煤层瓦斯赋存与流动理论

煤层瓦斯赋存与流动理论世纪就开始为人们所认识。我国瓦斯，这一煤炭生成过程中的伴生物，早在明代宋年）一书应星在《天工开物》中曾介绍，煤层中存在着一种能使人窒息和可燃爆的气世纪末，英国和其他西欧国家在体，并提出了利用竹管引排的方法；采煤时，也遇到了“有害的”气体世纪初期英国有的矿井开始发生瓦斯爆，但并未引起人们的重视。直到年美国煤矿发生瓦斯爆炸及后来断断续续又发生的许多次爆炸，导致炸、了人员和设备财产的严重损失后，才逐渐引起人们的重视，并开始研究爆炸的原因及应采取的防范措施。但是，有关瓦斯生成及来世纪年代才开始逐步引起人们的重视，源的问题，直到并对此进行研究。煤矿井下的瓦斯主要来自煤层和煤系地层，它是成煤的煤化作用过程中伴生的。煤的原始母质沉积以后，一般经历个成气时期：从植物遗体到泥炭的生物化学成气时期和在地层的高温高压作用下从褐煤直到无烟煤的煤化变质作用成气时期。瓦斯的生成是和煤的形成同时进行且贯穿于整个成煤过程中的。第一章煤层瓦斯的来源煤层瓦斯的生成多年的理论研究和实践表明，瓦斯的生成与煤的成因息息相关，其除了与成煤物质、成煤环境、煤岩组成、围岩性质、成煤阶段等有关系外，还和个不同成气时期有很大的关系。一般情况下，瓦斯的成气母质可分为高等植物在成煤过程中形成的腐植质和低等植物在成煤过程中形成的腐泥质大类，它们在成煤和成气过程中的差异，构成了各自特有的地球化学标志和各自不同的特点（见表表腐植质和腐泥质对比表生物化学成煤时期瓦斯的生成这个时期是从成煤原始有机物堆积在在温度不超过沼泽相和三角洲相环境中开始的条件下，成煤原始物质经厌氧微生物分解成瓦斯。这个过程用纤维素的化学反应式概括为：或在这个阶段，成煤物质生成的泥炭层埋深浅，上覆盖层的胶结固化不好，生成的瓦斯通过渗透和扩散容易排放到古大气中去，因此，生化作用生成的瓦斯一般不会保留在现有煤层内。此后，随着泥炭层的下沉，上覆盖层越来越厚，成煤物质中的温度和所受压力也随之增高，生物化学作用逐渐减弱直至结束，在较高的压力与温度作用下泥炭转化成褐煤，并逐渐进入煤化变质作用阶段。煤化变质作用时期瓦斯的生成高褐煤层进一步沉降，便进入煤化变质作用造气阶段。在温及其相应的地层压力作用下，煤体就会产生强烈的热力变质成气作用。在煤化变质作用的初期，煤中有机质基本结构单元主要是带有羟基（、甲基（羧基（一、醚基（一）等侧链和官能团的缩合稠环芳烃体