煤礦瓦斯地質(zhì)規(guī)律探討

【摘要】目前，煤礦安全生產(chǎn)的健康發(fā)展一直受到了瓦斯災(zāi)害事故的威脅，瓦斯災(zāi)害事故在煤礦安全生產(chǎn)事故中占主導(dǎo)地位，而瓦斯爆炸事故在瓦斯災(zāi)害事故中又特別突出。本論文先通過對礦井瓦斯地質(zhì)影響因素進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)煤體自身性質(zhì)、煤層賦存條件、地質(zhì)構(gòu)造等因素對煤層瓦斯含量的影響，并從火源安全管理、瓦斯安全管理等角度給出了瓦斯事故的預(yù)防及防治措施。

【關(guān)鍵詞】瓦斯；地質(zhì)；礦井

前言

在所有的煤礦安全事故當(dāng)中最主要的一種類型就是事故，也是煤礦五種災(zāi)害中的一種。近年來，煤礦重大瓦斯爆炸事故的發(fā)生頻率在不斷地遞增。如：在2009年的時(shí)候，我焦煤集團(tuán)屯蘭煤礦就發(fā)生了一起事故，貴州黔西南州興仁縣振興煤礦事故、在黑龍江的龍煤鶴崗公司發(fā)生了新興煤礦事故等都是典型的瓦斯爆炸事故。所以加強(qiáng)瓦斯事故的安全管理及防治措施是有一定的必要性。

1.對礦井瓦斯地質(zhì)影響的因素

瓦斯大部份是煤在形成的過程中會(huì)產(chǎn)生的，根據(jù)瓦斯的形成原因可以分為三種形成方式，那就是生物化學(xué)作用形成、油氣田的瓦斯侵入和煤變質(zhì)形成。日常所說的瓦斯含量指的就是巖體或是煤體在自然環(huán)境的條件下所含的瓦斯量，總共包括兩種瓦斯，即吸附瓦斯和游離態(tài)瓦斯。對礦井瓦斯含量的影響原因有很多，全部概括起來的話有兩大類：一是瓦斯放散和保存條件；二是影響瓦斯生成量多少的因素。實(shí)際中的瓦斯生成量和礦井中煤巖體內(nèi)的瓦斯含量差別是比較大的，不同煤田、同一煤田不同礦井和同一礦井不同采區(qū)的瓦斯含量也是大有不同。形成這種差異的主要因素那就是來自于地質(zhì)因素，其大致表現(xiàn)在以下方面：

（1）煤層賦存的條件。處在煤層中的瓦斯會(huì)受到來自地層的壓力，瓦斯將在煤層中不斷地運(yùn)動(dòng)，而運(yùn)動(dòng)的速度與圍巖和煤層的滲透性密切相關(guān)。圍巖和煤層滲透性越大，那樣瓦斯就越容易逸散，反言之，瓦斯則越容易儲存在煤層當(dāng)中；如果煤層的圍巖致密而完整，那么煤層中的瓦斯就會(huì)很容易地被儲存下來，反之，瓦斯就越容易逸散。同時(shí)瓦斯是可以在水中溶解的，因此地下水活動(dòng)的越劇烈，煤層中所含的瓦斯量就相對較少，反之，地下水活動(dòng)不劇烈，煤層中瓦斯的含量就相對比較多。另外，水分子也會(huì)對瓦斯的含量造成一定的影響，它是可以占據(jù)吸附表面和煤體的裂隙，減弱煤對瓦斯的吸附能力。所以，煤層含水量越大，瓦斯就相應(yīng)的越少。瓦斯還與煤層傾角和煤層的埋藏深度有關(guān)系。通常，瓦斯的含量會(huì)與煤層埋藏深度成正比例的關(guān)系，而煤層的傾角越小，瓦斯的含量就越大。對于那些埋藏的不深的煤層，尤其是露頭存在時(shí)，那樣煤體中的瓦斯就更容易通過露頭的方式逸散到大氣中去，瓦斯的含量相對較小。

（2）地質(zhì)的構(gòu)造。影響同一礦區(qū)內(nèi)瓦斯含量存在比較大的差別的主要因素就是地質(zhì)的構(gòu)造，瓦斯涌出量往往減少或增加是在地質(zhì)構(gòu)造的附近。一般說來，有利于瓦斯的排放，瓦斯含量就相對會(huì)減少；壓性斷層是可以封閉和儲存瓦斯，所以稱其為封閉性斷層，這會(huì)使得瓦斯含量不斷增大。在影響瓦斯存儲因素中當(dāng)，地質(zhì)構(gòu)造是占首位的，則封閉型地質(zhì)構(gòu)造是有利于封閉瓦斯，開放性地質(zhì)構(gòu)造則是有利于排放瓦斯。瓦斯的噴出大多數(shù)是發(fā)生在溶洞裂縫區(qū)、地質(zhì)構(gòu)造破壞帶、向斜和背斜軸部儲瓦斯區(qū)和其他儲瓦斯構(gòu)造與原始洞縫相通的區(qū)域，是發(fā)生瓦斯噴出的良好通道，這對礦井的安全生產(chǎn)是起著關(guān)鍵性的作用。

（3）煤體自身的性質(zhì)。一般煤質(zhì)和煤體的孔隙率就取決了煤體對瓦斯的吸附能力，煤的孔隙大小不同，變質(zhì)程度不同，它含的瓦斯量也是大不相同的。在成煤的初期，煤的孔隙率大，結(jié)構(gòu)疏松，儲存游離瓦斯的空間比較大，那時(shí)瓦斯的吸附能力也是很強(qiáng)的。但那時(shí)的煤質(zhì)主要是以褐煤為主，在成煤物化的作用下還未生成大量的瓦斯，所以煤體中所含的瓦斯量相對是比較少的。在煤化地質(zhì)的作用下，煤質(zhì)孔隙率減少，逐漸致密，吸附瓦斯的能力相對降低不少。隨著煤的不斷變質(zhì)，煤體內(nèi)部將會(huì)產(chǎn)生許多細(xì)微的孔隙，這樣煤的表面積就會(huì)不斷的擴(kuò)大，至無煙煤達(dá)到最大，因此無煙煤對瓦斯的吸附能力是最強(qiáng)。

2.礦井瓦斯事故發(fā)生的防治措施

2.1建立瓦斯安全管理機(jī)制

為了盡量減少瓦斯爆炸事故的發(fā)生，預(yù)防瓦斯爆炸事故的發(fā)生，搞好瓦斯的安全管理工作是減少瓦斯爆炸事故的前提。除去瓦斯爆炸物質(zhì)的危險(xiǎn)源。盡可能地去抽放瓦斯，抽出開采的鄰近煤層、采空區(qū)和煤層等瓦斯源中的瓦斯，減少井下瓦斯的涌出量，是提前控制和預(yù)防瓦斯事故的最基本措施。對于部分地區(qū)聚集的瓦斯，可分支通風(fēng)法、采用隔離法、引風(fēng)法等措施來隔離或者吹散巷道內(nèi)聚集的瓦斯，保障生產(chǎn)安全。

2.2建立火源安全管理機(jī)制

（1）加強(qiáng)礦井用火的安全管理。嚴(yán)禁在井下生火取暖和吸煙。瓦斯泵房和附近20m以內(nèi)不許存在明火。在井下也不準(zhǔn)進(jìn)行氣焊和電焊等焊接作業(yè)，如確實(shí)是需要那么就必須嚴(yán)格執(zhí)行報(bào)批手續(xù)。

（2）加強(qiáng)礦井用電的安全管理。礦工長期在低電壓供電線路中所養(yǎng)成的帶電搭火、接線、換燈泡等習(xí)慣，如果在井下高壓電力作業(yè)中還是如此，那么后果不堪設(shè)想。因此，用于井下的電氣設(shè)備必須進(jìn)行防爆檢測，合格后才能使用；井下電纜接頭不準(zhǔn)留有明接頭，對電纜經(jīng)常檢查，防止漏電，設(shè)置漏電保護(hù)器；礦燈必須經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可使用，如在井下發(fā)生損壞，嚴(yán)禁在井下打開電池盒或自行修理。

（3）加強(qiáng)井下放炮的安全管理。井下作業(yè)時(shí)要對火藥和雷管進(jìn)行嚴(yán)格管理，實(shí)行審批使用程序。嚴(yán)禁簡放明炮及明電放炮、化放炮程序、多母線放炮、反向爆破、次裝藥多次爆破、違規(guī)填充炮泥、一使用巖石炸藥爆破等。

2.3礦工不安全行為控制

導(dǎo)致煤礦瓦斯爆炸事故的原因是多種因素交合的，有客觀的原因，也有一些主觀上的原因；有直接原因，同時(shí)也有間接的原因。安全教育目的是為了防止礦工的不安全行為，防止人為失誤的重要途徑。它的重要性第一就是在于通過安全教育可以提高企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和廣大礦工做好預(yù)防事故工作的自覺性和責(zé)任感。第二，安全技能的提高與安全技術(shù)知識的普及，可以使廣大礦工們掌握事故發(fā)生發(fā)展的一般客觀規(guī)律，同時(shí)可以提高安全操作水平。第三，礦工們還可通過安全教育來提高安全控制技術(shù)與掌握安全檢測技術(shù)水平，做好相應(yīng)的事故預(yù)防措施，可以起到保護(hù)自身和他人安全的作用。安全教育可從以下3個(gè)方面進(jìn)行：

（1）安全的態(tài)度教育。操作者可以通過安全態(tài)度教育盡可能自覺地掌握安全技能，盡量克服不利于安全生產(chǎn)的觀念和思想，從而樹立科學(xué)的法制觀念和安全觀念，端正安全的態(tài)度，自覺地遵章守紀(jì)，提高安全的意識，搞好安全的生產(chǎn)。教育內(nèi)容應(yīng)該包括學(xué)習(xí)安全生產(chǎn)法規(guī)、法律、企業(yè)規(guī)章制度與方針政策，安全形勢教育和結(jié)合典型事故案例開展的安全教育等。

（2）安全的知識教育。使礦工們能夠掌握事故預(yù)防的基本知識，提高礦工們的安全素質(zhì)，從而提高煤炭企業(yè)整體事故預(yù)防水平。教育內(nèi)容包括安全法規(guī)知識、生產(chǎn)法律、安全管理知識和安全技術(shù)知識。各種知識教育的深度可結(jié)合礦工所在崗位進(jìn)行安排。

（3）安全的技能教育。通過對教育者進(jìn)行培訓(xùn)與反復(fù)的實(shí)際操作訓(xùn)練，可以讓他們逐漸掌握安全的技能。在把知識轉(zhuǎn)化為能力的過程中，使作業(yè)人員能熟練掌握并完成本崗位安全作業(yè)技巧，具備一定的安全操作能力與緊急應(yīng)變能力。

3.結(jié)語

除了本文上述所講的一些影響因素外，像煤層的厚度變化、巖漿侵入煤巖層等都可以對煤層瓦斯含量產(chǎn)生相應(yīng)的影響。因此，影響地質(zhì)因素是由多方面交錯(cuò)產(chǎn)生的，在分析的時(shí)候需要全方面考慮。對于一些瓦斯事故的發(fā)生，對井下人員安全和安全生產(chǎn)都造成了很大的威脅。了解瓦斯事故的影響因素，便于加強(qiáng)瓦斯事故的防治措施，同時(shí)對可持續(xù)發(fā)展和礦山安全生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。