煤礦地質構造與瓦斯災害的預測問題研究

杜玉濤

摘 要：在煤礦生產過程中瓦斯災害是具有較大危害的一種災害類型，瓦斯氣體具有易燃、易爆的特點，所以預防瓦斯災害成為保證煤礦安全生產的重要工作之一，為了有效控制和預防瓦斯災害，盡可能降低瓦斯災害造成的傷亡事故，本文主要對煤礦地質構造與瓦斯災害的預測問題進行探討，首先介紹了瓦斯災害預測工作的重要意義，分析不同煤礦地質構造對瓦斯災害造成的影響，最后提出瓦斯災害的預測方法。

關鍵詞：煤礦地質構造；瓦斯災害；瓦斯預測方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.081

1 引言

煤礦地質構造往往是比較復雜的，由于經受到不同的地殼運動的影響和作用，所以會在形成煤層的過程中使煤礦及周邊地區的地質結構發生不同的變化，瓦斯是伴隨著煤的形成而產生的一種伴生物質，通常是以氣體的形式分布于每層的間隙之中，瓦斯極其容易受到礦區的地質結構變化的影響，很可能在一定條件的作用下導致瓦斯爆炸或瓦斯窒息事故的發生，給煤礦地區工作人員的人身安全造成極大的威脅。因此保證煤礦的安全生產具有重大意義。

2 提高瓦斯災害預測準確性的重要性

煤礦行業是人們公認的高危型產業，在煤礦開采過程中由于作業環境復雜且惡劣，往往會存在一系列的安全隱患，如不采取措施就有可能導致安全事故的發生，其中瓦斯災害的是危害性比較大的一種災害，存在于煤層間隙中的瓦斯非常容易在工作人員采礦作業的過程中釋放出來，瓦斯屬于混合氣體，工作環境中瓦斯濃度一旦超標，就會出現作業人員呼吸困難甚至窒息，嚴重情況下會有生命危險。另外瓦斯氣體屬于易燃、易爆氣體，很容易在遇到明火或處在過熱環境下造成燃燒或爆炸，一旦發生瓦斯爆炸，會產生巨大的破壞力，造成重大的人員傷亡事故，而且還有可能會使整個礦井報廢，導致煤礦企業承受巨大經濟損失。

3 不同煤礦地質結構及其對瓦斯災害的影響分析

3.1 斷層結構對瓦斯的影響分析

斷層是和煤礦瓦斯災害具有密切聯系的一種地質結構，也是煤礦地質構造中常見的構造類型。煤礦瓦斯會受到不同形式的斷層的不同影響：（1）通常開放性的斷層中（比如說正斷層）有著比較低的瓦斯含量，可能產生危害和破壞的可能性也比較低。（2）封閉斷層（比如說逆斷層）是一種非常值得重點關注的斷層類型之一，瓦斯通常存在于封閉斷層中間的封閉的間隙之中，有著比較高的瓦斯含量，而且瓦斯承受的壓力較大，瓦斯在一定條件下極易發生爆炸顯現，造成較大的危害性和破壞性。

3.2 褶曲構造對瓦斯的影響

煤礦地質中的褶曲構造有兩種類型，分為向斜和背斜構造。其中向斜構造封閉比較嚴密，裂隙不發育容易積聚瓦斯，這種瓦斯會對每層普通瓦斯造成較大的影響，在地質褶皺結構的地下區域每層的變化會比較明顯。通常煤層中如果存在較大褶曲構造就會比較容易聚集瓦斯，存在較大褶曲的地質結構區域對瓦斯造成的壓力會比較大，導致瓦斯的密度會增加，再加上較大褶曲區域的瓦斯含量本來就比較高，并且較大褶曲區域比較容易產生地熱現象，綜合以上所有條件很容易導致瓦斯的濃度過高，并且當地熱溫度達到一定的程度的時候，極其容易發生瓦斯爆炸現象。

4 瓦斯災害的主要預測方法

4.1 基于含量法的瓦斯預測方法

所謂的基于含量法的瓦斯預測方法就是通過對煤層瓦斯含量和瓦斯殘余含量數據進行勘查和分析，并依據所勘查到的數據進行科學計算，預測出煤礦回采、掘進作業以及整個礦井中的瓦斯涌出量。同時依據相關的科學預測數據和瓦斯涌出量的多少來制定科學、合理、可行的瓦斯事故預警和防范策略。含量法在煤礦瓦斯災害防范中的應用特點就是比較簡單可行，但是在實際應用的過程中往往比較容易受到多方面的影響，從而導致對煤礦瓦斯災害預測的準確度產生影響。

4.2 基于礦山統計法的瓦斯預測

礦山統計預測方法是煤礦瓦斯災害預測過程中經常用到的一種方法。礦山統計法在煤礦瓦斯災害預測中主要包括兩個步驟。其一是：要收集對煤礦地質結構勘查的各種相關數據資料并進行精準的分析，通常運用追蹤法收集歷年的煤礦通風瓦斯的相關資料；其二是：將第一步所收集到的所有數據資料輸入到電腦系統當中，對煤礦瓦斯數據資料信息進行整理提取，同時還要考慮到由于自然因素以及煤礦開采相關技術等方面對瓦斯數據造成的影響，最后運用科學的方法準確計算出瓦斯梯度和預測深度的涌出量。礦山統計法可以很大程度上排除分析中的影響因素，降低分析中可能出現的誤差。

除了以上介紹的瓦斯預測方法還要具有有針對性的預防措施，一方面要改善煤礦井內的通風狀況，確保空氣的流通性，強化煤礦井內明火以及熱源的控制策略，每層瓦斯濃度達到一定臨界點和具有溫度、明火是瓦斯爆炸必須具備的兩個條件，從瓦斯氣體含量和濃度角度出發，可以通過改善通風條件來降低瓦斯的濃度，這就要求煤礦采用各類通風方法，提高礦井的通風能力。為了防止引燃瓦斯，就要隨時對礦井內瓦斯的含量進行監測，對明火熱源、各類明火和引火工具的控制檢查進行加強，嚴禁明火或引火工具入井；其次是要建立健全煤礦安全管理制度，加強管理隊伍的建設，科學規范的針對煤礦災害的預防進行指導，對于煤礦生產作業過程中的各項行為嚴格要求。落實煤礦災害防范和安全生產相關責任的劃分，明確各部門、崗位、人員的責任，確保作業人員和管理人員在進行礦井作業時切實遵守安全管理制度，履行自身職責。強化安全生產管理考核制度，將安全生產行為和崗位工作人員的薪酬待遇聯系在一起，從而激勵各崗位人員提高安全生產意識，避免不安全生產的行為。

5 結語

煤礦在生產過程中，瓦斯災害帶來的危害是非常巨大的，所以要對瓦斯災害預測的精度進行不斷提升，規范管理制度，加強對熱源的控制，降低瓦斯災害發生的幾率，保證煤礦安全生產、穩定運行。

參考文獻：

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