本站原创摘 要煤与瓦斯突出是煤矿生产作业过程中,可能产生的自然安全灾害之一,其造成的后果不堪设想.本文将对影响煤与瓦斯突出问题的因素进行分析,并提出预防措施.
关 键 词煤与瓦斯突出；影响因素；预防
中图分类号TD4文献标识码A文章编号1674-6708（2012）58-0133-02
在矿井作业过程中,如果出现煤与瓦斯突出事故,大量的瓦斯气体、煤岩固体物就会迅速喷出,超大冲击力既会破坏井下装备,喷射的煤岩也可能将巷道堵塞,影响作业人员的安全撤出,同时破坏井下通风系统,造成人员伤亡事故.如果突出的瓦斯遇到火源,就可能发生燃烧、爆炸风险,甚至井毁人亡.因此,煤与瓦斯突出问题不容忽视.
1煤与瓦斯突出的影响因素
1.1地应力
地应力是产生地质运动的主要动力,也是发生煤与瓦斯突出现象的动力来源.一般情况下,可以将地应力分为采掘附加应力、地质构造应力、自身重力三大类型.采掘附加应力主要来自采掘作业影响,将原有的应力状态破坏,造成应力状态的重新分布,而应力的改变,直接造成煤与瓦斯突出；地质构造应力来自矿区内的地质构造影响,也可认定为常数；自身重力来自岩体自重,在一个较小范围内,地表不会产生较大变化,也可认定为定值.
1.2地质构造
矿井的地质构造,可包含褶曲、断层、节理等形式,在煤与瓦斯突出的诸多影响因素中,地质构造的影响力具有一定决定性、控制性.一般断层和褶皱等现象,出现在成煤的后期构造作用下.由于地质构造对矿区的控制作用,尤其是断层与褶皱的重要性,往往是形成煤与瓦斯突出的重要条件,且具有的风险易损不同,因此必须加强重视.由于断层造成的煤与瓦斯突出较为复杂,可以将断层分为逆断层和正断层两种形式,其落差大小、断层性质以及延伸长度等有所不同,这些因素的差别既可能造成煤的原生结构破坏,也助推突出的发展.张性断裂利于排放瓦斯,而压性断裂则不利于排放瓦斯,封闭作用明显,聚集瓦斯,提升了瓦斯的内容,成为突出动力.另外,褶曲构造对煤与瓦斯突出问题的影响力也不容忽视,据大量工程实践表明,一般容易出现煤与瓦斯突出问题的部位,主要是褶皱的紧密部位或者强烈部位、背斜的倾伏端、向斜的轴部端、褶皱的牵引部位等.
1.3煤的物理性质
煤的物理性质主要是煤对瓦斯的吸附和解吸能力,力学性质则主要指煤的强度,也就是在煤受到外力作用时,产生的抵抗能力大小,包括抗剪强度、抗压强度、抗拉强度、粘结力、内摩擦角等.由于煤的各种性质对煤与瓦斯突出问题影响较大,因此需引起足够重视.一般情况下,如果煤的力学性质偏弱,那么缝隙越多,破坏力也偏小,煤层的受力破坏严重,而突出恰好发生在煤层的破坏位置.因此,煤的物理性质既决定了抵抗破坏力的功效,同时也体现了煤的承载力,另外,如果煤层中有瓦斯,且煤对瓦斯的吸附能力、煤的强度等逐渐下降,那么在一定的地应力条件中,煤中的裂缝较为严重,且连通性不佳,影响了煤的透气性,尤其在含有高瓦斯的情况下,可能出现瓦斯压力对煤层的破坏,也有可能形成过强的瓦斯气流,造成安全隐患.因此,加强煤的物理性质研究,对预防煤与瓦斯突出也很重要.
1.4瓦斯的参数
在煤与瓦斯突出问题中,瓦斯压力的作用较明显,也作为突出的动力来源,瓦斯压力和瓦斯突出的关系较为复杂,一般瓦斯压力随着开采深度的增加而增加,瓦斯压力越大,那么发生煤与瓦斯突出的可能性就越大.在煤层中,含有的瓦斯量越大,那么煤与瓦斯突出的涌出量和强度也越大,一般煤中含有的瓦斯是吸附瓦斯与游离瓦斯,一般游离瓦斯会在突出中自由溢出,吸附瓦斯则以解吸功能进行释放.
1.5煤层的厚度变化
煤层作为生成瓦斯、储存瓦斯的重要场所,给煤与瓦斯突出提供了物质基础.实际上,煤层的厚度在一定程度上影响了瓦斯的生成量大小,显示了原始沉积的条件差异,也可体现突出的分布压力.煤层厚度变化体现的梯度,实际上也是瓦斯变化的梯度表现,影响了瓦斯涌出.对于突出的煤层来说,较厚的煤层,尤其在软煤带位置,最容易发生煤与瓦斯突出.
由于煤的厚度具有不均匀性,在受到外力作用的情况下,应力分布不均,尤其在煤层厚度的集中点,应力也较为集中,构造运动会造成煤层的厚度变化,成为应力的异常点以及瓦斯集中地点,存在较大安全隐含.也就是说,在较为稳定的多煤层突出矿井中,随着煤层厚度的增加,可能存在的危险性也有所增加.在同一个煤层中,厚度较强的区段相比厚度薄弱的区段,危险性更大；而厚度变化较大的煤层相比厚度变化较小的煤层,危险性更大.
2预防煤与瓦斯突出事故的几点对策
1）加强煤与瓦斯突出的预防工作重视程度,纳入到非突出矿井的整个生产建设过程中,包括地质勘探、建井、矿井生产等环节.由于煤与瓦斯突出既可以产生在矿井的浅部位置,也可能产生在深部位置、掘进面、采煤面等,因此需加强全过程控制；2）提高工作人员的安全作业意识,学好“防突”知识.煤矿企业的全体人员都应掌握预防煤与瓦斯突出问题的基本能力,一般在煤与瓦斯突出发生之前都有一定的预兆,可从地应力、煤的物理性质、瓦斯压力等方面分析,如果加强重视,可以察觉,虽然不能完全制止突出的产生,但是可以将危险降到最低.另外,还应加大对技术人员、技术设备的投入.人才是做好防突工作的根本保障,应由企业上级部门统一管理、统一协调；3）建立健全防突制度.任何手段的落实都离不开制度支持,因此加强防突管理制度,实现人、机、环境的和谐发展,只有这样,才能调动员工的工作积极性,提高设备的应用安全性能,提高防突工作效率与工作效果；4）有关突出矿井和非突出矿井的界定问题,不用以是否发生过突出为绝对标准.而是综合测定地应力、煤的物理性质、瓦斯参数、地质构造等,也可在一定程度上减少突出发生的可能性；5）将地应力、瓦斯压力等测定工作纳入到日常管理工作中,通过绘制瓦斯压力动态图、地应力动态图等,深入分析,尤其矿井进入新水平或者新采区,应及时测量突出危险性的相关参数,以便及时采取措施.另外,做好煤与瓦斯突出的预防工作,必须加强对现场管理的重视,综合性做好防突工作；6）加强对地质构造的调查与分析工作,深入了解矿井的地质构造,编制矿井瓦斯动态图,加强煤与瓦斯突出的预防管理工作力度.严格落实各种针对性、预见性较强的安全技术工作,从根本杜绝危险源.