矿井瓦斯防治讲义.docx
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矿井瓦斯防治讲义
矿井瓦斯防治
第一章 煤层瓦斯的赋存与含量
1.1矿井瓦斯的概念与性质
1）矿井瓦斯的概念
广义的矿井瓦斯是指井下有害气体的总称。
狭义的矿井瓦斯是指甲烷。
一般矿井瓦斯包括三类来源：
⑴是在煤层与围岩内赋存并能涌入到矿井的气体；⑵矿井生产过程中生成的气体，例如放炮时产生的炮烟，内燃机运行时排放的废气，充电过程生成的氢气等；⑶井下空气与煤、岩、矿物、支架和其它材科之间的化学或生物化学反应生成的气体等。
2）甲烷的性质
甲烷是无色、无味、无嗅、可以燃烧或爆炸的气体。
它对人呼吸的影响同氮相似，可使人窒息。
甲烷分子直径0.3758×10-9m，其扩散速度是空气的1.34倍，它会很快地扩散到巷道空间。
甲烷的密度为0.716kg／ml（标准状况下），比重为0.554倍。
甲烷化学性质不活泼，微溶于水。
⑴燃烧性.
⑵爆炸性。
⑶窒息性：
由于甲烷的存在冲淡了空气中的氧气，当甲烷浓度为43％时，空气中相应的氧浓度即降到12％，人感到呼吸非常短促；当甲烷浓度在空气中达57％时，相应的氧浓度被冲淡到9％，人即刻处于昏迷状态，有死亡危险。
3）矿井瓦斯的性质
⑴燃烧性：
甲烷、重烃、氢气。
⑵爆炸性：
甲烷、氢气。
⑶窒息性：
甲烷、二氧化碳、氮气。
由于甲烷的存在冲淡了空气中的氧气，当甲烷浓度为43％时，空气中相应的氧浓度即降到12％，人感到呼吸非常短促；当甲烷浓度在空气中达57％时，相应的氧浓度被冲淡到9％，人即刻处于昏迷状态，有死亡危险。
⑷有毒性：
一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮。
4）甲烷在巷道断面内的分布
甲烷在巷道断面内的分布取决于该巷有无瓦斯涌出源。
在自然条件下，由于甲烷在空气中表现强扩散性，所以它一经与空气均匀混合，就不会因其比重较空气轻而上浮、聚积，所以当无瓦斯涌出时，巷道断面内甲烷的浓度是均匀分布的；当有瓦斯涌出时，甲烷浓度则呈不均匀分布。
在有瓦斯涌出的侧壁附近甲烷的浓度高，有时见到在巷道顶板、冒落区顶部积存瓦斯，这并不是由于甲烷的密度比空气小，而是说明这里的顶部有瓦斯（源）在涌出。
作业题
1什么是矿井瓦斯?
2试述瓦斯的主要物理及化学性质。
了解这些性质对于预防处理瓦斯危害有何意义?
1.2煤层瓦斯的生成
煤矿井下的瓦斯来自煤层和煤系地层，它主要是腐植型有机物质在成煤过程中生成的。
有机物质沉积以后，一般经历两个不同的造气时期：
从植物遗体到形成泥炭，属于生物化学造气时期；从褐煤、烟煤直到无烟煤属于煤化变质作用造气时期。
瓦斯生成量的多少取决于原始母质的组成和煤化作用所处的阶段。
1）生物化学作用时期瓦斯的生成
泥炭阶段的腐植体，处于生物化学作用时期。
在温度不超过50℃低温条件下，经厌氧微生物作用发酵分解成瓦斯和二氧化碳。
在沼泽、三角洲等水下生成的瓦斯，能够比较顺利地扩散到古大气中去，或者溶于水中，然后被水带到地表。
在泥炭时期，泥炭的埋深一般不大，其覆盖层的胶结固化也不好，生成的瓦斯通过渗滤和扩散容易排放到大气中，因此，生物化学作用产生的瓦斯一般不会保留在煤层内。
随着泥炭层的下沉，覆盖层的厚度越来越大，压力与温度随之增高，厌氧微生物的生存环境恶化，生物化学活动逐渐减弱直至停止。
在稍高的压力与温度作用下，泥炭化的木质素与纤维素便转化成为褐煤。
2）煤化变质作用时期瓦斯的生成
褐煤层进一步沉降，压力与温度的影响随之加剧，煤化变质作用增强。
一般认为温度在50～220℃和相应的压力下煤层处于烟煤－无烟煤热力变质造气时期。
在这一时期，煤的变质程度越高，其生成的瓦斯量也就越多。
苏联B·A·乌斯别斯基根据地球化学与煤化作用过程反应物与生成物平衡原理，计算出各煤化阶段的煤生成的甲烷量，如表1-1示。
表1-1成煤过程中瓦斯生成量
煤 阶
褐 煤
长焰煤
气 煤
肥 煤
焦 煤
瘦 煤
贫 煤
无烟煤
生气量（m3/t）
68
168
212
229
270
287
333
419
阶段生气量（m3/t）
100
44
17
41
17
46
86
1.3煤层瓦斯赋存的垂向分带
当煤层具有露头或在冲积层之下有含煤盆地时，由于煤层内的瓦斯向地表运移和地面空气向煤层深部渗透、扩散，其结果是煤层沿垂向一般会出现四个分带：
即“CO2－N2”、“N2”、“N2－CH4”、和“CH4”带。
各带的气体成分组成如表1-2示。
“CO2－N2”、“N2”、“N2－CH4”三带统称为瓦斯风化带。
表1-2煤层瓦斯垂向分带各带气体组分
带名
（从上往下）
气带成因
CO2
N2
CH4
%
（按体积）
m3/t煤
%
（按体积）
m3/t煤
%
（按体积）
m3/t煤
CO2-N2
空气～
生化成因
20～80
0.19～2.24
20～80
0.15～1.42
0～10
0～0.16
N2
空气成因
0～20
0～0.27
80～100
0.22～1.86
0～20
0～0.22
N2-CH4
变质成因
0～20
0～0.39
20～80
0.25～1.78
20～80
0.06～5.27
CH4
变质成因
0～10
0～0.37
0～20
0～1.93
80～100
0.61～10.5
1）瓦斯风化带
瓦斯风化带的深度视地质条件而异，我国一些矿井的瓦斯风化带深度见表2－2。
“CH4”带称为瓦斯带，该带内气体组分的特点是，CH4的浓度超过80%；瓦斯含量的赋存特点是，随埋深增加而有规律的增长，但是增长的梯度因地质条件而定。
瓦斯带的上界可按以下条件确定：
瓦斯压力p=0.1～0.15MPa;
瓦斯组分CH4≥80%（体积百分数）；
相对瓦斯涌出量q=2～3m3/t煤。
煤层瓦斯含量（x）（煤芯中的甲烷含量）：
长焰煤x=1.0～1.5m3/t可燃物
气煤；x=1.5～2.0m3/t可燃物
肥煤与焦煤x=2.0～2.5m3/t可燃物；
瘦煤x=2.5～3.0m3/t可燃物；
贫煤x=3.0～4.0m3/t可燃物
无烟煤x=5.0～7.0m3/t可燃物
2）甲烷带
位子瓦斯风化带下边界以下的甲烷带，煤层的瓦斯压力、瓦斯含量随埋藏深度的增加呈有规律的增长。
增长的梯度，在不同煤质（煤化程度）、不同地质构造与赋存条件有所不同。
相对瓦斯涌出量也随开采深度的增加而有规律地增加。
从甲烷带内其一深度起，某些矿井除一般瓦斯涌出外还出现了特殊瓦斯涌出：
瓦斯喷出与煤和瓦斯突出。
因此，在甲烷带内的矿井或区域，不仅在风量不足和停风时有窒息危险（CH4）及瓦斯爆炸危险，而且在正常通风条件下，当出现特殊瓦斯涌出现象时，也可能发生窒息、爆炸及煤流埋人等事故。
因此，只有掌握矿井瓦斯的赋存与运动规律，采取相应的措施，才能预防－般和特殊瓦斯涌出。
1.4煤的孔隙特征
1）煤中孔隙的分类
微孔：
直径<10-5mm,构成煤中吸附容积。
小孔：
直径10-5mm～10-4mm，毛细凝结和瓦斯扩散空间。
中孔：
直径10-4mm～10-3mm，缓慢层流渗透区间。
大孔：
直径10-3mm～10-1mm，强烈的层流渗透区间。
可见孔及裂隙，>10-1mm，层流和紊流混合渗透区间。
并决定了煤的宏观（硬和中硬煤）破坏面。
一般，把小孔至可见孔的孔隙体积之和称为渗透容积，把吸附容积与渗透容积之和称为总孔隙体积；煤的总孔隙体积占相应煤的体积的百分比称
为煤的孔隙率，以％表示。
2）煤孔隙与表面积
煤是孔隙体，其中含有大量的表面积，据苏联矿业研究所的资料各种直径的表面积同其容积有表l－5所示的关系。
从中可知微微孔和微孔孔隙体积还不到微微孔至中孔孔隙体积的55％，而其孔隙表面积却占整个表面积的97％以上。
3）煤孔隙特性的主要影响因素
煤的孔隙特性与煤化程度、地质破坏程度和地应力性质及其大小等因素密切相关。
（1）孔隙率与煤化程度的关系：
随着煤化程度的加深，煤的总孔隙体积逐渐减少，到焦煤、瘦煤时达到最低值，而后随煤化程度的加深，总孔隙体积又逐渐增加，至无烟煤时达到最大值。
然而，煤中的微孔隙积随着煤化程度的增加是一直增长的。
（2）孔隙率与煤的破坏程度的关系。
煤的破坏越严重，其渗透容积越高，即孔隙率越大。
（3）孔隙率与地应力的关系：
压应力可使渗透容积缩小，压应力越高，渗透容积缩小越多，即孔隙率减小越多；张应力可使裂隙张开，使渗透容积增大，张应力越高，渗透容积增长越多，即孔隙率增加越多。
卸压（地应力减小）作用可使煤（岩）的渗透容积增大，即孔隙率增高；增压（地应力增高）作用可使煤（岩）受到压缩，渗透容积减小，即孔隙率降低。
1.5煤的吸附性能
由于气体分子与固体表面分子之间的相互作用，气体分子暂时停留在固体表面上的
现象称为气体分子在固体表面上的吸附。
煤是一种天然的吸附剂，具有良好的吸附件能。
煤对瓦斯的吸附属于物理吸附，即瓦斯分子煤分子之间的作用力是范德华引力。
当与体分子碰到煤表面时，其中一部分就被吸附，并释放出吸附热；在被吸附的分子中，当其热运动的动能足以克服吸附引力场的位垒时可重新回到气相，这时要吸收解吸热，这一现象称为解吸，吸附与解吸是可逆的。
1）影响吸附量的主要因素
气体在每克煤中的吸附量主要取决于气体的性质、表面性质（比表面积与化学组成）、
吸附平衡的温度及共瓦斯压力和煤中水分等。
①瓦斯压力的影响：
在结给定温度下，吸附瓦斯含量与瓦斯压力的关系呈双曲线变化。
②温度的影响：
温度每升高l℃，吸附瓦斯的能力降低约8％。
③瓦斯性质的影响：
对于指定的煤，在给定的温度与瓦斯压力下，CO2的吸附量比CH4高，而CH4的吸附量又比N2高。
④煤化变质程度的影响：
煤的煤化程度反映其比表面积大小与化学组成，一般讲，从挥发分为20一26％之间的煤到无烟煤，相应的吸附量呈快速地增加。
⑤煤中水分的影响：
水分的增加使煤的吸附能力降低，可用艾琴格尔的经验式来确
定煤内水分对其甲烷吸附量的影响。
2）朗格缪儿方程
1916年朗格缪儿导出了单分子层吸附（固体表面上吸附的气体只有一分子直径的厚度）状态方程，一般说来，气体在临界温度以上，在非反应的固体表面上常常发生单分子层吸附。
1.6煤层内的瓦斯压力
1）瓦斯压力的定义与意义
煤层瓦斯压力是煤层孔隙内气体分子自由热运动撞击所产生的作用力，它在某一点上各向大小相等，方向与孔隙壁垂直。
煤层瓦斯压力是决定煤层瓦斯含量多少、瓦斯流动动力高低以及瓦斯动力现象的潜能大小的基本参数。
2）煤层瓦斯压力分布的一般规律
根据国内外在瓦斯煤层大量的测定结果，在甲烷带内，煤层的瓦斯压力随深度的增加而增加，多数煤层呈线性增加，瓦斯压力梯度随地质条件而异，在地质条件相近的块段内相同深度的同一煤层具有大体相同的瓦斯压力，如此，可以按下式预测深部煤层的瓦斯压力。
式中：
P－－预测的甲烷带内深H（m）处的瓦斯压力，MPa，
gp－－瓦斯压力梯度，MPa/m；
P1、P2－－甲烷带内深度为Hl、H2（m）处的瓦斯压力，Mpa；
P0－－甲烷带上部边界处瓦斯压力,取0.2MPa；
H0－－甲烷带上部边界深度，m。
1.7煤层瓦斯含量
1）煤层瓦斯含量
煤层瓦斯含量是单位质量煤中所含的瓦斯体积（换算为标准状态）量，单位是m3/t或mL／g。
煤层瓦斯含量也可用单位质量纯煤（去掉煤中水分和灰分）的瓦斯体积表示，单位是m3／t·燃。
煤层未受采动影响时的瓦斯含量称为原始（或天然）瓦斯含量，如煤层受采动影响，已部分排放瓦斯，则剩余在煤层中的瓦斯量称为残存瓦斯含量。
煤层围岩中有时也含有瓦斯，单位质量（或体积）岩石中所含的瓦斯体积称为岩层瓦斯含量。
煤的瓦斯容量指在一定瓦斯压力、温度、水分和孔隙率条件下，煤中所含有的瓦斯量。
煤的瓦斯容量是根据试验室测出的煤的吸附瓦斯等温线和孔隙率，计算确定的。
如瓦斯压力、温度和水分等试验条件与煤层相同，则计算得出的瓦斯容量即为煤层的瓦斯含量。
式中x－－煤层瓦斯含量，m3/t；
a－－吸附常数，试验温度下的极限吸附量，m3／t；
b－－吸附常数，MPa-1；
p－－煤层瓦斯压力，MPa；
Aad－煤的灰分，％；
Mad－－煤的水份，％；
k－－煤的孔隙体积，m3／m3；
r－－煤的密度，t／m3。
2）影响煤层瓦斯含量的因素
在成煤过程中每形成1t煤所生成的瓦斯量理论上约为100－400m3，但国内外大量实测资料表明，现今的煤层原始瓦斯含量一般最大不超过30－40m3/t，这就说明成煤过程中生成的瓦斯绝大部分已逸散到地表，或在地质条件适合时，如煤盆地地层中有大面积隔气层和储气构造，煤层中的瓦斯运移到储气构造中，形成煤层气，因此，，煤层瓦斯含量除与生成瓦斯量有关外，主要取决于煤生成后瓦斯运移条件和煤保存瓦斯的能力（吸附性、孔隙率等），即主要受如下因素控制：
①煤田地质史
从植物的堆积一直到煤炭的形成，经历了长期复杂的地质变化，这些变化对煤中瓦斯的生成和排放都起着一定的作用。
煤层中瓦斯生成量、煤田范围内瓦斯含量的分布以及煤层瓦斯向地表的运移，归根到底都有取决于煤田的地质史。
成煤后地壳的上升将使剥蚀作用加强，从而给煤层瓦斯向地表运移提供了条件；当成煤后地表下沉时，煤田为新的覆盖物覆盖，从而减缓了煤层瓦斯的逸散。
如开平煤田东欢坨区，石炭二叠系煤层直接由厚150－600m的第四系冲积层覆盖，该区在第四系冲积层沉积前，煤层瓦斯已经过漫长地质年代的排放，实测表明，在距地表680－700m深处，煤层的瓦斯含量仅1.4－2.2m3/t﹒燃。
②地质构造
断层对煤层瓦斯含量可以有性质上截然不同的两种影响，开放性断层是煤层瓦斯排放的通道，在这类断层附近，煤层瓦斯含量减小，封闭性断层本身透气性差，而且截断了煤层与地表的联系，往往使封闭区段的煤层瓦斯含量增大。
淮南谢家集二井的F18号断层上盘的煤与地表毗连，处于瓦斯风化带，而断层下盘的煤层由于被断层封闭，煤层瓦斯含量增大，处于断层下盘的一水平北部区，其相对瓦斯涌出量一直保持在10－20m3/t；而处于断层上盘的南部区，虽然开采深度与北部区相同，但相对瓦斯涌出量却小于5m3/t。
在被基岩覆盖的闭合和半闭合背斜转折区，由于煤层运移路线加长和瓦斯排出口不断缩小，增大了瓦斯运移的阻力，因此，在同一开采深度下比构造两翼瓦斯含量大；而在向斜转折处则恰恰相反，煤层瓦斯含量减小，这是由于供应瓦斯区域逐渐减小，而瓦斯向地表运移的通道逐渐扩大的结果。
③煤层的赋存条件
煤层有无露头对煤层瓦斯含量有一定影响。
煤层有露头时，瓦斯易于排放；无露头时，煤层瓦斯易于保存。
例如，中梁山煤田煤层呈覆舟状，地表无露头，煤层瓦斯不仅含量大而且有煤与瓦斯突出危险。
煤层埋藏深度是决定煤层瓦斯含量大小的重要因素。
对同一煤田或煤层，在瓦斯风化带以下，煤层瓦斯压力随深度加大呈线性增大趋势，故煤层瓦斯含量随深度增大而增大，它反映了煤层瓦斯由深部向地表运移的总规律，该规律已被大量生产和科研实践所证实。
由于煤层的透气性一般比围岩大得多，而倾角越小瓦斯运移的途径越长，因此在其它条件大致相同的情况下，在同一开采深度上，煤层倾角越小，煤层所含瓦斯越大。
④煤层围岩性质
围岩致密完整、不透气时，煤层瓦斯易于保存；反之，煤层瓦斯易于逸散。
大同和抚顺两煤田瓦斯的对比可作为围岩性质对煤层瓦斯含量影响的典型例子。
大同煤田煤的变质程度高（无烟煤），其成煤过程生成瓦斯量和煤的吸附能力均较抚顺煤田的煤层为大，但大同煤田的煤层瓦斯含量却远比抚顺煤田为小，这是因为大同煤田煤层的顶板由孔隙发育、透气良好的砂岩、砾岩和砂页岩组成，煤层中的瓦斯绝大部分已逸散；而抚顺煤田煤层的顶板则为厚达百米的致密的油母页岩和绿色页岩，大量瓦斯得以保存。
⑤煤的变质程度
由表3-2可以看出，煤的变质程度越高，生成的瓦斯量越大，因此，在其它条件相同的条件下，煤的变质程度越高，煤层瓦斯含量就越大。
在同一煤田，煤吸附瓦斯的能力随煤的变质程度的提高而增大，故在同一瓦斯压力和温度条件下，变质程度高的煤层往往能保存更多的瓦斯。
但应指出，当由无烟煤向超级无烟煤过渡时，煤的吸附能力急剧减小，煤层瓦斯含量大为减低。
⑥岩浆活动
岩浆活动对煤层瓦斯含量的影响较为复杂。
在岩浆接触变质和热力变质的影响下，煤能够再一次生成瓦斯，并由于煤变质程度的提高而增大了吸附能力，因而岩浆活动影响区域煤层的瓦斯含量增大。
但在无隔气层的情况下，由于岩浆的高温作用强化了煤层排放瓦斯，从而煤层瓦斯含量减小。
故对不同煤田，岩浆活动对煤层瓦斯含量的影响可能是各不相同的。
在北票煤田，火成岩侵入区域煤层瓦斯含量较大,且煤与瓦斯突出严重。
⑦水文地质条件
尽管瓦斯在水中的溶解度仅1%－4%，但在地下水交换活跃地区，水却能从煤层中带走大量瓦斯，从而使煤层瓦斯含量明显减少。
例如，南桐直属二井的突出煤层，在地下水活跃区域的煤层瓦斯含量很小，且无煤与瓦斯突出危险。
作业题
1瓦斯是如何生成的，而煤内实际含有的瓦斯量是否等于生成量?
2怎样确定瓦斯风化带的深度?
确定瓦斯风化带深度有何实际意义?
3测定煤层瓦斯压力有何意义?
4影响煤层瓦斯含量的因素有哪些?
第二章 矿井瓦斯涌出
2．l煤层瓦斯流动的基本规律
1）煤层瓦斯流场的分类
煤层内瓦斯流动空间的范围称为流场。
（1）流场的流向分类
按空间内瓦斯流动方向来划分，基本上有三种：
单向流动、径向流动和球向流动。
①单向流动
在x、y、z三维空间内，只有一个方向有流速，其它两个方向流速为零。
例如薄及中厚煤层中的煤巷与回采工作面煤壁内的瓦斯流动就属于单向流动。
②径向流场
在x、y、z三维空间内，在两个方向有分速度，第三个方向的分速度为零。
例如石门、竖井、钻孔垂直穿透煤层时，在煤壁内的瓦斯流动就属于这一类；其等瓦斯压力线平行煤壁呈近似同心圆。
③球向流场
在x、y、z三维空间内，在三个方向都有分速度。
例如在厚煤层中煤巷的掘进工作面煤壁内、钻孔或石门进入煤层时以及采落的煤块从其中用出瓦斯的流动部属于这一类。
上述三种流场时典型的基本形式，实际井巷煤壁内的瓦斯流场是复杂的，是几种流场的综合。
例如半煤岩巷道，在掘进工作面的迎头煤壁内近似于径向流场，而后部则为单向流场。
2.2瓦斯涌出量及其主要影响因素
1）瓦斯涌出量概念
（1）瓦斯涌出的定义
瓦斯涌出量是指在矿井建设和生产过程中从煤与岩石内涌出的瓦斯量。
其表达方法
有两种：
绝对瓦斯涌出量－－单位时间涌出的瓦斯体积，单位为m3/d或m3/min。
式中Qj－绝对瓦斯涌出量，m3/min；Q－风量，m3/min；C－风流中的平均瓦斯浓度，％。
相对瓦斯涌出量：
平均日产一吨煤同期所涌出的瓦斯量，单位是m3/t。
式中qx－－相对瓦斯涌出量，m3/t；Qj－－绝对瓦斯涌出量，m3/d，Ad－－日产量，t/d。
瓦斯涌出量中除开采煤层涌出的瓦斯外，还有来自邻近层和围岩的瓦斯，所以相对瓦斯涌出量一般要比瓦斯含量大。
（2）瓦斯涌出形式
瓦斯涌出形式系指瓦斯涌出在时间上与空间上的分布形式，对此，可以分为普通（一般）涌出与特殊（异常）涌出。
普通涌出是在时间与空间上比较均匀、普遍发生的不间断涌出，它决定了矿井的瓦斯平衡与风量分配；特殊瓦斯涌出是在时间与空间上突然、集中发生，涌出量很不均匀的间断涌出，后者包括瓦斯喷出与煤和瓦斯突出。
瓦斯（CO2）喷出：
从煤体或岩体裂隙、孔洞或炮眼中大量瓦斯（CO2）异常涌出的现象。
在20m巷道范围内，涌出瓦斯量≥1.0m3/min，且持续时间在8h以上时，该采掘区即定为瓦斯（CO）喷出危险区域。
（3）影响矿井瓦斯涌出量的因素
整个矿井的瓦斯涌出量称为矿井瓦斯涌出量；对个别煤层、水平、采区或工作面而言，则分别称为煤层、水平、采区或工作面的瓦斯涌出量。
瓦斯涌出量的大小主要取决于下列自然因素和开采技术因素。
①煤层和围岩的瓦斯含量
煤层（包括可采层和邻近层）和围岩的瓦斯含量是瓦斯涌出量大小的决定因素，它们的瓦斯含量越高，矿井瓦斯涌出量就越大。
当前矿井的瓦斯涌出量预测把煤层瓦斯含量作为主要依据。
②开采深度
随着开采深度的增大，煤层的瓦斯含量将增大，因而矿井瓦斯涌出量也会相应地增大。
③开采规模
开采规模是指开拓、开采范围以及矿井的产量而言。
对某一矿井来说，开采规模越大，矿井的绝对瓦斯涌出量也就越大；但就矿井的相对瓦斯涌出量来说，情况比较复杂。
如果矿井是靠改进采煤工艺，提高工作面单产来增大产量的，则相对瓦斯涌出量会有明显的减少，原因为：
第一，与采面无关的瓦斯源的瓦斯涌出量在产量提高时无明显增大；二是随着开采速度加快，邻近层及采落煤的残存瓦斯量将增大。
如果矿井仅是靠扩大开采规模来增大产量的，则矿井相对瓦斯涌出量或增大或保持不变。
④开采顺序与开采方法
在开采煤层群中的首采煤层时，由于其涌出的瓦斯不仅来源于开采层本身，而且还来源于上、下邻近层，因此，开采首采煤层时的瓦斯涌出量往往比开采其它各层时大好几倍。
为了使矿井瓦斯涌出量不发生大的波动，在开采煤层群时，应搭配好首采煤层和其他各层的比例。
在厚煤层分层开采时，不同分层的瓦斯涌出量也有很大的差别。
一般情况是，第一分层瓦斯涌出量最大，最后一个分层瓦斯涌出量最小。
采煤方法的回采率越低，瓦斯涌出量就越大，因为丢煤中所含瓦斯的绝大部分仍要涌入巷道。
在开采煤层群时，由于采用陷落法管理顶板比采用填法管理顶板时能造成顶板更大范围的破坏与松动，因而采用陷落法管理顶板的工作面的瓦斯涌出量比采用充填法管理顶板的工作面的瓦斯涌出量大。
⑤生产工艺
落煤时瓦斯涌出量增大：
风镐落煤时，瓦斯涌出量可增大1.1－1.3倍；放炮时增大1.4－2.0倍；采煤机工作时，增大1.4－1.6倍；水采工作面水枪开动时，增大2－4倍。
⑥采空区的密闭质量：
采空区密闭墙质量不好，或进、回风侧的通风压差较大，就会造成采空区大量漏风.使矿井的瓦斯涌出增大。
⑦采区通风系统及风量变化：
采区通风系统对采空区内和回风流中瓦斯浓度分布有重要影响。
⑧地面大气压力的变化
地面大气压力的变化，会引起井下空气压力的变化。
根据测定，地面大气压力在一年内的变化量可达5～8×10－3MPa，一天内的最大变化量可达2～4×10－3MPa，但与煤层瓦斯压力相比，地面大气压的变化量是很微小的。
地面大气压的变化对煤层暴露面的瓦斯涌出量没有多大影响，但对采空区瓦斯涌出有较大的影响。
在生产规模较大，采空区瓦斯涌出量占很大比重的矿井，当气压突然下降时，采空区积存的瓦斯会更多地涌入风流中，使矿井瓦斯涌出量增大；当气压变大时，矿井瓦斯涌出量会明显减小。
例如，峰峰局羊渠河矿当气压由0.09976MPa增至0.1013MPa时，矿井瓦斯涌出量由11.61m3/min降至8.06m3/min。
2.3矿井瓦斯等级及鉴定
1）矿井瓦斯等级划分
《规程》第133条：
矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：
（1）低瓦斯矿井：
矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t，且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。
（2）高瓦斯矿井：
矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。
（3）煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。
矿井在采掘过程中，只要发生过煤层定为突出煤层。
2）矿井瓦斯等级鉴定
新矿井没计前，地质勘探部门根据各煤层的瓦斯含量资料，预测矿井瓦斯等级，作为计算风量的依据。
生产矿井每年必须进行矿井瓦斯等级的鉴定工作，同时还应进行矿井二氧化碳涌出量的测定，作为核定和调整风量的依
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