煤矿地质构造与瓦斯灾害的预测问题研究

煤矿地质构造与瓦斯灾害的预测问题研究

张超远

龙煤鹤岗矿业有限责任公司南山煤矿黑龙江鹤岗154104

摘要：在煤矿生产过程中瓦斯灾害是具有较大危害的一种灾害类型，瓦斯气体具有易燃、易爆的特点，所以预防瓦斯灾害成为保证煤矿安全生产的重要工作之一，为了有效控制和预防瓦斯灾害，尽可能降低瓦斯灾害造成的伤亡事故，本文主要对煤矿地质构造与瓦斯灾害的预测问题进行探讨，首先介绍不同煤矿地质构造对瓦斯灾害造成的影响，最后提出瓦斯灾害的预测方法。

关键词：煤矿地质构造；瓦斯灾害；瓦斯预测方法

1引言

煤矿地质构造往往是比较复杂的，由于经受到不同的地壳运动的影响和作用，所以会在形成煤层的过程中使煤矿及周边地区的地质结构发生不同的变化，瓦斯是伴随着煤的形成而产生的一种伴生物质，通常是以气体的形式分布于每层的间隙之中，瓦斯极其容易受到矿区的地质结构变化的影响，很可能在一定条件的作用下导致瓦斯爆炸或瓦斯窒息事故的发生，给煤矿地区工作人员的人身安全造成极大的威胁。因此保证煤矿的安全生产具有重大意义。

2煤矿地质灾害的主要特征

2.1矿井突水

在煤矿开采作业中，常有矿井突水的事故发生，其是因为地下水的整体结构平衡被破坏，导致地下水结构失衡结构稳定性受影响，最终发生矿井突水。矿井突水必将对正常的采矿作业造成影响。涌水量大、水势猛是矿井突水的主要表现特征，其造成的人员伤亡、经济损失也较大。当前，矿井突水已经成为了威胁矿井安全生产的重要因素之一。

2.2自然发火

在煤矿开采过程中，煤层的自然发火成为了阻碍开采作业的一大地质灾害。通常情况下，煤矿在发生自然发火前会表现出煤、岩、空气和水的温度超过正常值，巷道中有煤油、汽油、松节油和焦油等气味的特征。另外，煤矿自然发火的主要原因可分为以下几点：第一，煤炭具有自燃的倾向性并呈破碎状态堆积，当状态受到挤压至一定厚度时，便有可能发生自然发火；第二，连续的通风与供氧，氧气是煤自燃的一个必要前提，只有含有氧气的风连续的吹向煤才能维持煤自燃的过程；第三，持续的氧化与放热，煤自燃的发生需要煤持续的氧化与放热。

2.3瓦斯突出

在对一座煤矿进行开采前，煤矿地质中蕴含的瓦斯始终处于游离状态吸附在煤炭的表面或是游离在煤层间的缝隙中，处于相对稳定的状态，当煤炭开采作业后，开采区域与周围区域的地应力将会受到一定程度的影响，煤层中的瓦斯封闭系统平衡力受到影响，发生破坏，瓦斯相对稳定的状态也会被改变，原本处于煤层缝隙或吸附在煤炭上的瓦斯将会被释放，后可因自然环境因素与人为因素引发火灾、爆炸或是人员中毒。

2.4顶板压力

随着煤矿开采作业的不断深入，地层中原始的应力平衡被打破，导致开采区域岩层产生裂缝、发生破碎或变形，进而在顶板上方形成出一个具有暂时性的平衡岩石松动圈。当工作面回采时，需要移动支架，此时岩石松动圈的范围也将随之变大，致使支架受力进一步增加，直到采空区面积扩大到一定程度，岩石松动圈会瞬间发生垮塌，最终产生冒顶事故。

3瓦斯灾害的主要预测方法

3.1基于含量法的瓦斯预测方法

所谓的基于含量法的瓦斯预测方法就是通过对煤层瓦斯含量和瓦斯残余含量数据进行勘查和分析，并依据所勘查到的数据进行科学计算，预测出煤矿回采、掘进作业以及整个矿井中的瓦斯涌出量。同时依据相关的科学预测数据和瓦斯涌出量的多少来制定科学、合理、可行的瓦斯事故预警和防范策略。含量法在煤矿瓦斯灾害防范中的应用特点就是比较简单可行，但是在实际应用的过程中往往比较容易受到多方面的影响，从而导致对煤矿瓦斯灾害预测的准确度产生影响。

3.2基于矿山统计法的瓦斯预测

矿山统计法在煤矿瓦斯灾害预测中主要包括两个步骤。其一是：要收集对煤矿地质结构勘查的各种相关数据资料并进行精准的分析，通常运用追踪法收集历年的煤矿通风瓦斯的相关资料；其二是：将第一步所收集到的所有数据资料输入到电脑系统当中，对煤矿瓦斯数据资料信息进行整理提取，同时还要考虑到由于自然因素以及煤矿开采相关技术等方面对瓦斯数据造成的影响，最后运用科学的方法准确计算出瓦斯梯度和预测深度的涌出量。矿山统计法可以很大程度上排除分析中的影响因素，降低分析中可能出现的误差。

4煤矿地质构造与瓦斯问题的防治措施

4.1探明地质构造

地质构造是各种地质灾害产生的基本条件，人类对煤矿的开采活动，导致地质灾害发生速度加快且破坏力更强。对此，应在煤矿开采前明确了解矿区内新构造的特点、活动程度、性质，找出不稳定的复活断裂或是活动构造，明确了解各种地质灾害发生的诱因及发生规律，对矿区的开采作业活动进行合理规划。对开采矿区的地质灾害危险性进行评估，按地质灾害等级划分潜在地质灾害的区域并对该区域做好防灾减灾的工作。

4.2完善质量安全的监管体系

在社会各界对加强煤矿瓦斯治理，促进煤层气产业开发工作逐渐重视的当前背景下，相关工作人员更需对每个治理及开发步骤的质量问题进行严格把控，明确自身的发展目标，将煤矿瓦斯治理及煤层气产业开发问题细化，完善质量安全的监管体制，从治理及开发过程的前期准备起，就派遣负责质量安全的监管人员一同跟随，及时向上级部门反馈治理及开发过程中出现的质量问题，以确保煤矿瓦斯治理及开发工作的总体质量与效率。

4.3注重科研成果实践价值的提升

依托于先进的科技技术，促进煤矿瓦斯治理及煤层气产业开发的产业化发展。具体而言，煤层气治理及开发期间可应用先进液化技术，将煤层气体积缩小，大大提升煤层气在保存与运输工作中的高效性。而近些年来，我国针对不同地区煤层气储蓄特征，相继研发出了小型液化系统，用以综合开发及利用煤矿资源，促进科研结果实践价值的提升，并使得煤层气开发利用已然成为新兴能源产业的重要支柱，对缓解我国现有能源紧缺问题具有深远的影响。

4.4强化教育、提高认识

要想对地质灾害进行有效的防治，最大程度地降低降级损失与人员的伤亡，相关部门就必须加强地质灾害的防范宣传，如：对常发生的地质灾害种类、发生原因、可能造成的后果加强宣传，提高群众对于地质灾害的认知度与防灾意识。煤矿开采人员自身思想水平的提高，利于其规范开采作业，在开采中对相关的规章制度予以严格遵守，最大程度地降低地质灾害的发生几率。

4.5完善煤矿通风

在实际的煤矿生产作业过程中，无论是国家、集体、个人的煤矿都应该严格遵循《煤矿安全规程》中规定，对煤矿实施上行通风、分区通风、机械通风并建立严格的瓦斯浓度检查制度，禁止开采作业人员在井下吸烟或是其他使用明火的行为，对于瓦斯矿井应该采取矿用防爆型、安全型或是安全火花型电子设备并在放炮开采前后检测瓦斯浓度，保障煤矿的安全生产。

结束语：

煤矿在生产过程中，瓦斯灾害带来的危害是非常巨大的，所以要对瓦斯灾害预测的精度进行不断提升，规范管理制度，加强对热源的控制，降低瓦斯灾害发生的几率，保证煤矿安全生产、稳定运行。

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