矿井中的瓦斯主要是由煤层气构成，以甲烷为主的有害气体。瓦斯的生成是在煤的形成和变质过程中伴生的。古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质在无氧环境下被厌氧菌分解，生成了瓦斯。同时，在高温高压的环境中，瓦斯还会在煤的形成过程中，通过物理和化学作用继续生成。
瓦斯是一种无色、无味、无臭的气体，有时会散发出类似苹果的香味，这是因为芳香族碳氢气体与瓦斯同时释放出来。瓦斯的相对密度为0.554，比空气轻，因此在矿井的巷道顶部和高处积聚。瓦斯的渗透能力是空气的1.6倍，不易溶于水，不助燃也不能维持呼吸。当瓦斯浓度达到一定程度时，会导致人员因缺氧而窒息，并且可能发生燃烧或爆炸。瓦斯的燃烧和爆炸性是矿井主要的安全隐患之一。
瓦斯在煤体或围岩中存在两种状态：游离状态和吸着状态。游离状态，也称自由状态，是指瓦斯以自由气体形式存在于煤体或围岩的裂缝和孔隙中。其量的大小主要取决于储存空间的体积、压力和温度。吸着状态，也称结合状态，是指瓦斯与煤或某些岩石结合成一体，不再以自由气态形式存在。根据结合形式的不同，可以分为吸附和吸收两种状态。吸附状态是由于固体颗粒与气体分子之间的分子吸引力，使气体分子在固体颗粒表面紧密附着一个薄层；吸收状态是气体分子已经进入煤分子团的内部。
瓦斯在这几种状态之间不断变化，处于动态平衡之中。在一定条件下，游离瓦斯可以转化为吸着瓦斯，称为吸附；而吸着瓦斯也可以转化为游离瓦斯，称为解吸。这种状态的转化受压力和温度的变化影响。
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