沼气带以上的三个带通称为瓦斯风化带，它的下部边界可按下列指标确定： 沼气浓度： CH4%=80%
沼气压力： P=0.1～0.15MPa
3
沼气含量： Wh=1.0～1.5m/t (长焰煤)
3
Wh=1.5～2.0m/t (气煤)
3
Wh=2.0～2.5m/t （肥、焦煤）
3
Wh=2.5～3.0m/t (瘦煤)
3
Wh=3～4m/t (贫煤)
3
Wh=5～7m/t (无烟煤) 各带瓦斯成分见表1-4
表1-4 各 带 瓦 斯 成 分 变 化 表 带 CO2 N2 CH4 Ar+kr+Xe N2+H2 Ar/Xe 3333别 % m/t煤 % m/t煤 % m/t煤 % m/t煤 (%) 0.0021～ 二氧化碳－氮气带 20～80 0.19～2.24 20～80 0.15～1.42 0～10 0～0.16 0.21～1.44 0.0178 <0.001 0.012 氮气带 氮气－沼气带 沼气带 0～20 0～20 0～10 0～0.27 0～0.39 0～0.37 80～100 0.22～1.86 20～80 0～20 0.25～1.78 0～1.93 0～20 20～80 0～0.22 0.61～1.88 0.06～5.27 0.36～0.81 0～0.24 0.0037～ 0.0561 0.0051～ 0.012 0.004～ 0.0052 <0.001 0.014 <0.001 0.014 0.001～ 0.06 80～100 0.61～10.5 0.014 N2、Ar、kr、Xe、H2:分别为氮、氩、氪、氙、氢气体 前苏联在顿巴斯煤田进行的研究表明，在其他条件相同时，瓦斯风化带深度和瓦斯涌出量梯度与煤的变质程度有关（见表1-5）。变质程度愈高，瓦斯风化带深度和瓦斯涌出量梯度愈小，反之亦然。这是因为煤的变质程度愈高，其透气性愈差。
表1-5 煤 的 变 质 程 度 与 瓦 斯 风 化 带 深 度 关 系 表
瓦斯风化带深度 瓦斯涌出量梯度 煤的牌号 3(m) (m·m/t) 气煤和长焰煤 肥煤 焦煤 瘦煤 贫煤和无烟煤 500 450～500 150～200 100～150 50～100 30～40 20～25 15～20 10～15 5～10 瓦斯风化带深度是煤田长期地质过程的结果。它取决与一系列地质因素的影响。 ⑴含煤地层排放瓦斯时间愈长，瓦斯风化带就愈深；
⑵地质错动程度愈高，煤层排放瓦斯的不均匀性和排放深度就愈大； ⑶剥蚀过程，它使含煤地层无瓦斯化的范围减少或局部消失； ⑷覆盖层（或一些地区的冻土层）阻碍瓦斯风化带的进一步扩大。
上述因素决定了瓦斯风化带的不同深度，不同矿区，煤层瓦斯风化带变动很大。
3
瓦斯风化带的深度各地不一，一般也有取垂深110m或H值的1/5的，或取瓦斯涌出量小于2 m/t的垂深。
从沼气带起，煤层瓦斯含量和瓦斯涌出量按一定的梯度增加，借以可确定抽放瓦斯区域或及时确定巷道在接近沼气带前预先采取相应的措施。同时还可估计某一矿井或矿区未来瓦斯涌出的规模，因此瓦斯带的划分和确定有着生产实际意义。
二．瓦斯压力计算及测定
瓦斯压力是标志煤层瓦斯流动特性和赋存状态的一个重要参数。在研究煤和瓦斯突出、瓦斯涌出和瓦斯抽放时，瓦斯压力是其重要的基本参数之一。
未受开采影响的煤层原始瓦斯压力测算方法通常有推算法和实测法，且以实测法最好。 ㈠推算法
1.根据瓦斯压力梯度推算某一垂深瓦斯压力
P=P0+PM（H－H0） （1－11）
式中 P——瓦斯压力，Mpa；
P0——瓦斯风化带的瓦斯压力，一般可取P0=0.196 Mpa； PM——瓦斯压力梯度 ，Mpa/m，由式（1-12）计算； H——垂深，m；
H0——瓦斯风化带的垂深，m。
PM?P1?P0 （1－12）
H1?H0 式中 P1——实测瓦斯压力，Mpa；
H1——测瓦斯压力P1地点的垂深，m。
[例]抚顺龙凤矿于－400m水平（地表标高100m），曾测得瓦斯压力为0.784 Mpa，欲求下水平－460m水平的瓦斯压力。
取H0=205m、P0=0.196Mpa，瓦斯梯度为：
PM?P0.784?0.1961?P0??0.00199MPa/m
H1?H0500?205预测－460 m水平的瓦斯压力为：
P=P0+PM（H－H0）=0.196+0.00199×（560－205）= 0.902 Mpa 经计算，－460m水平的瓦斯压力为0.902 Mpa。
2．根据经验公式计算瓦斯压力
开采同一煤层的相邻矿井，可根据该式推算瓦斯压力：
α
P=0.098×（KH-ｂ） （1－13） 式中 P——瓦斯压力，Mpa； K——系数；
H——测定瓦斯压力地点的垂深，m； α——指数常数； ｂ——常数。
3. 国内实测
经对国内一些矿区瓦斯压力实测值分析，瓦斯压力P与深度H的关系可以表示为下列直线关系：
P=（2.03～10.13）H （1-14）
式中 P——距地表垂深H处煤层瓦斯压力，Kpa； H——垂深，m；
㈡瓦斯压力实测
测量瓦斯压力一般是在地质勘探钻孔中进行，或是在井下巷道中打钻孔测压，由于地勘测压工艺较复杂、精度较低。所以生产中广泛采用井下巷道打钻测压法，其钻孔、封孔、测压施工要求为：
钻孔测压施工要求 表1-9 步骤 孔位 选择 钻孔 放入测压管 封孔 技术要求 打钻开口至煤层要有一定距离： 1． 砂岩、坚硬岩石＞3m； 2． 砂页岩、页岩＞5m； 钻孔要避开褶曲、断层和裂隙带 1. 孔口要完整，并穿透煤层； 2. 孔口不宜过大，一般在d42～75㎜ 1. 孔内岩粉必须清除； 2. 测压管不可紧靠孔壁一边，要适当弯曲 1. 封孔深度不得小于3m； 2. 打完钻立即封孔，封孔必须捣实； 3. 打入木楔时要注意不要把铜管压扁 使用材料及设备 岩石电钻 1. 测压管一般采用紫铜管，直径4～6㎜，如兼测透气性时，管径可采用8～12㎜； 2. 测压管开口处，包以铜网 1. 封孔材料选用干硬黏土，孔口0.5米处要用水泥加固孔口； 2. 选用压力表最好在预计压力之内，以免中途换表 2.封孔测定瓦斯压力方法（见图1-5）
＞5米0.5米15图1-5 1----测量室2----堵孔材料3----测压管4----木契5---封孔测定瓦斯压力挡板6----压力表
三.煤层瓦斯含量计算
瓦斯含量是指煤层或岩层在自然条件下，单位重量或单位体积所含有的瓦斯量。瓦斯含量包括游离瓦斯和吸附瓦斯两部分，影响瓦斯含量的因素有煤的吸附能力、瓦斯压力、温度等。
（一） 间接测定计算法
该类方法需在实验室作出吸附常数，在井下实测瓦斯压力，然后进行计算。由于实验室测出的a、b值是根据干煤样测定出来的，而实际上水分对瓦斯吸附容量有很大影响，为此，公式（1-16）考虑了
f
1+0.31W的修正系数。
计算公式：
Wh?Wx?Wy (1-15)
abp1?Wf?Af (1-16) WX??f1?bp1?0.31W10.2?fnpWy? (1-17)
?式中 Wh——煤层瓦斯含量，m/t；
3
Wx——在瓦斯压力为p、煤层温度为t时煤的吸附瓦斯量，m/t；
3
Wy——游离瓦斯量，m/t；
3
a ——吸附常数，表示在给定温度下，单位质量固体的表面饱和吸附气体的气体体积，m/t，一般
3
为15～55 m/t；
-1-1
b ——吸附常数，MPa，一般为0.5～5 MPa； f
W——煤中的水分，%； f
A——煤中的灰分，%；
?n ——煤的孔隙率，%；参见表1-10；
3
γ——煤的容重，m/t。
3
煤质与孔隙率关系 表1-10 煤的牌号 无烟煤 瘦煤 黏结煤 焦煤 肥煤 气煤 长焰煤
挥发份 % 2.1~6.1 7.1~11.5 12.2~16.6 18.1~25.9 26.6~34.4 37.8~41.5 42~45.3 灰份 % 2~10 1.4~12 2.7~19 2.5~22 1.0~31 2.4~17 5.2~14 水分 % 0.7~2.5 0.5~0.7 0.9~2.2 0.5~3.0 0.5~1.7 1.6~10.1 4.2~9.9 3
比重 1.53~1.66 1.35~1.50 1.33~1.75 1.26~1.54 1.24~1.58 1.24~1.30 1.31~1.50 -1
容重 3t/m 1.4~1.58 1.32~1.37 1.22~1.53 1.22~1.44 1.08~1.33 1.20~1.30 1.15~1.40 f
孔隙率 M/t % 0.081~0.439 6~11.4 0.031~0.073 4.8~9.5 0.025~0.128 4.2~18.3 0.017~0.114 2.2~14.9 0.027~0.169 3.0~18.9 0.03~0.121 3.6~15.1 0.064~0.107 7.9~13.1 3[例]打通一矿6号煤层实测a=28.089m/t、b=0.136MPa,p=1.47MPa,W=2.14%,A=24.99%, ?n=10.89%,
3
γ=1.57t/m,求Wh=?
f
解：Wh?Wx?Wy
abp1?Wf?Af10.2?fnp ? ???1?bp1?0.31Wf10.2?28.089?0.136?1.47(1?0.0214?0.2499)10.2?0.1089?1.47?? ?
1?10.2?0.136?1.471?0.31?0.02141.57?14.61m3/t
3经计算，6号煤层瓦斯含量为14.61m/t。
（二）由瓦斯含量系数a求煤层瓦斯含量 略。
[例]取样地点是地宗矿东二1373风巷，新鲜的干煤样，煤层温度15.2℃，煤的容重γ=1.45g/cm ,大气压力
3
Pd=0.1Mpa,煤样重=42g,瓦斯含量罐体积V=134cm。试求煤层瓦斯含量系数？
3
测得数据（测两次）
P1=1.62Mpa, P2=0.85Mpa, P3=0.31Mpa
3 3
Q1-2=965 cm , Q2-3=747cm将上列数值代入下式计算
???G??PdQ1?2??1?P2????V?????P??? (1-19) ???PP2G1???第一次
??42????0.1?965?134?1.62?0.851.45????1.45??? ???1.62?0.8542?1.537m3/(m3?MPa0.5)
?? 第二次
??42????0.1?747?134?0.85?0.311.45????1.45??? ???0.85?0.3142?1.699m3/(m3?MPa0.5)
??取瓦斯含量系数平均值，则
330.5
α=（1.537＋1.699）/2=1.618 m/ m·Mpa
该方法的优点是直接采样、装佯，煤样的水分和煤层相同，注入罐中瓦斯就是煤层瓦斯，因而设备简单、易行，两天可以测定结果。
㈢经验公式计算煤层瓦斯含量
在无测定参数条件或要求精度不高的情况下，可用经验公式计算煤中的瓦斯含量。
1. 经验公式之一
65.5(100?Af?Wf) (1-20) WX??0.098?r0.146n?f???b(V)e(1?0.31W)100?p???fnP (1-21) Wy?9.8KY?式中 Wx —— 煤的瓦斯吸附量，m/t；
3
W 、A、V ——煤的水分、灰分、挥发分，%；
P——实测瓦斯压力，Mpa； n
e——温度系数，查表1-12； e —— 自然对数底；
n —— 0.02t/0.993＋0.007P;
r
α——2.4＋0.21 V或查表；
r
b ——1－0.004 V或查表；
3
Wy——游离瓦斯量，m/t；
?n ——煤的孔隙率，%，查表1-10；
3
γ——煤的容重，t/m；
Ky——相当于煤层瓦斯压力下的瓦斯压缩系数，查表1-14； T——温度，℃。
n
表1-12 1/e值 压力 温度（℃） （Mpa） 10 20 25 30 35 40 0.1 0.819 0.670 0.607 0.549 0.497 0.449 0.2 0.820 0.672 0.609 0.551 0.500 0.452 0.4 0.822 0.676 0.613 0.555 0.504 0.457 0.6 0.824 0.680 0.617 0.560 0.509 0.462 0.8 0.826 0.683 0.621 0.564 0.513 0.467 1 0.828 0.687 0.625 0.569 0.518 0.471 1.2 0.830 0.690 0.629 0.578 0.522 0.476 1.372 0.832 0.693 0.633 0.577 0.527 0.481 1.568 0.834 0.696 0.636 0.581 0.531 0.485 1.764 0.836 0.700 0.640 0.585 0.535 0.490 1.96 0.838 0.703 0.643 0.589 0.540 0.494 2.156 0.840 0.706 0.647 0.593 0.544 0.498 2.352 0.842 0.709 0.650 0.596 0.548 0.502 2.548 0.844 0.712 0.654 0.600 0.552 0.506 2.744 0.845 0.714 0.658 0.604 0.555 0.510 2.94 0.847 0.717 0.660 0.607 0.559 0.514 3.038 0.848 0.719 0.662 0.609 0.561 0.517 3.136 0.849 0.720 0.663 0.611 0.563 0.519 3.234 0.850 0.721 0.665 0.613 0.565 0.521 3.332 0.850 0.723 0.666 0.614 0.567 0.523 3.430 0.851 0.724 0.668 0.616 0.569 0.525 3.528 0.852 0.725 0.670 0.618 0.571 0.527 3.626 0.853 0.727 0.671 0.619 0.572 0.528 3.724 0.853 0.728 0.672 0.621 0.573 0.530 3.882 0.854 0.729 0.674 0.622 0.575 0.532 3.92 0.855 0.731 0.676 0.624 0.577 0.534 4.018 0.856 0.732 0.677 0.626 0.579 0.535 4.116 0.856 0.733 0.678 0.627 0.580 0.537 4.214 0.857 0.734 0.680 0.629 0.582 0.539 4.312 0.857 0.736 0.681 0.631 0.584 0.541 4.410 0.858 0.737 0.682 0.632 0.586 0.545 4.508 0.860 0.738 0.684 0.634 0.587 0.545 4.606 0.860 0.739 0.685 0.635 0.589 0.547 4.704 0.860 0.740 0.687 0.636 0.590 0.548 f
f
r