煤礦地質(zhì)構(gòu)造和瓦斯突出的預(yù)測研究

陳強

山東省三河口礦業(yè)有限責(zé)任公司 山東濟寧 277065

煤礦開采工作實踐期間，礦井安全生產(chǎn)工作有序開展，必然要先完成礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的分析，將煤體斷裂或煤體粉碎的情況進(jìn)行分析，獲得有效的數(shù)字信息資源，全面控制瓦斯突出問題，提升煤礦生產(chǎn)安全性。

1 瓦斯與地質(zhì)構(gòu)造之間的聯(lián)系性

瓦斯是一種無色、無味且具備可燃性、爆炸性的氣體。煤層出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)問題之后，煤礦的厚度就會明顯增加，此時瓦斯的濃度提升，煤礦開采工作的難度逐漸增大。由于瓦斯?jié)舛炔粩嗵嵘V井中的氧氣含量逐步降低，就會出現(xiàn)供氧不足的情形，甚至?xí)?dǎo)致煤礦開采工作人員的呼吸困難或死亡問題[1]。瓦斯突出的問題出現(xiàn)，與自然燃點低的屬性緊密聯(lián)系，也受到其他外在因素的限制。如果斷層扭曲的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，在未做好考察或勘測之前，就貿(mào)然的掘進(jìn)或放炮，這種情形之下瓦斯突出問題發(fā)生的幾率明顯增高，發(fā)生爆炸問題，將會帶來無法挽回的經(jīng)濟損失。

1.1 斷層與瓦斯

斷層對瓦斯的影響相對較為復(fù)雜，一方面要關(guān)注斷層的封閉性，另一方面還需要考慮斷層的透氣性與開放性。無論斷層的透氣性如何，都可能會導(dǎo)致瓦斯的含量降低的情形，因此危險性較小或者不會出現(xiàn)瓦斯突出問題。但是封閉性斷層，一般是指受到擠壓或處于封閉狀態(tài)的斷層，比方說在壓性壓扭性斷層處理期間，由于斷層的透氣性有限，因此煤層的瓦斯排放效果不佳。在這種情形之下，瓦斯的含量相對較高，瓦斯壓力相對較大，且發(fā)生突出性危險問題也普遍存在，在斷層規(guī)模較大，且斷層之間差距較長。

1.2 褶曲與瓦斯

褶曲在一些中小型的礦山之中向斜軸部，而背斜傾伏的狀態(tài)，背斜的中部或表面之下的部位，或者在礦山開采期間會出現(xiàn)較大變化的部位，都是瓦斯集中匯集的區(qū)域。分析瓦斯突出事故的形成原因，發(fā)現(xiàn)在褶皺帶內(nèi)的背斜或向斜都是極為常見的。這是因為煤層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化之后，煤層頂板的剛性巖層也會發(fā)生變化，此時底板主要是柔性巖層，頂板所呈現(xiàn)的是傾斜角度的大小。底邊的最終呈現(xiàn)是向背或斜背情形，這種情況之下煤層的走向和傾斜方向都會出現(xiàn)起伏變化，如果在工作期間，操作人員技術(shù)應(yīng)用更加接近這些結(jié)構(gòu)，就會在實踐工作期間將支撐壓力的影響因素增多，而且放炮進(jìn)行煤礦開采會出現(xiàn)震動，對地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和瓦斯的活動狀況都會帶來影響。

2 礦井瓦斯災(zāi)害預(yù)測

2.1 構(gòu)造煤與瓦斯富集

出現(xiàn)地質(zhì)變化問題是普遍存在的，構(gòu)造應(yīng)力在煤礦開采過程中，常常會作用于煤炭分層之中，出現(xiàn)擠壓、破碎、流變等問題較為常見。在煤巖的原生結(jié)構(gòu)之中，構(gòu)造煤的表現(xiàn)常常會出現(xiàn)光澤暗淡、棱角狀或板狀的特點，此時的煤層結(jié)構(gòu)已經(jīng)受到嚴(yán)重破壞，所以在工作期間，需要對瓦斯災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測，要根據(jù)其危險性、穩(wěn)定性等進(jìn)行分析。在對礦區(qū)不同層位的原煤和構(gòu)造煤進(jìn)行采集，會發(fā)現(xiàn)不同煤體之間的裂隙的連通性不足，瓦斯在其中的流行性不佳[2]。構(gòu)造煤會因為礦井地質(zhì)變化而受到破壞，裂隙或孔隙等不斷增多，且表面積也不斷增大，經(jīng)過實驗會發(fā)現(xiàn)，構(gòu)造煤對瓦斯有一定的作用，還能完成對瓦斯的吸附，在開采過程中瓦斯富集的現(xiàn)象普遍存在。

2.2 瓦斯地質(zhì)單元劃分

為避免煤與瓦斯沖突問題出現(xiàn)，需要將地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行勘探，將地應(yīng)力、構(gòu)造煤、瓦斯分布等因素進(jìn)行總結(jié)，將瓦斯地質(zhì)單元進(jìn)行分析。這種情形之下，判斷褶皺緊閉的斷裂構(gòu)造的主要形態(tài)，而且褶皺構(gòu)造的控制為核心，在層滑構(gòu)造發(fā)育期間，同時煤層受到嚴(yán)重破壞，瓦斯的壓力逐漸增大，且地應(yīng)力會明顯增高，所以要根據(jù)瓦斯特點做好地質(zhì)單元的劃分。

3 礦井瓦斯災(zāi)害預(yù)防措施

3.1 避免瓦斯積聚現(xiàn)象

為防止瓦斯積聚問題要做好礦井開采現(xiàn)場的通風(fēng)管理工作，在放炮期間，不能中斷通風(fēng)設(shè)備的使用。利用機械通風(fēng)將風(fēng)速、風(fēng)量等進(jìn)行控制，能避免漏風(fēng)問題的出現(xiàn)，并將循環(huán)風(fēng)出現(xiàn)的幾率降低。另外，還需要將抽放瓦斯的工作做好，現(xiàn)如今煤炭生產(chǎn)會利用集中性、機械化的處理方法，采取的瓦斯涌出量不斷增多，瓦斯量會因為礦井開采的深度而逐漸增加。在回采工作落實期間，需要將掘進(jìn)面的瓦斯涌出量過高或快速涌出的現(xiàn)象進(jìn)行控制，如果機械設(shè)備操作不為理想化，那么就需要應(yīng)用抽放瓦斯的技術(shù)手段。

3.2 避免瓦斯被引燃

在礦井之中大量使用電氣設(shè)備，必須采取有效的技術(shù)手段才能將瓦斯事故的潛在風(fēng)險問題有效處理。因此，工作人員需要遵守行業(yè)法律法規(guī)，將井下電氣設(shè)備的安裝、使用相關(guān)工作落實到位。定期進(jìn)行檢查以及維修管理工作，保障設(shè)備的應(yīng)用性能。避免設(shè)備在工作期間，因為高溫因素的影響而引燃瓦斯。如果礦井開采過程中需要應(yīng)用供電閉鎖裝置和自動檢測裝置，就要將電源控制設(shè)備效能充分發(fā)揮。在采掘工作期間，電氣設(shè)備一定要安裝風(fēng)電閉鎖裝置。將高瓦斯采掘工作面有效設(shè)置，利用自動檢測報警斷電裝置。如果采用高瓦斯采掘工作面，做好這項技術(shù)處理尤為關(guān)鍵[3]。

4 結(jié)語

煤礦瓦斯控制，能保障煤礦生產(chǎn)安全與穩(wěn)定性。對于煤礦企業(yè)，瓦斯賦存富集主要是煤礦發(fā)育過程中的現(xiàn)象。現(xiàn)如今在進(jìn)行實踐研究或理論分析期間，有關(guān)于構(gòu)造煤的分析相對較少，不同人員的研究側(cè)重點有所不同。但在煤礦生產(chǎn)期間，出現(xiàn)煤層破碎或孔隙問題較為普遍，由于影響煤礦生產(chǎn)、安全等方面的因素較多，要根據(jù)煤礦地質(zhì)特點分析瓦斯富集的實際情況，找到有效的措施，控制煤礦生產(chǎn)安全問題，不斷提升煤礦生產(chǎn)質(zhì)量，維護(hù)煤礦生產(chǎn)安全，并保障企業(yè)經(jīng)濟效益。