本站原创[摘 要]众所周知,近年来,我国煤矿安全生产事故频繁发生,造成了非常恶劣的社会影响,给人民的生命财产安全造成了巨大损害.采取有效措施,杜绝此类事故的发生,对煤矿安全来说无疑具有重要意义.因此,在煤矿安全生产中,必须防止煤矿瓦斯,做好矿井的地质勘察工作.本文分析了瓦斯地质的形成、条件煤层中瓦斯存在的状态及其分布规律,并对煤矿地质工作做了系统的分析,进而系统阐述了防止煤矿瓦斯的重要意义,解析了瓦斯地质在煤矿生产中的应用.
[关 键 词]瓦斯地质煤矿生产应用
中图分类号：TD712文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）07-0268-01
当前,煤矿生产中的自然灾害之一便是瓦斯,瓦斯爆炸可给煤矿生产造成很大的损害,严重威胁煤矿的安全生产.在现今的许多煤矿中,不但瓦斯涌出量非常大,而且煤矿与瓦斯突出状况也非常严重.因此,这就要求我们必须对瓦斯的形成和分布规律做深入研究,以便重点防治煤矿瓦斯.只有这样,才能对瓦斯进行有效的治理,指导煤矿的安全生产工作,避免瓦斯事故的再次发生.
一、煤矿的瓦斯地质
(一)煤层中瓦斯形成的条件分析
瓦斯的形成与煤层有着密切的关系.煤是植物的遗体经过复杂的转化才形成的,煤层瓦斯也就是这个转化过程中的产物.
（1）瓦斯形成的首要条件是必须有丰富的煤物质来源,需要沉淀的煤物质形成一定的厚度,而且煤物质还必须很富集,这些媒物质需是很快埋到地下的,且不能遭到分解以及氧化.瓦斯的形成还需要有一个不断下沉的沉积盆地,如果盆地的下沉速度和煤物质的堆积厚度保持平衡,则持续的时间越长,则在煤层里产生的瓦斯也就越多.
（2）煤层中形成瓦斯,还需要有一定的地热条件.需要地热条件的意思是说,不断下沉的盆地应当位于地热环境比较高的地带.我们知道,在整个的化学反应中,地热起着决定性的影响,而且地热还是煤变质的主导因素.而变质程度大小的决定性因素是地热梯度.如果地热梯度以及煤炭受热持续时间长,则煤的变质程度也就越高,煤层中生成的瓦斯也就越多.
（3）沉积所形成的瓦斯,需要在水环境下进行.我们知道,水面以上是氧化的环境,植物的残体和大气接触,从而不断被氧化、分解,也就不断形成煤层和瓦斯.
(二)煤层中瓦斯的赋存状态分析
我们知道,煤是一种有着很大孔隙容积的孔体,这主要是因为其在煤化过程中生成了瓦斯和排出了挥发性的物质.煤上的孔隙也就是瓦斯赋存的空间,孔隙的大小与瓦斯的含量有着直接的关系.煤孔隙的变化率与煤炭的变质程度大小有关,变质程度越大的煤,其挥发性也就越小,孔隙的形成率也就随之下降.如果变质程度继续增高,由于水分的进一步减少,孔隙率反而会上升,孔隙的直径也会跟着变大,瓦斯的储量也随着升高.
煤对瓦斯的吸附量与三个因素有关,一个是变质程度大小,一个温度,一个是压力.其中,煤对瓦斯的吸附量随着变成程度的增大而增加,在一样的地质条件下,煤炭的固定炭越高,则煤对瓦斯的吸附量就越大,如果挥发性比较低,煤对瓦斯的吸附量也比较高.
但是在岩层中,岩石是不吸附瓦斯的,但是在煤层顶板的围岩中,却常常含有瓦斯,这些瓦斯一方面其实更多的是来自于相邻的煤层,一方面则是由本身的有机物所形成的.一般情况下,煤层的瓦斯含量要比岩层多得多,但是因为岩层的厚度比煤层要厚得多,因此,岩层的瓦斯含量也是比较高的,在煤矿生产中,也不可忽视岩石中的瓦斯.
(三)煤层中瓦斯分布规律的分析
从煤矿瓦斯实际涌出的情况来看,不少的矿井属于高瓦斯矿井,或者是瓦斯突出矿井.高瓦斯矿井是否出现,以及其分布特征与三个因素有关,一个是岩性的组合特征,一个是煤的变质程度大小,最后一个是地质构造.
瓦斯赋存的条件有两个,一个是成煤时期的沉积环境,一个是岩性组合的特征,而瓦斯形成的物质基础则是煤以及煤系中分散着的有机物质.这也决定着高瓦斯矿井的出现与分布.煤系地层中还存在着比较厚的砂岩和灰岩,它们都是游离瓦斯很好的储存层.
二、瓦斯地质在煤矿生产中的应用分析
编制瓦斯地质图预测瓦斯应遵循相应的瓦斯地质的基本规律,摸清瓦斯地质的规律是绘制瓦斯地图的前提和基础.瓦斯地图的绘制和地图的绘制相似性很高,需要系统收集煤矿的瓦斯和地质的资料,再根据煤层底板的等高线图、构造纲要图,将地质和瓦斯的内容在图纸上反映出来,并找出二者之间的关系,从而勾绘出瓦斯涌出量参数等值线.瓦斯地图绘制完成以后,就可以根据已开采区域的地质条件、瓦斯赋存和涌出量的关系,对深部瓦斯的涌出量进行预测,从而提前做好瓦斯防治工作,防止出现煤矿瓦斯安全事故.
指导煤矿矿机的设计根据煤矿井田的展布情况以及瓦斯地质规律,借助瓦斯地图所划分的瓦斯涌出量等值线和瓦斯分布异常区域,可以指导煤矿的巷道工程设计、通风设计、瓦斯治理工程设计和防突设计等,进而能够做到少做岩巷工程,未雨绸缪,提前制定瓦斯治理工程方案,使通风满足生产需要,以实现煤矿的安全生产.
划分突出性危险区域根据已经掌握的煤层瓦斯的赋存状况、地质构造条件与瓦斯突出条件分布规律,在结煤样化验指标和防突预测指标,对开采区和开采面进行危险区域的划分,把危险区域划分出来,也可以划分出突出危险区以及无突出危险区等.针对不同的地质单元,要做到技术和管理上的区别对待,实行分级管理,从而可以避免防突的盲目性,减少不必要的防突资金,降低煤炭开采成本,进而可以提高煤矿生产企业的经济效益.
（四）掌握瓦斯的涌出规律,防止瓦斯的超限
瓦斯的涌出量受许多因素的影响,其中煤层的赋存状态对瓦斯涌出量的影响尤为明显,其中,煤层的厚度、煤层的倾角等都影响着煤层的瓦斯赋存量,也可以影响煤炭开采过程中的瓦斯涌出量.如果煤层的厚度、倾角发生变化,可以在瓦斯地图上很明显地表现出来.因此,利用瓦斯地质图可以判断高瓦斯区域,进而可以掌握瓦斯涌出的规律,指导煤矿安全生产.
煤层瓦斯的涌出量和地质构造的关系非常密切,因此,在煤炭生产过程中,如果掘进接近断层时,瓦斯的涌出量往往会增多,这时就可以根据采掘已揭露的断层的走向和落差,推测临近巷道的断层位置,提前做好通风安全技术措施,杜绝瓦斯超限事故.可采取的安全通风技术措施有缩小循环进度、加强通风以及对瓦斯进行检查等等.
(五)掌握地质构造的变化规律,防止误穿瓦斯突出煤层
在石门基础突出煤层时,最容易发生煤与瓦斯的突出,而一旦发生突出状况,其强度往往比较大,造成的危害也比较大.而不清楚地质构造的变化规律,是发生误揭煤事故的主要原因所在.因此,在煤矿安全生产过程中,为了防止误揭煤事故,就必须掌握地质构造的变化规律.掌握了地质构造的变化规律,就可以避免因误揭煤安全事故的发生、掌握瓦斯的涌出规律,防止瓦斯的超限.
结语：
近年来,我国安全生产事故,尤其是煤矿瓦斯爆炸事故频发,造成了非常恶劣的社会影响,给人民的生命财产安全造成了巨大损害.因此,必须采取有效措施,杜绝瓦斯爆炸事故的发生,这对煤矿安全生产来说无疑具有重要意义.这就要求我们在煤矿安全生产中,做好矿井的地质勘察工作.本文分析了瓦斯地质的形成、条件煤层中瓦斯存在的状态及其分布规律,并对煤矿地质工作做了系统的分析,进而系统阐述了防止煤矿瓦斯的重要意义,解析了瓦斯地质在煤矿生产中的应用,主要有五大块应用,即指导煤矿矿机的设计、编制瓦斯地质图、划分突出性危险区域和掌握地质构造的变化规律,防止误穿瓦斯突出煤层.