列构造等。 (3)手试强度低，松软易碎，用手捻可成厘米级、毫米级碎粒或煤粉。 微观结构特征：网络结构、蜂窝结构、碎裂结构、岩溶状结构、表面积增大、煤体强度降低。3. 构造煤的瓦斯地质特征有哪些？随着煤体破坏程度的增高，煤的坚固性系数(f值)降低，而瓦斯放散指数(p)增大。同原生结构煤相比，构造煤具有坚固性系数小、瓦斯放散指数大和瓦斯含量高等特点，这是构造煤易于发生突出的重要原因。4. 为何构造煤发育是发生突出的必要条件？ 构造煤是一种高分散性多孔介质； 煤的孔隙裂隙十分发育，比表面积增大； 煤体强度低，f 均在0.5以下，一般0.2-0.3； 高应力条件下，孔隙易闭合形成“煤砖”； 构造挤压、剪切作用形成的压扭性构造使煤层发生强烈韧塑性变形和破坏。5. 突出经常发生在哪些地质构造部位？举例说明。 大量实际资料表明，煤与瓦斯突出多分布在地质构造破坏带，地质构造是控制煤与瓦斯突出的主要地质因素。例子：保加利亚有90%的突出发生在构造破坏带，在苏联顿巴斯煤田，缓倾斜煤层有80%的突出、急倾斜煤层有50%的突出集中发生在地质破坏带。四川南桐矿区(19551972年)在有资料记载的464次突出中，有436次(占94)发生在构造带；红卫煤矿(19541976年)225次突出中有190多次(占85)发生在煤包处。 北票矿区、英岗岭矿区85%发生在构造破坏带(1) 封闭的向斜轴附近：南桐煤矿的大部分突出，包括最大的一次3500吨的突出，都发生在王家坝向斜的轴部附近。(2) 帚状构造的收敛端：天府矿务局三汇一矿+280m主平硐掘开断层上、下盘的六号煤层时，分别发生了强度12780t和2500t的特大型突出。(3) 煤层扭转区：南桐矿区(4) 煤层产状变化地带：南桐煤矿一井(5) 压性、压扭性小断层附近 ：六枝煤矿煤层厚度由6-7米增至10米左右，并造成次一级的压扭性小断层发育。该采区突出14次，占全矿七号煤层突出总次数的61%。6、 我国防治煤与瓦斯突出规定对煤体结构是如何划分的？破坏类型 光泽构造与构造特征节理性质节理面性质断口性质强度类（非破坏煤层）亮与半亮层状构造块状构造条带清晰明显一组或二三组节理节理系统发达有次序有充填物（方解石）此生面少节理劈理面平整参差阶状，贝状，波浪状坚硬，用手难以掰开类（破坏煤）亮与半亮1尚未失去层状较有次序2条带明显有时扭曲有错动3不规则块状多棱角4有挤压特征次生节理面多，且不规则与原生节理面呈网状节理节理面有攃纹、滑皮节理平整易掰开参差多角用手极易剥成小块中等硬度类煤强烈破坏煤半亮与半半暗1弯曲呈透镜体构造2小片状构造3细小碎块层理较絮无次序节理不清系统不发达次生节理密度大有大量擦痕参差及粒状用手捻之成粉末硬度低类煤粉碎煤暗淡粒状或小颗粒胶结而成节理失去意义呈粘块状粒状用手捻之成粉末偶尔较硬类煤全粉状暗淡1土状构造似土质煤2如断层泥状土状可捻成粉末疏松 第五章 瓦斯参数测试方法1. 什么是煤的坚固性系数、如何表示？ 反映煤体破坏程度的一个指标，无量纲。2. 什么是瓦斯放散初速度、如何表示？它是一个假定指标，表示充有瓦斯的煤样放散瓦斯快慢的一个指标，无量纲。3. 煤层原始瓦斯压力？煤层残存瓦斯压力？ 当煤层未受采动影响而处于原始赋存状态时，煤中平衡瓦斯压力称之为煤层原始瓦斯压力，其物理单位为MPa（兆帕）当煤层受采动影响涌出一部分瓦斯后，此时煤层中残留瓦斯的压力大小称之为煤层残存瓦斯压力，单位为MPa。煤层的残存瓦斯压力总小于原始瓦斯压力。4. 煤层原始瓦斯含量？煤层残存瓦斯含量？ 当煤层未受采动影响而处于原始赋存状态时，煤中平衡瓦斯压力称之为煤层原始瓦斯压力，其物理单位为MPa（兆帕）。 当煤层受采动影响涌出一部分瓦斯后，此时煤层中残留瓦斯的压力大小称之为煤层残存瓦斯压力，单位为MPa。煤层的残存瓦斯压力总小于原始瓦斯压力。5. 煤的瓦斯容量？ 当煤中瓦斯压力无限升高时，单位重量煤所能吸附的换算成标准状态下的瓦斯体积称之为煤的瓦斯容量。瓦斯容量与煤的变质程度有关，从褐煤到无烟煤，随着煤的变质程度的升高，瓦斯容量也随着加大。瓦斯容量实际上是煤对瓦斯的极限吸附量。6. 瓦斯浓度？单位体积空气中所含有的瓦斯体积的体积百分数称之为瓦斯浓度，常用%作单位，我们常说的瓦斯浓度为1%表示的是井下每1m3大气中含有0.01m3的瓦斯，或者说每100m3的井下空气中含有1m3的瓦斯。7. 煤层瓦斯含量的测定步聚？8. 煤层瓦斯压力的测定步骤？9. 瓦斯解吸损失量是如何计算出来的？10. 简述间接法测定煤层瓦斯含量的步聚？11. 什么是煤层透气性？如何表示？ 煤是一种多孔介质，在一定的压力梯度下，气体和液体可以在煤体中流动。煤层透气性是煤层对瓦斯流动的阻力，通常用透气性系数来表示。透气性系数越大，瓦斯在煤层中流动越容易。 煤层透气性系数在我国普遍用的单位是m2/Mpa2.d。 12. 煤层透气性系数的测定方法？ K-煤样的透气性系数，D(达西)； -在试验温度条件下，瓦斯的绝对粘度，10-3PaS； P1、P2-煤样瓦斯入口和出口端的瓦斯压力，Mpa； Pa-大气压力，0.1Mp； Q-瓦斯流量，cm3/s； L-煤样长度，cm； F-煤样断面积，cm2；(1)打钻测定煤层瓦斯压力。(2)卸压测定钻孔瓦斯流量。(3)测定煤层瓦斯含量系数。(4)煤层透气性系数计算方法(径向非稳定流) 第六章 突出煤层煤体结构的研究1. 突出煤体结构的井下观测内容有哪些？突出矿井，石门揭门地点、各突出煤层采掘巷道(上下山、工作面风巷、机巷、切眼、联络巷等)，均要进行地质编录和煤体结构特征观测。2. 突出煤层煤体结构的室内研究有哪些内容？ (1)整理井下记录，绘制柱状、剖面图。(2)对观测点编号，展绘在剖面、平面图上，计算揉皱系数(3)补充描述采集标本，统一整理标本。(4)对样品进行实验室测试。3.研究突出煤体结构有什么意义？(1)构造煤具有丰富的比表面积，造成煤体吸附瓦斯大大增加；(2)构造煤结构破碎，颗粒间较多的裂隙易于自由态瓦斯聚积，储集瓦斯空间增加，具备含瓦斯的介质条件；(3)采动应力导致原来小裂隙相互连通，瓦斯具有高解吸能力；(4)吸附层的瓦斯破坏了煤的力学稳定性，导致煤体强度降低。(5)高应力下，构造煤体裂隙闭合形成“煤砖”，透气性降低甚至不透气，含高瓦斯煤体能积聚大量弹性潜能。富含瓦斯的糜棱煤将瓦斯全部溶解于体积内，煤颗粒彼此失去联系，形成气固结合的煤溶体，发生流变，形成含颗粒的高压瓦斯流。4. 突出煤体结构如何划分？划分依据是什么？ 第七章1. 什么是瓦斯地质区划，其基本观点是什么？ 区划是将影响瓦斯赋存和瓦斯突出的各种地质因素进行对比分析，找出空间上和时间上的异同点，按一定标志进行综合，划分不同级别区域，联系瓦斯赋存和突出区，找出二者联系。 基本观点：（1）瓦斯分布和突出分布是不均衡的，具有分区分带特点。 （2）这种分区分带与地质条件关系密切，并受地质因素制约。 （3）瓦斯突出分布具有分级控制特点，不同级别突出区域影响因素不同，突出预测的地质指标应分级使用。2. 瓦斯地质区划的基本原则是什么？ （1）瓦斯地质区划是针对一定区域进行。 （2）采区统一的划分标准（瓦斯、地质指标一致）。 （3）瓦斯地质单元边界确定（构造边界等）。 （4）瓦斯地质区划应与瓦斯地质图同时进行。3. 瓦斯地质区划指标有哪些？ 区划的参数包括：褶皱变形系数、煤厚标准差、揉皱系数、围岩透气性、瓦斯涌出量和瓦斯突出的分带等。其它瓦斯地质区划指标：（1） 倾角标准差：反映煤层倾角变化大小，褶曲发育情况（2） 煤厚标准差：反映煤层厚度变化大小（3） 揉皱系数（4） 小断层密度：统计单元内，单位面积或长度上小断层条数，反映裂隙构造发育程度。（5） 煤厚变异系数 4.什么是瓦斯地质变量？什么是定性变量？什么是定量变量？ 定义：某一瓦斯地质现象可取不同数值的变量。 按性质可分：定性变量、定量变量 (1)定性变量：没有量的概念，只是某种属性的描述。如煤层顶、底板岩性；地质时代等。常用二态变量来表示即用“0”和“1”来表示某种属性的“有”和“无”。 (2)定量变量：如煤层厚度、瓦斯成份、煤层埋藏深度等5. 多元回归分析的方法有哪几种？(没找到） 回归分析(一元线性回归、多元线性回归) 用来研究某一变量与其它若干变量之间关系，可以确定一个变量如何随其它变量变动而变动。6.什么是数量化理论？ 数量化理论(、 、 、)相当于(回归分析、判别分析、因子分析、聚类分析)。 数量化理论解决若干定性变量(可兼顾若干定量变量)的变化与某一变量之间的关系。 第八章 瓦斯地质图编制1. 瓦斯地质图和普通地质图有何区别？ 矿井瓦斯地质图是以矿井煤层底板等高线图和采掘工程平面图作为地理底图，在系统收集、整理建矿以来采、掘工程揭露和测试的全部瓦斯资料和地质资料，如采掘工作面每日的瓦斯浓度、风量和瓦斯抽采量，煤与瓦斯突出危险性预测指标及煤与瓦斯突出点资料等，在查清矿井瓦斯地质规律，进行瓦斯涌出量预测、煤与瓦斯突出危险性预测、瓦斯（煤层气）资源量评价和构造煤的发育特征等基础上按照图例绘制而成。矿井瓦斯地质图能高度集中反映煤层采掘揭露和地质勘探等手段测试的瓦斯地质信息，可准确反映矿井瓦斯赋存规律和涌出规律，准确预测瓦斯涌出量、瓦斯含量、煤与瓦斯突出危险性，准确评价瓦斯（煤层气）资源量及开发技术条件。2. 瓦斯地质图的种类有哪些？ 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3. 简述瓦斯地质编图如何编制？（1）瓦斯资料整理收集编图范围内各钻孔的实测煤层瓦斯含量资料，整理分析，填在平面图上；系统收集整理矿井瓦斯涌出资料；整理矿井历年瓦斯突出资料收集瓦斯喷出点、异常涌出点、煤层瓦斯压力测试等。（2）地质资料整理含煤岩系特征;煤层围岩岩性及特征；区域和井田地质构造；煤层层数、厚度及变化；煤的变质程度；煤岩产状及变化；煤质和煤体结构；其它地质条件。（3）瓦斯地质综合分析定性分析与瓦斯赋存和突出有关的各贡地质因素。在诸多因素中筛选主导作用因素，再定量分析不同因素的贡献。（4）选择合理编图方法编图步聚整理资料 综合分析 展绘资料 勾绘等值线 瓦斯地质区划 瓦斯地质单元（5） 编图注意的问题瓦斯地质图是一种综合图、系列图；瓦斯地质图应有统一要求（图件种类、图例）；瓦斯地质图要反映预测成果（瓦斯涌出量预测、瓦斯含量预测、突出危险性预测)；瓦斯参量等值线在复杂地质条件下的外推要符合实际情况；兼顾点、线、面统一。4. 瓦斯地质图的作用有哪些？ 1.划分出不同级别的瓦斯地质单元2.准确反映矿井瓦斯涌出规律3.准确预测煤与瓦斯突出危险性4.高度集中瓦斯地质信息，综合防治瓦斯灾害 第九章 瓦斯涌出量预测1. 矿井瓦斯涌出形式有几种？ 一般涌出：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。2.矿井瓦斯涌出来源有几个方面？ 按空间分布：掘进区瓦斯，回采区瓦斯，采空区瓦斯。按瓦斯涌出源：本煤层瓦斯，临近煤层和围岩中瓦斯。3.影响瓦斯涌出的主要因素有哪些？ 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。 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。 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。 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。 顶板管理方法：陷落法比充填法工作面的瓦斯涌出量大。 生产工序：落煤时瓦斯涌出量大于其它工序。 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。 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。4.什么是矿山统计法？适用范围是什么？简述优缺点？ 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。 适用范围 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。 应用统计预测法时的外推范围一般沿垂深不超过100200m，沿煤层倾斜方向不超过600m。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。 工作面从开切眼形成到第一次放顶期间，由于瓦斯涌出尚未达正常状态，在该段时间内的测定数据不能在统计分析中应用； 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。 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。 评价：由于矿山统计法仅考虑瓦斯涌出量与开采深度一个因素之间的关系，故其适用范围受到一定的限制。对于地质条件简单的矿井，瓦斯涌出量的变化主要受开采深度的影响，预测结果可以满足生产要求。而在很多生产矿井，由于矿井地质条件的变化，瓦斯涌出量除了与开采深度有关以外，与其它地质因素也存在较密切的关系。在这种情况下，只考虑开采深度的预测方法将难以达到生产要求的预测精度。5.什么是分源预测法？适用范围？优缺点各是什么？ 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。 适用于新建矿井、生产矿井水平延深、新设计采区和采掘工作面的瓦斯涌出量预测。 优点：适用条件较广，精确率高。不足：预测前首选对瓦斯含量进行预测，导致预测的精度不高。6.瓦斯地质数学模型法的基本原理是什么？ 通过瓦斯地质规律研究，分析瓦斯涌出量的变化规律，筛选影响瓦斯涌出量变化的主要地质因素；在此基础上，根据矿井已采地区的瓦斯涌出量实测资料和相关的地质资料，综合考虑包括开采深度在内的多种影响因素，采用一定的数学方法，建立预测瓦斯涌出量的多变量数学模型（预测方程）；利用所建立的数学模型，对矿井未采区域的瓦斯涌出量进行预测。7.模型的理论基础是什么？ 瓦斯地质数学模型法采用数量化理论作为建模工具。数理化理论是数量化理论的方法之一，用于解决从定性的或兼有定量的自变量出发对因变量的预