礦井瓦斯防治技術

§1—2煤礦瓦斯的生成

煤層瓦斯是腐植型行有機物在成煤的過程中生成的。煤的原始母質(zhì)一——腐植質(zhì)沉積以后，—船經(jīng)歷兩個成氣時期：從植物遺體到泥炭屬于生物化學成氣時期；在地層的高壓高溫作用下從褐煤列煙煤直到無煙煤屬于煤化變質(zhì)作成氣時期。瓦派生成量的多少主要取決于原始母質(zhì)的組成煤化作用所處的階段(煤的牌號)。

1．生物化學成氣時期

這個時期果從腐植型有機物堆積在沼澤和三角洲相環(huán)境中開始的，在溫度不超過65℃條件下，腐植體經(jīng)厭氧微生物分解成甲烷和二氧化碳，其模式可用下式來概括：在這個階段生成的泥炭層，埋深淺，上覆蓋層的膠結固化不好，生成的瓦斯通過滲濾和擴散容易排放到古大氣中去，因此生化作用生成的瓦斯，一般不會保存在現(xiàn)在煤層內(nèi)。隨著泥炭層的下沉，上覆蓋層越來越厚，壓力與溫度也隨之增高，生物化學作用逐漸減弱直至結束，在較高的壓力與溫度作用下泥炭轉(zhuǎn)化成褐煤。2．煤化變質(zhì)作用成氣時期

褐煤層進一步沉降，壓力與溫度作用加劇，使進入煤化變質(zhì)作用造氣階段。一般在100℃及其相應的地層壓力下，煤層就會產(chǎn)生強烈的熱力變質(zhì)成氣作用。在煤化變質(zhì)作用的初期，煤中有機質(zhì)根本結構單元主要是帶有羥基(一0H)、甲基(一CH3)、羧基(一cOOH)、醚基(一O一)等側鏈和官能團的縮合稠環(huán)方烴體系。煤中的碳素主要集中在稠環(huán)中。稠環(huán)的鍵結合力強、穩(wěn)定性好，而側撻和官能團之間及其與稠環(huán)之間的結合力弱、穩(wěn)定性差。因此，隨著地層下降、溫度增高，側鏈和官能團不斷發(fā)生斷裂與脫落，生成揮發(fā)性氣體，見圖1—1。煤化過程中有機質(zhì)分解、脫出甲基側鏈和含氧官能團而生成CO2、cH4和HzO是煤成氣形成的根本反響，可以用以下反響式來表達不同煤化階段的成氣反響從反響式及團l—1可以看出，煤化過程中生成的瓦斯以甲烷為主要組分。在瓦斯產(chǎn)出的同時，芳核進—步縮合，碳元素進一步集中在碳網(wǎng)小。隨著煤化變質(zhì)作用的加深，根本結構單元中縮聚芳核的數(shù)目不斷增加，到無煙煤時．主要由縮聚方法所組成。從褐煤到無用煤，煤的變質(zhì)程度越高，生成的瓦斯量也越多。值得注意的是，各煤化階段生成的氣體組分不僅不同，而且數(shù)量上也有很大變化(見上述反響式)。圖1—2是蘇聯(lián)B．A．索科洛大等人給出的腐植煤在煤化變質(zhì)各階段成氣的一般模式。從中可以看出cH4的生成是個連續(xù)相，即在整個煤化階段的各時期都不斷有cH4生成，只是各階段生成的數(shù)量有較大波功而已。重烴的生成是個不連續(xù)相。這個以人工演化產(chǎn)生為根底的模型與表1—1實測的結果在趨勢上是一致的。沒得有機顯微組分可分為鏡質(zhì)組、悄比組和殼質(zhì)組，這些組分產(chǎn)烴的能力大小次序是殼質(zhì)組＞鏡質(zhì)組＞惰性組，如表1—2所示。表1-3煤的各有機顯微組分人工熱演化產(chǎn)氣結果圖1—2腐植煤在煤化作用階段成氣演化圖1—3各煤化階段甲烷生成量曲線的一般模式蘇聯(lián)B．A，烏斯別斯基根據(jù)地球化學與煤化作用過程反響物與生成物平衡原理，計算出各煤化階段的煤所生成的甲烷量(見圖1—2)。因為泥炭向褐煤過渡時生成的甲烷(68m3／t)很容易流失掉，所以估算煤層生成甲烷量，一般都以褐煤作為計算起點。自然界的實際煤化過程遠比帶有許多假設進行的理論計算復雜，所以這些數(shù)據(jù)是近似值，僅供參考?！?—3

煤層瓦斯賦存當煤層只有露頭或在沖積層之下有合煤盆地時，在煤層內(nèi)存在兩個不同方向的氣體運移，即煤層生成的瓦斯由深部向上遠移；而地面空氣、表土中的生物化學和化學反響生成的氣體向煤層深部滲透擴散，從而使賦存在煤層內(nèi)的瓦斯表現(xiàn)出垂向分帶特征。煤層瓦斯的帶狀分布是煤層瓦斯大量及巷道瓦斯涌出量預測的根底，也是搞好瓦斯管理的依據(jù)。煤層瓦斯沿垂向一般可分為兩個帶：瓦斯風化帶與甲烷帶(見圖1—4)1．瓦斯風化帶瓦斯風化帶是Ⅰ“CO2一N2〞、Ⅱ“N2〞與Ⅲ“N2一cH4〞帶的統(tǒng)稱，各帶不僅瓦斯組分不同而且瓦斯含量也不同，見表1—3。現(xiàn)代的瓦斯風化帶深度是煤田在長期地質(zhì)進程的結果，是由下述一系列地質(zhì)因素綜合作用所致：剝蝕過程可使瓦斯風化帶減少，長期風化、自出排放瓦斯時間愈長瓦斯風化帶深度增加；地層破壞程度愈高，瓦斯排放的不均勻性和風化帶深度就愈大；致密透氣性差的覆蓋層可阻止瓦斯風化帶的擴大，等等。因此，不同礦區(qū)瓦斯風化帶的深度現(xiàn)在較大的范田內(nèi)變化。見表1—4確定瓦斯風化帶的深度對預測瓦斯涌出量、掌握瓦斯賦存與運移規(guī)律以及搞好瓦斯管理有實際意義，在瓦斯風化帶內(nèi)的井、區(qū)為低沼氣井、區(qū)，當通風不良和停風時不但有窒息危險(CO：、N：)而且也有瓦斯爆炸危險。

2．甲烷帶位于瓦斯風化帶下邊界以下的甲烷帶，煤層的瓦斯壓力、瓦斯含量隨埋藏深度的增加呈有規(guī)律的增長。增長的梯度，在不問煤質(zhì)(煤化程度)、不同地質(zhì)構造與賦存條件有所不同。相對瓦斯涌出量也隨開采深度的增加而有規(guī)律地增加。從甲烷帶內(nèi)某一深度起，某些礦井除一般瓦斯涌出外還出現(xiàn)了特殊瓦斯涌出：瓦斯噴出與煤和瓦斯突出。因比在甲烷帶內(nèi)的礦井或區(qū)域，不僅在風量缺乏和停風時有窒息危險(CH4)及瓦斯爆炸危險，而且在正常通風件下，當出現(xiàn)特殊瓦斯涌出現(xiàn)象時，也可能發(fā)生窒息、爆炸及煤流埋人等事故。因此只有掌握礦井瓦斯的賦存與運動規(guī)律，采取相應的措施，才能預防和特殊瓦斯用出?！?—4煤的隙特征

為了研究瓦斯在煤中的賤存與流動，把煤中的孔隙做如下分類：

可見孔及裂隙一—其直徑＞10-1mm，它構成層流及紊流混合滲透的區(qū)間，并決定了煤的宏觀(硬和中硬煤)破壞面，一投，把小孔至可見孔的孔隙體積之和稱為滲透容積，把吸附容積與滲透容積之和稱為總孔隙體積；煤的總孔隙體積占相應煤的體積的百分比稱為煤的孔隙率，以％表示。1.煤孔隙的分類可見孔及裂隙一—其直徑＞10-1mm，它構成層流及紊流混合滲透的區(qū)間，并決定了煤的宏觀(硬和中硬煤)破壞面，一投，把小孔至可見孔的孔隙體積之和稱為滲透容積，把吸附容積與滲透容積之和稱為總孔隙體積；煤的總孔隙體積占相應煤的體積的百分比稱為煤的孔隙率，以％表示。

煤是孔隙體，其中合有大量的外表積，據(jù)蘇聯(lián)礦業(yè)研究所的資料各種直徑的外表積同其容積有表l—5所示的關系。從中可知微微孔和微孔孔隙體積還不到微微孔至中孔孔隙體積的55％，而其孔隙外表積卻占整個外表積的97％以上。從表中可知，微孔發(fā)育的煤，盡營其孔隙率可能不高，可是卻有相當可觀的外表積．表l—6是重慶煤研所測定的一些煤的比外表積。從表中可知，隨著揮發(fā)分的減小即煤化程度的增加，煤的比外表積大大增加，這與表1—5，1—8的結果是一致的。2．煤孔隙與外表積3．煤孔隙特性的主要影響因素煤的孔隙特性與煤化程度、地址破壞程度和地應力性質(zhì)及其大小等因素密切相關。由于這些圖案的不同，各礦煤層的孔隙率可在較大的范圍內(nèi)變化，如表1—7所示。現(xiàn)把影響孔隙率大小的主要因素介紹如下：(1)孔院率與煤化程度的關系如1—7所示。從中可以看到，從長焰煤開始，隨著煤化程度的加深(揮發(fā)分成小)煤的總孔隙體積逐漸減少，到焦、瘦煤時到達最低值，而后隨煤化程度的加深，總孔隙體積義逐漸增加，至無煙煤時到達最大使。然而，煤中的微孔體積隨著煤化程度的增加是一直增長的。表1—8煤的孔隙體積(招馬克耶夫煤炭平安科研所)

表1—7我國一些礦井煤的孔隙率表越高，即孔隙率越大，見表1—9。

(2)孔隙串與煤的破壞程度的關系。前已述及，大孔決定了強烈地質(zhì)構造破壞煤的破壞面，因此煤的破壞越嚴重，其滲透容積越高，即孔隙率越大，見表1—9。表1-9煤的破壞類型與其滲透密積等參數(shù)的關系。

(3).孔隙牢與地應力的關系。壓性的地應力(壓應力)可使?jié)B透容積縮小，壓應力越高，滲透容積縮小越多，即孔隙宰減小越多；張性地應力(張應力)可使裂隙張開，使?jié)B透容積增大，張應力越高，滲透容積增長越多，叩孔隙串增加越多。卸壓(地應力減小)作用可使煤(巖)的滲透容積增大，即孔隙率增高；增壓(地應力增高)作用可使煤(巖)受到壓縮，滲運容積減小即孔隙率降低。試驗說明地應力并不減少煤的吸附體積，或減少得不多(固大孔及可見孔的外表積減少)，因此地龐力對煤的吸附性影響很小?！?—5煤層瓦斯的賦存由于氣體分子與團體外表分子之間的相互作風，氣體分子暫時停留在圍體外表—L的現(xiàn)象稱為氣體分子在圓體外表上的吸附。只有較大的外表積的煤是一種天然的吸附劑，具有良好的吸附性能。煤對瓦斯的吸附用于物理吸附，即瓦斯分子煤分子之間的作用力是剩余的褒砌口的力(稱弛德華引力)。當與體分子碰到煤外表叫，其小一局部就被吸附，并釋放出吸附熱；在被吸附的分子中，當共熱運動的動能足以克服吸附引力場的位壘時可理新回到氣相，這購置吸收解吸熱，這一現(xiàn)象稱為解吸，吸附與解吸是可逆的。由于吸陰在煤外表上的瓦斯貼臺緊密，其密度類似其為液態(tài)時的密度。

煤層瓦斯賦存的有關因素有煤的空隙特征、煤的破壞程度、地應力等。煤層的吸附性能

1．影響吸附量的主要因素

氣體在每克煤中的吸附員主要取決于氣體的性質(zhì)、外表性質(zhì)(比表頂積與化學組成)吸附平衡的溫度及共瓦斯壓力和煤中水分等。瓦斯壓力的影響：在結定溫度下，吸附瓦斯含量與瓦斯壓力的關系吳雙曲線變化，如圖l—5所示。溫度的影響：溫度每升高l℃，吸附瓦斯的能力降低約8％。瓦斯性質(zhì)的影響：對于指定的煤，在給定的溫度與瓦斯壓力下，CO2的吸附量比CH4高，而CH4的吸附顯又比N2高。煤化變質(zhì)程度的影響：煤的煤化程度反映其比外表積大小與化學組成，一般講，從揮發(fā)分為20一26％之間的煤到無煙煤，相應的吸附量呈快速地增加＜比照圖1—5>。煤小水分的影吶：水分的增加佼煤的吸附能力降低，可用艾琴格爾的經(jīng)驗式來確定煤內(nèi)水分對其甲烷吸附量的影響，參見圖1—6?！?——1〕式中含有水分W〔%〕濕煤的甲烷吸附量，m^3/t可燃物；

——不含水分的干煤的甲烷吸附量，m^3/t可燃物。1.5.2郎繆爾方程1916年郎繆爾導出了單分子層吸附(固體外表上吸附的氣體只有一分子直徑的厚度)狀態(tài)方程，一般說來，氣體在臨界溫度以上，在非反響的固體外表土常常發(fā)生單分子層吸附。單分子層吸附等溫線的形狀如圖l—5所示，郎繆爾方程常用的形式是

〔1——2〕

式中a——吸附常數(shù)，表示在給定溫度下，單位質(zhì)量固體的外表飽和吸附氣體時，吸附的氣體體積，m^3/t，一般為15—55m^3/t；b——吸附常數(shù)，MPa^-1，一般為0．5—5.0MPa^-1：p——吸附平衡時的瓦斯壓力，MPa；x——在給定溫度下，瓦斯壓力為p時單位質(zhì)量固體的外表吸附的氣體體積，m^3/t。在瓦斯壓力低時，式(1—2)中的分母中的bp相對于1可以忽略不計，此時x與p成正比；在壓力甚高時，分母中的l相對于bp可以忽略不計x約等于a，吸附到達了飽和。煤層瓦斯壓力1．瓦斯壓力的定義與意義煤層瓦斯壓力是煤層孔隙內(nèi)氣體分子自由熱運動按擊所產(chǎn)生的作用力，它在某一點土各向大小相等，方向與孔隙壁垂直。煤層瓦斯壓力是決定煤層瓦斯含量多少、瓦斯流動動力上下以及瓦斯動力現(xiàn)象的潛能大小的根本參數(shù)，在研究與評價瓦斯儲量、瓦斯涌出、瓦斯流動、瓦斯油放與瓦斯突出問題中，掌握準確可靠的瓦斯壓力數(shù)據(jù)最為雖要。2．煤層瓦斯壓力分布的一般規(guī)律根據(jù)國內(nèi)外在瓦斯煤層大量的測定結果，在甲烷帶內(nèi)，煤層的瓦斯壓力隨深度的增加而增加，多數(shù)煤層呈線性增加，瓦斯壓力梯度隨地質(zhì)條件而異，在地質(zhì)條件相近的塊段內(nèi)相同深度的同一煤層具有大休相同的瓦斯壓力，如此，可以按下式預測深部煤層的瓦斯壓力：(1——3〕式中p——甲烷帶內(nèi)深度為H(m)煤層瓦斯壓力，MPa，P'——甲烷帶內(nèi)深度為H(m)的煤層瓦斯壓力，MPa3C—一瓦斯壓力梯度，MPa／m，一般變化范圍為0.01+-0.005。§1—6煤層瓦斯的含量及其影響因素煤層瓦斯含量1．瓦斯在煤層內(nèi)存在的狀態(tài)甲烷在煤中呈兩種狀態(tài)存在，在滲透空間內(nèi)的甲烷主要呈自由氣態(tài)，稱為自由瓦斯或游離瓦斯，由于甲烷分子的自由熱運動，顯示出相應的瓦斯壓力，這種狀態(tài)的瓦斯服從氣體狀態(tài)方程，另一種在微孔內(nèi)主要呈吸附狀態(tài)存在在微孔外表上和在煤的粒子內(nèi)部占據(jù)著煤分子結構的空穴或煤分子之間的空間(后兩者中的瓦斯可稱為固溶體，包括在吸附態(tài)中)表1—10是蘇聯(lián)科學院礦物資源綜合開發(fā)研究所新近得出的在300一1200m采深、中等變質(zhì)煤中存在的甲烷分布表，說明在現(xiàn)今采深下，游離瓦斯僅占5—12％，其余為吸附瓦斯。表1—10在采深300—1200M、中等變質(zhì)煤中甲烷存在狀態(tài)分布表煤中的重烴各組分是處于氣態(tài)或是液態(tài)取決于煤層溫度與瓦斯壓力，在目前開采深度與煤層瓦斯壓力下，乙烷是氣態(tài)，其它重烷是液態(tài)。煤層中瓦斯除吸附和游離狀態(tài)以外，還有可能以瓦斯水化物晶體形式存在，其結構為8M.46H20，其中M代表烴，其密度為o．88一o．90g／cm3，瓦斯水化物的骨架主要是水分子，而烴和惰性分子占據(jù)純水骨架的空隙處，和水之間不形成任何強化學鍵。瓦斯水化物的組成及其分子直徑見表1—11，瓦斯水化物能以爆炸形式進行分解并吸收60．7kJ／Mol的熱。瓦斯水化物生成的條件如圖1—7，從圖可知，溫度在0℃以上時，形成CH4水化物所需壓力為2．65MPa，溫度在10℃時那么需7．87MPa以上，在我國煤田一般不具備這樣的條件。乙、丙烷水化物生成的壓力條件比CH4低得多。當甲烷、乙烷丙烷同時存在時，生成水化物的壓力條件大大下降：曲線l、2、3分別是CH4同臺有2.2％、5.0％及9.5％乙烷生成水化物的曲線，曲線4、5分別是CH4同含有4.3%及28．8％丙烷生成水化物的曲線，因此，當煤層瓦斯中含有較高重經(jīng)時，在如下圖的條伊下有可能存在這些瓦斯水化物。在低溫下對含有乙、丙烷的瓦斯煤層注水時，有可能生成固態(tài)瓦斯水化物，從面會影響濕潤效果。表1—11瓦斯水化物組成2．煤的瓦斯含量

煤的瓦斯含量是指單位重量或體積的煤中所含有的瓦斯量，以m^3／m8或m^3／t表示。其直接測定方法見附錄，以下介紹(間接測定)計算法。式中V——單位重量煤的孔隙容積，m^3/t；p——瓦斯壓力，MPa；T0、po——標準狀況下的絕對溫度(273K)與壓力(0.101325MPa)T一瓦斯的絕對溫度，7＝273十t，t瓦斯的攝氏溫度(℃)，＆一瓦斯壓縮系數(shù)，甲烷的壓縮系數(shù)見表l—12；Xy——煤的游離瓦斯含量，m^3(標準狀況下)/t(煤)。1)煤的游離瓦斯含量，按氣體狀態(tài)方程(碼略特定律〕求得式中e——自然對教的底，e=2．718；to——實驗室測定煤的吸附常數(shù)時的實驗溫度，℃，t一煤目溫度，℃;n——系數(shù)，按下式確定，n=0.02/(0.993+0.07p)p——煤層瓦斯壓力，MPa；a、b——煤的吸附常數(shù)，A、W——煤中灰分與水分，％；Xs——煤的吸附瓦斯含量，m^3(標準狀況下)/t(煤)

2)深的吸附瓦斯含量，按郎繆爾方程計算并應考慮煤中水分、可燃物百分比、溫度的影響系數(shù)，由此，煤的吸附瓦斯量為

式中x——煤的天然瓦斯含量m^3(標準狀況h)／t(煤)其它符號意義同前。3)煤的瓦斯含量，它等于游離瓦斯含量與吸附瓦斯合量之和：影響煤層瓦斯含量的主要因素

現(xiàn)今煤層中保存的瓦斯含量取決于瓦斯向地表運移的條件與煤層債存瓦斯的性能，即取決于煤層及其圍巖的透氣性和煤的存?zhèn)阅?吸附性能及孔隙率)而不是煤層生成瓦斯量的多少?，F(xiàn)將影響煤層瓦斯含量的主要因素分述如下：1．煤層埋藏深度埋深的增加，不僅因地應力增高而使煤層及圍巖的透氣性變差，而且瓦斯向地表運移的距離也增長，二者都有利于封存瓦斯。根據(jù)甲烷帶內(nèi)瓦斯壓力隨深度成線性增高的統(tǒng)計規(guī)律和煤的瓦斯含量根本上取決于郎繆爾方程，因此，煤層瓦斯合員與埋深的關系可用郎繆爾雙曲線來表示，當深度不太大時，煤層瓦斯含量隨埋深成線性增加；當深度很大時，煤層瓦斯臺量趨于常量或?qū)嶋H上已是常量。例如，焦作煤田，煤層瓦斯含量在不受斷層與地質(zhì)構造影響的地段，可用式x＝6．58十0.038H(m^3／t)表示(相關系數(shù)r＝0．96，埋深H＞15Dm(瓦風化帶深)＞。蘇聯(lián)一些礦區(qū)實測瓦斯含量與深度關系證實了上述分析，見圖1—8。英國采礦研究院從地面打鉆，用直接法測員結呆說明，在典型地層中，深度每增加100m，煤層甲烷含量增加0．5一1．1m^3／t，見圖l—9。2．煤層和圍巖的透氣性

煤系地層巖性組合及其透氣體對煤層瓦斯合量有重大影響。煤層及英國巖的透氣性越大、瓦斯越易流失．瓦斯含量??；反之，瓦斯易于保存，煤層的瓦斯含量大。煤層與巖層的透氣性在非常寬的范圍內(nèi)變化，從中可見孔隙與裂縫發(fā)畝的砂巖、礫巖和灰?guī)r的透氣系數(shù)可能非常大，它比致密而裂隙不發(fā)育的巖石的透氣系數(shù)高百萬倍，在漫長的地質(zhì)年代中，會排放大量的瓦斯。煤層頂?shù)装逋笟庑缘偷膸r層(泥巖、充填致密的細碎屑巖、裂隙不發(fā)的灰?guī)r等)越厚，它們在煤系地層中占的比例越大，煤層的瓦斯含量越高。例如重慶、六枝、橫邵等地區(qū)其煤系主要巖層均是泥巖、頁巖、砂頁巖、粉砂巖和致密的灰?guī)r，而且厚度大，橫向巖性變化小，圍巖的透氣性差封閉瓦斯的條件好，所以瓦斯壓力高，煤層瓦斯含量大，那里的礦井往往是高瓦斯或有煤和瓦斯災出危險的礦并；反之，四省由厚層中、阻砂巖、礫巖或是裂隙洛洞發(fā)臺的灰?guī)r組成時，煤層瓦斯含量小。如大同、北京西部煤田，煤層頂?shù)装逯饕獮楹駥游鶐r，透氣性好，煤層瓦斯含量低.3．煤層傾角在同一理深下，煤層傾角越小，煤層瓦斯含員越高。例如笑蓉煤礦北迢煤層傾角陡(40一80。)，相對瓦斯涌出景約20m^3/t，無瓦斯突出現(xiàn)象；而南翼煤層傾角緩(6—12度)相對瓦斯涌出量達150m^3／t,而且發(fā)生瓦斯突出。4．煤層露頭

煤層露頭是瓦斯向地面排放的出口，露頭存在時間越長，瓦斯排放越多，反之，地表無露頭的煤層，瓦斯含量較高。例如中梁山煤田，煤層無露頭，而且為覆舟(背斜)狀構造，所以煤層瓦斯含量大。5．地質(zhì)構造地質(zhì)構造是影響瓦斯存儲最重要條件之地質(zhì)構造有利于排放瓦斯，現(xiàn)分述如下。(1)褶曲構造閉合而完整的背斜或彎竄又覆蓋不逐氣的地層是良好的儲瓦斯構造，在其軸部煤層向往往積存高壓瓦斯，形成“氣頂〞(見圖1—10ab)。在傾伏背斜的軸部，通常也比相同埋深的翼部瓦斯含量高。但是當背斜軸的頂部巖層為透氣巖層或因張力形成連通地面的裂陰時，瓦斯會大旦流失，勒部瓦斯含量反而比翼部小。向斜構造一殷軸部的瓦斯含星比翼部高，這是因為軸部巖層受到強力擠壓、圍巖的透氣性會變得更低，岡此有利于在向斜的軸部地區(qū)封存較多的瓦斯(見圖1—]0f＞。但是在采高透氣性煤層時(例如撫順龍風礦等)，在向斜軸部相對瓦斯涌出量反而比翼部低，這是因為開采越接近向斜鈾部，瓦斯補給區(qū)域越來越窄小，補給瓦斯量越接近軸部越枯竭．以及向斜軸部裂隙較發(fā)育，煤、巖透氣性好，有利于軸部瓦斯的流失的緣故。受構造影響形成煤層局部變厚的大煤包(固1—10c、d、e)也會出現(xiàn)瓦斯含量增高現(xiàn)象。這是因為煤包周圍在構造擠壓應力作用下，煤層被壓薄，形成對大煤包封閉的條件，有利于瓦斯的封存。同理，由兩條封閉性斷層與致密巖層封閉的地壘或地塹構造也能成為瓦斯含量增高區(qū)(見圖1—10g、h)，特別是地壘構造由于在在有深部供氣來源，瓦斯含量可能會明顯增大，營城五井砂巖與COz突出就發(fā)生在這種構造區(qū)。(2)斷裂構造

斷層對煤層瓦斯含量的影響比較復雜，一方面要看斷層(帶)的封閉性；一方面還要看與煤層接觸的對盤巖層的透氣性。開放件斷層(一般是張性、張扭性或?qū)當鄬?不管其與地表是否直接相通，都會引起斷層附近的煤層瓦斯含量降低，當與煤層接觸的對盤巖層透氣性大時，瓦斯含量降低的幅度更大〔如圖1—11a、b)。封閉性斷層(一般是壓性、壓扭性、不導水、現(xiàn)在仍受擠壓處于封閉狀態(tài)的斷層)而且與煤層接觸的對盤巖層透氣性低時，可以阻止煤層瓦斯的排放，在這種條件下，煤層具有較高的瓦斯含量。如果斷層規(guī)模很大，斷距很長時，一般與煤層接觸的對盆巖層屬致密不透氣的概率會減少，所以大斷層往往會出現(xiàn)一定寬度的瓦斯排放帶，在這個帶內(nèi)瓦斯含量降低，(見圖l—11c