1.瓦斯概念

广义：井下除正常空气的大气成份以外，涌向采矿空间的各种有毒、有害气体总称。

狭义：煤矿生产过程中从煤、岩内涌出的，以甲烷为主要成份的混合气体总称。

2.垂直分带

形成原因：当煤层直达地表或直接为透气性较好的第四系冲积层覆盖时，由于煤层中瓦斯向上运移和地面空气向煤层中渗透，使煤层内的瓦斯呈现出垂直分带特征。

划分的意义：掌握本煤田煤层瓦斯垂直分带的特征，是搞好矿井瓦斯涌出量预测和日常瓦斯管理工作的基础。

3.煤的孔隙特征

集气性----CH4的存在形态、含量，etc;渗透性----流态、流出形式、涌出量；力学特性----强度、弹性、脆性

分类：

类别直径/mm CH4的存在形态

微孔〈10-5 吸附、吸收

小孔 10-5 ~ 10-4 吸收、游离

中孔 10-4 ~ 10-3 表面吸附、游离

大孔 10-3 ~ 10-1 游离

主要影响因素：煤化程度、地址破坏程度、地应力性质及其大小等因素

4.煤的吸附特性

气体分子与固体表面分子间相互作用，气体分子暂时停留在固体表面上的现象

影响因素：瓦斯压力、温度、瓦斯性质、煤的变质程度、煤中的水分、煤中的灰分

吸附方程

Langmuir方程（1916年）

理论计算式：x=abp/(1+bp)

式中：X----给定温度下的吸附量，m3/t；

      a----吸附常数，极限吸附量，m3/t；

      b----吸附常数，Mpa-1;

      P----吸附平衡时的气体压力，Mpa。

      a、b通过实验室测定得出。

实际算式：x=k+abp/(1+bp)

5.煤层瓦斯压力：煤层孔隙或裂隙内气体分子自由运动撞击所产生的作用力，它在某一点上各向大小相等，方向与孔隙壁垒垂直

意义：煤层瓦斯压力是决定煤层瓦斯含量、瓦斯流动动力高低以及瓦斯动力现象的基本参数。

分布规律：在甲烷带内，煤层的瓦斯压力随深度的增加而增加，多数煤层呈线性增加，瓦斯压力梯度随地质条件而异，在地质条件相近的块段内相同深度的同一煤层具有大体相同的瓦斯压力。因此可以预测深部煤层瓦斯压力：p=p′+c(h-h′),

P—预测的甲烷带内深H(m)处的瓦斯压力，MPa; c—瓦斯压力梯度，MPa/m;c=p2-p1/h2-h1

6.瓦斯存在状态：游离状态、吸附状态、其他形态结晶水化物

瓦斯含量含义：单位质量或体积的煤中含有的瓦斯量

影响因素：煤层埋藏深度、煤层和围岩的透气性、煤层倾角、煤层露头、地质构造、煤化程度、地层的地质史、水文地质条件。

二．矿井瓦斯流向分类：A）单向流动（一维）：在x、y、z三维空间中，只有一向有流速。

B）径向流场在x、y、z三维空间中，两个方向有流速。

C）球向流场在x、y、z三维空间中，三个方向均有流速。

7.煤层透气性系数：是煤层瓦斯流动难易程度的标志。

瓦斯涌出量的含义：指在矿井建设和生产过程中从煤与岩石内涌出的瓦斯量。它是确定矿井瓦斯等级、进行矿井通风计算等方面的依据。

瓦斯涌出形式：指矿井瓦斯在时间、空间上的分布形式。

（1）普通涌出：长时间地、均匀地从煤体中涌出瓦斯。

 特点：时间上：连续不断；空间上：普遍存在；涌出强度：缓慢、均匀

（2）特殊涌出：矿井生产过程中，在某些特定地点、突然地于一段时间内大量涌出瓦斯的现象。

 特点：时间上：突然地、间隔的；空间上：非普遍存在；涌出强度：产生动力破坏。

8.回采工作面瓦斯涌出

1）瓦斯涌出来源① 本开采煤层：煤壁、采空区、采落煤炭；② 厚煤层未采分层；③ 采动影响邻近层；④ 围岩。

2）时空不均匀性A）落煤、放煤时与平均瓦斯涌出相比。水采：2~4倍；炮采：1.4~2.0倍；机采：1.3 ~ 1.6倍；风镐：1.1 ~ 1.3倍。B）从切眼起逐渐增大，达到一定距离后稳定（初次来压后），随老顶周期来压，瓦斯涌出呈周期性变化。C）对上行通风，从工作面下口至上口，瓦斯浓度逐渐增大，上隅角达到最大。

9.回踩工作面及巷道附近瓦斯涌出

Q=Qb+CtCl

式中：Qb----本煤层瓦斯涌出量；Ql ----邻近层瓦斯涌出量;Ct----取决于通风系统的系数

10.瓦斯涌出不均系数的含义：某一段时间内，周期性最大瓦斯涌出量与平均瓦斯涌出之比。

 矿井瓦斯涌出不均系数表示为： kg=Qmax/Qa

式中：kg－给定时间内瓦斯涌出不均系数，一般大于1；Qmax－该时间内的最大瓦斯涌出量，m3/min；Qa－该时间内的平均瓦斯涌出量，m3/min；

11.影响瓦斯涌出量的主要因素:（一）自然因素1、煤层和围岩的瓦斯含量。它是决定瓦斯涌出量多少的最重要因素。一般地，煤层的瓦斯含量越高，开采时的瓦斯涌出量也越大。2、地面大气压变化。对回采工作面采空区和老空区、塌陷区、冒顶区瓦斯涌出有明显影响。

（二）开采技术因素1、开采规模2、开采顺序与回采方法3、生产工艺4、风量变化5、采区通风系统6、采空区的密闭质量 

12.瓦斯积聚层

瓦斯积聚：瓦斯浓度超过2%，其体积超过0.5m3的现象。

瓦斯积聚层：瓦斯在其自身浮力作用下上升，积聚于巷道顶板形成稳定的瓦斯层。

原因：1）巷道周壁不断涌出瓦斯（点或面涌出）2）巷道风流含有瓦斯3）巷道风速低，不能造成瓦斯与空气紊流混合。

13.矿井瓦斯等级及其鉴定

矿井瓦斯等级划分

原则：按矿井瓦斯涌出量的大小和瓦斯涌出形式。

意义：便于进行分级管理，使矿井瓦斯管理趋于科学化。

瓦斯矿井：一个矿井中只要有一个煤（岩）层发现瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井。

突出矿井：矿井在采掘过程中，只要发生过1次煤（岩）与瓦斯突出（简称突出，下同），该矿井即为突出矿井。

突出煤层：发生突出的煤层即为突出煤层。

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：

（一）低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于等于40m3/min
（二）高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min
（三）煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井