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摘 要:瓦斯地质是影响煤与瓦斯突出的关键因素之一。对瓦斯地质工作开展探索,对预测煤与瓦斯突出存在着重大的积极作用。文章主要针对煤与瓦斯突出与瓦斯地质工作开展进行探析。
关键词:煤与瓦斯;瓦斯突出;瓦斯地质
煤与瓦斯突出是煤矿在开采过程中矿井内含有大量瓦斯的煤层岩体在一定时间里以碎粉状态一瞬间喷涌而出,并且同时伴随着瓦斯的涌出。煤与瓦斯是一种危险性极高、十分复杂的煤矿安全威胁。对于煤矿的安全生产有着重大的影响。煤与瓦斯突出与瓦斯地质之间存在必然的联系,对煤与瓦斯与瓦斯地质工作开展探析对于保证煤矿安全生产有着不可忽视的作用。
一、瓦斯地质构造预测工作
瓦斯地质构造预测工作是预防煤与瓦斯突出的不可忽视的工作内容之一,其范围与种类可以归纳三大类别:(1)区域预测。其一般用于明确采区、煤层等突出的情况,限定煤层中可能突出的范围。(2)局部预测。在区域预测的前提下,参考勘探的地质资料,对采区和井田中局部地点发生突出的危险情况进行预测。(3)突出预测。在开展预测与预报的工作前提下分析瓦斯突出预兆以及各种预测。突出预测的准确性主要与地质资料、采矿技术数据的准确程度有关。
二、煤与瓦斯突出与瓦斯地质的关系
(一)断层与瓦斯突出的关系。正断层通常是煤层收到张应力或者张扭应力的作用而出现的。煤层的正断层则是煤层在受到挤压的过程中转化的局部张应力所形成的。正断层给瓦斯的赋存预留了空间,导致瓦斯体积上升,但是煤层内的瓦斯含量与压力均不会出现变化。当煤矿开采活动经过断层的时候,虽煤层瓦斯会出现一定涌出的情况,但是没有很大可能出现煤与瓦斯突出的情况。逆断层是煤层在经受压应力的作用下所出现的。该类断层附近的煤层均被造成一定程度的影响。这种影响通常会使得煤层分层形成众多伴有孔隙的粉煤,从而扩大煤的比表面积。伴有孔隙的粉煤透气性能不佳,并且在地质构造出现挤压的过程中所形成的压应力与剪应力还会使得其出现动力变质情况,从而形成众多已经变质增生的游离瓦斯。大量瓦斯会进入孔隙与构造层中的裂缝当中。伴随着瓦斯量的增加,煤体的强度也会逐渐变低。当煤矿开采工作进入逆断层附近,就会打破煤体长期维持的应力平衡状态,使得煤体中瓦斯的压力爆发,大于煤矿开采空进的压力,进而导致瓦斯动力现象的出现。由于瓦斯地质构造区域一般都存在众多情况较为复杂的构造应力,这导致了煤体弹性潜能的集中赋存,使得煤与瓦斯突出的概率大大提升。而且,由于瓦斯地质构成区域煤体结构遭受到严重的破坏,通常都存在着构造软煤等现象,从而导致煤体的平均强度显著降低,削弱其防御煤与瓦斯突出的能力。通过瓦斯地质断层落差的情况来作为判断煤层是否存在突出情况的危险性是有一定实际意义的。例如,在重庆某煤矿现场地质勘查中所选择的是否存在煤与瓦斯突出危险的指标为:如果断层的落差超过0.5m,那么断层两侧10m处范围内都被判定为突出危险区域。如果断层的落差为1.0-2.0m的时候,断层两侧15m处范围内都被判定为突出危险区域。通过断层的落差大于2.0m1時候,断层两侧20m处范围都被判定为突出危险区域。
出现煤与瓦斯突出区域通常都会同时存在断层、煤层厚度变化等情况。根据相关统计数据表面,在断层地质周围出现煤与瓦斯突出的概率高达75%。这是由于在断层地质周围十分容易造成地应力的累积,并且与断层的距离越近,其应力值就越大。在矿井中,区域地应力还会伴随着煤矿开采活动的开展所导致的重新分布而出现应力重复,从而形成应力集中的情况。当应力集中的时候,煤与瓦斯突出发生的概率将会大大提升。
(二)煤层的结构特征。在出现煤与瓦斯突出的煤层中均存在煤质较为松软的分层。将该软分层与正常煤层相对比可以发生软煤层其自身的原生结构已经被破坏,呈现十分松软、易碎的情况。在存在煤与瓦斯突出概率的煤层均存在上述软煤。该软煤层呈现分明的多层状,夹杂在煤层之中。有的软煤被挤压呈现出鳞片状,用手用力捏容易形成粉状。煤的不一样表面形态、微结构以及其突出的危险程度都不一致。例如,均一结构的微结构指数为1,突出危险程度为非突出煤。碎裂结构的微结构的微结构指数为2,突出危险程度为过渡型煤。粒状结构的微结构的微结构指数为3,突出危险程度为突出煤。糜棱机构的微结构的微结构指数为4,突出危险程度为严重突出煤。
(三)煤与瓦斯突出与瓦斯地质工作。防治煤与瓦斯工作开展主要包括以下几个方面的内容:(1)煤与瓦斯突出点的记录。地质人员需要前往煤与瓦斯突出点进行观察,并且做出详细的文字记录与素描手绘图。瓦斯地质描述需要包括煤质结构、地质构造、突出煤层等,并且要配以图示加以辅助。(2)绘制突出点分布图。分布图包括煤矿井田突出分布图以及矿石突出集中带的分布图,从中能够分析出突出地质与地质构造关系等内容。(3)提供详尽的有机会出现煤与瓦斯突出的地质资料,完善地质预报工作。(4)明确煤与瓦斯突出与瓦斯地质之间的关系,明确区域中的突出危险区域;(5)编绘煤与瓦斯突出概要图,将结果综合直观的体现出来。
三、结语
近几年来我国煤与瓦斯突出的预测与防治工作已经取得了令人瞩目的成果。科学的煤与瓦斯防治措施在煤矿开采现场被贯彻落实,煤矿生产的安全情况得以好转。在今后的煤与瓦斯防突工作中依然要强化对瓦斯地质的研究,对煤矿开采区域的地质条件进行详尽的勘查分析,以全面提升煤矿矿井瓦斯异常区域预测的可靠性。加深瓦斯地质指标量化的工作,真正落实定量分析,科学探索煤与瓦斯与瓦斯地质工作,从而为煤矿开采现场的安全生产提供科学的指导。
参考文献
[1] 闫江伟,张小兵,张子敏.煤与瓦斯突出地质控制机理探讨[J].煤炭学报,2013(07):1174-1178.
[2] 张春华,刘泽功,刘健.封闭型地质构造诱发煤与瓦斯突出的力学特性模拟试验[J].中国矿业大学学报,2013(04): 554-559.
[3] 侯海海,张玉贵,邵龙义.煤与瓦斯突出矿井瓦斯地质单元特征研究[J].煤炭科学技术,2013(S2):203-206.
[4] 王麒翔.煤与瓦斯突出主控地质体分析与应用[J].煤矿安全,2015(06):156-159.
关键词:煤与瓦斯;瓦斯突出;瓦斯地质
煤与瓦斯突出是煤矿在开采过程中矿井内含有大量瓦斯的煤层岩体在一定时间里以碎粉状态一瞬间喷涌而出,并且同时伴随着瓦斯的涌出。煤与瓦斯是一种危险性极高、十分复杂的煤矿安全威胁。对于煤矿的安全生产有着重大的影响。煤与瓦斯突出与瓦斯地质之间存在必然的联系,对煤与瓦斯与瓦斯地质工作开展探析对于保证煤矿安全生产有着不可忽视的作用。
一、瓦斯地质构造预测工作
瓦斯地质构造预测工作是预防煤与瓦斯突出的不可忽视的工作内容之一,其范围与种类可以归纳三大类别:(1)区域预测。其一般用于明确采区、煤层等突出的情况,限定煤层中可能突出的范围。(2)局部预测。在区域预测的前提下,参考勘探的地质资料,对采区和井田中局部地点发生突出的危险情况进行预测。(3)突出预测。在开展预测与预报的工作前提下分析瓦斯突出预兆以及各种预测。突出预测的准确性主要与地质资料、采矿技术数据的准确程度有关。
二、煤与瓦斯突出与瓦斯地质的关系
(一)断层与瓦斯突出的关系。正断层通常是煤层收到张应力或者张扭应力的作用而出现的。煤层的正断层则是煤层在受到挤压的过程中转化的局部张应力所形成的。正断层给瓦斯的赋存预留了空间,导致瓦斯体积上升,但是煤层内的瓦斯含量与压力均不会出现变化。当煤矿开采活动经过断层的时候,虽煤层瓦斯会出现一定涌出的情况,但是没有很大可能出现煤与瓦斯突出的情况。逆断层是煤层在经受压应力的作用下所出现的。该类断层附近的煤层均被造成一定程度的影响。这种影响通常会使得煤层分层形成众多伴有孔隙的粉煤,从而扩大煤的比表面积。伴有孔隙的粉煤透气性能不佳,并且在地质构造出现挤压的过程中所形成的压应力与剪应力还会使得其出现动力变质情况,从而形成众多已经变质增生的游离瓦斯。大量瓦斯会进入孔隙与构造层中的裂缝当中。伴随着瓦斯量的增加,煤体的强度也会逐渐变低。当煤矿开采工作进入逆断层附近,就会打破煤体长期维持的应力平衡状态,使得煤体中瓦斯的压力爆发,大于煤矿开采空进的压力,进而导致瓦斯动力现象的出现。由于瓦斯地质构造区域一般都存在众多情况较为复杂的构造应力,这导致了煤体弹性潜能的集中赋存,使得煤与瓦斯突出的概率大大提升。而且,由于瓦斯地质构成区域煤体结构遭受到严重的破坏,通常都存在着构造软煤等现象,从而导致煤体的平均强度显著降低,削弱其防御煤与瓦斯突出的能力。通过瓦斯地质断层落差的情况来作为判断煤层是否存在突出情况的危险性是有一定实际意义的。例如,在重庆某煤矿现场地质勘查中所选择的是否存在煤与瓦斯突出危险的指标为:如果断层的落差超过0.5m,那么断层两侧10m处范围内都被判定为突出危险区域。如果断层的落差为1.0-2.0m的时候,断层两侧15m处范围内都被判定为突出危险区域。通过断层的落差大于2.0m1時候,断层两侧20m处范围都被判定为突出危险区域。
出现煤与瓦斯突出区域通常都会同时存在断层、煤层厚度变化等情况。根据相关统计数据表面,在断层地质周围出现煤与瓦斯突出的概率高达75%。这是由于在断层地质周围十分容易造成地应力的累积,并且与断层的距离越近,其应力值就越大。在矿井中,区域地应力还会伴随着煤矿开采活动的开展所导致的重新分布而出现应力重复,从而形成应力集中的情况。当应力集中的时候,煤与瓦斯突出发生的概率将会大大提升。
(二)煤层的结构特征。在出现煤与瓦斯突出的煤层中均存在煤质较为松软的分层。将该软分层与正常煤层相对比可以发生软煤层其自身的原生结构已经被破坏,呈现十分松软、易碎的情况。在存在煤与瓦斯突出概率的煤层均存在上述软煤。该软煤层呈现分明的多层状,夹杂在煤层之中。有的软煤被挤压呈现出鳞片状,用手用力捏容易形成粉状。煤的不一样表面形态、微结构以及其突出的危险程度都不一致。例如,均一结构的微结构指数为1,突出危险程度为非突出煤。碎裂结构的微结构的微结构指数为2,突出危险程度为过渡型煤。粒状结构的微结构的微结构指数为3,突出危险程度为突出煤。糜棱机构的微结构的微结构指数为4,突出危险程度为严重突出煤。
(三)煤与瓦斯突出与瓦斯地质工作。防治煤与瓦斯工作开展主要包括以下几个方面的内容:(1)煤与瓦斯突出点的记录。地质人员需要前往煤与瓦斯突出点进行观察,并且做出详细的文字记录与素描手绘图。瓦斯地质描述需要包括煤质结构、地质构造、突出煤层等,并且要配以图示加以辅助。(2)绘制突出点分布图。分布图包括煤矿井田突出分布图以及矿石突出集中带的分布图,从中能够分析出突出地质与地质构造关系等内容。(3)提供详尽的有机会出现煤与瓦斯突出的地质资料,完善地质预报工作。(4)明确煤与瓦斯突出与瓦斯地质之间的关系,明确区域中的突出危险区域;(5)编绘煤与瓦斯突出概要图,将结果综合直观的体现出来。
三、结语
近几年来我国煤与瓦斯突出的预测与防治工作已经取得了令人瞩目的成果。科学的煤与瓦斯防治措施在煤矿开采现场被贯彻落实,煤矿生产的安全情况得以好转。在今后的煤与瓦斯防突工作中依然要强化对瓦斯地质的研究,对煤矿开采区域的地质条件进行详尽的勘查分析,以全面提升煤矿矿井瓦斯异常区域预测的可靠性。加深瓦斯地质指标量化的工作,真正落实定量分析,科学探索煤与瓦斯与瓦斯地质工作,从而为煤矿开采现场的安全生产提供科学的指导。
参考文献
[1] 闫江伟,张小兵,张子敏.煤与瓦斯突出地质控制机理探讨[J].煤炭学报,2013(07):1174-1178.
[2] 张春华,刘泽功,刘健.封闭型地质构造诱发煤与瓦斯突出的力学特性模拟试验[J].中国矿业大学学报,2013(04): 554-559.
[3] 侯海海,张玉贵,邵龙义.煤与瓦斯突出矿井瓦斯地质单元特征研究[J].煤炭科学技术,2013(S2):203-206.
[4] 王麒翔.煤与瓦斯突出主控地质体分析与应用[J].煤矿安全,2015(06):156-159.