浅谈煤矿瓦斯地质影响因素分析

李岩

摘要：煤矿瓦斯地质的主要影响因素是地质构造、水文地质以及煤层与围岩特征等，本文将对这三个主要影响因素进行分析，分析结果表明对煤矿瓦斯影响程度最大的是地质构造，其中断层构造在煤矿中控制强度最大，其次是煤层与围岩特征，最后是上文地质。通过对上述因素的分析，对煤矿地质预防瓦斯爆炸有借鉴意义。

关键词：煤炭；瓦斯；地质

引言：瓦斯是产生于煤层围岩或者煤层中的一种复杂气体气质体，在不同的地质影响因素下，煤层中的瓦斯分布量也存在差异。瓦斯突出是煤矿开发的主要影响因素之一，其含量直接影响到煤矿开采者的生命财产安全，对于煤矿瓦斯的分布规律以及综合治理对于煤矿开采安全具有重要的作用。对于煤矿瓦斯地质影响因素，前人已经做了大量的分析研究，但是沒有将影响因素进行整理归类。总得而言煤矿瓦斯地质影响因素主要由三种学说，第一种是地应力学说，该学说认为主要影响因素是地应力作用的结果；第二种是瓦斯作用学说，该学说认为煤炭本身存贮着大量的瓦斯，在瓦斯突出的过程中起着推动作用；第三种是综合作用学说，该学说将煤矿瓦斯地质影响因素进行综合，认为其结果是各种因素是综合进行作用，而不是单一的。在煤矿开采的过程中，瓦斯突出是一个综合的复杂过程，其产生作用机理也较为复杂，通过对煤矿瓦斯地质主要影响因素地质构造、煤层与围岩特征以及水文地质特征进行分析，为煤矿开采预防瓦斯突出提供了理论指导。

1.矿井概况

本文的研究对象为蒋家河某矿井，该矿井位于陕西咸阳，在进行煤矿开采时采用的是立井单面水平开拓、综合机械化开采，整个矿区分为一采区和二采区，一采区位于矿井的的东部，二采区位于矿井的南部，井田整体结构单一，井田范围的构造主要以断块以及断裂为主要形式，在井田断裂的四周一般由断块包围，局部的煤层的变化情况较大；此外，煤层为易自燃的煤层，属于瓦斯较高的矿井。

2.煤矿瓦斯地质主要影响因素

2.1地质构造

地质构造对于煤矿瓦斯地质的影响作用最大，熟悉了解地质构造的基本特征不仅能够预防瓦斯危险，同时也是保障煤矿工作人员以及机器设备的生命财产安全的重要前提，常见的地质构造有断层、褶皱以及陷落柱等。其中断层在煤矿的地质构造中最为常见，断层对于瓦斯的吸收富集有着较强的控制作用，在其中会发生诸多的地质现象，如围岩破裂、煤层变形、迁移以及地层变化等。在断层瓦斯的含量相对而言较高，而且机械作用力较为集中，研究表明封闭式的断层容易聚集瓦斯，易发生危险，而开放式的断层有利于释放瓦斯。褶皱对于煤层有一定的破坏作用，在褶皱的各个面上有着不同形式的机械力作用，闭合的褶皱比敞开的褶皱更利于瓦斯的聚集。陷落柱是塌陷的柱子形状的物体，主要是由于地表的物理运动导致溶解性岩层进行倒塌而形成，当陷落柱露出地表时，加强了地下水的流动，从而阻碍了瓦斯的发展。

2.2煤层与围岩特征

煤层与围岩的特征，如煤层的深度、厚度以及结构等对于煤矿瓦斯地质有着较大的影响。瓦斯主要产生于煤层之间，煤层的厚度直接影响着瓦斯的生成含量，根据实验表明，煤层的厚度增加越明显，瓦斯突出的危险系数越大。煤层与围岩之间的透气性越大，瓦斯越容易流失；相反，煤层与围岩之间透气性越差，瓦斯越容易保存。地质构造是在漫长的岁月中积淀下来的，煤层的结构对于煤矿瓦斯地质的影响较大，煤层的结构主要是指煤的主要构造形式，其主要反映了煤层的演变历史和变化形态，原生煤的结构良好，纹理层次好，煤质的强度也较高。受到地质作用或者其他破坏作用的煤主要表现出煤质松散、层次不明朗以及强度不高等现象。煤层构造区往往是瓦斯发生危险的地带，其主要原因是该地带本身机械强度不高，抵抗能力差，在一定的机械里作用下容易发生形变；其次是瓦斯的生成发育不规则，该地带的煤层渗透作用差，从而导致瓦斯吸收富集在该区域。

2.3水文地质特征

水文地质特征对于煤矿瓦斯地质有一定的影响，地下水和瓦斯一样，都存在于含煤的地层以及岩石中，地下水的流动可以带动瓦斯的流动，研究表明在地下水较多的地方瓦斯含量较少，而地下水较少的地方瓦斯含量较高，主要原因是因为在地下水充足的地方，地下水将岩石缝隙进行充盈，将瓦斯释放出去。当水分子吸附在岩石缝隙中的时候瓦斯的吸附能力被削弱，从而导致瓦斯处于游离状态被释放，同时由于地下水中含有大量的溶解物质，将岩石层中的部分矿物质进行吸收溶解从而导致使得含有煤炭的地下岩石层进行泄压，加快了瓦斯的释放速度，地下水和瓦斯的关系是互补的，地下水少瓦斯就会增多。

结论：综上所述，影响煤矿瓦斯地质的影响因素很多，但是主要因素为煤层与围岩特征、水文地质特征以及地质构造三种。在这三种构造当中，地质构造对于煤矿瓦斯地质的影响最大，主要集中体现在断层结构，其次是煤层与围岩结构，该因素对于煤层的掩埋厚度以及深度有较强的控制作用，对煤矿瓦斯地质影响最小的水文地质因素，但是地下水的含量与瓦斯的含量呈现出互补的关系，当地下水含量高时瓦斯少，地下水含量低时瓦斯增多。在实际生产过程中，由于不同地区的地质条件以及水文因素等都存在较大的差异，因此在进行煤矿瓦斯地质影响因素的分析时不能一概而论，要根据实际情况进行分析，掌握实际规律，仔细分析煤矿瓦斯地质影响的主要因素，做到安全生产，确保人民生财产安全。

参考文献

[1]王东风，冯耀挺. 地质条件对瓦斯突出的影响浅析[J].山西煤炭，2016，（2） ：25～27.

[2]张子敏，张玉贵. 瓦斯地质规律与瓦斯预测[M]. 北京：煤炭工业出版社，2005.

[3]王恩营，邵 强，韩松林. 正断层形成的力学分析及其对构造煤的控制[J]. 煤炭科学技术，2009，37（9） ：104～109.

[4]刘咸卫，曹运兴，刘瑞. 正断层两盘的瓦斯突出分布特征及其地质成因浅析[J]. 煤炭学报，2010，25（6） ：571～575.