解读煤矿瓦斯地质规律

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解读煤矿瓦斯地质规律

作者:代壮

来源:《环球市场》2018年第15期

摘要:对于煤层瓦斯而言,其形成、分布和赋存特征受瓦斯地质规律的控制,煤与瓦斯突出主要发生在高瓦斯煤层中受强构造挤压、剪切作用的构造煤发育区。大量的生产实践表明,低瓦斯矿井升级为高瓦斯矿井或煤与瓦斯突出矿井的生产过程中,最容易发生瓦斯事故,甚至大型瓦斯事故,研究矿井瓦斯地质规律,对指导矿井安全生产具有重要的意义。至今我国许多瓦斯地质工作者从地质学角度对瓦斯地质规律进行了大量的研究瓦斯是一种地质体,它是成煤时期与煤岩共生的,它的生成、运移、储存等过程都与地质因索有密切的关系。因此,矿井瓦斯的存在,不仅影响井下作业人员的安全,而且还严重危害正常生产。

关键词:煤矿瓦斯;地质规律;措施

一、矿井瓦斯地质规律分析

(一)瓦斯赋存状态

从井下地质环境来看,以开采层的顶板为砂质页岩的部分矿井为例,该岩层是透气性较差的岩层,封闭了煤层中的瓦斯,开采时瓦斯含量显然增高,矿井内煤中瓦斯以吸附状态为主,以游离状态为辅。

(二)煤层瓦斯含量及其影响因素

1.褶曲构造

从开采作业环境的实质而言,一般巷道中的小型褶曲对瓦斯含量影响不大,主要是大、中型褶曲。矿区范围内的大型向斜相对埋藏深度大,大型背斜相对埋藏浅,往往前者瓦斯含量相对大于后者。大型背斜中和面上下的瓦斯含量又不相同;中和面上下,常存在张裂隙,瓦斯易逸散,故瓦斯含量较低;中和面以下,以挤压作用为主,瓦斯含量相对高。矿井范围内的中型褶曲,瓦斯含量有两种情况:当围岩的封闭条件较好时,背斜顶部较向斜巷部瓦斯相对聚积。这是由于在封闭系统中,瓦斯只能沿煤层向高处运移,特别是在倾伏背斜转折端,瓦斯运移距离长,面积往上逐渐缩小,阻力变大,故瓦斯含量高;在封闭条件差,围岩透气性较好的情况下,由于背斜顶部煤层埋藏浅,通达地表的断裂发育,有利于煤层瓦斯的排放,背斜的瓦斯容易沿张裂隙逸散,因此,向斜部位相对来说瓦斯含量高,背斜顶部较向斜巷部瓦斯小,压力低。

2.煤层顶、底板岩特征影响瓦斯分布 龙源期刊网

主要是指煤层顶底板、即围岩的透气性,直接影响着瓦斯的保存和排放,而其透气性又与顶底板岩石的组成、结构、构造、胶结特征、裂隙情况等有关。煤层围岩透气性好,有利于瓦斯的运移和排放,煤层瓦斯含量大小,瓦斯分布较均匀;反之,透气性差,不利于瓦斯的运移和排放,有利于瓦斯保存,煤层瓦斯含量大,瓦斯分布不均匀。

3.煤层埋藏深度影响瓦斯分布

在瓦斯风氧化带以下,随着煤层埋藏深度增加,煤的变质程度增加,瓦斯压力、瓦斯涌出量随之增加,封闭条件相对变好,煤的瓦斯吸附能力变强,游离状态瓦斯向吸附状态转化,使大量气体保存下来。因此,越往深层,瓦斯含量及瓦斯涌出量将相应增大。

4.煤层倾角

在其它条件近似,煤层围岩封闭条件较好的情况下,一般倾角平缓的煤层所含瓦斯量较倾角陡的煤层要大,主要因为前者的瓦斯运移路线长所受阻力大,去气难,后者则相反。

5.煤层厚度

瓦斯赋存在煤层中,煤层厚度越大,瓦斯生成量越大,当具有良好的瓦斯保存条件时,厚煤带一般也是瓦斯富集带,煤包往往也是瓦斯包。

6.断裂构造对瓦斯含量影响的一般情况和规律

张性断裂对瓦斯可起排放作用,分别称为开放性和排气断层(正断层),但随着深度增加排气断层的排气能力有递减的趋势;压性或压扭性断裂对瓦斯可起保存作用,分别称为闭合裂隙和遮挡断层,但倾角较陡的逆断层有可能排气;在构造性质近似的情况下,新构造比老构造透气性要好些,因为老构造时间长,往往被后来的物质所充填而不再透气。

二、现代煤矿企业瓦斯事故防治措施分析

(一)建立瓦斯安全管理机制

为了尽量减少瓦斯爆炸事故的发生概率,预防瓦斯爆炸事故的发生,搞好瓦斯的安全管理工作是减少瓦斯爆炸事故的前提。除去瓦斯爆炸物质的风险源,尽可能地去抽放瓦斯,抽出开采的临近煤层、采空区和煤层等瓦斯源中的瓦斯,减少井下瓦斯的涌出量,是提早控制和预防瓦斯事故的最根本措施。关于局部地域汇集的瓦斯,可采用隔离法、引风法等措施来隔离或者吹散巷道内汇集的瓦斯,保证生产安全。

(二)树立火源安全管理机制 龙源期刊网

1.增强矿井用火的安全管理

煤矿企业职工都清楚,严禁在井下生火取暖和吸烟是铁打不动的规定。与此同时,瓦斯泵房和相近20m以内不许存在明火。在井下也不准进行气焊和电焊等焊接作业,如的确需要,那么就必需严格执行报批手续。

2.增强矿井用电的安全管理

不难发现,由于不良习惯,部分矿工长期在低电压供电线路中养成带电搭火、接线、换灯泡等习气,假如在井下高压电力作业中还是如此,那么结果不堪想象。因此,用于井下的电气设备必需进行防爆检测,合格后才敢使用;井下电缆接头不准留有明接头,对电缆经常检查,避免漏电,设置漏电维护器;矿灯必需经检验合格方可运用,如在井下发生损坏,严禁在井下翻开电池盒或自行修理。

(三)加强对并下人员安全意识的教育管理工作

1.安全态度的教育

操作者能够经过安全态度教育尽可能消除工作的盲目性,习惯成自然克制不利于安全生产的观念和思想,从而树立科学的法制观念和安全观念,端正安全的态度,自觉地遵章守纪,提高安全的认识,搞好安全的生产。教育内容应该包括学习安全生产法规、法律、企业规章制度与方针政策,安全形势教育和典型事故案例展开的安全教育等。

2.安全学问的教育

安全学问(知识)的教育可以使矿工们初步掌握控制事故预防的根本学问,提高矿工们的安全素质,从而提高煤炭企业整体事故预防程度。教育内容包括安全法规学问、生产法律、安全管理学问和安全技术学问。各种学问教育的深度可依据矿工所在岗位进行布置。

3.安全技艺的教育

通过对教育者进行培训与重复的实践操作锻炼,能够让他们逐步掌握安全的技艺。在把学问转化为才能的过程中,使作业人员能纯熟控制并完成本岗位安全作业技巧,具备一定的安全操作才能与紧急应变才能。

三、结束语

综上所述,影响煤矿瓦斯地质的要素是由多方面交织产生的,在剖析的时候需要全方面思索。一些瓦斯事故的发生,对井下人员安全和安全生产都形成了很大的威胁。理解瓦斯事故的龙源期刊网

影响要素,便于增强瓦斯事故的防治措施,同时对煤矿企业可持续发展和矿山安全生产具有重要的现实意义。

参考文献:

[1]石兴龙,刘永立,李涛.城山煤矿3B号煤层瓦斯地质规律研究[J].煤炭科学技術,2017(12).

[2]刘永立,石兴龙,王海涛.张辰煤矿3号煤层矿瓦斯地质特征研究[J].矿业工程研究,2017(04).