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一、 瓦斯地质及其发展 二、 瓦斯地质与灾害预测和防治
第一节 瓦斯地质及其发展
一、瓦斯地质的内涵
瓦斯生于煤层，储存于煤层，只要开采煤炭就会有瓦斯涌出来。无论从赋存、分布的地质原因和规律研究，还是从瓦斯涌出、瓦斯突出的原因和规律研究，都牵扯到极其复杂的地质条件、地质理论、地质测试手段和技术，当然还有开采等因素。
（一）瓦斯是特殊的地质体
瓦斯是无色无味的气体，具有可燃性和易爆炸性，人的肉眼看不见，也摸不着，在矿井空间几乎无处不有，瓦斯事故发生的规律不同于水、火、顶板冒落等事故那样直观，它对于井下作业人员很抽象。据统计，我国煤矿事故每年伤亡万人左右，瓦斯伤亡人数占总数的40%以上。
瓦斯是地质成因的，它是在数千万年至数亿年前由煤的变质作用形成的，它是生于煤层储存于煤层或围岩中的气体地质体，它的生成条件、运移规律、赋存和分布规律都受着极其复杂的地质作用控制，它在煤层中的赋存状态与煤颗粒、煤分子之间的关系经历过极其复杂的地质历史演化过程，牵扯到复杂的区域地质构造学和煤田地质学、煤化学知识；它的运移、流动规律牵扯到流体力学的知识；它在煤炭开采过程中的涌出和突出规律又牵扯到岩体力学、采矿学的知识。所以我们称瓦斯是复杂特殊的地质体。
由瓦斯引发的瓦斯突出灾害、瓦斯爆炸灾害引起我国各级政府的高度重视，投入大量的人力、物力、财力，组织国家“六.五、七.五、八.五、九.五”科技攻关，以及“十.五”面临的新的攻关任务。
（二）、瓦斯地质是科学的理论和技术
大量的实践证明了瓦斯地质规律是研究瓦斯形成、分布、赋存和变化的基本规律，瓦斯地质理论和技术是瓦斯灾害预测理论和技术的基础；是瓦斯灾害防治理论和技术的基础；也是解决瓦斯抽放理论和技术的基础。
1、瓦斯生成理论和技术
煤的变质作用可分为深成变质作用和岩浆热变质作用。瓦斯生成量随着煤的埋藏深度的增加而增加。
2、瓦斯运移和赋存规律
煤化作用生成的瓦斯经历数千万年至数亿年的地壳构造运动的作用，80%左右的气体都逸散掉了，因此瓦斯的运移和赋存规律极其复杂。只有搞清煤田、矿区地质构造演化历史，在历次构造运动中含煤地层隆起剥蚀和沉积坳陷的特征，才能搞清煤层瓦斯的主要保存特征，如同样是石炭二叠纪系煤层，在山东省鲁西煤田由于隆起作用上覆缺失三叠系的地层，煤层长期遭受风化剥蚀作用，大量瓦斯逸散，埋深600-700m深仍属瓦斯风化带，山东省98%的矿井都属于低瓦斯矿井；而河南豫西煤田石炭二叠系煤层上覆沉积了数千米厚的下、中、上三叠统的地层，因此瓦斯保存条件较好，焦作、鹤壁、郑州、平顶山矿区都是高瓦斯和煤与瓦斯突出矿区。只有搞清矿区、矿井地质构造及其构造应力场在历次构造运动中挤压、拉
张和剪切构造的发育特征，才能搞清矿井、采区、采面煤层瓦斯的保存和高低分布特征；只有如此，也才能搞清矿区、井田的构造煤的发育和对瓦斯突出灾害的控制特征。
3、瓦斯突出机理和瓦斯突出规律的研究 （1）瓦斯突出机理
煤与瓦斯突出是矿井开采中危险性最大的灾害，是世界各主要产煤国突出矿井共同面临的技术难题。
自从前苏联的霍多特为代表的煤与瓦斯突出机理综合假说提出以来，近20年，在这一理论的指导下，瓦斯突出理论和技术的研究取得了明显的进展。大量的实践表明，瓦斯突出是气、固介质共同参与下的地质问题和力学问题，加上不同采掘环境下的矿山开采应力激化，使研究复杂化。瓦斯地质的研究早已发现瓦斯突出都是发生在破坏严重的构造煤体。其实，突出煤层中早已存在着瓦斯赋存量大、韧塑性破坏严重的高分散相、低渗透性、低强度、并大于一定厚度的瓦斯突出煤体，它是发生煤与瓦斯突出的必要条件。不同矿井开采深度、采掘工作面临近的断裂褶皱构造特征及位置、采掘工艺等边界条件的不同，影响到瓦斯突出发生的临界条件和突出强度大小等。
郑哲敏（1992）提出，煤与瓦斯突出现象的能量主要来自储存于煤层中的瓦斯；卸载破裂是以拉断间断面形式从煤的表面向内部传播的。基于煤与瓦斯突出机理综合假说，我们认为煤与瓦斯突出动力现象是一定厚度的瓦斯突出煤体在临近采掘工作面煤壁时（自由面），由于卸载引起煤体拉张向深部扩展破坏，煤层透气性高倍增强，同时煤体大量瓦斯因降压快速解吸，瞬时间在煤壁前形成高动能的气、煤颗粒混合体，类似点爆的炸药包，造成煤体雪崩般地破坏。直到煤、岩体平衡拱（突出过程也是平衡拱的形成过程）形成可以抵挡煤体因卸压引起的拉断间断面不再向深部扩展和瓦斯压力趋于平衡、瓦斯解吸不再向深部扩展时，煤与瓦斯突出动力才会停止。
1：200万中国煤层瓦斯地质图说明书（1992）研究了中国煤与瓦斯突出的区域分布，提出了深层构造陡变带、深层活动断裂带，推覆构造带和强变形带是煤与瓦斯突出灾害的敏感地带。大量的事实说明了瓦斯突出煤体是强构造挤压并发生韧性剪切变形的产物。我国所