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本文就通过对煤炭瓦斯的赋存规律和预测的概念，探索了煤矿瓦斯的安全情况，希望能够抛砖引玉，跟同行共享经验。
1 断层构建下的煤矿瓦斯地质规律
断层构建下的地质环境对瓦斯在地层中的赋存情况比较复杂。在很多的情况下断层的存在有利于瓦斯进行排放，但是在其余的情况下却防止瓦斯整体在煤层中进行聚集。一般说来，张性的断层都可以促进瓦斯的整体排放，但是反过来压性的断层就不利于瓦斯的整体排放，甚至可能会产生对应的封闭作用。
开放性的断层不管其自身是否能跟地表进行直接的连通，都会直接导致断层附近的整体瓦斯含量大幅度降低。当整体的煤层接触构建对于盘岩层透气性相对来说比较大的时候，瓦斯含量的降低幅度会大幅度增加。
封闭性的断层，尤其是跟煤层接触的对盘岩层透气性相对来说比较低的时候，煤层自身的瓦斯排放程度也相对较低。在这种环境构建下，煤层自身含有的瓦斯量相对来说是比较多的。当整体的岩石断层规模十分庞大，同时岩层的断距也很长的时候，跟煤层自身接触的对盘岩层完全封闭并且不透气的几率就会大幅度的降低。所以对于大面积的断层来说，一定会出现一定宽度下的瓦斯排放带，在这个宽度之内，瓦斯的含量会大幅度地降低。
2 褶皱构建下的煤矿瓦斯地质规律
2.1 向斜构造 整个向斜的轴部相对的瓦斯涌出量比较小，而如果远离轴部，其瓦斯的涌出量会呈现出慢慢增加的趋势。在这种情况下，相对瓦斯的涌出数量会因为逐步远离斜轴而呈现出一种线性上升的关系，并且其如果离深部的核心点距离越近，整条分布的构建形式就越偏向一条直线的构架。对整个瓦斯的分布形态和向斜构成当前的这种关系进行解释需要从两个方面进行探讨。瓦斯是煤矿形成过程中的主要伴生物，通过游离和吸附的状态存在于煤块当中以及围岩当中。党政各煤层和岩石层在水平的方向上受到了地心的应力作用时，整个变形的过程就可以分成关键的两个阶段。整个岩层开始进行挤压的时候，整个地层当中会出现空隙。因为向斜的轴部相对来说是一个地壳压力的集中区域，所以整体的瓦斯开始运动和移动的方向就是通过这条轴线为基础，向两边进行翼型分散，见下图1（a）。随着形状变化的不断加大，岩层的两边侧翼倾斜角度也会不断增加，但是层面的法线方向构架和整体的压力方向其主要的夹角度数也会逐步变小，岩层两边的翼所受到的正应力也会逐步增大，岩层之间的间隙会呈现出逐步消失的趋势。在这种情况下，瓦斯自身的运动转移方向也发生了主要的变化，两个翼状地形的瓦斯也在正盈利的构建分别向相反的两个方向进行运动和转移，第一部分就是斜轴附近的瓦斯会向着轴部进行集中，但是剩余的大部分则会反方向移动，向外部扩散，见图1（b）。
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2.2 背斜构造 背斜构造是一个闭合但是完整的背斜框架或者是穹窿构造，其上方覆盖的岩层一般具有不透气的特征，因此对于这种构造而言，瓦斯极易存储在里面。
在这个背斜的轴部构件中，如果和上文的向斜进行对比的话，会有如下特征：埋藏深度相同的情况下，翼部的瓦斯含量没有轴部的含量高，但是当整个背斜的轴顶部的岩石层为透气型的岩石层或者是因为张力构建下而形成的可以连通地面的裂缝时候，整体的瓦斯就会产生大量流失的可能。在这种时候，轴部的瓦斯含量相对于翼部来说反而比较低。这是因为越接近背斜部分的轴部，整体的瓦斯补给区域面积就会越小，整个补给的瓦斯量离轴部越接近，其瓦斯的补给量就会越枯竭。除了这个原因，还有比如背斜部分的轴部裂隙发育比较良好，煤岩自身的透气性相对来说比较好等等。正是这些因素对于轴部的瓦斯流失有着极好的促进作用，见下图。
2.3 层滑构造 相对于上两种构造来说，层滑构造应该归类到断裂构造当中，因为其主要的构造痕迹可以见到十分明显的破碎面，并且其破碎面还会产生相应的唯一作用。但是和传统的破碎面形成构架不相同的是，这个破碎面还会和断层以及节理有着明显的本质区别。对于层滑构造来说，其自身出现频率并不算低，相对来说是在当前矿井构建下所能遇到的常规现象之一。当前国内以及国外的瓦斯研究学者对于这种瓦斯和层滑构造的相关性进行了明确的研究，并且对他们当中的联系性也越来越重视。在整个煤矿的构架当中，煤矿自身的瓦斯含量和滑层构架的影响特别明显。首先的原因就是层滑构架下的的煤矿结构无法形成一个整体而是取而代之的破碎分离，使得煤矿自身的分层急剧增加厚度，煤矿自身蕴含的瓦斯更加容易集合聚拢;然后是整体煤矿的厚度以及煤层之间的间距发生了强烈的变化，使得煤矿自身瓦斯的涌出数量发生了极大的改变。整个层滑的构架会对整个煤矿的煤层进行破坏和分解，使得整个煤矿变形，形成了揉皱煤、碎裂煤或者是碎粒煤等各种结合并不紧密的构造煤。对于煤矿自身的整体破坏必然会直接导致煤矿碎粒之间的空档增加，整个游离的瓦斯数量和对瓦斯进行吸附的煤矿数量也大幅度增加，瓦斯自身的压力也随之增大。由于当前的层滑构架造成了力学压迫，煤层或者增厚或者变薄，整体瓦斯的富集区域一般来说就会产生在煤层厚度发生异常的转换位置。尤其是针对煤矿的厚煤层和薄煤层之间的过渡区域，也就是煤层自身厚度转变很大的区域。所以相对来说，层滑自身的构造特征对于当前煤矿的瓦斯蕴含规律有着很强的指导意义，对于瓦斯在煤矿当中的赋存构造更是有着极强的控制和引领作用。
2.4 构造组合 所谓的构造组合指的就是对于瓦斯自身的分布所形成的构造状态的组合形式。一般说来可以分成下面的几种：首先是压性断层矿井边界封闭型构造。在这种形态构建中，压性断层作为整体矿井的对边边界构架，七段层面一般来说是相背倾斜的构建形式，在这种形势下控制的矿井，其瓦斯含量比较高。第二种是构造盖层封闭型构架。在这种情况下，瓦斯自身的赋存条件完全取决于自身的保存条件。如果有什么比较大的逆掩断层把大量的低透气性岩层推到了煤层，对原有盖层条件进行了改变，就会造成瓦斯封闭。
正是在这种构架当中，我们可以对瓦斯的预测进行科学化的构建。在影响煤层自身含量的各种因素当中，煤层的自身深度就是控制着瓦斯含量的最关键一点。在这其中，断层构造、褶皱形成等等都会对每一个煤矿当中的瓦斯含量产生重大的影响。
【关键词】煤矿；瓦斯；治理
【中图分类号】TD713 【文献标识码】A 【文章编号】1672－5158(2012)09－0440－01
1、煤矿瓦斯治理的现状
国民经济和社会发展的基础能源是煤炭，在我国所使用的一次能源中，它占居主体的位置，在我国一次能源的生产及消费结构中占据着约70％的比例。据统计，在2010年我国煤炭使用率约占60％，而到2050年将占一半以上，为此，煤炭做为我国的主要能源将在相当长的时期内使用。矿井中的瓦斯爆炸、井下瓦斯超限和瓦斯积聚事故频频发生，令人震惊，更严重的是在煤矿井下发生瓦斯爆炸，直接威胁着煤矿的生产安全和对从业人员的生命安全。随着高瓦斯和突出矿井数量逐年增多，其不断增加的开采深度，使瓦斯对采矿安全的威胁日趋严重，治理瓦斯安全工作形势十分严峻，迫在眉睫。如今，经济的快速增长，对煤炭行业的发展提出了更高的要求。当前的主要任务是如何确保煤炭工业持续、稳定、健康地发展，更大限度地遏制重特大事故的发生，瓦斯治理工作是当前的主要工作内容。
2、瓦斯治理存在的问题
2.1 资金投入不足，技术装备亟待升级
在国民经济的快速增长的同时，也推动着能源需求的不断增长，使得煤炭在供应方面的日趋紧张，导致煤炭价格随着煤炭需求的激增方面而加速增长。在经济利益方面，煤矿行业利润是很可观的，为了使自己的收益更大些，很多从事煤矿开采的企业降低生产成本对减少瓦斯治理的投入方面，使得利润最大化。由此带来的不仅仅是引发行业内部之间的恶性竞争，还使其它的煤矿企业频频模仿，在减少瓦斯治理投入的同时，获取更高经济效益，最终使瓦斯安全隐患的不断产生。与此同时，将本该用在培训专业的瓦斯防护知识方面的资金通通投资在煤矿的其他生产方面，这些生产者只为追求高额利润，完全漠视瓦斯防护投入或瓦斯处理装备老化陈旧，这样一来，更为瓦斯安全事故出现埋下隐患。同先进产煤国家相比，我国煤炭行业整体技术装备水平只占其二分之一左右，因此在瓦斯治理装备中，主扇风机增补和改造、局部通风机、抽采钻机和瓦斯检测仪器的装备制造都急需升级改造。
2.2 一些矿井通风系统不完善、不合理
在矿井通风方面，一方面部分矿井的新采区并没有形成完善的通风和排水系统，就急于实行“剃头”开采，这样很容易导致事故的发生。另一方面有些矿井在增加开采深度后，仍然采用中央并列式或使用浅部风井回风方法，风速的超限，使得矿井通风系统抗灾能力减弱。治理瓦斯的基础是通风，通风系统的稳定可靠可以有效的减少重大瓦斯事故的发生情况。因而要进一步在降低通风阻力、保证通风断面、完善系统这些重大问题上进行提高。
2.3 瓦斯抽放方法单一
首先，国外的煤矿瓦斯抽放大多是采取地面抽放方式，并且直接液化。而我国在煤矿瓦斯抽放多采用的是井下抽放方式，在对地面大钻孔直接抽放方式上，基本没有得到更新的应用。其次是使用落后的瓦斯抽放装备，在利用瓦斯的研究和使用上都需进一步提高。
2.4 监测监控系统需要完善和更新
随着安全监测监控系统在多数煤矿里的建立，在使用上，有些问题在上还存在着不足：其一，尽管实现了矿井内局域联网的连接，但相应的配套设施不全，如信息化管理和应急处置在使用上的差距，故而造成联网效果不理想；其二，在瓦斯超限等现场应急分析处理不及时时，现场管理和维护技术人员严重稀缺，以及操作和维护人员整体素质偏低的情况，从而造成系统维护不到位的后果；其三，在《煤炭安全规程》要求中，一氧化碳传感器和监测分站配置数量没能达到要求，也使得安全监控系统传感器普遍配置的相对简单化。
3、煤矿瓦斯治理的对策
3.1 提高装备水平
第一，煤矿企业在生产时，尽量避免煤矿瓦斯事故的发生，在完善科技水平、加速技术创新、强制消除存在有安全隐患的装备和工艺以及解决过去欠账问题的同时，提高煤矿装备现代化水平，即而不断提高煤矿企业的安全技术水平和降低瓦斯事故发生的频率。第二，煤矿生产企业要提高与相关科研院校的合作水平，把重心放在煤矿瓦斯区域和瓦斯涌出量的预测、瓦斯爆炸预警信号，以及煤矿粉尘、火灾等主要灾害防治与重特大事故抢险救援的必要技术上，用新的技术实现计算机虚拟现实，从而加快推广与转化由煤矿安全科技所带来的成果。
在投入瓦斯装备使用时，首先做到系统可靠性、装备起源化、风流稳定性和风量充足等优化矿井通风系统。要优先选择高负压大流量水环式真空泵并配备各类超长抽采钻机和必要的移动抽采泵来完善瓦斯抽采系统，做到多措并举、应抽尽抽、先抽后采、抽采平衡构建立体化的瓦斯抽采系统。
3.2 建立完善的通风系统
通风系统即煤矿瓦斯治理的基础，更是矿井在安全生产中的重要组成部分，为此实现矿井高产优质高效的先决条件是合理的通风系统。独立、稳定、可靠矿井通风系统的重要性，在生产工作时要保证有足够的新鲜空气流动，才不会使瓦斯积聚、超限，从而大大减少瓦斯事故的发生。合理的系统管理、完善的设施装备、充足的新鲜空气、稳定的风向流动，才能从本质上达到安全生产的要求。在实际操作时，要以优化通风系统为基础，适当降低通风阻力提高通风能力等，完成系统可靠性的最终目的。
3.3 完善矿井瓦斯抽采技术
我国的地质情况较为复杂，其煤层的深埋度大多较深，大约一半以上的煤田不适宜地面大范围开采，因而在使用抽采的方法时，要根据每个煤矿的地质情况进行，充分以井下抽放与地面抽放立体化、多元化相结合的模式，最大限度地提高瓦斯抽放率和瓦斯抽放量。
3.4 建立完善的监控系统
运用先进技术，建立视频、语音、数据为一体的综合化信息网络基础，并加强监督检查力度，完善安全生责任制，使用规范化管理，采用分级管理、分级响应的方法，实行全局联网并派专业技术人员进行不间断全程监控，当情况发生异常时，以齐全的装备、准确的数据、可靠的断电和迅速处置的方法迅速排查和去除瓦斯危险源头，从根本意义上消灭事故的发生。
【关键词】煤矿开采；瓦斯管理
煤矿开采一般都在地层深处进行，地质条件复杂多变，瓦斯运移变幻莫测，生产过程中的不确定因素很多。因此，瓦斯管理的安全可靠性差，以致瓦斯事故仍然屡屡发生。抓好瓦斯管理是煤矿避免重大恶性事故的关键。下面就简要探讨一下煤矿开采中的瓦斯管理问题。
1 瓦斯的基础管理
生产矿井必须全面掌握煤层的瓦斯情况和变化规律，如瓦斯地质、煤层的瓦斯含量、煤层的突出危险性等；定期进行瓦斯鉴定，掌握煤层的相对和绝对瓦斯涌出量；进行瓦斯来源分析。测算采空区、采面、掘进工作面和巷道瓦斯涌出所占的比例；对待开采煤层要进行瓦斯涌出量预测和突出危险性预测。
2 瓦斯的分级管理
许多瓦斯爆炸事故是由于矿井瓦斯低而忽视管理造成的，因而要严格按照有关规程规定，对不同瓦斯等级的矿井进行相应的管理。依据矿井不同瓦斯等级，在矿井瓦斯检查制度及人员配备、通风安全监测装置配置、电气设备选用、掘进工作面安全技术装备系列化标准、矿用安全炸药选用要求和放炮管理等方面，采取不同的管理制度、管理措施和管理手段。
突出矿井防治煤与瓦斯突出的基本策略是采取以防治突出措施为主，进行突出危险性预测、防治突出技术措施的效果检验以及采取避免人身事故的安全防护措施。必须按一定的管理程序实施。严格瓦斯检查制度和管理对防止瓦斯事故至关重要。（1）加强瓦斯检查队伍建设，应选拔高素质和责任心强的瓦检员，并实行严格的奖惩制度。（2）建立区域巡回检查和连续监测双重的瓦斯检查系统。凡属高瓦斯和突出矿井的煤和半煤巷的掘进工作面都要配专职瓦斯检查员，并安设瓦斯自动报警断电装置。（3）瓦斯检查员应在井下工作岗位上交接班。井下瓦斯检查必须按规定的地点、路线和时间（次数）进行检查并向调度室汇报，严格履行检查员岗位责任。（4）所有高瓦斯和突出矿井应装备全矿井安全监测系统，并充分发挥监测设备的效能；低瓦斯矿井的采掘工作面必须配备便携式瓦检仪。
3 瓦斯的综合管理
3.1 排放瓦斯的安全措施
停电停风的采掘面，施工单位或通风部门必须编制排放瓦斯的安全技术措施。估算排瓦斯量、供风量和排放时间，采用正确的排放方法，严禁“一风吹”。确保排出风流和全风压风流混合处瓦斯浓度不超过1.5%。
确定排放瓦斯的流经路线和方向及影响范围，必须绘制有关通风系统图和供电系统图，标明电气、通讯、探头、通风设施的位置，做到文图齐全。明确停电撤人范围。凡排瓦斯影响地点，必须停电撤人，停止作业，并指定警戒人员的位置，禁止其他人员进入。切断电源要专人看管。
排完瓦斯后，指定专人检查瓦斯，供电系统、电气设备必须完好，只有排放瓦斯的巷道瓦斯浓度不超过1%时，方准指定专人恢复供电。
3.2 瓦斯排放要实行分级管理
（1）临时停风时间短，瓦斯浓度不超过3%的采掘工作面，由通风区和瓦斯检查员负责就地排放。
（2）巷道瓦斯积聚或贯通已经封闭的停风区，瓦斯浓度超过3%，排放瓦斯路线长，影响范围大，排放瓦斯风流切断采掘面的安全出口时，排放措施由矿总工程师组织会审，报集团公司总工程师批准。
（3）贯彻落实与监督检查。措施由矿总工程师组织贯彻落实到人。安全监察人员要现场监督检查排放工作，严禁违章排放。
（4）掘进巷道排放瓦斯的方法：有分段排放方法和一次排放方法2种。分段排放方法适用于瓦斯积聚浓度较高，长度较长的巷道。一次排放方法适用于瓦斯积聚浓度不大，积聚巷道不长的条件。还可以使用自动瓦斯排放装置来排放瓦斯。
3.3 矿井瓦斯监测设备和仪表管理
（1）矿井应建通风安全监测队，负责对矿井瓦斯监测设备和仪表的管理、安装、调试和维修，以提高设备、仪表的使用率。
（2）各类传感器的工作地点、安装数量、位置、报警范围必须符合设计说明要求和《煤矿安全作业规程》有关规定。并加强井下的检查、更换、维修、迁移的管理。要建立仪器设备台账、记录、报表和绘制监测系统图。
（3）装备有监测系统的矿井应设置中心室、设备维修室、库房、仪器发放室，以便开展日常监测、维修和仪器发放工作。
（4）监测设备应该经常检修，必须保持设备显示、打印、报警、存盘等各项功能的正常运行，仪器设备的完好率、待修率要符合要求。
3.4 盲巷管理
井下凡是没有利用局部通风设备或其他手段进行通风，其长度超过6m的独头巷称盲巷。其是引发瓦斯爆炸、窒息事故的严重隐患，必须加强管理。
（1）必须把好设计、计划、施工关。要做到巷道设计和施工程序合理、准确，尽量杜绝出现盲巷。
（2）出现盲巷，通风部门应立即设置栅栏及时封闭。不得把带电设备、电缆封闭在盲巷内。栅栏位置应设在距巷道口5m范围内。
（3）当临时停工区内的瓦斯和二氧化碳浓度达到3%时，或其他有害气体超过规定不能立即处理时，必须在24h内封闭。
（4）凡封闭或打开栅栏的盲巷，都要编号并建立台账，填人通风系统图或采掘平面图。要定期检查完好情况。每班要检查一次栅栏处瓦斯。贯通盲巷要严格按《煤矿安全作业规程》规定执行，只有采取措施并确认盲巷中瓦斯浓度小于1%后方可贯通。安监部门要加强盲巷的管理，实行严格的监督和检查制度。
3.5 系统综合治理
（1）加强对通风、瓦斯防治业务工作的领导，建立各级领导责任制。公司、矿、区（队）长是安全生产的第一责任人，对防止瓦斯事故负有全面责任。公司、矿领导和总工程师必须每日审阅通风瓦斯日报，发现问题要及时解决。
（2）采取得力措施防止瓦斯积聚。要加强通风管理；加强瓦斯检查，及时发现生产空间瓦斯超限和积聚，并及时处理；对非生产空间（盲巷等）及时封闭，临时停工的掘进工作面，要保持正常通风。加强矿井瓦斯监测，建立健全瓦斯报表、瓦斯台账和瓦斯记录制度。加强井下火源管理，消除引爆瓦斯的条件。
（3）加强矿井通风管理，改善矿井通风系统，要保证矿井有足够的风量，通风系统合理；通风设施的位置合理，质量合格。加强机电设备管理，保证电气设备的防爆性能。采掘面电气设备检修维护坚持执行包机、包片和定期检修制度。严禁带电作业。杜绝不合格的电缆接头。凡检修搬迁电气设备时，都必须检查瓦斯。加强放炮工作管理。必须配齐专职放炮员，严格按规定装药、填泥，进行“一炮三检”。掘进不准一次装药逐次放炮，严禁放糊炮。在突出煤层的掘进工作面必须设专职放炮员。严格执行“三人连锁放炮制”。加强井下烧焊、点火作业的管理。
（4）搞好矿井隔爆设施的管理。要加强对隔爆水棚、岩粉棚等隔爆设施的管理，充分发挥其作用，以防止瓦斯煤尘爆炸事故的扩大，隔绝爆炸的传播。要大力推广使用瓦斯报警矿灯、便携式瓦检仪、移动式瓦斯抽放泵站和对旋式局部通风机等新型设备。
（5）要加强对低瓦斯矿井地质变化和高瓦斯矿井的瓦斯管理，严格按瓦斯矿井瓦斯管理的各项规定要求进行管理。各项制度要落实到位，纵向到底，横向到边。
4 结束语
煤矿瓦斯管理，在煤矿生产中是第一位的生产管理，无论是基础管理，分级管理，还是综合管理，都必须坚持科学管理，一丝不苟，保证煤矿的安全生产。在安全与效率、效益的关系问题上，安全是第一位的。瓦斯管理在安全管理中处于第一位，因此，要建立瓦斯管理的长效机制。
参考文献：
[1]俞君香.矿井瓦斯防治[M].徐州：中国矿业大学出版社，1992.
[2]王省身，等.矿井灾害防治理论与技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，1996.
[3]张齐尧.煤矿安全管理学[M].成都：成都科技大学出版社，1994.
【关键词】煤与瓦斯突出；机理；防治
0.前言
煤与瓦斯突出是煤矿井下采煤过程中发生的一种煤与瓦斯的突然运动，是一种伴有声响和猛烈力能效应的动力现象；可在极短的时间内，由煤体内部向采场、巷道等采掘空间喷出大量的煤和瓦斯。突出物会造成埋人，破坏设施，突出的瓦斯使人窒息，甚至引起瓦斯爆炸，造成严重的人员伤亡和矿井损毁事故。我国煤与瓦斯突出矿井多，分布范围广，并且突出频繁，所以深入研究煤与瓦斯突出是非常必要的。
1.煤与瓦斯突出的机理、类型与一般规律
1.1煤与瓦斯突出的机理。我国根据现场资料和试验研究对突出机理进行了探，提出了新的见解和观点，特别是近几年随着研究的深人及新技术手段的应用，产生了许多新认识。目前已能对突出发生的原因、条件、能量来源作出定性的解释和近似的定量计算，为防治措施选择及效果检验提供理论依据。概括起来主要有以下几方面：中心扩张学说I网、流变假说、二相流体假说、固流耦合失稳理论、球壳失稳观点。国外关于煤与瓦斯突出机理的认识可归为4种观点：地应力假说、瓦斯作用假说、化学本质假说和综合作用假说。
1.2煤与瓦斯突出的类型
煤与瓦斯的突出包括：煤与甲烷突出、岩石与甲烷突出、煤与CO，突出、岩石与CO，突出等。由于突出时的原动力和表现现象不同，煤与瓦斯突出可分为突出、倾出、压出等三种情况。
1.3煤与瓦斯突出的一般规律
（1）突出的次数和强度随开采的深度增加而增加。（2）突出多发生在地质构造地区，如褶曲、断层处及岩浆侵人地区。（3）煤体破坏程度越严重，煤的强度越小，突出危险陛越大。（4）煤层中的厚度大、倾角大或其厚度和倾角发生变化以及煤层中的软分层由薄变厚的地区，容易发生突出。（5）掘进工作面心力集中的地区易发生突出。（6）在外力冲击作用下，如放炮或采煤机割煤时煤体受到震动，诱导瓦斯发生突出。（7）围岩的透气性越差、致密的岩层越厚，煤层的乩斯含量越高，其突出的危险性也就越大。（8）突出多发生在揭煤和煤层掘进工作面。（9）在突出前大都出现预兆。
2.煤与瓦斯突出的预兆与预测
2.1煤与瓦斯突出的预兆
煤与瓦斯突出前，一般都有预兆，没有预兆的突出是极少数的。突出预兆伴随其突出过程，按其主要特征大体可分为“三个阶段”：（1）早期预兆，煤变软、光泽暗，屋理节理都紊乱；（2）中期预兆，钻沫多、钻进慢，夹、顶、喷孔异常，预兆严重突出危险区域表现强烈；（3）临突预兆，工作面来压、煤炮响、瓦斯涌出异常。
2.2煤与瓦斯突出的预测
科学确定煤与瓦斯突出敏感指标临界值。通过理论分析、实验室实验和现场试验相结合的方式，对各种煤与瓦斯突出预测指标进行敏感性分析研究，确定煤与瓦斯突出敏感指标临界值。对部分防突指标检验值超过规定的或出现动力现象的煤层，应进行突出危险性鉴定或进行突出危险区域划分，未鉴定划分前要按突出煤层进行管理。国内外煤与瓦斯突出的预测方法有以下几种：（1）微震技术预测突出危险性。煤和围岩受力破坏过程中发生破裂和震动，当从震源传出震波或声波的强度和频率增加到一定数值时，可能出现煤的突然破坏，发生突出。突出是由连续的多起断裂引起的，而且异常的微震发射通常在断裂之前5～45s内产生，故微震法作为突出预报方法，有其广阔的应用前景。（2）煤层温度状况预测突出的危险性。温度状况预测突出危险性的理论根据是：瓦斯解吸时吸热，导致煤层温度降低。温度降低越多，说明煤层瓦斯解吸能力越强，则突出危险l生越大。（3）电磁辐射强度预测突出危险。电磁辐射（EME）是煤岩体受载变形破裂过程中向外辐射电磁能量的过程或物理现象，与煤岩体的受载状况及变形破裂过程密切相关。电磁辐射信息综合反映了煤与瓦斯突出等灾害动力现象的主要影响因素；可实现真正的非接触预测，无需打钻，对生产影响小，易于实现定向及区域性预测，不受含瓦斯煤体分布不均匀的影响；可实现动态连续监测及预报，能够反映含瓦斯煤体的动态变化过程；既能探测煤壁附近的突出危险性及突出危险带的方位，又能检验防突措施的效果。（4）煤层中涌出的氦或氡休积分数的变化预测突出。在地震之前不仅有氡的反常涌小现象，而且有氦的反常涌出。前苏联学卉考察了顿涅茨煤田中2个不突出煤层和4个突出煤层的氦含量后指出：自由释放的瓦斯中，氦含量高，瓦斯压力也相应的高。煤中涌出的氦叫以作为预测突出的一个指标，该项目正在继续进行。（5）神经网络方法进行突出预测。神经网络。有通过样本来“学习”的能力，一方面区别于传统的各种预测方法，实际应用时无须做出因素与突出相关关系有任何假设，只需将实际数据直接提供给网络来训练；另一方面训练完成后的网络能以任何精度逼近真值（只要训练数据足够多），能够抽提、捕捉隐藏在历史数据中的规律，尤其是那些尚未被人类认识和揭示的规律，这些优点是传统方法无法比拟的。
3.预防煤与瓦斯突出的措施
防治煤与瓦斯突出，在预测它发生的地区、范围后，采取必要的防治措施，改变其发生突出应具备的基本条件，从而可以使其不发生或降低其突出强度。预防突出措施按作用范围来划分÷有区域性措施和局部性措施。
3.1重预防突出的区域性措施。
（1）优先开采保护层。开采具有煤和瓦斯突出危险的煤层群时，预先开采无突出危险或危险陛较小的煤层，使有突出危险的煤层卸压，大量泄出瓦斯，从而使其减弱或失去煤和瓦斯突出危险。对有条件进行保护层开采的突出煤层，坚定不移地实施保护层开采，对不具备保护层开采条件的突出煤层不安排采掘活动，同时创造条件研究解决保护层开采的新技术。（2）煤层开采前瓦斯预先抽排。煤层开采前瓦斯预先抽排，消除高地应力，提高煤层透气性，在回采前消除突出。（3）煤层注水。被水湿润的煤力学性能发生很大变化，塑性提高，弹性模量减小，从而使地应力分布均匀化，地应力和瓦斯压力梯度都减小，弹性潜能降低，其释放的速度变小，大大减小了突出释放弹性潜能的功率水平；水进入煤的孔隙，降低了瓦斯放散初速度，增加了瓦斯流动阻力，从而削弱了瓦斯在突出过程中的作用；抽排瓦斯降低了瓦斯压力和瓦斯含量，减小了瓦斯内能。
3.2预防煤和瓦斯突出的局部性措施。
（1）水力冲孔。在进行采掘工作之前，使用高压水射流，在有突出危险的煤层（或石门揭煤）中，冲出若干直径较大的孔洞。冲孔过程中可排出大量瓦斯和一定数量的煤炭，因而在煤体叶叫臣成局部卸压区域，在这个区域内，则可防止发生突出。水力冲孑L常用于石门揭煤、煤层巷道掘进和回采工作面。在石门揭煤时，采用水力冲孔在工作面前方应保留3～5m的安全岩性。（2）排放钻孔。在预定的石门（井筒）揭穿煤层的断面轮廓外布詈多排扇形穿层钻孔，通过钻取煤炭与排放瓦斯来防止揭穿煤层时发生突出。该法简便易行，效果显著，特别适用于急倾斜煤层条件。（3）金属骨架。用于石门揭穿煤层、加固煤体、阻止突出的二种超前支护。它一般适用于地应力和瓦斯压力不太大的急倾斜薄及中厚煤层。采用金属骨架措施揭穿煤层后，严禁拆除或回收骨架。（4）震动性放炮。为诱导突出所采用的一种特殊放炮方法。当井巷要揭开突出危险煤层时，在工作面布置较多的炮眼，装较多的炸药，以强力全断面一次爆破，瞬间揭开突出煤层。借助放炮时产生的强烈震动力使煤层中潜能和瓦斯得到迅速释放，从而达到人为诱导突出的目的。（5）超前钻孔。在煤巷掘进工作面的前方，打直径为75～300mm的钻孔，排放瓦斯，并在钻孔周围形成卸压带，以防止发生突出。一般钻孔深15～20m。超前钻孔常用于煤层较厚、赋质较软、透气性较好的情况下。对于煤层较硬，可以与微差控制爆破结合使用。（6）深孔松动爆破。在工作面前方存在有5m卸压煤体防护下，在前方5.5m以外引爆几个深炮眼形成煤体松动爆破。炮眼周围煤体的破裂与松动形成卸压圈，使原有集中应力带与高压瓦斯带移向深部，为工作面的掘进创造了较长的安全区与防护区。深孔松动爆破适用于煤质较硬、突出强度较小的煤层。
【关键词】高瓦斯 压力测定 抽采技术
【中图分类号】TD712
【文献标识码】A
【文章编号】1672-5158（2012）12-0126-01
引言
瓦斯从其本身物理和化学性能来考虑，具有一定的使用价值。然而在煤矿矿井中，瓦斯浓度超过规定值则会引起瓦斯爆炸，给施工人员的生命财产安全造成严重威胁，从而形成严重的自然灾害。矿井中频频出现瓦斯爆炸事故直接威胁矿上职工人员的生命，准确测定煤矿矿井中瓦斯的浓度并能及时处理矿井中瓦斯将会给煤矿代来很好的生产效益，为矿井的安全生产提供可靠保证。
另外，抽采技术的提高也将为煤矿矿井中瓦斯浓度的降低提供有利条件。瓦斯抽采技术的创新和不断提高，给降低煤矿瓦斯爆炸事故的等级提供了有力保证，更有可能的是，利用瓦斯本身的特性，通过科学研究和创新发明，可以把从煤矿中抽出来的瓦斯变废为宝，在降低矿难事故发生频率的同时也可以使瓦斯服务于我们的现实生活。本文通过直接测定法和间接测定法对煤层瓦斯的测定等两种方法的介绍和研究，以及瓦斯抽采技术的引入和探究来实现煤矿瓦斯安全控制的目标。
一、如何运用直接法测定煤矿中煤层的瓦斯压力
在煤层中，瓦斯压力采用直接法来进行测定，主要是对煤巷或岩巷进行煤层钻孔，主要是通过在钻孔内下测压管的压力值来实现煤层压力的测定，封孔材料可以根据测压的需要和封孔殴岩石的破碎程度和致密程度采用黄泥、水泥浆、胶圈或采用胶囊压力黏液。当封孔段岩层坚硬致密时一般采用水泥沙浆加入膨胀剂封孔，当封孔段岩性为泥岩或者有煤线或者直接在煤层中打测压钻孔时一般采用胶囊压力黏液封孔。
水泥浆的稀稠、是否存在颗粒对封闭是否严密有着直接影响，水泥浆过稀将导致凝固后存在较大的空间，测量室增大。钻孔倾角变化将影响测量室长度的变化，测量室过长则封孔段长度将减小，在钻孔壁破碎的情况下必然封孔不严密，钻孔内的瓦斯在压力梯度的影响下将沿着裂隙向巷道涌出，在这种晴况下，所测定出来的瓦斯压力小于实际瓦斯压力值。
测定出来的压力是否为煤层实际瓦斯压力将取决于泡沫封孔段的长度与黏液段的长度和黏液的压力，当钻孔深度较长时，可以多设置几段黏液段，中间用泡沫封孔段隔开。测定煤层瓦斯压力之前估计一个煤层瓦斯压力P1，黏液的压力P2可以通过连接在黏液管外面的注液泵来调节，在测定过程中始终保持P2>P1，压力表稳定时所测得的压力即煤层的瓦斯压力。这种封孔方法可以在岩层破碎段或煤线段通过注黏液来封堵钻孔内的裂隙，较采用水泥浆封孔所测得的瓦斯压力更接近煤层的实际瓦斯压力。缺点在于当钻孔内破碎段较多或者煤线较多时，封孔工艺复杂并且黏液管始终连接着注液泵，设备浪费较大。
二、如何运用间接法测定煤矿中煤层的瓦斯压力
众所周知，瓦斯在煤体中呈现出两种状态，在渗透空间内的瓦斯主要呈自由状态，称为自由瓦斯或游离瓦斯，由于瓦斯分子的自由热运动，显示出相应的瓦斯压力，这种状态的瓦斯服从气体状态方程。另一种在微孔内主要呈吸附状态存在于微孔表面上和煤的粒子内部占据着煤分子结构的孔隙或煤分子之间的空间，这部分瓦斯称为吸附瓦斯。在煤层中施工钻孔后，由于煤体瓦斯与外界大气之间存在压力差，煤体中的游离瓦斯将随着煤体的暴露逐渐解吸出来，直到煤体瓦斯与外界大气之间压力平衡。此时，煤体内能解吸出来的瓦斯已经全部解吸出来，只剩下不能解吸的那部分瓦斯，在煤层瓦斯含量测定过程中，这部分瓦斯也叫残余瓦斯。间接法测定煤层瓦斯压力就是通过测定煤层最大解吸瓦斯量，利用实验室测定的煤样吸附常数来反算煤层瓦斯压力。
测定煤层瓦斯含量时，在煤巷掘进面向原始煤体打2个直径42mm的钻孔，钻孔深度大于10m，从第4m开始，每2m用德国产EL，KD_02型电容栅瓦斯解吸仪测定一次煤层瓦斯含量。测量结束后在打钻地点取全断面煤层煤样送实验室测定煤层瓦斯吸附常数，以便计算煤层的残余瓦斯含量。
直接法测定得到的煤层瓦斯压力与间接法测定的煤层瓦斯压力在数值上相差很小，误差完全在可以接受的范围内，因而在断层等构造不能采用直接法测定煤层瓦斯压力的地方，完全可以采用间接法来测定煤层的瓦斯压力。并且，在同一地点也可以采用直接法与间接法相结合来测定煤层瓦斯压力，以保证所测定出来的瓦斯压力为真实准确的。
三、直接发测定法和间接法测定法的相互比较
（一）直接法与间接法两者相比较，直接法比间接法较复杂，同时需要施工测压进行钻孔，材料浪费等方面比间接法多等缺点。间接法具有操作简单、不需要施工测压钻孔、材料浪费少等优点，尤其是不受断层、褶曲等地质构造的影响，可广泛应用在探构造、揭石门等场所。
（二）与间接法测定煤层瓦斯压力相比，直接法具有不取样进行试验室测定、操作技术容易掌握等优点，但受地质构造的影响大，布孔以前需对附近的地质构造进行考察。
（三）从测定结果看，直接法所测定得到的瓦斯压力普遍必间接法测定得到的瓦斯压力值小，原因在于采用直接法测定时瓦斯压力受封孔质量等的影响，但相差很小，误差在许可的范围内，在实际测定中可以同时采用这两种方法互相验证，确保测得的瓦斯压力真实准确。
四、创新高瓦斯煤矿抽采技术
煤矿矿井在生产中，瓦斯的浓度直接威胁矿井工作人员的生命安全。抽采技术的改进，有利于煤矿矿井瓦斯高的降低和较少煤矿矿难发生的平率。从当前瓦斯抽采技术的现状研究来看，瓦斯抽采技术还停留在国际后进技术的行列，我国当前瓦斯抽采技术还处在国际的低等水平线上，而且，我国高瓦斯煤矿准据整过煤矿企业的92%以上，这就更需要解决煤矿企业高瓦斯抽采技术方面的问题，实现我国煤矿企业安全问题的有效解决。
如何实现我国当前煤矿矿井高瓦斯抽采技术创新，是当前煤矿安全生产研究机构和相关部门所要面临的问题。然而，从当前的瓦斯抽采技术来看，我国专研和重视力度还不够高，基础专研人才都不到30%的几率，高级研究人员更是奇缺，这就在煤矿高瓦斯抽采技术上无法实现崭新的以免，更难摆脱当前的现状。
针对当前的具体情况，国家相关部门应该在政策和资金上加大扶持力度，同时在制度创新方面实现建立和加强。另外，煤矿企业在开发和科研方面进一步加大力度培养和应经高端科研人才，鼓励创新，用财政和行政手段实现煤矿企业安全生产方面的提高可创新研究，把瓦斯的难题转变为变废为宝的资源开发问题。
【关键词】瓦斯涌出量；开掘工作面；抽放瓦斯；瓦斯浓度，综合治理
中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：
1.引言
煤矿企业高瓦斯煤层对瓦斯的综合治理主要目标在于减小瓦斯浓度以提高生产的安全性。现阶段煤矿使用的减小瓦斯浓度的方法大体分为两种：通风和抽放。前者适用于瓦斯涌出量较少的情况，后者适用于高瓦斯涌出量。在生产实践中，往往采用两者结合的方式对煤层瓦斯含量进行综合处理。
2.高瓦斯煤层的瓦斯综合治理措施
2.1 有效控制开掘工作面的开掘瓦斯量
一般来说煤矿企业在高瓦斯煤层进行瓦斯综合治理的时候对每次开掘的瓦斯量有一定的上限规定，煤矿单位只有有效控制开掘瓦斯量才能保证瓦斯不被泄露，确保煤层开采工作顺利实施。瓦斯开掘超标的情况一般分为两种，一种是开掘工作面的瓦斯量过大，另一种是由于开掘风量过大引起的。在生产实践中，煤矿单位往往采用两种方法来控制开掘瓦斯量。一种是边开掘边注入风量抽出瓦斯。此种方法的使用原理是开掘瓦斯时巷道的卸压域内有利于瓦斯的外漏。在巷道侧面的泄压域内设计多个钻孔，以供瓦斯的及时开采及抽出。钻孔的使用有利于减少施工过程中巷道内的瓦斯量。一般而言，钻场应设置于开采工作面后大约50米的位置，每个钻场之间有约40米的间距，六个钻孔便可以组成一个钻场，每个钻孔深度设置在60到70米之间不等，钻孔间距一般为0.5米。整个瓦斯的抽放过程类似于在密闭空间内进行，屏蔽了巷道外瓦斯气体的进入。此外，另一种方法是首先进行瓦斯的抽取及释放，然后开始进行瓦斯的开采工作。这种先抽再掘的方法被广泛用于高煤层瓦斯的安全开掘，其实现途径有两种。一是在开掘工作面侧面设置多个钻场，与边抽边开掘的方法类似，每个钻场由6个钻孔组成，钻孔间距设置为0.5米，钻孔深度约70米，钻孔深度的设置一般是深于开采工作面深度20米的，这种巧妙地设计加之真空泵对瓦斯的高效抽取促进了煤矿单位瓦斯开采工作的跨越式发展，告别了原有的人工开采，开创了煤矿企业瓦斯开采技术的新纪元。二是风煤钻技术。此技术的原理即为在开采工作面之前利用25米的钻孔进行瓦斯的大量释放以此来减少煤层瓦斯量。随之开掘机进入煤层开始第一轮的割煤，开掘机行进约20米后，风煤钻对瓦斯进行第二轮的释放，然后重新割煤，如此步骤，循环进行。
2.2 高瓦斯煤层瓦斯在回采工作面的可行性治理方案
2.2.1 回采前预抽放瓦斯
回采工作面不同于开掘工作面的钻孔方法，回采时大约60米至80米设置一个钻场，每个钻场上的三个钻孔，深度约为70米至80米，钻孔间距与开掘面一致，均约为0.5米。这些回采工作面上钻孔的作用是为了瓦斯的充分释放，从而保证瓦斯回采工作的安全高效有序地进行。
2.2.2 瓦斯回采过程中高位钻孔抽放技术的充分运用
高位钻孔抽放技术的施工原理是从瓦斯开掘工作面回风的位置经过顶板向上方钻孔，从而抽放顶板原有的高浓度瓦斯，严格减少上隅角瓦斯的快速积累量。在与切眼相隔约50米的位置设置钻场，钻场间隔为45米，三个至五个钻孔构成一个完整的钻场，每个钻孔深度约60米至70米，钻孔间距一般设置为0.5米以上，高位钻孔抽放技术中钻孔并非水平或垂直设置，钻孔的设计需有一定的倾斜度，一般而言倾角设置为，这样更有利于瓦斯的抽放及开采的顺利进行。
2.2.3回采时尾巷的瓦斯排放
开采工作面上隅角位置剩余瓦斯的处理工作是煤矿企业瓦斯开采工作的难点。因此，从技术层面根本上解决隅角位置的残余瓦斯问题必将成为煤矿企业变革的主攻方向。煤矿经过长时间的实践与技术创新改革，最终采用了尾巷瓦斯排放技术。
在瓦斯回采前，设计一条与工作面的风巷平行且与回采工作面的切眼互通的巷道，称为尾巷。这条尾巷与工作面风巷之间每相距40米的位置设置一条中间约1米厚度的煤柱，此即为小川。当回采工作行进至与小川间隔40米时，将特有的编织袋填充完整。当回采工作面与小川的位置正好相对时，打开已填充完整的编织袋。统计表明：尾巷的瓦斯排放量约为，瓦斯浓度已达到，尾巷及小川的设置使得隅角的残余瓦斯顺利排放至尾巷，从而更好的解决瓦斯的泄露问题。
2.2.4 适当调整煤矿企业瓦斯开掘工作面的通风量
由于在实际开掘过程中工作面可能出现较大的平均瓦斯绝对涌出量，但煤矿企业的瓦斯绝对涌出量有一定的上限，因此，工作面风量的适当调整有利于瓦斯的有效开掘。但通风量过大往往导致采空区瓦斯的不当排放。一般而言风量的大小应设置在左右，从而保障瓦斯的正常排放。
3. 结束语
综上所述，煤矿企业在高瓦斯煤层的综合治理工作应基于瓦斯排放的有效数据信息及企业自身的发展特点之上，总结高瓦斯层瓦斯处理原则及若干应对措施。首先，应有效控制开掘工作面的开掘瓦斯量。现行煤矿企业一般采用两种方式来控制瓦斯开掘量。一种方法为边开掘边注入风量抽出瓦斯，另一种方法是首先进行瓦斯的抽取及释放，然后开始进行瓦斯的开采工作。这种先抽再掘的方法被广泛用于高煤层瓦斯的安全开掘，其实现途径有两种。一是在开掘工作面侧面设置多个钻场，二是风煤钻技术。此外，高瓦斯煤层瓦斯在回采工作面上有多种可行性治理方案。比如：回采前预抽放瓦斯；瓦斯回采过程中高位钻孔抽放技术的充分运用；回采时尾巷的瓦斯排放；适当调整煤矿企业瓦斯开掘工作面的通风量。这些措施的综合使用，有效地降低了瓦斯浓度，减少了煤矿事故的发生，从根本意义上实现了安全有序发展的经营理念，大大提高了煤矿企业生产总值。
【参考文献】
[1]李树春.回采工作面瓦斯综合治理技术[J].重庆大学学报（自然科学版）,2008,3(9):11-12.
[2]刘文朝.高瓦斯矿井综放工作面瓦斯综合治理技术应用研究[J].煤炭工程,2009,3(4):13-14.
Abstract： China is the biggest coal production country in the world， the coal's safety of production accident is one of the Chinese significant security accidents. This article mainly analyzes the coal mine security and its controlling according to the data provided in article and the related management regulation of coal industry， and gives the solutions.
关键词： 瓦斯浓度；煤尘；通风量
Key words： gas density；coal dust；ventilation volume
中图分类号：TD82-9 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）29-0077-02
1 问题的提出与分析
中国是世界上最大的煤炭生产国，随着国民经济的快速增长，煤炭的需求量不断增长。而煤矿安全生产是我国目前亟待解决的问题之一，瓦斯和煤尘是影响煤矿安全的主要因素，为了实现安全生产，我们必须对井下瓦斯和煤尘进行严格的监测与控制。
试验表明，一般情况下煤尘的爆炸浓度范围是30～2000g/m3，而当矿井空气中瓦斯浓度增加时，会使煤尘爆炸下限降低，其变化情况如附表1所示。
本文结合附表1的监测数据，我们要按照煤矿开采的实际情况来研究和解决下列问题：
①根据《煤矿安全规程》的分类标准，既计算瓦斯相对涌出量和瓦斯绝对涌出量的范围来鉴别该矿是属于“低瓦斯矿井”还是“高瓦斯矿井”。
②根据《煤矿安全规程》的规定，不同工作面和回风巷的甲烷传感器报警浓度，断电浓度，复电浓度和断电范围，并参照附表1瓦斯浓度与煤尘爆炸下限浓度关系，来判断该煤矿发生爆炸事故的可能性有多大？
③为了保障安全生产，利用两个可控风门调节各采煤工作面的风量，通过一个局部通风机和风筒实现掘进巷的通风。根据各井巷风量的分流情况、对各井巷中风速的要求，以及瓦斯和煤尘等因素的影响，确定该煤矿所需要的最佳（总）通风量，以及两个采煤工作面所需要的风量和局部通风机的额定风量（实际中，井巷可能会出现漏风现象）。
2 模型的分析
在模型建立时，首先要对瓦斯的绝对涌出量和相对涌出量作以了解。
瓦斯绝对涌出量：是指单位时间内涌入采掘空间的瓦斯量（单位：m3/min）。
瓦斯相对涌出量：是指矿井在正常生产情况下，月平均生产一吨煤所涌出的瓦斯量（单位：m3/t）。
要判断该矿井属于低瓦斯矿井，还是属于高瓦斯矿井。就要根据国家《煤矿安全规程》中对瓦斯防治的规定：低瓦斯矿井瓦斯相对涌出量小于等于10m3/t且绝对涌出量小于等于40m3/min；高瓦斯矿井中相对涌出量大于10m3/t或绝对涌出量大于40m3/min。因此将此问题可以转化为计算瓦斯相对涌出量和绝对涌出量，计算出各个工作面的瓦斯绝对涌出量，判断出该矿井的瓦斯绝对涌出量的值，通过瓦斯绝对涌出量来计算瓦斯相对涌出量，并与国家标准进行比较，判断此矿井是否是高瓦斯矿井问题。
通过对实际生产数据的分析可知不会出现煤尘爆炸的现象。所以在建立模型时，我们只考虑瓦斯爆炸的情况。通过判断瓦斯浓度来计算不安全程度的大小。
问题③是一个最优化模型问题，要求该矿井所需的最佳（总）通风量，以及工作面和局部通风机的额定风量。对于求最佳（总）通风量，就是说在保证瓦斯在安全范围内，要求风速尽可能的小。而风速和瓦斯浓度又存在着指数关系，从而找出最佳瓦斯浓度，根据数据和图示分析计算出总风量，继续分析各个局部的风速。
3 模型的建立与求解
问题①：通过上述的分析以及定义，我们建立了关于瓦斯相对涌出量和绝对涌出量的公式：
①绝对涌出量=（风速*横截面积*瓦斯体积比*60）
即：Q=v*S*C*60
②相对涌出量=（绝对涌出量*一天的时间*工作天数）/月生产煤总量
即：q=（Q*t*n）/A；
由公式可计算出各个工作面的瓦斯绝对涌出量如下：
工作面Ⅰ绝对涌出平均值Q1=3.794547m3/min，工作面Ⅱ绝对涌出平均值Q2=4.402101m3/min，掘进工作面绝对涌出平均值Q3=0.012339m3/min，回风巷Ⅰ绝对涌出平均值Q4=3.655376m3/min，回风巷Ⅱ绝对涌出平均值 Q5=4.6948m3/min总回风巷绝对涌出平均值 Q=9.75358m3/min。
注意：该矿井的瓦斯绝对涌出平均值是指总回风巷的瓦斯绝对涌出平均值，因为所有工作面的瓦斯量都会通过总回风巷流出。所以该矿井的瓦斯绝对涌出平均值为：Q=9.75358m3/min；
由矿井的瓦斯相对涌出量的计算公式可计算出该矿井的瓦斯相对涌出量：该矿井的瓦斯相对涌出平均值为：q=23.196404641m3/t；
关键词：煤矿开采 低透气无煤柱煤层群煤炭瓦斯共采技术
煤炭资源的地下矿井开采，是保障现代社会能源需求的重要途径。近年来，随着煤矿资源的深度开采和规模化生产，煤矿地质环境条件越来越复杂，面临着低温低压的增加、岩体支护的复杂等诸多问题。由于煤层瓦斯具有的易燃性以及强烈温室效应，成为制约矿井安全生产的重要因素。科学合理的开发煤层瓦斯气体，既可以充分利用地下资源提高经济效益，又可以改善矿井安全生产条件推动采煤业发展。新形势下，坚持开发与实践相结合，实现煤与瓦斯两种资源共采技术的创新应用，是现代煤矿开采技术的发展趋向。本文针对低透气性无煤柱煤层群煤与瓦斯共采技术的开发技术进行了简要分析。
1.煤与瓦斯共采技术分析
煤层瓦斯是一种具有强烈温室效应和污染性能的气体，瓦斯在标准状态下难溶于水，没有助燃和维持呼吸等功能，瓦斯在煤体或围岩中是以吸着游离状态存在的，达到一定浓度时，能发生燃烧或爆炸。瓦斯在矿内煤层和岩层中的来源主要包括瓦斯涌出、瓦斯喷出、瓦斯突出等形式。
煤与瓦斯共采技术，通常是指在煤层资源井下开采的同时，结合矿井岩层的构造特点，运用分离法将煤层瓦斯连同煤炭一起开采出来，保障煤矿采空区的瓦斯含量降低，实现煤矿安全生产的重要煤气开发途径。随着现代环保理念的不断深化，煤与瓦斯共采技术，成为一种新型的绿色开采技术。游离于煤矿岩层中的天然瓦斯气体，是一种可以用来发电的工业化工原料以及居民生活燃料的新型能源，煤与瓦斯共采技术，可以促进地下煤层资源效能的充分利用。
2.低透气性煤层群地质开采的复杂性分析
随着煤矿开采深度的不断加剧，煤矿地质结构呈现出极为复杂多变的形势。特别是低透气性无煤柱的煤层群，由于开采深度的不断增加而造成地质条件复杂，断层构造多，水平地应力大，矿区地质结构所承受的地压系数愈来愈大，地层温度急剧增高，地质结构内煤层瓦斯的含量密集性强，运用常规性抽取方法效果不明显，造成矿内煤与瓦斯突出的安全威胁日趋严重、传统的U型通风技术方式无法解决深部采煤工作面隅角瓦斯超限问题。尤其是低透性软岩地质的岩层松软破碎呈裂隙发育，深部岩巷的掘进和巷道支护较为困难，进入深部以后小煤柱沿空掘巷围岩变形显著增加，成为制约综采面快速推进的主要障碍。由于低透气性煤矿区的煤层气赋存具有低压力、低渗透率、低饱和度及非均质性强的特性，在现有技术工艺条件下，直接从地面钻井抽采低透气性煤层瓦斯难度相当大，对于低透气性煤层群开采已经面临众多的技术难题。
3.低透气性煤层群的留巷钻孔法煤与瓦斯共采技术要点
留巷钻孔法煤与瓦斯共采技术，是针对低透性煤层群的地质结构，根据地下煤层群的赋存条件，首采关键卸压层，沿采空区边缘空留巷道实施无煤柱连续开采，在预留巷道内部布置上、下向位的高、低位钻孔，以便抽采顶底板的卸压瓦斯和采空区的富集瓦斯，并通过快速构建沿空留巷巷旁充填墙体技术，实现与综采工作面同步推进的煤与瓦斯高效共采的开采技术方法。留巷钻孔法煤与瓦斯共采技术，通过通风降温、简化采掘接替、实现连续开采，采用无煤柱沿空留巷Y型通风卸压开采，解决了深井高瓦斯、低渗透率、高地应力等复杂地质条件矿区煤与瓦斯共采技术难题。留巷钻孔法煤与瓦斯共采的技术要点如下：
3.1 留巷支护
在对沿空留巷内外层围岩结构稳定性分析基础上，运用巷道破裂围岩体强度强化、锚杆支护承载性能强化以及围岩承载结构强化的锚杆强化支护技术原理，沿留空巷巷道支护采用超高强度、大预应力锚杆、网梁结构针对原工作面回采巷道顶板、底板、保留煤帮进行联合支护，锚固控制岩体变形提高其主动承载能力。选择超强杆体、高刚度护网、超大托盘、超强大扭矩阻尼螺母，实施大扭矩安装、维持锚杆的荷载并向围岩扩散，形成高强性锚杆支护围岩承载结构；采用仿液压支架结构作为巷内辅助加强支护、保证沿空留巷支护结构的稳定。
3.2 充填留巷
留巷钻孔法煤与瓦斯共采技术对于留巷充填工艺要求较高。巷旁充填材料的性能要求有良好的泵送性能，能满足复杂高程变化条件下的远距离泵送要求，拆模时间应满足综采工作面快速推进的要求。为满足矿压显现规律和巷道变形特性要求进行快速充填。留巷钻孔法煤与瓦斯共采技术采用新型充填材料，集成了包括地面干混充填料制备系统、充填料浆的制备与井下泵送系统以及充填模板支架系统等快速留巷巷旁充填工艺系统，具有良好的承载特性和变形性能且适宜远距离泵送施工效果，缩短了立模时间。
3.3 煤气共采
针对低位钻孔抽采采空区富集瓦斯技术，利用留巷形成的聚集瓦斯的竖向带状裂隙进行采空区高浓度瓦斯抽采，针对高位钻孔抽采顶底板远程卸压煤层瓦斯技术，在留巷内分别布置上向或下向穿层钻孔抽采下部远程卸压煤层瓦斯。通过采用沿空留巷Y型通风方式，调节工作面上、下进风巷风量和留巷段埋管抽采量，控制采空区埋管抽采管道口的数量和开启程度控制采空区瓦斯抽采量和抽采瓦斯浓度，将留巷排放瓦斯的浓度灵活控制在安全值以下，同时随着工作面的开采推进，在沿留空巷内沿巷道走向，间隔布置卸压瓦斯抽采钻孔，多向多方位抽采本煤层以及邻近层卸压瓦斯。
[论文关键词]地质构造 采掘 煤与瓦斯突出
[论文摘要]祁东煤矿为高瓦斯突出矿井，通过介绍该矿在地质构造复杂区域高瓦斯煤层3，46突出威胁工作面采掘过程中采取的防突技术、瓦斯治理措施、管理制度、管理体系。总结了其中的技术创新和操作标准化，为地质构造复杂区域高瓦斯突出煤层掘进防治煤与瓦斯突出的开展提供了一定的参考。
0引言
煤与瓦斯突出是一个能量释放过程，在这一过程中，首先是能量的积聚，这个能量包括瓦斯、地应力等。煤层内的瓦斯含量、瓦斯压力和地应力随地质构造复杂程度的不同存在着较大的差异。由于地质构造带存在着一定的构造应力，所以，在构造带储存有较高的煤岩弹性应变能，突出危险性较大；并且在这些区域，煤层裂隙较为发育，瓦斯含量和压力往往较高，所以瓦斯内能较大，突出危险性较大。同时，在地质构造带，由于煤岩层受到不同程度的破坏，煤层的坚固性系数往往较低，软分层较为发育，相对而言抵抗突出破坏的能力较差，所以成为突出的多发区域。祁东煤矿为高瓦斯突出矿井，3246煤层为高瓦斯威胁煤层，346工作面属于地质构造复杂区域，所以在该区域中的防突工作包括防突技术和防突管理，将是矿井安全掘进的重要保障。
1试验区域情况
祁东煤矿3246工作面位于井田西翼一水平四采区，标高一532．46—6163m，工作面全长934m，倾向宽186m，沿走向布置。Www.133229.coM东以四采区中部运输上山为界，西(3246切眼)靠近f22矿井边界断层，风巷与设计3244工作面为界，机巷靠近3248采空区。工作面煤厚0．73．0m，平均煤厚2．2m，煤层厚度变化较大，靠近断层处煤层有拉薄现象，变异系数20％；煤层结构较复杂，含1～2层夹矸，夹矸为灰黑色泥岩，平均厚度0．1m。本工作面构造较复杂。煤层产状局部有起伏，受区域构造力作用，小断层较为发育。3246工作面煤层瓦斯含量为9m3／mino煤层含有多层软分层。
2防突技术
祁东煤矿3246煤层为高瓦斯突出威胁煤层，根据《防治煤与瓦斯突出细则》相关规定，并结合矿井施工区域的特殊性在3246煤层掘进及回采期间，采用“超前钻孔预排瓦斯十四位一体”综合防突措施，工作流程如图1所示…。
2．1突出预测及效检
突出预测及效检技术以《防治煤与瓦斯突出细则》规定的规范为基础，结合望峰岗井煤层的实际情况，以钻屑量s和瓦斯解吸指标k。为主要预测及效检指标；辅助指标为各种动力现象、地质构造发育及变化程度、构造煤变异程度、瓦斯涌出异常现象等。当上述主要指标超限时，即认为工作面具有突出危险性；当辅助指标异常时，需要分析其异常的原因，在确认为与突出危险眭无关时，方可排除辅助指标预测突出危险的结论。
在3246煤层掘进工作面进行防突预测时，布置3个预测孑l，钻孔的深度为巷高的3倍左右，一般为8～10m。钻孔尽量布置在软分层，中间一个钻孔位于巷道中部与掘进方向一致，另外两个钻孔开孔于工作面两侧巷帮内0．5m处，终孔于巷道前方预计轮廓线外2～4m。采煤工作面进行防突预测时，每隔10m布置一个防突预测钻孔。钻屑量的测定从钻孔第1m开始，每施工1m用专用容器收集孔口钻屑，并用弹簧秤称量，钻屑量的临界值采用《细则》规定的so=6k~m；k值的测定在钻孑l每2m、4m、6m、8m时用wtc防突测定仪进行测定，k值的临界值k=0．5ml／gmin；钻孑l瓦斯涌出初速度口的测定从钻孔第2m开始用twy防突测定仪测定，q的临界值q=4l／min。掘进过程遇到下列情况时，均视为有突出危险：地质构造破坏带，如断层、褶曲等构造；煤层倾角、厚度、走向或倾向等赋存条件急剧变化以及软分层增厚地带(软分层厚度≥0-3m)；打钻过程出现喷孔、卡钻、顶钻、吸钻等动力现象；工作面出现明显的突出预兆：顶板来压、支架断裂、煤壁片帮、掉渣与外鼓，煤壁光泽暗淡、层理紊乱，瓦斯涌出忽大忽小、工作面温度降低，煤壁前方附近出现煤炮声等；采掘应力迭加区域。
2．2预测及效检工艺要求
为了提高预测及校检数据的可靠性，对打钻工艺及防突仪器的操作做了以下要求：①钻孔施工、指标测定由专人负责，以消除由于施工与测定技术差异引起的操作误差；②施工钻孔前要仔细观察巷帮支护情况、顶板受力情况、煤壁特征等，并作详细记录；③在测定k。值和钻孔瓦斯涌出初速度时，应当尽可能减少人为因素对测量造成的误差；④测量钻屑量时，尽可能多的收集到钻屑，以提高钻屑量的准确度；⑤预测效检测过程中要具有高度的责任心，详细记录预测及校检过程中的各种动力现象，不能敷衍了事。
2．3工作面消突措施
当预测及校检有突出危险时，应该及时采取消突措施，不能盲目进尺。根据矿井瓦斯自然排放半径0．5m的经验数据和3246煤层的实际厚度，采取的主要防突措施是在工作面施工9个18～19m深，‘p9lmm大直径瓦斯排放及卸压钻孔。钻孔的布置综合考虑煤体状况，主要布置在分层及构造煤层中，同时，通过观察煤层延伸方向，从三维空间的角度设计最少的钻孔达到最好的消突目的。在消突钻孔施工过程中，要详细记录动力现象，如喷孔、卡钻、响煤炮等，发现有异常情况及时通知相关部门处理。
当掘进工作面遇褶曲构造，即煤层弯曲变形的构成形式，除掘进方向沿煤层走向不变，加强转弯巷道处的支护外，防突在保留5m安全屏障的工作面，尽可能利用小型煤电钻向前方煤层多打孔，然后用大型液压钻机打部分岩孔进入褶曲转折端煤层并过全煤层，再对转折端煤层排放孔检验，有效后方可掘进。
当掘进工作面遇压薄带与增厚带的伴生构造形式，如由煤层增厚带进入压薄带，防突措施可以适当减少钻孔；如由煤层压薄带进入增厚带，防突措施可以适当增加钻孔，加强排放孔工作，在效检有效后方可进入厚煤带掘进。
3采煤工作面瓦斯治理
根据306工作面煤层赋存条件和瓦斯涌出来源分析，在回采期间采用抽采巷高位钻孔抽采、采空区埋管抽采、尾巷抽采及风巷边孔抽采的瓦斯综合治理措施。306工作面瓦斯治理设计如图2所示
4防突管理
地质构造复杂区域高瓦斯煤层的防突与瓦斯治理工作中，首先是思想上必须高度重视，组织管理要全面，技术措施要严密，防突职责要落实，现场严格执行“有疑必探，预防为先”的原则，确保在安全的前提下，完成地质构造复杂区域高瓦斯突出煤层的采掘工作。
防突及瓦斯治理管理上在吸取了本矿及其他若干煤矿突出事故教训后，矿井领导加强管理，建立了一套较为完善的防突管理规范。由于在严格落实综合防突技术及瓦斯综合治理措施过程中涉及的部门较多(包括通风、抽排、掘进、生产等)，为了协调这种复杂的工作环节，建立了以总工程师为直接领导、调度所为核心的指挥网络管理体系，各单位领导负技术责任，工作责任落实到人。这种管理体系不仅提高了工作效率、加强了信息沟通及反馈，而且避免了管理脱节现象、工作推委现象、施工延误现象等，为矿井的防突及瓦斯治理工作顺利开展作出了极大的贡献。
5结语