安全评价矿井瓦斯地质影响因素

安全评价矿井瓦斯地质影响因素

瓦斯事故是所有煤矿安全事故中主要的一种类型，属于煤矿五大灾害之一。煤矿瓦斯爆炸必须同时具备以下两个条件：一是空气中瓦斯含量达到爆炸范围内，即瓦斯的体积分数为5％～16％时；二是存在引爆的火源，且其时间长度大于瓦斯引火感应期长度。所以，在煤矿实际作业环境中，对瓦斯爆炸事故的防控重点应放在防止瓦斯积聚和限制火源上。

瓦斯主要是在煤的形成过程中产生的，按其成因可分为3种形成方式，即生物化学作用形成、煤变质形成和油气田的瓦斯侵入。瓦斯含量是指煤体或岩体在自然条件下所含的瓦斯量，包括游离态瓦斯和吸附瓦斯。影响矿井瓦斯含量的因素有很多，概括起来可分为两类：一是影响瓦斯生成量多少的因素;二是瓦斯的保存和放散条件。矿井中煤岩体内瓦斯含量与实际瓦斯生成量之间的差别很大，不同的煤田、同一煤田不同矿井、同一矿井不同采区的瓦斯含量也是大不相同。造成这一差异的主要因素来自于地质因素，主要表现在以下几个方面：

煤体自身性质。煤体对瓦斯的吸附能力主要取决于煤体的孔隙率和煤质，煤的变质程度不同，孔隙大小不同，其所含瓦斯的量就不同。成煤初期，煤的结构疏松，孔隙率大，储存游离瓦斯的空间大，瓦斯的吸附能力也很强。但此时煤质以褐煤为主，在成煤物化作用下尚未生成大量瓦斯，因此煤体中所含瓦斯量较少。在煤化地质作用下，煤质逐渐致密，孔隙率减少，吸附瓦斯的能力大大降低。随着煤的继续变质，煤体内部产生许多细微孔隙，使得煤的表面积不断扩大，至无烟煤达到最大，所以无烟煤对瓦斯的吸附能力最强。但并不是煤体吸附瓦斯能力强就一定含瓦斯量大，最终瓦斯含量除了需要煤体有瓦斯的吸附外，还需要密闭的空间使其得以保存。

煤层赋存条件。煤层中的瓦斯会受到来自地层的压力，从而使其在煤层中不断地运动，而运动的速度与煤层和围岩的渗透性有关。渗透性越大，瓦斯就越容易逸散，反之瓦斯则容易保存在煤层之中；如果煤层的围岩致密完整，煤层中的瓦斯就容易保存下来，反之，瓦斯容易逸散。瓦斯可溶解于水中，随着地下水的流动而随之流动逸散，所以地下水活动强烈的地区煤层含瓦斯量较少，而地下水活动不强烈的地区煤层瓦斯含量则相对较多。此外，水分子对瓦斯含量也有一定的影响，它可以占据煤体的裂隙和吸附表面，减弱煤对瓦斯的吸附能力。因此，煤层含水越大，瓦斯相应就越少。瓦斯还与煤层的埋藏深度和煤层倾角有关系，通常，瓦斯含量随着煤层埋藏深度的增加而增大，而煤层的倾角越小，瓦斯含量则越大。对于埋藏较浅的煤层，特别是有露头存在时，煤体中的瓦斯就容易通过露头逸散到大气中去，瓦斯含量相对较小。对于煤层被较厚且不透气的厚岩层所覆盖时，瓦斯难以逸散，煤层所含的瓦斯量就比较大。如果煤层属于暴露式煤田，含煤岩系出露地表，瓦斯就很容易排放，瓦斯含量就很低。

地质构造。地质构造是造成同一矿区内瓦斯含量存在差别的主要因素，在地质构造附近瓦斯涌出量往往增加或减少。一般说来，开放性断层有利于瓦斯排放，瓦斯含量减少；压性断层甚至可以封闭储存瓦斯，称之为封闭性断层，其瓦斯含量增大。地质构造是影响瓦斯存储最重要的条件之一，封闭型地质构造有利于封闭瓦斯，开放性地质构造有利于排放瓦斯。瓦斯喷出大多发生在地质构造破坏带、溶洞裂缝区、背斜和向斜轴部储瓦斯区以及其他储瓦斯构造与原始洞缝相通的区域，是发生瓦斯喷出的良好通道，对矿井的安全生产起着关键性的作用。