一、礦井瓦斯

　　1、瓦斯的成分和性質(zhì)

　　瓦斯是由多種成分組成的混合氣體，包括甲烷CH4、二氧化碳CO2、氮N2、二氧化硫SO2、硫化氫H2S、一氧化碳CO、和重?zé)NC2H6、C3H8、C4H10……等，其中，甲烷為主要成分，習(xí)慣上的瓦斯即指甲烷，雙稱(chēng)沼氣，瓦斯為無(wú)色、無(wú)臭的可燃?xì)怏w，比重0.544，難溶于水，易擴(kuò)散，常殘留在巷道上部空間和煤層，圍巖之中，滲透性強(qiáng)。

　　2、瓦斯的形成

　?。?）生物化學(xué)作用形成，在成煤的第一階段，植物有機(jī)質(zhì)分解，當(dāng)氧氣充足時(shí)，生成CO2、NO等氣體。在缺氧條件下，由于細(xì)菌作用分解分析出甲烷、重?zé)N、氫及其它氣體。由于此階段形成的瓦斯距地表較近，且多散于大氣之中，在煤體中保存的數(shù)量不多。

　?。?）煤變質(zhì)形成，成煤第一階段所形成的泥炭，由于地殼下降，被其它沉積物覆蓋，在地?zé)峒暗貕河绊懴?，其化學(xué)成分隨之變化。氧、氫、硫、氮的成分降低，碳的含量相對(duì)富集，并生成了以甲烷、氫為主的氣體及重?zé)N等其它氣體。由巖漿侵入產(chǎn)生接觸變質(zhì)時(shí)，也可生成重?zé)N、氫和甲烷。這階段形成的瓦斯，由于在地下深處，不易擴(kuò)散，故煤層中所含的瓦斯，極大部分是該階段形成的。

　　根據(jù)研究，在理想的條件下，每形成1噸煤，伴隨生成1000m3的CH4和CO2等氣體。其中，CO2多為流動(dòng)的地下水所吸收；CH4在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代中，大部分被自然排放，只有一部分被保存在煤層和巖層之中。

　?。?）油氣田的瓦斯浸入與底板石灰?guī)r溶洞中的瓦斯有關(guān)系；與頂?shù)装迳皫r含油層有關(guān)。

　　3、瓦斯在煤層中的賦存狀態(tài)

　?。?）游離狀態(tài)（也就是自由狀態(tài)）瓦斯：瓦斯以自由的氣體狀態(tài)存在于煤體和圍巖的孔隙、裂隙或空隙（空洞）中，瓦斯分子在孔隙內(nèi)可以自由運(yùn)動(dòng)。游離狀態(tài)瓦斯存在量的大小，取決于煤層、圍巖內(nèi)的自由運(yùn)動(dòng)空間多少（即孔隙度），以及外界的溫度與壓力。

　　（2）吸附狀態(tài)瓦斯：它又分為吸附瓦斯和吸收瓦斯兩種狀態(tài)。

　　吸附瓦斯：瓦斯分子被吸附在煤體或巖體孔隙的表面，形成一層薄膜。這種吸附是靠氣體分子與固體顆粒之間的分子引力完成的。

　　吸附量的大小，決定于煤對(duì)瓦斯的吸附能力，而吸附能力又取決于煤的孔隙率。變質(zhì)程度，以及外界的溫度和壓力。煤內(nèi)瓦斯80-90％以上吸附狀態(tài)存在。

　　吸收瓦斯：瓦斯分子進(jìn)入煤層內(nèi)部，與煤分子緊密地結(jié)合成固溶體，這與氣體被液體所溶解的現(xiàn)象相似。

　　瓦斯在煤體內(nèi)存在的狀態(tài)不是靜止不變，而是處于動(dòng)平衡中，當(dāng)外界壓力降低，溫度升高時(shí)，吸附瓦斯可以變?yōu)橛坞x瓦斯。這種現(xiàn)象稱(chēng)為瓦斯的解吸現(xiàn)象。