煤層瓦斯含量及其影響因素

柏樹森

摘 要：在礦井設計及開采中，井田范圍煤層瓦斯含量是工作的重點，準確掌握煤層瓦斯含量及其影響因素，是指導礦井科學設計，瓦斯治理，安全開采的關鍵條件。本文從影響煤層瓦斯含量的各種因素進行分析，為礦井科學設計，瓦斯治理，安全開采提供技術依據。

關鍵詞：煤層；瓦斯含量；影響因素

前言：煤層瓦斯含量是指單位體積或重量的煤在自然狀態下所含有的瓦斯量，。煤層的瓦斯含量包括游離瓦斯和吸附瓦斯。煤層瓦斯含量的大小，主要決定于成煤過程中生成的瓦斯量和煤層保存瓦斯的地質條件。保存瓦斯的地質條件包括煤層和圍巖的結構（如透氣性）和物理化學特性（如吸附性能）、成煤后的地質運動和地質構造、煤層的賦存條件、圍巖性質等。準確掌握煤層瓦斯含量及其影響因素，是開展礦井科學設計，瓦斯治理，安全開采的重要基礎。

一、煤的變質過程

煤的變質過程不僅影響瓦斯的生成量，而且對煤的結構、空隙率和吸附性等，亦即對煤層儲存瓦斯的能力有影響。一般的說，在同一煤田內瓦斯含量隨變質程度增高而有規律的變化。但在不同煤田內，相同變質程度的煤瓦斯含量是不同的。

煤化程度還決定煤的吸附性能，一般情況下煤的煤化程度越高吸附能力增高，儲存瓦斯能力越強。

二、地質構造

地質構造是影響煤層瓦斯含量的最重要因素之一。在圍巖屬低透氣性的條件下，封閉型地質構造有利于瓦斯儲存，而開放型地質構造有利于瓦斯排放。

同一礦區不同地點瓦斯含量的差別，往往是地質構造因素造成的結果。

閉合的和傾伏的背斜或穹窿，通常是理想的儲存瓦斯構造。頂板如為致密巖層而又未遭破壞時，瓦斯在背斜軸部集聚，形成所謂“氣頂”，瓦斯含量明顯增高。但是當背斜軸頂部巖層是透氣性巖層或因張力形成連通地表或其他存氣構造的裂隙時，其瓦斯含量因能轉移反而比翼部少。

對向斜而言，當軸部頂板巖層受到的擠壓應力比底板巖層強烈，使頂板巖層和兩翼煤層透氣性變小，瓦斯就易于儲存在向斜軸部.當煤層或圍巖的裂隙發育透氣性較好時，軸部的瓦斯容易通過構造裂隙和煤層轉移到圍巖和向斜的翼部，瓦斯含量反而減少。

受力作用在煤層局部形成的大型煤包，由于周圍煤層在應力的作用下壓向煤包，形成煤包內瓦斯的封閉條件，瓦斯含量大。同理，由兩條封閉性斷層與致密巖層圈閉的地壘或地塹構造，也可形成為瓦斯含量的增高區。

斷層對瓦斯含量的影響比較復雜。一方面要看斷層（帶）的封閉性，另一方面要看與煤層接觸的對盤巖層的透氣性。開放性斷層（一般為張性、張扭性或導水的壓性斷層），不論其和地表是否直接相同，斷層附近的煤層瓦斯含量都會降低。封閉型斷層（壓性、壓扭性不導水斷層），煤層對盤巖性透氣性低時，可以阻止瓦斯釋放。如果斷層的規模大而斷距長時，在斷層附近也可能出現一定寬度的瓦斯含量降低區。

三、煤層的露頭與埋藏深度

煤層如果有或曾經有過露頭與大氣相通，瓦斯能沿煤層裂隙流動而逸散到大氣中，瓦斯含量就不會很大。否則，瓦斯難以逸散，它的含量就較大。

煤層埋藏越深，其瓦斯向地表運動距離就越長，散失就越困難。同時，由于深度的增加，在地壓的作用下煤層的透氣性降低，有利于瓦斯的保存。在近代開采深度的范圍內，煤層的瓦斯含量隨深度的增加而增加。

四、圍巖透氣性

煤系巖性組合和煤層圍巖性質對煤層瓦斯含量影響很大。如果圍巖為致密完整的低透氣性巖層，如泥巖，石灰巖，煤層中的瓦斯就易于保存下來。煤系地層巖性主要為泥巖，頁巖，粉砂巖和致密灰巖，圍巖的透氣性差，所以煤層瓦斯含量高，瓦斯壓力大。反之，圍巖由中粗粒砂巖，礫巖或裂隙溶洞發育的石灰巖組成，則煤層瓦斯含量小。，圍巖是透氣性大的厚砂巖，煤層瓦斯含量就低。

五、煤層傾角

六、水文地質條件

雖然瓦斯在水中的溶解度很小，但是如果煤層中有較大的含水裂隙或地下水流過時，經漫長的地質年代，也能從煤層中帶走大量瓦斯，降低煤層的瓦斯含量。而且，地下水還會溶蝕并帶走圍巖中的可溶性礦物質，從而增加了煤系地層的透氣性，有利于煤層瓦斯的流失。

結語：影響煤層瓦斯含量的因素是多種多樣的。必須結合本井田或本礦具體情況找出其主要影響因素，進行分析研究，為礦井科學設計，瓦斯治理及安全開采提供依據。