淺談煤礦瓦斯地質(zhì)影響因素分析

李巖

摘要：煤礦瓦斯地質(zhì)的主要影響因素是地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)以及煤層與圍巖特征等，本文將對(duì)這三個(gè)主要影響因素進(jìn)行分析，分析結(jié)果表明對(duì)煤礦瓦斯影響程度最大的是地質(zhì)構(gòu)造，其中斷層構(gòu)造在煤礦中控制強(qiáng)度最大，其次是煤層與圍巖特征，最后是上文地質(zhì)。通過對(duì)上述因素的分析，對(duì)煤礦地質(zhì)預(yù)防瓦斯爆炸有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：煤炭；瓦斯；地質(zhì)

引言：瓦斯是產(chǎn)生于煤層圍巖或者煤層中的一種復(fù)雜氣體氣質(zhì)體，在不同的地質(zhì)影響因素下，煤層中的瓦斯分布量也存在差異。瓦斯突出是煤礦開發(fā)的主要影響因素之一，其含量直接影響到煤礦開采者的生命財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)于煤礦瓦斯的分布規(guī)律以及綜合治理對(duì)于煤礦開采安全具有重要的作用。對(duì)于煤礦瓦斯地質(zhì)影響因素，前人已經(jīng)做了大量的分析研究，但是沒有將影響因素進(jìn)行整理歸類?？偟枚悦旱V瓦斯地質(zhì)影響因素主要由三種學(xué)說，第一種是地應(yīng)力學(xué)說，該學(xué)說認(rèn)為主要影響因素是地應(yīng)力作用的結(jié)果；第二種是瓦斯作用學(xué)說，該學(xué)說認(rèn)為煤炭本身存貯著大量的瓦斯，在瓦斯突出的過程中起著推動(dòng)作用；第三種是綜合作用學(xué)說，該學(xué)說將煤礦瓦斯地質(zhì)影響因素進(jìn)行綜合，認(rèn)為其結(jié)果是各種因素是綜合進(jìn)行作用，而不是單一的。在煤礦開采的過程中，瓦斯突出是一個(gè)綜合的復(fù)雜過程，其產(chǎn)生作用機(jī)理也較為復(fù)雜，通過對(duì)煤礦瓦斯地質(zhì)主要影響因素地質(zhì)構(gòu)造、煤層與圍巖特征以及水文地質(zhì)特征進(jìn)行分析，為煤礦開采預(yù)防瓦斯突出提供了理論指導(dǎo)。

1.礦井概況

本文的研究對(duì)象為蔣家河某礦井，該礦井位于陜西咸陽，在進(jìn)行煤礦開采時(shí)采用的是立井單面水平開拓、綜合機(jī)械化開采，整個(gè)礦區(qū)分為一采區(qū)和二采區(qū)，一采區(qū)位于礦井的的東部，二采區(qū)位于礦井的南部，井田整體結(jié)構(gòu)單一，井田范圍的構(gòu)造主要以斷塊以及斷裂為主要形式，在井田斷裂的四周一般由斷塊包圍，局部的煤層的變化情況較大；此外，煤層為易自燃的煤層，屬于瓦斯較高的礦井。

2.煤礦瓦斯地質(zhì)主要影響因素

2.1地質(zhì)構(gòu)造

地質(zhì)構(gòu)造對(duì)于煤礦瓦斯地質(zhì)的影響作用最大，熟悉了解地質(zhì)構(gòu)造的基本特征不僅能夠預(yù)防瓦斯危險(xiǎn)，同時(shí)也是保障煤礦工作人員以及機(jī)器設(shè)備的生命財(cái)產(chǎn)安全的重要前提，常見的地質(zhì)構(gòu)造有斷層、褶皺以及陷落柱等。其中斷層在煤礦的地質(zhì)構(gòu)造中最為常見，斷層對(duì)于瓦斯的吸收富集有著較強(qiáng)的控制作用，在其中會(huì)發(fā)生諸多的地質(zhì)現(xiàn)象，如圍巖破裂、煤層變形、遷移以及地層變化等。在斷層瓦斯的含量相對(duì)而言較高，而且機(jī)械作用力較為集中，研究表明封閉式的斷層容易聚集瓦斯，易發(fā)生危險(xiǎn)，而開放式的斷層有利于釋放瓦斯。褶皺對(duì)于煤層有一定的破壞作用，在褶皺的各個(gè)面上有著不同形式的機(jī)械力作用，閉合的褶皺比敞開的褶皺更利于瓦斯的聚集。陷落柱是塌陷的柱子形狀的物體，主要是由于地表的物理運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致溶解性巖層進(jìn)行倒塌而形成，當(dāng)陷落柱露出地表時(shí)，加強(qiáng)了地下水的流動(dòng)，從而阻礙了瓦斯的發(fā)展。

2.2煤層與圍巖特征

煤層與圍巖的特征，如煤層的深度、厚度以及結(jié)構(gòu)等對(duì)于煤礦瓦斯地質(zhì)有著較大的影響。瓦斯主要產(chǎn)生于煤層之間，煤層的厚度直接影響著瓦斯的生成含量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)表明，煤層的厚度增加越明顯，瓦斯突出的危險(xiǎn)系數(shù)越大。煤層與圍巖之間的透氣性越大，瓦斯越容易流失；相反，煤層與圍巖之間透氣性越差，瓦斯越容易保存。地質(zhì)構(gòu)造是在漫長(zhǎng)的歲月中積淀下來的，煤層的結(jié)構(gòu)對(duì)于煤礦瓦斯地質(zhì)的影響較大，煤層的結(jié)構(gòu)主要是指煤的主要構(gòu)造形式，其主要反映了煤層的演變歷史和變化形態(tài)，原生煤的結(jié)構(gòu)良好，紋理層次好，煤質(zhì)的強(qiáng)度也較高。受到地質(zhì)作用或者其他破壞作用的煤主要表現(xiàn)出煤質(zhì)松散、層次不明朗以及強(qiáng)度不高等現(xiàn)象。煤層構(gòu)造區(qū)往往是瓦斯發(fā)生危險(xiǎn)的地帶，其主要原因是該地帶本身機(jī)械強(qiáng)度不高，抵抗能力差，在一定的機(jī)械里作用下容易發(fā)生形變；其次是瓦斯的生成發(fā)育不規(guī)則，該地帶的煤層滲透作用差，從而導(dǎo)致瓦斯吸收富集在該區(qū)域。

2.3水文地質(zhì)特征

水文地質(zhì)特征對(duì)于煤礦瓦斯地質(zhì)有一定的影響，地下水和瓦斯一樣，都存在于含煤的地層以及巖石中，地下水的流動(dòng)可以帶動(dòng)瓦斯的流動(dòng)，研究表明在地下水較多的地方瓦斯含量較少，而地下水較少的地方瓦斯含量較高，主要原因是因?yàn)樵诘叵滤渥愕牡胤?，地下水將巖石縫隙進(jìn)行充盈，將瓦斯釋放出去。當(dāng)水分子吸附在巖石縫隙中的時(shí)候瓦斯的吸附能力被削弱，從而導(dǎo)致瓦斯處于游離狀態(tài)被釋放，同時(shí)由于地下水中含有大量的溶解物質(zhì)，將巖石層中的部分礦物質(zhì)進(jìn)行吸收溶解從而導(dǎo)致使得含有煤炭的地下巖石層進(jìn)行泄壓，加快了瓦斯的釋放速度，地下水和瓦斯的關(guān)系是互補(bǔ)的，地下水少瓦斯就會(huì)增多。

結(jié)論：綜上所述，影響煤礦瓦斯地質(zhì)的影響因素很多，但是主要因素為煤層與圍巖特征、水文地質(zhì)特征以及地質(zhì)構(gòu)造三種。在這三種構(gòu)造當(dāng)中，地質(zhì)構(gòu)造對(duì)于煤礦瓦斯地質(zhì)的影響最大，主要集中體現(xiàn)在斷層結(jié)構(gòu)，其次是煤層與圍巖結(jié)構(gòu)，該因素對(duì)于煤層的掩埋厚度以及深度有較強(qiáng)的控制作用，對(duì)煤礦瓦斯地質(zhì)影響最小的水文地質(zhì)因素，但是地下水的含量與瓦斯的含量呈現(xiàn)出互補(bǔ)的關(guān)系，當(dāng)?shù)叵滤扛邥r(shí)瓦斯少，地下水含量低時(shí)瓦斯增多。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于不同地區(qū)的地質(zhì)條件以及水文因素等都存在較大的差異，因此在進(jìn)行煤礦瓦斯地質(zhì)影響因素的分析時(shí)不能一概而論，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分析，掌握實(shí)際規(guī)律，仔細(xì)分析煤礦瓦斯地質(zhì)影響的主要因素，做到安全生產(chǎn)，確保人民生財(cái)產(chǎn)安全。

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