地质构造和开采对瓦斯涌出的影响研究

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摘要：本文以瓦斯涌出问题为研究对象，结合煤矿井田实际情况，从地质构造对瓦斯涌出的影响分析以及开采对瓦斯涌出的影响分析这两个方面入手，围绕这一中心问题展开了较为详细的分析与阐述，希望能够引起各方关注与重视。

关键词：地质构造开采瓦斯涌出煤层巷道采掘工作面影响分析

中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号：

某煤矿井田位于A盆地南部条带中部主背斜位置的南侧。该煤矿井田内部现阶段已探明的可采煤层共11层，底板间隔距离在200m~240m参数范围之内主要表现为含煤段。该煤矿井田整体呈现出东西方向延伸趋势，倾斜方向为南，属于缓倾斜角角度的单斜煤层。从断层力学属性的角度上来说，该煤矿井田属于张兴与张扭性。本文试结合以上实际情况，针对地质构造对瓦斯涌出的影响以及开采对瓦斯涌出的影响问题做详细分析与说明。

一、地质构造对瓦斯涌出的影响分析

大量的实践研究结果向我们证实了一个方面的问题：对于煤矿开采作业实践而言，成煤阶段瓦斯产生量以及煤层对瓦斯的有效保存量同煤层瓦斯含量大小指标存在极为密切的关系。在当前技术条件支持下，绝大部分煤矿开采作业过程当中所涉及到的煤层对瓦斯的有效保存能力明显低于煤矿开采过程当中成煤阶段所产生的瓦斯含量。从这一角度上来说，在煤矿巷道工作面进行煤层资源开采的过程当中，相关工作人员可以直接借助于对煤矿开采过程成煤阶段的生成瓦斯条件实现对该工作面周边区域内煤层瓦斯含量大小的可靠性判定。基于以上分析不难得知：在煤矿开采作业时间过程当中，可能会对瓦斯涌出量造成一定影响的因素主要包括如下几个方面：①.煤层变质程度因素；②.煤层赋存深度因素；③.围岩结构性质因素；④.煤层倾角角度因素；⑤.含煤地层及煤层累计厚度因素；⑥.煤层露头因素。对于本文所例举该煤矿开采工作面而言，可能会对各综采工作面瓦斯含量产生一定影响的地质构造因素主要包括围岩结构性质、含煤地层及煤层累计厚度因素在内。做出此项推断的最直接原因在于：在同一煤矿开采工作时期当中，受到开采深度分布较为均匀的因素影响，同一井田每部所测定煤层倾角角度以及变质程度等诸多因素并没有表现出显著的差异性问题。结合对该煤矿开采工作区域历年以来瓦斯鉴定结果的研究角度上来说，自东向西方煤层瓦斯在采掘作业过程当中所表现出的瓦斯涌出量势必会呈现出较为显著的增加趋势。秉着这一增加趋势与自东向西位置瓦斯涌出量所呈现出的明显增加趋势，发现该增加趋势与东西向开采煤层厚度同样存在一定的比例相关性关系。由此可以推定：在同一井田开采过程当中，煤层及岩层中的瓦斯含量与煤层厚度基本保持正比例相关关系。特别是对于西部矿采区域而言，受到矿采过程当中覆盖有5m~15m厚度冲击层层体的影响，冲击层下部位置所具备的大量砂质粘土以及风化碎玄武岩砾块导致该区域范围内煤层露头并没有露出巷道采掘工作面地表位置，进而使得该区域在煤矿开采作业过程当中煤层瓦斯释放受到一定程度上的阻碍。与之相对应的是，东部矿采区域由于地质构造表现为丘陵状态，未覆盖有冲击层，导致煤矿开采过程当中煤层露头露出巷道采掘工作面地表位置，这使得该区域内的瓦斯有着较为良好的释放条件。从这一角度上来说，同西部矿采区域而言，东部矿采区域巷道采掘工作面煤层所含瓦斯含量明显更低，瓦斯涌出的可能性也就越小。

二、开采对瓦斯涌出的影响分析

在煤矿开采作业实践过程当中，可能会对瓦斯涌出量造成一定影响的因素主要包括如下几个方面：①.煤矿开采作业区域内煤层及岩层瓦斯含量因素；②.煤矿开采作业规模因素；③.煤矿开采作业所采取的开采顺序因素；④.煤矿开采作业所涉及到的回采作业方式；⑤.煤矿开采作业范围内环境地面大气压强变化因素；⑥.煤矿开采作业区域内风量变化因素；⑦.煤矿开采作业区域通风系统运行因素。不难发现，煤矿开采作业过程当中，可能对瓦斯涌出问题造成影响的因素是多个方面的。结合本文所例举煤矿开采区域的开采作业实践资料而言，有关开采对瓦斯涌出的影响基本可以从如下几个方面予以分析。

首先，从开采区域煤层及岩层的瓦斯含量分布角度上说，本文所例举煤矿开采工作区域内的瓦斯物质在自然状态下以一定的压力赋存在于煤层当中。从这一角度上来说，在相关工作人员针对巷道工作面进行掘进作业的过程当中，煤层内部所含有的大量瓦斯物质会从掘进前方崩落煤炭以及巷道掘进周边向空间涌出。通过实践研究结果不难发现：在此过程当中，煤层所含瓦斯物质在巷道掘进过程当中所表现出的涌出速度在一般情况下与瓦斯结露时间呈现出负指数相关关系。该指标在巷道掘进6d~7d后表现为恒定状态。基于以上分析，实践工作过程当中主要通过对掘进工作面50m范围之内瓦斯物质涌出量的观测作业来针对同等条件下该范围内煤矿开采作业过程中所产生的瓦斯涌出量参数予以推断。

其次，在煤矿采掘工作面巷道进行掘进作业的过程当中，巷道工作面周边围岩结构中的应力势必会进行重新分布。这种产生应力的重新分布使得围岩结构出现明显的变形问题，进而在围岩工作面周边形成裂隙区区域以及弹性变形区区域。通过现场观测与数据分析不难发现：在煤矿采掘工作面进行巷道掘进作业之后，工作面周边煤层中所含瓦斯物质的涌出在4d~5d的范围之内主要来源于弹性变形区以及非弹性变形区区域内。受到以上因素影响，煤矿采掘工作面在老顶初次来压作用之下所呈现出的瓦斯涌出问题主要来源于采掘工作面应力分布集中区域，并且工作面应力分布上部区域会受到冒落因素影响而形成相应的冒落带以及裂隙带。在这一背景作用之下，若煤矿开采过程当中按照下行方向的开采顺序进行综采作业（即现针对上层煤层进行采掘，逐步延伸至下层采掘）。在此种方式作用之下，巷道采掘工作面上部势必会形成相应的采空区，而这部分采空区是不易出现瓦斯涌出问题的。在现阶段煤矿企业践行经济性煤层采掘的过程当中，违序开采问题仍然普遍存在，由此而导致的瓦斯异常性涌出以及配风难度较大等问题使得煤矿采掘作业工作面采掘的开展面临着极其严重的安全隐患。

三、结束语

相关工作人员应当清醒的认识到一个方面的问题：瓦斯涌出问题是煤矿井田进行实践开采工作过程中必须重点关注的问题之一，其不仅关系着煤矿井田采掘工作质量，同时也体现着采掘作业的安全性程度，其重要意义是可想而知的。总而言之，本文针对有关地质构造和开采对瓦斯涌出的影响相关问题做出了简要分析与说明，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。

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