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【摘 要】煤矿开采中不可避免的会有瓦斯的产生,对煤矿安全生产带来极大挑战,因此,防治瓦斯是煤矿开采中的重要任务.文章首先分析了地质构造与瓦斯之间的关系,介绍了地质构造中的褶曲和断层对瓦斯的影响,并从区域和局部两个方面,提出了相应的瓦斯防突策略,希望能够引起人们对这一问题的进一步关注,能够对煤矿瓦斯防突的实际工作提供借鉴和参考.
【关 键 词】煤矿；地质构造；瓦斯防突；策略
一、引言
保证生产安全,预防安全事故的发生是煤矿生产中最为重要的工作之一.而在生产过程中,瓦斯是影响煤矿安全生产的重要因素,也是煤矿企业最为关注的问题.如果瓦斯排放设施不到位,一旦发生瓦斯爆炸事故,往往会给整个煤矿生产带来不可估量的损失.不仅会损坏矿井的设备,破坏通风系统,还会带来人员伤亡,造成恶劣的社会影响.因此,在煤矿生产中,必须采取相应的措施,做好瓦斯的排放工作,确保煤矿生产的安全.
二、地质构造与瓦斯之间的关系
1、瓦斯安全事故的危害.瓦斯是一种无色无味的气体,其性质极不稳定,容易发生燃烧和爆炸,是导致煤矿生产安全事故最为主要的因素.在煤矿开采中,一旦地下煤层发生倒转,煤层的厚度在短时间内增加,引起其中瓦斯的含量迅速上升,给煤矿开采带来严重的不利影响.它不仅增加作业人员作业的难度,还会降低矿井中氧气的含量,使得作业人员呼吸困难,严重的话会引起呼吸困难和窒息死亡.近些年来,煤矿瓦斯事故不断发生,不仅与瓦斯的这些性质有着紧密的联系,还与其它因素相关.开采煤矿的时候,如果遇到褶曲或者断层结构,采用放炮开采的时候,会引起煤与瓦斯含量的急剧增加,严重的话还会引起爆炸,对煤矿开采设备、开采作业人员带来巨大的威胁和破坏.因此,必须做好防治工作,预防安全事故的发生.
2、地质构造的褶曲对瓦斯有重要影响.对于褶曲结构而言,其向斜、背斜、轴部、倾伏段等部位,容易积聚大量的瓦斯.在煤矿掘进开采的时候,这些地段是煤矿事故的高发地段.煤层的顶板和底板形成大的夹角,引起煤层走向的巨大变化,改变煤层的结构,导致瓦斯含量的上升,瓦斯压力增加.所以,在掘进过程中,如果遇到褶曲结构的时候,移动支撑压力急剧提升,并且掘进时放炮会产生巨大的震动,从而引起瓦斯突发事故的发生.
3、地质构造的断层对瓦斯有重要影响.断层的透气性和封闭性对瓦斯的积聚会产生巨大的影响.如果断层是开放性类型,一般不会存在较高的瓦斯含量,瓦斯突出可能性小,安全隐患也非常低.但是,如果煤层受到强烈的挤压,断层透气性不强的话,会引起瓦斯含量逐渐增加,存在较大的安全隐患.研究表明,在离断层结构的十米之内,瓦斯突出强度不大,如果距离断层较远,一旦瓦斯突出,往往具有很大的强度.如果煤层地质情况复杂,不同类型断层相互挤压,会导致煤层分布发生改变,煤层结构遭到破坏,使得瓦斯含量增高,采掘时往往会发生重大事故.
三、煤矿瓦斯防突策略
在煤矿开采过程中,采取相应的安全措施,预防瓦斯事故的发生是煤矿开采企业不断的追求.在明确了地质构造与瓦斯之间的关系之后,采取相应的瓦斯防突措施是必须的.根据瓦斯存在的实际情况,主要需要从以下两个方面采取相应的防突措施.
1、区域瓦斯防突策略.第一、在煤矿生产中需要进行严格的瓦斯抽采.瓦斯抽采是减少瓦斯存量,预防安全事故的重要措施.通过瓦斯抽采,能够消除矿井的瓦斯隐患,确保煤矿开采的安全进行,同时还能够为当地提供无污染的能源.根据实际的工作经验,抽采瓦斯的钻孔一般控制在75—100mm之间.钻孔的长度不定,一般根据工作面的具体情况来确定.在进行煤层瓦斯抽采之前,还需要对煤层做全面细致的检查,以确定瓦斯的突出程度,明确瓦斯存在的隐患.如果残存瓦斯较少,低于原始含量,并且抽采范围超过30%,那么,所抽采到的瓦斯含量可以将其作为该煤层的瓦斯指标.第二、采用煤层注水的方式.该方法也是区域瓦斯防突的重要策略.值得注意的是,在进行煤层注水的时候,应该使被注水的煤层保持均匀湿润,并且注水时应该平行布孔,严格控制钻孔的大小,将其限制在50—100mm之内.同时,在确定注水时间和注水量的时候,还应该考虑煤层的具体渗水性能.为了防止瓦斯突出,当注水完成之后,煤层的含水量应该保持在5%以上.同时还应该控制好水压,既要确保水能够对煤体产生湿润的效果,还应该避免水压过大,防止煤层断裂情况的发生.
2、局部瓦斯防突策略.局部瓦斯防突的原理各不相同,具体的方式方法也不一样,具体的衡量标准是,能否导致煤与瓦斯突出,具体有两种不同的策略.第一、导致煤与瓦斯突出发生的策略,具体的措施多种多样,包括爆破松土措施、放炮震动措施、加压注水冲孔措施、注水疏松煤层措施等等,在实际工作中,需要根据煤层的具体情况采用.尽管这些措施操作方法不同,适用范围也不一样,但它们有一个共同点：都是对煤层施加巨大的压力,调整煤体中的应力分布,向煤层深处施加应力,进而影响到煤层中的瓦斯流变分布,诱发瓦斯突出,达到降低安全事故发生概率的目的.第二、通过降低压力,减缓甚至消除煤与瓦斯突出的情况.具体方法有煤层瓦斯抽取、超前钻孔等等,在实际工作,需要根据具体情况选用不同的方法.这些措施的共同点是：缓慢释放瓦斯,使得煤层中的瓦斯压力得到逐渐降低,进而减少瓦斯突出的情况.如果是已经进行采掘的煤层,可以比较容易的得到煤与瓦斯的数据,如果是还没有开采的煤层,应该结合地质特点进行全面的分析,并根据实际情况合理选择合适的措施.
四、结束语
事实上,煤矿开采是一项系统和复杂的工作,对机械设备性能、作业人员的安全意识的要求较高.不过,煤矿瓦斯分布具有清晰可循的规律,瓦斯突出与地质构造有着紧密的联系.此外,在煤矿开采过程中,巷道的具体走向、煤矿开采的模式也会对瓦斯突出产生重要的影响.而为了保证安全生产,必须采取相应的措施做好瓦斯防突工作.因此,今后在煤矿开采的实际工作中,一定要重视煤矿开采的安全管理工作,全面了解煤矿地质构造和瓦斯之间的关系,对可能导致瓦斯事故发生的原因进行全面的分析,并采取相应的措施,在开采过程中,实现对瓦斯的准确预测,确保煤矿开采的安全顺利进行,避免瓦斯事故的发生,提高整个煤矿生产的效益.