矿压显现对工作面瓦斯涌出规律影响分析（王岩森马立强顾永功）1瓦斯在煤层中存在形式及涌出规律煤是一种复杂的孔隙性介质，有着十分兴旺的不同直径、形状的孔隙和裂隙，形成了庞大的自由空间和孔隙外表，煤层瓦斯以游离状态或吸附状态存在于煤层孔隙或裂隙内，如图1所示。游离状态瓦斯量的大小决定于存在空间的容积、煤层瓦斯压力和温度。吸附状态的瓦斯可分为吸着状态和吸收状态两种。吸着状态是在孔隙外表的固体分子吸力作用下，瓦斯分子被紧密地吸附于孔隙外表上，形成很薄的吸附层，吸收状态是气体分子紧密充满于几埃至十几埃的微细孔隙内。吸附状态瓦斯量的大小，决定于煤层的孔隙结构特性、吸附能力及瓦斯压力和温度。图1瓦斯在煤内存在状态示意图1.1煤层内瓦斯存在形态的关系煤层内瓦斯存在形态的游离状态和吸附状态。它们以动态平衡的关系存在于煤层内。游离状态的瓦斯分子在运动中碰撞煤层孔隙外表时，会因分子间吸力的作用被吸附到煤层孔隙外表上，这种现象叫吸附。吸附在煤层孔隙外表上的瓦斯分子能克服分子间的吸引力进入煤层孔隙空间成为游离状态，这种现象叫解吸。在一定条件下，当吸附速度与解吸速度相等时，到达动态平衡。煤层吸附状态的瓦斯量跟煤层瓦斯压力、温度有关；跟煤层的孔隙特征，即煤层孔隙的大小及孔隙的外表积有关；跟煤层外表分子的吸附能力有关。游离状态的瓦斯量跟煤层瓦斯压力、温度有关；跟煤层孔隙的特征，即煤层粗孔隙的体积有关。根据有关资料统计的原始煤层内，吸附状态的瓦斯量约占煤层瓦斯含量的80～90％，游离状态的瓦斯量只占10～20％，但在断层、大的裂隙、孔洞和砂岩内，主要为游离瓦斯。1.2煤层瓦斯涌出规律煤层揭露时，煤层揭露面原始的瓦斯存在的平衡条件遭到破坏，煤层揭露面的瓦斯压力突然降到与揭露处空气的绝对压力相等。吸附在揭露面的瓦斯迅速释放到空气中去。同时靠近揭露面煤层内的游离状态瓦斯通过与外界沟通的煤层裂隙缓慢释放，煤层瓦斯压力逐渐降低，该处和瓦斯存在平衡也遭到破坏，吸附状态的瓦斯逐渐释放，同时深部的游离状态瓦斯通过孔隙不断进行补充，到达新的动态平衡。平衡后的瓦斯压力比原始煤层的瓦斯压力小；与深部煤层的瓦斯压力形成压差，又破坏深部的瓦斯存在平衡。这样逐步向煤层深部开展，形成不断变化的瓦斯压力梯度；同时释出的瓦斯流线不断增长，阻力不断变大，煤层瓦斯涌出速度与瓦斯释放阻力成正比。随着煤层揭露面的时间长，煤层瓦斯涌出量随时间大致按指数函数关...
