论煤矿地质构造及瓦斯防突策略

（山西晋柳能源有限公司 山西 033000）

煤矿开采期间，确保生产安全，预防各种安全事故发生是一项重要工作。从目前煤矿开采的具体情况来看，瓦斯是影响煤矿开采作业顺利进行的一项重要因素，也是煤矿企业进行煤矿开采时作为关注的一项内容。从以往煤矿开采情况来看，若没有做好瓦斯排放问题，一旦发生爆炸事故，这不仅会造成巨大经济损失，而且还会造成人员伤亡。可见，在煤矿开采期间，必须对煤矿情况进行全面分析，采取合理措施进行瓦斯排放，确保煤矿开采作业的顺利进行，以免发生安全事故。

1.瓦斯运行规律概述

煤矿中瓦斯一般都是以游离和吸附两者状态存在，对于并未开采的煤层中，若煤层外界各项条件都处于恒定状态，煤矿中瓦斯的分子状态都处于相互交换状态，两者交换平衡，瓦斯稳定的存在于煤层中，但是，在进行煤矿开采期间，采掘、钻孔等各项操作都会导致煤层内瓦斯发生改变，这将会导致煤矿中原有瓦斯动态平衡遭受破坏，这一情况的发生会导致瓦斯发生泄漏、喷出问题，还会对煤矿安全生产造成不良影响[1]。

煤矿中瓦斯在运动过程中主要分为解吸、扩散、流动三种形式，当煤矿外界条件发生变化时，内部压力将会发生变化，煤矿中的瓦斯会从煤矿中的缝隙表面解吸下来，然后混入到气体中，煤矿中的微扩张之间相互连通，这会在煤矿中形成通道，因为，煤矿中瓦斯浓度会存在不同，瓦斯会顺着通道扩散到孔隙中，而在较大缝隙中，瓦斯会以达西流方式流动[2]。

2.地质构造与瓦斯之间的关系

(1)瓦斯危害

瓦斯化学性质活泼，其容易燃烧，煤矿开采期间，瓦斯达到一定浓度后可能会易引发事故，这会造成巨大经济损失，甚至会造成人员伤亡。进行煤矿开采期间，若地下煤层受开采因素影响发生倒塌，短时内煤层厚度会加大，导致煤矿内瓦斯快速升高，这会对煤矿开采造成较为严重的不良影响[3]。瓦斯增多一方面会增加煤矿开采期间，作业人员在煤矿开采期间的难度，另一方面也会导致煤矿中氧气含量降低，这会导致煤矿开采作业人员发生窒息问题，会危害人们健康，甚至引起死亡。瓦斯安全事故经常发生在煤矿开采期间，瓦斯爆炸与许多因素都有着联系[4]。

进行煤矿开采期间，若遇到断层或褶曲结构，采取放炮形式进行煤矿开采时，这将会使煤与瓦斯含量快速升高，情况严重时会引发爆炸，爆炸的发生会破坏煤矿开采中采用的各项机械设备，会造成人员伤亡，图1为放炮开采煤矿作业现场。因此，在煤矿开采期间，要采取合理措施进行防治，减少安全事故的发生。

图1 放炮开采煤矿作业现场

(2)地质构造褶曲对瓦斯的影响

煤矿开采期间出现向斜、背斜、等各种不同类型结构都会导致结构内聚集瓦斯，这也就会导致这些地段发生爆炸事故几率升高。煤层顶板和底板会产生夹角，这一夹角会使煤层整体走向发生变化，会改变煤层结构，这会使煤矿中聚集的瓦斯含量升高，会加大压力，提高危险性，在后续煤矿开采时，可能会发生安全事故[5]。因此，在煤矿开采掘进期间，若发现煤矿中出现褶曲结构，会急速提升移动支撑压力，同时，掘进时因为放炮问题会导致振动加大，这一情况的出现可能会引起瓦斯事故，引发爆炸。

(3)地质构造断层对瓦斯的影响

断层的封闭性和透气性都会对煤矿开采中瓦斯聚集造成一定影响。若断层有开放性，通常瓦斯含量都不会很高，因此，发生瓦斯突出的可能性相对较低，一般情况下，不会发生安全问题。但是，若煤层在开采期间受外界因素，遭受到了较为激烈的挤压，此时，若断层透气性较差，会导致煤矿中瓦斯含量不断增高，安全隐患加大，容易发生事故[6]。大量研究结果表明，存在瓦斯的区域如果与断层结构相距不超过十米，突出强度不大，若距离过大，瓦斯出现问题则会更加显著，突出强度大。若对煤层地质情况进行分析，就会发现煤层情况复杂，煤层中断层会发生挤压，这会导致煤层具体分布情况受到影响，若煤层受外界因素原因发生改变，这会导致瓦斯含量升高，在煤矿掘进时，可能会发生重大事故，造成严重影响。

3.煤矿瓦斯防突策略

(1)区域瓦斯防突措施

①煤矿开采中为了确保开采作业的顺利进行，减少安全事故的发生，要严格依据标准对煤矿瓦斯进行抽采，瓦斯抽采是减少瓦斯含量的一项有效措施，通过对该项措施进行应用，能够实现对煤矿开采中安全事故的有效预防。通过抽采瓦斯方式能够使煤矿开采中的瓦斯事故发生几率降低，确保煤矿开采作业顺利进行，具有不错的经济效益和生态效益[7]。依据以往煤矿开采经验来看，抽采瓦斯钻孔通常都要要保持在75-100mm之间，并且要依据作业面实际情况，确定钻孔长度。抽采煤层瓦斯时，要指派专人针对瓦斯的具体情况，展开全面、细致检查，对瓦斯突出的实际情况进行明确，对瓦斯存在安全隐患加以确定。若通过检查确定残存瓦斯量少，低于原始瓦斯含量，而且抽采瓦斯范围超过了30%，则可以将作业期间抽采到的瓦斯含量作为煤层瓦斯指标。

②采取煤层注水方式完成区域瓦斯突防。在采用该措施时，要确保注水的煤层始终都保持均匀湿润状态，在进行注水作业时，要确保所有布孔都处于平行状态，对于采用的钻孔大小要进行合理控制，大小应当控制在50-100mm之间。确定煤层注水量和注水作业时间后，要对煤层渗水情况进行全面分析，同时，避免煤矿开采期间发生瓦斯突出问题，完成注水作业后，要确保煤层含水量都处于5%以上。同时，要合理控制水压，对于采用的水压来说，一方面要确保煤层能够处于湿润状态，另一方面还要避免因为水压过大，而导致煤层发生断裂问题。

(2)局部瓦斯防突措施

①防治局部瓦斯突出的措施有很多种，常见的措施有爆破松土措施、放炮震动措施等，具体工作开展，要依据煤层具体情况，采取针对性的措施进行防治。不同措施在应用时采用的操作方法各不相同，每一种方法应用范围也会存在一定差异，但是这些方法在应用时的共同特点就是向煤层施加压力，通过该方式调整煤体中压力的具体分布状况，应力必须要直接施加到煤层上，进而改变瓦斯流分布情况，通过诱发方式诱发瓦斯突出，降低事故发生几率，确保煤矿开采作业安全生产。

②通过降低压力的处理方式能够达到减缓甚至避免瓦斯突出问题，进而避免安全问题的发生。常用的做法有超前钻孔、煤层瓦斯抽取等，具体工作开展期间要依据实际情况选择相应的方法。这些方法在应用时的一项共同特点就是，让瓦斯释放变得更加缓慢，逐渐降低煤层中瓦斯压力，最终达到控制瓦斯突出的目的。针对已经采掘的煤层来说，对于煤与瓦斯的各项数据获取起来都较为容易，而对于未进行开采的煤层，要全面结合地质结构情况完成相应分析工作，然后依据分析结果，制定出一套合理的措施，实现瓦斯防突，减少煤矿开采中由于瓦斯原因而发生的各种安全事故。

4.结语

煤矿开采是一项复杂且系统的工作，实际开采时对开采作业中应用的机械设备性能，以及作业人员的安全意识都有较高要求。同时，开采煤矿时，开采模式、巷道走向等内容都会对瓦斯突出情况造成影响，因此，要对可能引起瓦斯事故因素进行分析，在煤矿开采时，要精准预测瓦斯情况，采取合理措施进行预防，确保煤矿开采的安全性，提高经济效益，促进煤矿开采行业健康发展。