煤层瓦斯含量及其影响因素

柏树森

摘 要：在矿井设计及开采中，井田范围煤层瓦斯含量是工作的重点，准确掌握煤层瓦斯含量及其影响因素，是指导矿井科学设计，瓦斯治理，安全开采的关键条件。本文从影响煤层瓦斯含量的各种因素进行分析，为矿井科学设计，瓦斯治理，安全开采提供技术依据。

关键词：煤层；瓦斯含量；影响因素

前言：煤层瓦斯含量是指单位体积或重量的煤在自然状态下所含有的瓦斯量，。煤层的瓦斯含量包括游离瓦斯和吸附瓦斯。煤层瓦斯含量的大小，主要决定于成煤过程中生成的瓦斯量和煤层保存瓦斯的地质条件。保存瓦斯的地质条件包括煤层和围岩的结构（如透气性）和物理化学特性（如吸附性能）、成煤后的地质运动和地质构造、煤层的赋存条件、围岩性质等。准确掌握煤层瓦斯含量及其影响因素，是开展矿井科学设计，瓦斯治理，安全开采的重要基础。

一、煤的变质过程

煤的变质过程不仅影响瓦斯的生成量，而且对煤的结构、空隙率和吸附性等，亦即对煤层储存瓦斯的能力有影响。一般的说，在同一煤田内瓦斯含量随变质程度增高而有规律的变化。但在不同煤田内，相同变质程度的煤瓦斯含量是不同的。

煤化程度还决定煤的吸附性能，一般情况下煤的煤化程度越高吸附能力增高，储存瓦斯能力越强。

二、地质构造

地质构造是影响煤层瓦斯含量的最重要因素之一。在围岩属低透气性的条件下，封闭型地质构造有利于瓦斯储存，而开放型地质构造有利于瓦斯排放。

同一矿区不同地点瓦斯含量的差别，往往是地质构造因素造成的结果。

闭合的和倾伏的背斜或穹窿，通常是理想的储存瓦斯构造。顶板如为致密岩层而又未遭破坏时，瓦斯在背斜轴部集聚，形成所谓“气顶”，瓦斯含量明显增高。但是当背斜轴顶部岩层是透气性岩层或因张力形成连通地表或其他存气构造的裂隙时，其瓦斯含量因能转移反而比翼部少。

对向斜而言，当轴部顶板岩层受到的挤压应力比底板岩层强烈，使顶板岩层和两翼煤层透气性变小，瓦斯就易于储存在向斜轴部.当煤层或围岩的裂隙发育透气性较好时，轴部的瓦斯容易通过构造裂隙和煤层转移到围岩和向斜的翼部，瓦斯含量反而减少。

受力作用在煤层局部形成的大型煤包，由于周围煤层在应力的作用下压向煤包，形成煤包内瓦斯的封闭条件，瓦斯含量大。同理，由两条封闭性断层与致密岩层圈闭的地垒或地堑构造，也可形成为瓦斯含量的增高区。

断层对瓦斯含量的影响比较复杂。一方面要看断层（带）的封闭性，另一方面要看与煤层接触的对盘岩层的透气性。开放性断层（一般为张性、张扭性或导水的压性断层），不论其和地表是否直接相同，断层附近的煤层瓦斯含量都会降低。封闭型断层（压性、压扭性不导水断层），煤层对盘岩性透气性低时，可以阻止瓦斯释放。如果断层的规模大而断距长时，在断层附近也可能出现一定宽度的瓦斯含量降低区。

三、煤层的露头与埋藏深度

煤层如果有或曾经有过露头与大气相通，瓦斯能沿煤层裂隙流动而逸散到大气中，瓦斯含量就不会很大。否则，瓦斯难以逸散，它的含量就较大。

煤层埋藏越深，其瓦斯向地表运动距离就越长，散失就越困难。同时，由于深度的增加，在地压的作用下煤层的透气性降低，有利于瓦斯的保存。在近代开采深度的范围内，煤层的瓦斯含量随深度的增加而增加。

四、围岩透气性

煤系岩性组合和煤层围岩性质对煤层瓦斯含量影响很大。如果围岩为致密完整的低透气性岩层，如泥岩，石灰岩，煤层中的瓦斯就易于保存下来。煤系地层岩性主要为泥岩，页岩，粉砂岩和致密灰岩，围岩的透气性差，所以煤层瓦斯含量高，瓦斯压力大。反之，围岩由中粗粒砂岩，砾岩或裂隙溶洞发育的石灰岩组成，则煤层瓦斯含量小。，围岩是透气性大的厚砂岩，煤层瓦斯含量就低。

五、煤层倾角

六、水文地质条件

虽然瓦斯在水中的溶解度很小，但是如果煤层中有较大的含水裂隙或地下水流过时，经漫长的地质年代，也能从煤层中带走大量瓦斯，降低煤层的瓦斯含量。而且，地下水还会溶蚀并带走围岩中的可溶性矿物质，从而增加了煤系地层的透气性，有利于煤层瓦斯的流失。

结语：影响煤层瓦斯含量的因素是多种多样的。必须结合本井田或本矿具体情况找出其主要影响因素，进行分析研究，为矿井科学设计，瓦斯治理及安全开采提供依据。