试谈瓦斯地质单元法划分突出危险区域.pdf

矿业科技 华东科技 20205 371 试谈瓦斯地质单元法划分突出危险区域试谈瓦斯地质单元法划分突出危险区域 谭家贵 （华能云南滇东能源有限责任公司矿业分公司白龙山煤矿一井，云南 曲靖 655508） 摘要采用瓦斯地质单元法划分突出危险区域，本质是详细探究矿区不同位置不同深度的地质构造，瓦斯含量，找出它们在时间和空 间上的内在关联，按照定量的指标组合，从瓦斯突出分布的角度划分出不同级别的地质单元。煤与瓦斯突出多发生在煤炭开采过程中，在 压力作用下，煤与瓦斯在煤层内向开采空间大量喷发，从而造成严重的事故。煤与瓦斯突出事故主要表现为非突出危险区域发生煤与瓦斯 突出和在突出危险区域防治和执行措施实施不到位而导致事故发生，通过分析突出事故的特性有助于地质单元划分。在应用瓦斯地质单元 法划分突出危险区域前期，通过对矿区地质构造，分析应力场和矿区煤层厚度变化的预测，精准的划分地质单元。利用划分好的地质单元 进行有针对性地开采和防护，可以大大减少突出事故的发生，从而保证施工人员的生命安全。 关键词瓦斯地质；瓦斯地质单元；危险区域 随着工程技术的发展和对瓦斯地质单元研究的深入，通过对各 煤矿进行详细的瓦斯地质单元划分，划分出不同级别或区域的地质 单元，按照瓦斯地质单元的划分有利于研究地质规律和突出危险区 域。由于煤矿的开采深度较深，瓦斯含量较大，在地应力和瓦斯压 力的共同作用下，瞬间释放大量瓦斯而发生事故灾害。因为煤与瓦 斯突出事故多发于煤炭开采过程中， 且可能会造成严重的人员伤亡， 所以当前瓦斯地质单元的划分主要针对的是煤矿安全运行。煤层中 瓦斯的含量分布受到有地质构造、顶底板岩性、埋藏深度、煤厚、 陷落柱、岩浆岩侵入、水文地质影响。在对危险区域划分前，需要 对矿区进行详细的勘探，通过直接测量法和煤样采集法测量煤层的 瓦斯含量。在本文详细分析了瓦斯地质单元法在突出危险区域的应 用，相信随着地质单元法的发展与应用，对于及时预测掌握、减少 煤矿事故发生的概率具有重要的意义。 1 瓦斯地质的概况 白龙山煤矿一井井田境界东西长约 8.5 千米，南北宽约 2.5- 4.8 千米，面积 32.04 平方千米。井田构造总貌为一倾向北东南西 向的单斜，内部有次一级的宽缓褶曲及稀少的走向、斜交断层，地 层倾角 6-15，靠断层附近局部可达 30-43。根据矿井开采 煤层的赋存状况、矿井的开拓部署方式、进风与回风井的设置、瓦 斯等级、矿井开采范围和设计生产能力以及产量增加等因素综合考 虑，由于是新建矿井，首采区不存在老窑塌陷漏风情况，且属于煤 与瓦斯突出矿井，瓦斯涌出量大。 2 煤与瓦斯突出事故的分析 2.1 突出事故概述 随着煤矿开采深度的日益增加，煤与瓦斯突出事故的发生次数 也日益增加。煤与瓦斯突出是一种瓦斯特殊涌出的现象，即在压力 作用下， 破碎的煤与瓦斯由煤体内突然向采掘空间大量喷出的现象。 根据其动力形式可分为三种类型突出、压出和倾出。本文主要分 析煤与瓦斯突出，其特点是，煤向外抛出的距离较远最远可达百米， 且煤的破碎程度较高，主要是粉煤和煤尘，突出时产生的能量足以 破坏矿内设施，严重危害在矿井内的工作人员，同时在突出是伴有 大量的瓦斯涌出，导致回流瓦斯长时间超限，还可能发生逆流现象， 其影响范围随着突出强度和通风能力的大小有所区别。 2.2 突出事故发生特征 通过对大量煤与瓦斯突出事故的分析与研究发现，大部分煤与 瓦斯突出事故有两个基本特征第一个是在非突出危险区域发生煤 与瓦斯突出事故；这类事故发生原因是随着煤矿开采深度的增加瓦 斯释放的应力增加，地应力增加，使得原来非突出危险区域升级为 突出危险区域，这类事故发生的主要原因是现场管理人员对于现场 情况认知不到位，区域监管人员工作疏漏，现场应用的技术和设备 未满足要求。第二个是在突出危险区域处防治和执行措施实施不到 位导致事故发生。这类事故主要原因可分为两部分，一是防治措施 执行不到位，突出危险区域煤层透气性较差，通过抽放设施消除危 险性周期较长，煤矿为完成规定的产量，在抽放未满足要求的情况 下开采，从而引发突出事故。二是所用执行措施与当地情况不符， 我国地质条件较为复杂，各煤矿的都有其独特的地质环境，未根据 实际情况进行相应的防突措施，同样会引发突出事故。 2.3 突出事故的预兆 大多数情况下煤与瓦斯突出事故的发生都会在突出前有所预 兆。煤与瓦斯突出预兆可分为有声预兆和无声预兆。有声预兆较为 明显，在突出前煤体深处会发出响声，声响会根据矿区不同的地质 条件，不同的开采方法发出不同的声响，有的像鞭炮声、枪响、有 的似跑车一样的闷雷、嘈杂、沙沙声、嗡嗡声等。同时随着压力的 增加，支架也会发出声响，打钻时会喷煤、喷瓦斯等。无声预兆表 现为煤层层理紊乱，煤变得暗淡无光泽，压力增加可使支架变形弯 曲，同时瓦斯涌出异常。 3 瓦斯地质概述 3.1 瓦斯地质单元概述 瓦斯的分布和突出是不均衡的，具有分区分带特点。这种分区 分带与地质条件关系密切，而且受到地质条件制约，瓦斯突出分布 具有分级控制特点，不同级别突出区域影响因素不同，突出预测的 地质指标应分级使用。 煤与瓦斯突出严重程度可划分为突出区，突出带，突出点。根 据强度的不同可划分为严重突出和普通突出。突出区的严重突出表 现为矿区内多数矿区发生突出，突出矿井密集，突出强度大，始突 深度小；突出区的普通突出表现为煤田内仅个别矿区或矿井突出， 且突出强度小，始突深度大。突出带的严重突出表现为井田范围内 突出点密集，突出强度大及大型突出部位；突出带的一般突出表现 为井田范围内突出点稀，突出强度小，以小型突出为主。突出点按 强度可分为特大型，大型，次大型，中型，小型。 3.2 瓦斯地质单元划分原则 区划是将影响瓦斯赋存和瓦斯突出的各种因素进行比对分析， 找出空间和时间上的异同点，按照标志进行一定综合，划分不同区 域级别，联系瓦斯赋存和突出区，找出二者联系。瓦斯地质单元划 分是针对一定区域进行的，且采取的统一的划分标准，在瓦斯地质 单元划分时应注意要与瓦斯地质图同时进行。 4 瓦斯地质单元法划分的应用 瓦斯地质单元法对突出危险性预测分为区域预测和工作面预测 两类。区域性预测应用在地质勘查和新矿区的准备阶段，目标是确 定煤层突出危险性，所以区域性预测又叫做长期预测。工作面预测 多作用在矿区煤巷掘进和采煤工作层，其目的是预测在工作面前进 时是否有突出的危险。 瓦斯地质单元法将矿区分为相互独立的应用单元，每个地质单 元的地质构造与组成都不相同，通过分析地质，将瓦斯地质突出危 险性进行不同等级划分。对于瓦斯地质突出危险性的预测工作内容 主要为以下几点第一，探究矿区地质构造，分析应力场。地应力 是构成突出危险的诱因之一，在突出煤层中当其他因素固定时，随 着应力的增加发生突出危险的概率也会随之升高。所以，要依据地 应力的分布划分不同的地质单元。第二，探究矿区煤层厚度变化。 煤厚地带和煤厚变化地带应力更加集中,瓦斯聚集更多， 从而更易出 Mineral Technology 372 20205 华东科技 现突出危险。所以,通过研究煤厚变化划分不同地质单元。最后，绘 制煤与瓦斯突出图。将已发生煤与瓦斯突出对应的地点绘制在矿区 图中，详细标出煤与瓦斯突出发生的具体时间，具体地点，以及瓦 斯突出量。通过将煤与瓦斯突出绘制成图，有助于地质单元的划分。 本矿为煤与瓦斯突出矿井，在掘进建设过程中，必须严格执行 两个“四位一体”综合防突措施，在充分收集数据资料进行瓦斯地 质单元划分的基础上，进一步采取直接实测煤层瓦斯含量和压力指 标法预测突出危险性，且对于瓦斯和地质的日常管理不能有半点马 虎，必须措施得当、落实有力。 （1） 必须加强通风管理， 矿井通风必须做到连续、有效、 稳定； 井下各用风地点的风量必须严格控制，达到设计所要求的风量。 （2）采掘工作面和生产巷道中的瓦斯浓度必须严格控制在煤 矿安全规程允许范围之内，并要及时处理局部积存的瓦斯，当局 部瓦斯超限时，必须马上停产进行处理，待瓦斯浓度降低到煤矿 安全规程允许范围之内时方可恢复正常生产。 （3）局部巷道风速过高或过低时，应利用井下通风设施来保证 风速满足煤矿安全规程的要求。 （4）在回采工作面以及相连的工作面巷道中、掘进工作面设置 瓦斯传感器，动态检测风流中的瓦斯含量，并将信息及时传输到地 面的控制室，在主要地点设置瓦斯断电仪，当瓦斯浓度超限时，及 时切断电源，必须配备专职瓦斯检查员。 （5）为防止瓦斯灾害事故的扩大，应在井下主要地点设置隔爆 水棚，回风井设防爆设施，主要通风机能及时反风。 （6）严格控制和管理生产中可能的引火热源，绝对禁止明火入 井。 （7）下井人员一律配带矿灯和自救器，禁止明火作业，采用隔 爆型电气设备。 （8）必须使用矿用安全炸药，井下放炮要实行“一炮三检”制 度。 5 结语 本文总结了煤与瓦斯突出事故发生的特性，发生瓦斯突出是受 地质结构，地应力，瓦斯含量和煤层厚度等多种因素引起，通过对 这些因素归纳总结，将矿区内区域按照不同的危险等级，划分成不 同地质单元，从而不同的瓦斯地质单元出现突出危险的次数也有显 著不同。经研究证实，利用瓦斯地质单元法划分突出危险区域，可 有效控制突出事故的发生，相信会在煤矿生产中应用更加广泛。 参考文献 [1]杨向科.平煤股份十一矿己 16-17 煤层瓦斯地质规律研究及突出 危险性区域划分[J].中州煤炭,2009. [2]张建国,范满长,殷秋朝.煤在瓦斯突出危险性区域划分在平顶山十 二矿的应用[C].瓦斯地质新进展,2001. [3]何奇.利用矿井瓦斯地质图划分煤层突出危险性区域及应用[C]. 2004 年全国瓦斯地质年会学术交流论文集,2004. [4]代卫,张雷林,申宏敏.新集二矿煤层突出危险性区域划分研究[J].陕 西焦煤科技,2013. [5]洪荒.祁东煤矿瓦斯地质规律及区域突出危险性预测[C].中国煤炭 学会第五届瓦斯地质专业委员会第二届全国瓦斯地质学术年会, 2015. （上接第 362 页） 综上所述，近年来随着人们对园林建设的重视，园林景观的相 应施工技术也达到了一定发展。尤其是假山奇石景观，它不仅是园 林景观中重要的构成要素，还为整体的造景起到了一定的作用。因 此，想要提高园林的美观性和整体的质量，就要从假山奇石景观的 施工技术入手，对施工技术进行精准的分析与研究。 参考文献 [1]陆丽娜.园林假山造景施工技术要点探讨[J].河南建材,202001 110-111. [2]王晓敏,苗延和.浅议园林假山奇石景观施工[J].四川水泥,2015 05160. [3]黄伟龙.园林景观工程中雕塑、 奇石景观施工技术研究[J].四川水泥, 201904242-243. [4]孙小滑.园林假山奇石景观施工技术[C].中国武汉决策信息研究开 发中心、决策与信息杂志社、清华大学经济管理学院.“如何建立 科学决策机制理论研讨会决策论坛”论文集下.中国武汉决 策信息研究开发中心、决策与信息杂志社、清华大学经济管理学 院科技与企业编辑部,2015. （上接第 367 页） 生长的过程中，其根系通常向破面的下方延伸，随着坡度的变化其 根系的固定能力逐渐降低，草本植物群落可以在初期生长，有利于 缓解土壤冲刷的问题，但随着时间的推移，出现根系的衰退后，持 续性通常较差。 4.3 护岸岸线的设计 进行护岸岸线的设计过程中，应该将曲线元素在生态护岸的设 计中体现，遵循一定的科学方法，岸线应该适应水流的动态变化情 况。景观水体生态护岸构建的类型包括自然护岸、人工护岸，不同 类型的护岸，其形式、材料以及工程结构也存在差异。自然护岸多 运用自然植物作为保护物体，通过植物的根系、茎叶进行岸坡的固 化，能够显著改善水流的冲刷，可以降低水流侵蚀。 5 结语 人工景观水体生态型护岸能够一定程度改善传统系统水体净化 能力不足的问题，通过与植物以及其他材料的相互结合，可以降低 对于岸坡的破坏，有利于河岸中结构以及生态环境稳固的维持，能 够营造良好的自然景观， 人工岸符合人与自然和谐发展的相关要求， 在水系工程的运用中具有重要价值。 参考文献 [1]马超.人工景观水体生态型护岸设计研究[D].黑龙江东北林业大 学,2013. [2]陈海奇.景观水体生态护岸的功能及其应用综述[J].建筑工程技术 与设计,2018,243664. [3]周晓明,袁彬鸿,刘洪涛.BSC 刚性生态型护岸护坡修复系统应用初 探[J].中国农村水利水电,2018,8172-175. （上接第 370 页） 位，也可依靠其培育企业自身拥有的技术力量。二是构建矿山环境 监测新技术、新工艺的合作研发体。针对矿山环境问题，与高校、 环境监测研发机构互通有无，创建研发基地，实现理论与实践的融 合，开发新技术、研发废石新产品，减少矿山尾矿对生态环境污染， 使矿山更好地达到矿山环境监测技术的规范要求。通过使用新的环 境监测技术，对存在的污染进行有效监测，第一时间进行预警，掌 握矿山企业的污染状况，通过矿山环境监测技术的应用，及时采取 污染预警、污染治理以及污染治理效果的有效评估，才能够使整个 矿山地质环境恢复治理取得积极效果。因此，做好新技术的应用， 是提高矿山地质环境恢复治理工作有效性的重要手段，是根治矿山 地质环境恢复治理工作不彻底、顽固病症的良方良药。 3 结语 通过对矿山地质环境恢复治理工作的了解，在治理过程中，资 金是保障，技术是关键，创新是动力。开展矿山地质环境恢复治理 工作，足够的资金投入是有条不紊地推进治理恢复的工作保障，创 新融资体系才能激活治理恢复的内在动力，先进技术是治愈治理恢 复顽固病症的关键所在。找到矿山地质环境污染治理的原因，在开 展矿山地质环境恢复治理工作的过程中，需要矿山企业、地方政府 和环境管理部门的共同努力，采取有效的措施，运用新技术解决矿 山地质环境治理恢复中顽固病症，才能使其取得长效永益。 参考文献 [1]雷喜明.矿山地质环境恢复治理模式创新探讨[J].工程建设与设 计,20181412-13. [2]贾胡萍.矿山地质环境影响评估的技术与治理措施[J].门窗,2015 0190-91. [3]袁静雅.某煤矿矿山地质环境恢复治理措施研究[J].城市地理,2014 0678-79. [4]陈怀玉,王道山,姜辉莉.平顶山市城市周边矿山地质环境问题及治 理措施分析[J].地下水,20170435-36. [5]孙承元.浅析矿山地质环境治理的意义及其效益评价[J].西部资源, 20160519-20.