礦井瓦斯地質影響因素及事故防治探討

摘要：瓦斯事故是所有煤礦安全事故中主要的一種類型，屬于煤礦五大災害之一。論文針對礦井瓦斯地質影響因素，探討了其對煤層瓦斯含量的影響，并從瓦斯安全管理、火源安全管理等方面給出了瓦斯事故防治措施。

關鍵詞：煤礦安全;瓦斯事故;瓦斯地質影響因素;事故防治

中圖分類號：TD 文獻標識碼：A 文章編號：1671-864X（2015）02-0087-02

一、礦井瓦斯地質影響因素

影響礦井瓦斯含量的因素有很多，概括起來可分為兩類：一是影響瓦斯生成量多少的因素;二是瓦斯的保存和放散條件。礦井中煤巖體內瓦斯含量與實際瓦斯生成量之間的差別很大，不同的煤田、同一煤田不同礦井、同一礦井不同采區的瓦斯含量也是大不相同。造成這一差異的主要因素來自于地質因素，主要表現在以下幾個方面：

（一）煤體自身性質。煤體對瓦斯的吸附能力主要取決于煤體的孔隙率和煤質，煤的變質程度不同，孔隙大小不同，其所含瓦斯的量就不同。成煤初期，煤的結構疏松，孔隙率大，儲存游離瓦斯的空間大，瓦斯的吸附能力也很強。但此時煤質以褐煤為主，在成煤物化作用下尚未生成大量瓦斯，因此煤體中所含瓦斯量較少。在煤化地質作用下，煤質逐漸致密，孔隙率減少，吸附瓦斯的能力大大降低。隨著煤的繼續變質，煤體內部產生許多細微孔隙，使得煤的表面積不斷擴大，至無煙煤達到最大，所以無煙煤對瓦斯的吸附能力最強。但并不是煤體吸附瓦斯能力強就一定含瓦斯量大，最終瓦斯含量除了需要煤體有瓦斯的吸附外，還需要密閉的空間使其得以保存。

（二）煤層賦存條件。煤層中的瓦斯會受到來自地層的壓力，從而使其在煤層中不斷地運動，而運動的速度與煤層和圍巖的滲透性有關。滲透性越大，瓦斯就越容易逸散，反之瓦斯則容易保存在煤層之中;如果煤層的圍巖致密完整，煤層中的瓦斯就容易保存下來，反之，瓦斯容易逸散。瓦斯可溶解于水中，隨著地下水的流動而隨之流動逸散，所以地下水活動強烈的地區煤層含瓦斯量較少，而地下水活動不強烈的地區煤層瓦斯含量則相對較多。此外，水分子對瓦斯含量也有一定的影響，它可以占據煤體的裂隙和吸附表面，減弱煤對瓦斯的吸附能力。因此，煤層含水越大，瓦斯相應就越少。瓦斯還與煤層的埋藏深度和煤層傾角有關系，通常，瓦斯含量隨著煤層埋藏深度的增加而增大，而煤層的傾角越小，瓦斯含量則越大。對于埋藏較淺的煤層，特別是有露頭存在時，煤體中的瓦斯就容易通過露頭逸散到大氣中去，瓦斯含量相對較小。對于煤層被較厚且不透氣的厚巖層所覆蓋時，瓦斯難以逸散，煤層所含的瓦斯量就比較大。如果煤層屬于暴露式煤田，含煤巖系出露地表，瓦斯就很容易排放，瓦斯含量就很低。

（三）地質構造。地質構造是造成同一礦區內瓦斯含量存在差別的主要因素，在地質構造附近瓦斯涌出量往往增加或減少。一般說來，開放性斷層有利于瓦斯排放，瓦斯含量減少;壓性斷層甚至可以封閉儲存瓦斯，稱之為封閉性斷層，其瓦斯含量增大。地質構造是影響瓦斯存儲最重要的條件之一，封閉型地質構造有利于封閉瓦斯，開放性地質構造有利于排放瓦斯。瓦斯噴出大多發生在地質構造破壞帶、溶洞裂縫區、背斜和向斜軸部儲瓦斯區以及其他儲瓦斯構造與原始洞縫相通的區域，是發生瓦斯噴出的良好通道，對礦井的安全生產起著關鍵性的作用。

二、礦井瓦斯事故防治措施

（一）建立瓦斯安全管理機制瓦斯是導致瓦斯爆炸事故發生的物質源，作為引發事故的主要物質因素而存在，為了預防和控制瓦斯爆炸事故的發生，實現安全系統工程中的本質安全，做好瓦斯安全管理工作是控制瓦斯爆炸事故的重要前提。首先，消除瓦斯爆炸的物質危險源。最大限度地抽放瓦斯，抽出開采煤層、鄰近煤層和采空區等瓦斯源中的瓦斯，減少井下瓦斯涌出量，是提前預防和控制瓦斯事故的根本措施，可實現瓦斯環境中采煤本質上的安全。對于局部聚集的瓦斯，可采用隔離法、分支通風法、引風法等措施來隔離或者吹散巷道內聚集的瓦斯，保障生產安全。其次，建立健全可靠的通風系統。強化通風的安全管理，保證整個礦井和井下各個工作面上都有足夠的風量，有效、穩定和連續不斷，保持足夠的風速，足以用來稀釋工作面的瓦斯和驅散涌出的瓦斯，這是防止瓦斯聚積含量超限，避免瓦斯爆炸事故發生最根本和最有效的措施。因此，要求礦井必須擁有完善的通風系統，按要求為井下提供足夠的風量。最后，建立礦井瓦斯監測系統。配置安全技術裝備供瓦斯檢測人員對整個礦井井下的瓦斯含量進行監測，每次監測都要如實地反映出現場的瓦斯變化情況，并將監測結果及時填寫在記錄本和瓦斯日報表上，通知現場工作人員。如果有瓦斯積聚超限的異常狀況，應及時采取措施，使之達到安全要求，真正做到及時發現及時改變，杜絕瓦斯事故的發生。

（二）建立火源安全管理機制

引爆火源的特征源主要有電氣火花、放炮火源、摩擦撞擊、吸煙明火等，火源安全管理應包括明火、電火花、放炮火花等的管理。通過對引爆火源的安全管理，可從根本上阻斷瓦斯爆炸所必需的溫度條件，從而有利于控制瓦斯爆炸事故。

1、加強礦井用電安全管理。礦工長期在低電壓供電線路中所養成的帶電接線、搭火、換燈泡等習慣，如果在井下高壓電力作業中仍然如此則后果不堪設想。因此，用于井下的電氣設備必須進行防爆檢測，合格后才能使用;井下電纜接頭不準留有明接頭，對電纜經常檢查，防止漏電，設置漏電保護器;礦燈必須經檢驗合格后方可使用，如在井下發生損壞，嚴禁在井下打開電池盒或自行修理。

2、加強礦井用火安全管理。嚴禁在井下吸煙和生火取暖。瓦斯泵房及附近20 m以內不許存在明火。在井下不準進行電焊和氣焊等焊接作業，如確實需要則必須嚴格執行報批手續。

3、加強井下放炮的安全管理。井下作業時要對火藥和雷管進行嚴格管理，實行審批使用程序。嚴禁簡化放炮程序、放明炮及明電放炮、多母線放炮、違規填充炮泥、反向爆破、一次裝藥多次爆破、使用巖石炸藥爆破等。

4、加強摩擦撞擊的安全管理。采煤機械截割部件上需加灑水噴霧降溫設備，嚴禁在井下通風不良區域使用可產生火花的金屬工具和機械設備。如果發生瓦斯事故，搶險救災時須使用專用工具。

（三）礦工不安全行為控制

造成煤礦瓦斯爆炸事故的原因是多方面的，有客觀原因，也有主觀原因;有直接原因，也有間接原因。依據安全學原理，引發事故的原因不外乎人（人的不安全行為）、物（物的不安全狀態）、環（不安全的環境）三大因素，而人為因素往往是引發事故最直接、最常見的原因。安全教育是為了防止礦工不安全行為，防止人為失誤的重要途徑。其重要性首先在于通過安全教育能提高企業領導和廣大礦工搞好事故預防工作的責任感和自覺性。其次，安全技術知識的普及和安全技能的提高，能使廣大礦工掌握事故發生發展的客觀規律，提高安全操作水平。最后，礦工可通過安全教育掌握安全檢測技術水平和提高安全控制技術，搞好事故預防，起到保護自身和他人安全的作用。安全教育可從以下3個方面進行：

1、安全知識教育。使礦工掌握有關事故預防的基本知識，提高礦工的安全素質，從而提高煤炭企業整體事故預防水平。教育內容包括安全生產法律、法規知識、安全技術知識和安全管理知識。各種知識教育的深度可結合礦工所在崗位進行安排。

2、安全技能教育。通過對教育者進行培訓和反復的實際操作訓練，使其逐漸掌握安全技能。在將知識轉化為能力的過程中，使作業人員掌握完成本崗位安全作業技巧，具備相應的安全操作能力和緊急應變能力。安全操作技能教育應結合工種崗位，按照有關規程、標準有計劃地進行。

3、安全態度教育。通過安全態度教育使操作者盡可能自覺地掌握安全技能，克服不利于安全生產的思想和觀念，樹立科學的安全觀念和法制觀念，提高安全意識，端正安全態度，自覺遵章守紀，搞好安全生產。教育內容應該包括學習安全生產法律、法規、方針政策和企業規章制度，安全形勢教育和結合典型事故案例開展的安全教育等。

三、結語

本文結合瓦斯事故的地質影響因素探討，從瓦斯安全管理機制、火源安全管理機制和礦工不安全行為控制給出了瓦斯事故的防治措施，對礦山安全生產和可持續發展具有重要的現實意義。

參考文獻：

[1]車樹成，張榮偉.煤礦地質學[M].徐州：中國礦業大學出版社，2012. 017209.