浅谈煤矿地质构造与瓦斯灾害的预测

地质与勘探浅谈煤矿地质构造与瓦斯灾害的预测张继银（贵州省地质矿产勘查局----二地质大队，贵州安顺561000）摘 要：在煤炭开采的过程中，往往会有一些灾难事故发生，如煤与瓦斯突出、瓦斯燃烧、瓦斯爆炸等。这些事故的发 生往往与煤矿的地质构造有很大的关系，瓦斯灾害严重影响着煤矿企业中的工作人员。本文通过分析煤矿的地质构造与瓦斯 之间的关系，提出了预测瓦斯的具体方法，同时还提出一些预防瓦斯灾害的措施。关键词：煤矿；地质构造；瓦斯灾害；灾害预测中图分类号：TD712 文献编制码：B文章编号：4008-0455 （ 2049 ） 15-0249-01近年来，我国经济得到快速发展，社会也在持续进步， 煤炭成为了我国经济发展的基础资源。因此，我国对于煤炭 的需求量呈现出逐年增加的趋势，但煤炭也总是供不应求。 这种情况下，煤炭企业就会增加煤炭的开采量，而在复杂地 质条件下，煤炭资源的高强度开采也带来了许多不安全因素, 特别是瓦斯灾害给煤矿企业和国家带来了巨大的生命财产 损失。煤矿瓦斯灾害最主要的影响因素就是煤矿所处的地质 构造，因此想要避免瓦斯事故的发生，必须严格控制煤与瓦 斯在矿井中的分布，这样才能保证煤矿的安全生产以及工作 人员的生命安全。1瓦斯与煤矿地质构造的关系瓦斯是一种气体，它无色无味，是在煤炭资源成煤过程 中产生的。瓦斯特别不稳定，容易燃烧和爆炸，尤其是当煤 层出现倒转现象的时候，煤层的厚度就会变得越来越大，瓦 斯含量也会相应的提高％这种情况给煤炭的开釆带来严重 的挑战，当采掘活动接近该区域时，还会造成井下工作人员 窒息或中毒死亡事故的发生。所以当煤矿的掘进工作面或采 煤工作面遇到断层或构造异常区时，容易发生煤与瓦斯异常 现象，进一步引起瓦斯事故的发生，这样不仅仅会威胁到工 作人员的生命安全，也会让我们国家经济的发展和社会的稳 定受到影响。1.1褶皱对于瓦斯的影响我们都知道，背斜的地质条件是可以贮藏气体的，向斜 的地质条件是可以贮藏水的。对于褶皱来说，有的小型向斜 的轴部、背斜的倾伏端以及背斜中和面以下的部分还有煤层 变化比较大的地方都是瓦斯含量比较集中的位置。在釆煤和 掘进的生产过程中,褶皱带内的背斜和向斜构造中最容易发 生煤与瓦斯突出的事故。由于煤层的顶板是刚性岩层，底板 是柔性岩层，顶板表现的是倾角的大小情况，底板表现的是 背斜和向斜的情况，这些原因使得煤层的倾向和走向都有一 些起伏，进而使得煤层的结构改变，最终使瓦斯的含量升高， 压力加大。当煤矿釆煤、掘进的工作面接近这些构造的时候， 就会使得巷道或釆煤工作面顶板支撑的压力变大，在加上放 炮震动的因素，便会引发煤矿瓦斯突出的事故鷺例如，在 水城大湾煤矿生产过程中,煤与瓦斯的突出事故都是通过放 炮诱发的。在采掘过程中容易发生瓦斯突出的区域，都是煤 层倾角变化比较大或地质构造复杂的区域，随着矿井开采的 深度越来越大，这种规律也越来越明显。1.2断层对于瓦斯的影响断层对于瓦斯的影响情况比较复杂，研究断层对于瓦斯影响的时候，一方面要考虑断层的封闭特性，另一方面还要 考虑断层的透气性。如果断层是开放性断层，无论断层的透 气性怎么样，那么煤层中的瓦斯含量都是比较低的，如果断 层是封闭的话，那么情况就比较复杂，封闭式断层一般都是 指断层受到挤压而处于封闭的情况。如果这种断层透气性较 差的话，那么这种地质构造就会阻止瓦斯的排放，在这种情 况下，煤矿瓦斯的含量就会比较高，瓦斯的压力也会变得很 大，进而瓦斯突出的可能性也会相应的增加。所以，断层对 于煤岩层瓦斯含量具有双重作用，一可作为瓦斯聚集场所， 二可作为瓦斯逸散场所。因此研究断层性质，对矿井瓦斯综 合治理，保障煤矿安全高效生产具有重要意义％2瓦斯灾害预测的具体方法瓦斯预测的方法有很多,我们主要介绍矿山统计法和含 量法。用矿山统计法测量瓦斯，测量的结果非常的直观也很 可靠，但是由于这种方法有很多的限制,所以在预测的时候, 预测的深度不能太长，所以，矿山统计法适用于矿井的浅部 瓦斯测量％含量法是根据煤层瓦斯的含量、煤层的开釆情 况、釆掘比例以及邻近瓦斯涌出率等条件计算出瓦斯的具体 涌出量，同时结合煤层瓦斯的含量以及煤层瓦斯的残余含量 最终来预测瓦斯的涌出量。2.1矿山统计法预测瓦斯涌出量由于受到开采煤层厚度、崛条件、矿井状况、开 采规模等多种因素的影响,瓦斯的具体涌出量变化也比较大。 用矿山统计法预测瓦斯涌出量的时候需要分为两步进行。第 一步要用追踪法来收集历年来的通风瓦斯资料报表,第二部 要把数据资料录入到计算机中然后进行数据整理工作，在整 理数据的时候，要避免自然因素以及开釆技术带来的不利影 响。完成以上两步之后可以计算出预测的深度和瓦斯梯度的 涌出量，这样就可以得到正确的预测结果。2.2含量法预测瓦斯涌出量根据煤层含量以及残存的含量来预测煤矿回采、掘进以 及全矿井的瓦斯涌出量的方法就是含量法鷺但是在用含量 法预测瓦斯涌出量的时候，需要考虑多种因素，比如：瓦斯 源的瓦斯含量以及残余含量、瓦斯涌出的多少、瓦斯源厚度 等等。3预防瓦斯灾害的具体措施3.1通风处理防止瓦斯聚集最主要的方法就是通风处理，尤其是在放（下转222页）

219与质量，应根据现场情况合理选择相应的机械设备，并对现 场机械设备的操作进行严格把控，灵活调整参数，以确保设 备的操作能够满足巷道掘进的要求，并达到理想的施工效果 [4,o由于综掘机和耙装机等设备在使用时都有其相应的临界 点，因此在进行设备操作时，应充分考虑现场的地质情况, 全面分析此区域施工有可能面临的施工危险和处理方式，才 能够确保巷道掘进施工的利开展。同时，应不断提升巷道掘进施工人员的设备操作水平, 按照巷道掘进要求及设备操作规范进行施工作业，减少因人 为原因弓I起的安全隐患,提升巷道掘进支护施工整体的安全 性和质量水平。3.2不断更新煤矿巷道掘进支护的技术手段与机械设备随着我国煤矿开采行业的快速发展，煤矿开采的需求量 不断提升，对新技术和新设备的要求不断增加，因此煤矿开 采企业应注重对新技术和新设备的使用,釆用先进设备进行 巷道掘进支护作业，提升项目整体的效率，减少安全隐患的 发生。尤其是针对目前我国煤矿开釆的实际情况，浅层资源 不断减少，煤矿开釆正向更深入的区域进行掘进，如缺少先 进的技术和设备所谓支撑，很难在更为深层的地质和岩石结 构下进行作业，尤其是面对一些特殊地质情况时，如岩层流 体现象或岩石、煤岩的快速喷发、地压冲击等情况的出现, 会给当前的煤矿巷道掘进支护技术提出较大的考验,需要以 更为先进的技术和设备支撑这些特殊作业。(上接249页)炮的过程中更不能让通风中断。例如，大湾煤矿釆用的是机 械通风，矿井釆用分区抽出式的通风方式，其通风系统为主 立井和副斜井进风，分区风井回风，这样不仅仅可以保证通 风的风速和风量，同时也能够使得漏风以及循环风等问题得 到避免；掘进工作面釆用对旋式局扇压入式通风，回釆工作 面釆用“U”型通风方式，保障了作业工作面的正常通风。3.2做好瓦斯浓度的监测工作有很多的瓦斯爆炸事故都是由于人为原因造成的。瓦检 员玩忽职守，没有尽好自己的责任，使得瓦斯的监测工作没 有很好的执行。因此，在煤矿工作的整个流程中，一定要认 真检查瓦斯的含量以及矿井的通风状况，尤其是要着重检查 重点瓦斯工作面，在这些地方要有专门的人员进行检查，并 且人员在检查的时候一定要按照相关的作业规程进行操作, 同时煤矿必须建立煤矿安全监控系统,主要用来检测煤矿井 下甲烷浓度、风速、负压、温度、风门状态、风筒状态、局 部通风机开停、主要通风机开停等，并实现甲烷超声光报警、 断电和甲烷风电闭锁控制等，要使安全监控设备切实发挥作 用，做到传感器数据准确、断电可靠，检测系统才能发挥作 用，才能有效预防和控制瓦斯事故的发生。3.3建立瓦斯抽放系统近年来，煤矿越来越注重机械化开釆，这样不仅可以让 煤炭的开采量得到巨大的提升,同时矿井瓦斯涌出量也会进 一步增大。当瓦斯涌出量过快，应用机械通风难以把这些过 量的瓦斯排出去或在石门揭煤前防止瓦斯突出就要采取提 前预抽瓦斯的措施，抽放瓦斯可以快速的降低煤层中瓦斯的 含量，从而达到安全生产的目的。例如，水城大湾煤矿釆掘 活动中，遇构造带，煤层变厚区均必须进行先抽后掘工作, 回采工作面必须采取先抽后釆防突措施施工。目前大湾煤矿 有四套永久抽放瓦斯的系统，还有一套临时抽放泵，永久抽 放泵包括副井瓦斯2BEC-50泵瓦斯抽放泵站和风井4结束语煤矿开采是一项技术难度较大的工程作业，经常会面临 较为复杂的地质，煤矿巷道掘进的过程中，支护工艺是其中 比较重要的环节,施工人员需要结合施工区域的地质特点和 施工环境进行相应的施工方案设计，并选择适合的施工设备 与施工技术，不断促进新技术、新设备在巷道掘进支护中的 应用，才能够确保煤矿巷道掘进支护工艺的不断提升，确保 巷道掘进的顺利开展，减少安全隐患的发生，提高煤矿开采 的质量及效率，为我国煤矿开采行业的发展奠定基础。参考文献：[1] 常伟.复杂地质条件下煤矿开采掘进支护技术的应 用[J].能源与节能,2016 (11):173-174.[2] 杨林林.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用 分析[J].能源技术与管理,201&43 (4):64-66.[3] 田丰.试析复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技 术及其运用[J].黑龙江科技信息,2016(33):10.[4] 闫振超.论述复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术 的应用[J1.科技资讯,2016(24): 173.作者简介：孟俊兵(1985-),男，河北井昭人，助理工程师，从 事煤矿生产技术及管理工作。SKW-120泵瓦斯抽放泵站、风井2BEC-52泵瓦斯抽放泵 站、风井2BE3—520-2BY4泵瓦斯抽放泵，东翼风井SK-60 泵瓦斯抽放泵站是临时抽放瓦斯站。结束语：由于受到地质构造的影响,煤矿井下开釆环境十分复杂, 但是瓦斯分布却有自己的规律。瓦斯不仅会受到地质构造的 影响，同时煤矿采掘过程中巷道的布置以及开采方法都会影 响瓦斯的涌出量。煤矿生产过程中如果瓦斯事故频发，这不 仅不利于国家的经济发展，还会影响我们国家的长治久安。 因此,煤矿企业在开釆煤炭的时候一定要正确的对待瓦斯问 题，同时还要采取正确的措施来预防瓦斯灾害，这样就可以 在很大程度上降低瓦斯事故的发生，从而保障煤矿生产的顺 利进行。参考文献：[1] 李明亮.煤矿地质构造与瓦斯灾害的预测[J].内蒙 古煤炭经济,2017(7):8-8.[2] 杨鑫.煤矿地质构造与瓦斯灾害的预测分析[J].陕 西煤炭,2018(1):77-79.[3] 康付如，马曙，韩真理，罗勇.贵州煤矿区大、中型断 层对瓦斯赋存的影响[J].《中国煤炭》，2016(6):37-41.[4] 周晶晶.煤矿地质构造与瓦斯灾害的预测研究[J]. 科技尚品,2017(3):3-3.[5] 舒唱通，张心鑫.地质构造对煤与瓦斯控制作用分析 [J].内蒙古煤炭经济，2018(1):21-21.作者简介：张继银( 1984-),男，侗族，贵州锦屏人，工程师， 研究方向:地质勘查。

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