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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。
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诱惑NO1：女主播再续前缘
看过了让人对"甄善美"羡慕得要死、对"佑振哥"同情得五体投地的《夏娃的诱惑》，超级韩迷绝对不能放过同样由蔡琳、韩宰硕主演的《四姐妹》。在《爱上女主播》中蔡琳和韩宰硕不能成为一对佳偶，成为当时另一派影迷心中的痛，所以在制作《四姐妹》之前，针对网友调查，"接下来最希望蔡琳和谁饰演情侣？"韩宰硕以压倒性的票选结果胜出，终于在《四姐妹》中饰演情侣。不过剧中和蔡琳的爱情，却因为命运捉弄而一波三折，特别地令人牵肠挂肚。
诱惑NO2：男女主角大变身
韩宰硕一向出演容易受伤的深情好男人，在《天桥风云》和《夏娃的诱惑》里不敌张东健，在《妙手情天》里输给了安在旭，他总在剧中以专一痴情形象出现，但最后却往往得不到美满结局，而这样认真的男人往往最令人心动。在《四姐妹》中，韩宰硕多了几分理智甚至冷酷，对自己所爱的人（蔡琳饰）那种不冷不热甚至时而嘲讽的态度简直可与"冷血动物"挂钩，不过他越冷酷对女孩子们可是越具有致命吸引力哦。
以往剧集中的蔡琳总是配合角色来个娇俏可人的发型，要么使用可爱的头箍，要么来一点微卷，再配合她最经典的表情，看上去活脱脱一个洋娃娃。不过蔡琳因为寻求转型接下了《四姐妹》之后，摇身一变成为理性成熟的外科医生。穿上白袍、增添几分知性、成熟韵味的蔡琳表示，《四姐妹》里的二姐是她力求转型的角色，不管别人的评语如何，这部戏对她来说都是一个重要的里程，因为随着年龄的增长，不能永远演出可爱的角色，蔡琳希望自己朝专业演员之路迈进。
诱惑NO3:融合复仇与爱情的故事
小时候在郑医生家里干活儿的平阳氏的孙子英勋跟着母亲暂时住在郑医生家。但是母亲顺英突然发病，手术大夫是郑医生。命运偏偏戏弄人，郑医生受朋友之托与国会议员的手术交换了，英勋的母亲手术失败，变成一个植物人。
从那时起，英勋被郑医生收养。在那个家里他遇见了郑医生的四个女儿惠贞，柔真，柔美，柔善。
在四姐妹中英勋对柔真产生特别的感情，却很难向其表露自己的感情。惠贞与他有相似之处，与其他三个人是同父异母的姐妹。心底善良的惠贞对英勋来说是个很好的朋友。
15年后英勋，柔真成为医生，惠贞则成为出色的护士。她们要用自己的爱心弥补父辈所留下的伤痕......
诱惑NO4：美丽宜人四姐妹
《四姐妹》在韩国播出时又名《医家四姐妹》，由一个看似幸福美满的家庭中四个个性迥异的女儿，各代表着牺牲，理智，虚荣，感性来展开这出戏。
郑惠贞--扮演者黄秀贞
角色简介：心甘情愿为家人付出一切的大姐，郑在峰医生的大女儿。安静内向，高雅气质，默默帮助自己的父亲打理家中大小事情。每当这个时候英勋就出现在她的周围，惠贞心理明白英勋爱上的是二妹柔真，所以从未向英勋表白。在四姐妹中她代表着"牺牲"。
经历：黄秀贞在《罗曼史》中也对开朗健康的现代女性角色做了很精彩的诠释，由此成为影视界的抢手女星，特别是在内地曾播出过的《妈妈姐姐》中，她饰演一个又聋又哑但是贤淑文雅的女性，与剧中安在旭所饰演不务正业却调皮可爱的修哲演对手戏，两人之间的浪漫的感情戏，虽不用言语表达，却也深受观众的喜爱。
剧中人郑柔真--扮演者蔡琳
角色简介：她的第一愿望是成为一位成功的外科医生，在四姐妹中惟一能传承家业。而她常犯一些小错，造成父亲认为其不适合传承家业。她将外科医生英勋视为第一竞争对手。因职业的关系，在人家面前她从未显露个人情感，使人误以为冰山型美女，只好保持距离。她一直以为英勋喜欢的是大姐惠贞，万万想不到是自己。在四姐妹中她代表着"理性"。
经历：不用多介绍了吧，刚刚当上新嫁娘的蔡琳魅力不减，被台湾地区制作人重金礼聘，与台湾地区当红小生苏有朋、何润东联袂主演《情定爱琴海》。
剧中人郑柔美--扮演者安研红
角色简介：是个以自我为主的本位主义者，她才貌双全，使她从未失手过要得到的东西。个性直爽、待人傲慢的她是著名大学音乐系毕业生。她自以为自身条件太好，对对方的要求自然随之提高。她要一个有钱有势，也有一定的名气的男人，举办一个华丽无比的婚礼。面对比自己了不起的泰锡，她相当不服气，看不顺眼，后来竟渐渐爱上泰锡。四姐妹中她代表"虚荣"。
经历：安研红先后演出了《三个朋友》、《女人天下》等片。
剧中人郑柔善--扮演者朴艺珍
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在我国由于煤矿散发出的瓦斯产量相当于四川气田的年产量，但是由于瓦斯抽放率比较低，这种状况就造成瓦斯的利用程度大大的降低，主要的作为民用燃料或者是小量的运用在生产炭黑和甲醛、发电产业中，本文针对我国煤矿抽放瓦斯以及利用的现状进行分析，能够结合天然气以及现代化工的分离技术，来改变这种煤矿瓦斯现状。最终提出了解决的方案。
1、抽放瓦斯的利用方案
在我国煤矿事业中，制约抽放瓦斯利用的主要因素有：抽放瓦斯的浓度比较低、热值低、管输未净化瓦斯成本比较高、瓦斯抽放规模比较小、间歇抽放、抽放区远离消费区，这些制约因素都影响着瓦斯的使用情况，因此为了使得抽放瓦斯得到更好的利用，就应该做出合理的方案选择。在瓦斯的研究中，它属于一种近似于天然气的物质。其浓缩和利用最终归于天然气的净化，贮运和利用，在煤矿抽放瓦斯和利用中其自身的特点有：抽放瓦斯的净化。在抽放瓦斯中含有许多化学杂质，这些杂质的存在就大大的降低了瓦斯的热值，并且增大了输气管道的负荷以及腐蚀的程度，因此这些瓦斯必须要通过净化、浓缩、来满足各行产业的使用，针对这种天然气物质来说，它净化的方法有：溶剂吸收法和固体吸收法。由于溶剂吸收法和固体吸收法不能够用于抽放瓦斯的净化过程，这就出现了脱除抽放瓦斯来将瓦斯净化。在净化的过程中需要根据不同物质的沸点进行区分，因此这就出现了深冷法净化抽放瓦斯方案和PSA法浓缩瓦斯中的甲烷。
这种深冷法瓦斯抽放能够除去抽放瓦斯中大部分的杂质，但是它的能耗比较高，在设备中材料的选用比较昂贵，因此，这种深冷瓦斯不适于气量小，杂质高以及间歇生产的抽放瓦斯净化处理。该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志http：//总第526期2013年第43期-----转载须注名来源而PSA法，该技术移植于抽放瓦斯的净化，在处理们的过程中甲烷进行回收。自身的优点是：常温、低压进行，操作比较简单，弹性大，装置能够完全的撬化。因此对于我国煤矿事业中抽放瓦斯技术主要的是采用PSA法净化抽放瓦斯。
2、净化瓦斯的贮运以及利用
在瓦斯的净化中，其贮运以及运输十分的关键，由于它自身的气量比较小、间断抽放、生产区远离消费区，因此这就增大了瓦斯的贮运和运输。为此提出了高压法以及吸附法。在高压法中，它通过贮运能够为汽车提供燃料。在贮运中必须要建立一个固定式压缩气站由于工序复杂，并且投资大，因此一般不常用；而吸附法中，主要的是在高压法的基础上进行改进，它在净化中的优势是：材料多，质量轻、投资小、使用方便以及安全可靠。通常在工业中使用的比较广泛。
在瓦斯净化的利用中，煤矿抽放瓦斯回收利用的最佳技术是：在变压吸附净化后进行活性炭吸附瓦斯贮运最终使用到天然气汽车燃料中。
3、撬装式抽放瓦斯净化、贮运以及利用
在撬装式系统中，该技术是对矿井瓦斯进行纯化、回收、贮运以及利用，在抽放瓦斯进入PSA装置进行净化后，能够去除其中的空气、水分以及其他的杂质，将瓦斯的净化程度提升。然后将净化瓦斯再经过单级压缩机进行压缩，在充入内装活性炭的钢瓶中进行贮运，最终得到吸附瓦斯，使用在汽车用户中去。在撬装式系统中，其自身的特点是：所需要的设别比较少、体积小、机动性强，然而整个装置是一个组合装置。它能够根据需要进行具体的安装于煤矿的井口或者是汽车上，然后有汽车在矿井内进行运输；自身在操作中的弹性比较大，比较容易启动，并且能够在常温、低压状态下进行工作。这就大大的降低了生产的成本，提高了安全性；吸附瓦斯贮罐自重比较轻，形状的选择比较大；在贮气量中占得比例大。
撬装式系统的技术：它主要采用的是变压吸附法、吸附法进行净化抽放瓦斯以及NGV技术。其中变压吸附法在净化抽放瓦斯中，它能够将瓦斯中的甲烷进行压缩，并且不需要冷换设备，操作比较简单和弹性大，在连续生产以及自动控制中有着明显的优势。在PSA技术中，它作为天然气吸附的核心技术，最终形成的ANG为燃料能够在汽车的启动、加速、爬坡等性能中有着重要的作用。而NGV技术中，该技术主要的是为汽车的理想材料贮备的。能够在环保、经济、安全的性能上迅速的发展到汽车燃料中，在高质量的使用中大大的延长汽车的使用寿命。
撬装式抽放瓦斯技术的利用，它主要的是从经济因素中考虑的。改系统的投资比较合理，吸附法使用后有着较好的经济效益，当作为家用燃料时，除用200L贮罐贮气，并且具有集装的贮罐优势，能够右汽车牵引，作为流动气站的重要选择。而在抽放瓦斯的利用中对于吸附作为汽车燃料时，它明显的优越于柴油，并且耗能比较小，具有很明显的经济效益。除此之外，对于撬装式抽放瓦斯和利用还具有一定的环保效益和社会效益，并且对于干煤层的开发有着重要的作用。
4、总结
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关键词：煤矿；瓦斯；抽放技术
Abstract: China coal mine gas drainage with long history, in recent years, with the development of coal industry, the coal mine quantity and yield increase rapidly, the mine to the deep extension process, some low gas mine into the high gas mine and coal mines, thus requiring the mine gas drainage is increasing, thus driving China coal mine gas drainage technology rapid development. This article from the mine gas drainage of the necessity, objective and significance, drainage method principle is introduced, and the analysis of China coal mine gas drainage technology roughly experienced four stages of development and development direction of coal mine gas drainage technology.
Key words: coal mine; gas; gas drainage technology
中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
1、引言
众所周知瓦斯抽放是防治煤矿瓦斯灾害事故的根本措施，是保障矿井安全生产，同时也是解决瓦斯问题的基本手段。因此我国就将瓦斯抽放作为治理煤矿瓦斯灾害的重要措施在高瓦斯和突出矿井作了推广。那么国家煤矿安全监察局制定了“先抽后采，以风定产，监测监控”的煤矿瓦斯防治方针，强化了瓦斯抽放治理瓦斯灾害的地位;《煤矿安全规程》(2001年版)也以法规的形式对煤矿瓦斯抽放作了详尽的规定。我国煤矿瓦斯抽放效果亟待提高，只有这样才能从根本上保证安全生产。
2、矿井瓦斯抽放的必要性、目的及意义
矿井瓦斯抽放，是指为了减少和解除矿井瓦斯对煤矿安全生产的威胁，利用机械设备和专用管道造成的负压，将煤层中存在或释放出来的瓦斯抽出来，输送到地面或其它安全地点的方法，它对煤矿的安全生产具有重要的有意义。
矿井瓦斯抽放主要有以下目的：
（1）预防瓦斯超限、确保矿井安全生产。
（2）开采保护层并具有抽放瓦斯系统的矿井，应抽放被保护层的卸压瓦斯。
（3）无保护层可采的矿井，预抽瓦斯可作为区域性或局部防突措施来使用。
（4）开发利用资源，变害为利。
瓦斯抽放的必要性：
（一）安全角度
（1）从根本上降低煤层瓦斯含量及瓦斯压力，降低矿井及采掘工作面瓦斯涌出量；
（2）相比风排瓦斯，采用抽采瓦斯会更安全，更有利于管理；
（二）节能环保角度
（1）瓦斯是清洁、高效资源，煤矿企业要实现煤与瓦斯共采，通过瓦斯发电或提纯后作为清洁燃料使用；
（2）瓦斯的温室效应作用是二氧化碳的40倍以上，因此降低瓦斯的排放量势在必行，国家也出台相关的鼓励政策鼓励煤矿企业综合利用瓦斯。
3、选择抽放方法的原则
选择矿井瓦斯抽放方法应根据矿井煤层赋存条件、瓦斯基础参数、瓦斯来源、巷道布置、抽放瓦斯目的及利用要求等因素确定，并遵循以下原则：
（1）选择的抽放瓦斯方法应适合煤层赋存状况、巷道布置、地质条件和开采技术条件。
（2）应根据矿井瓦斯涌出来源及涌出量构成分析，有针对性地选择抽放瓦斯方法，以提高瓦斯抽放效果。
（3）巷道布置在满足瓦斯抽放的前提下，应尽可能利用生产巷道，以减少抽放工程量。
（4）选择的抽放方法应有利于抽放巷道的布置和维护。
（5）选择的抽放方法应有利于提高瓦斯抽放效果，降低瓦斯抽放成本。
（6） 抽放方法应有利于钻场、钻孔的施工和抽放系统管网的设计、有利于增加钻孔的抽放时间
4、我国煤矿瓦斯抽采技术大致经历了发展阶段及未来的发展方向
4.1瓦斯是一种清洁能源，用途广泛，瓦斯是温室气体，根据节能减排要求，多抽少排，降低对环境的影响。我国煤矿瓦斯抽采技术大致经历了五个发展阶段：
（1）高透气性煤层瓦斯抽采阶段
解决了一些矿区向深部发展的安全关键问题；
（2）邻近层卸压瓦斯抽采阶段
解决了煤层群开采中首采工作面瓦斯涌出量大的问题；
（3）低透气性煤层强化抽采瓦斯阶段
对降低突出危险性煤层瓦斯压力和煤层消突起到积极作用；
（4）综合抽采瓦斯阶段
所谓综合抽采瓦斯就是把开采煤层瓦斯采前预抽、卸压邻近层瓦斯边采边抽及采空区瓦斯采后抽等多种方法在一个采区内综合使用， 使瓦斯抽采量及抽采率达到最高。
（5）立体抽采瓦斯阶段
在开采过程中，井下钻孔对煤层瓦斯进行抽采，实现立体抽采方式。
4.2半个世纪以来， 中国煤矿瓦斯抽采技术虽有很大发展，但由于我国井工开采煤量大，煤层瓦斯含量非常丰富 ，抽采瓦斯研究试验与普及工作差距还很大，必须进一步加强，今后瓦斯抽采技术发展的方向应围绕以下几方面：
（1）进一步加大抽采瓦斯和利用工作扶持力度，激励企业多抽瓦斯、多用瓦斯，减少瓦斯排放量，依靠市场引导、政策驱动、自主创新，加强煤矿瓦斯抽采与利用，保障煤矿安全生产，减少生态环境污染，促进煤炭工业可持续发展；
（2）开展瓦斯抽采先进适用技术的推广和抽采新技术的研究工作，为煤矿高效抽采瓦斯提供技术支撑；
（3）继续研究试验单一低透气性煤层强化抽采技术及装备，提高低透气性煤层瓦斯的抽采率，消除或降低煤层的突出危险性；
（4）研制可施工出大直径、长距离水平钻孔的新型钻机及配套设备；
（5）研究钻进工艺技术，解决松软煤层钻进与成孔技术；
（6）研究长钻孔施工及定向技术，开发定向长钻孔的监控装置，保证钻孔的各项参数能达到设计要求；
（7）研制大流量、高效率抽采瓦斯泵，提高抽采瓦斯泵的单机效率；
（8）继续开采地面钻孔抽采瓦斯试验，完善水力压裂、采动影响煤层瓦斯抽采工艺技术，真正实现先抽后采。
5、结论
总之，实践证明瓦斯抽采是煤矿治理瓦斯的治本之策，瓦斯抽放工作是一个系统工程，它需要我们做好方方面面的工作，完善其中的每一个环节，瓦斯抽放效果才能切实达到保证，从而解决矿井的瓦斯问题。
参考文献
[1] 王海锋，程远平等. 煤与瓦斯突出矿井安全煤量研究[J]. 中国矿业大学学报，2008，37(2):236-240
[2] 国家煤矿安全监察局. 瓦斯治理经验五十条[M]，北京：煤炭工业出版社，2005年4月，第1版
[3] 程远平，俞启香等. 煤与远程卸压瓦斯安全高效共采试验研究[J]. 中国矿业大学学报，2004，
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摘要：为了更为深入地推动煤矿瓦斯的防治工作，本次论文整理了多年的煤矿地质勘探、测试和开采经验，归纳了地质开采的相关资料，利用瓦斯地质以及瓦斯治理的研究成果，揭示出了煤矿瓦斯的地质规律，为煤矿瓦斯灾害预防和资源开采提供了依据，并且分析了瓦斯地质工作在煤矿瓦斯预测中的应用。
关键词：瓦斯地质工作煤矿瓦斯预测应用
中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（c）-0000-00
科学研究和实践证明，瓦斯是地质成因的复杂气体，因此只有保证地质工作的良好基础才能够有效地预防煤矿瓦斯可能发生的灾害。在我国当前的许多煤矿工作中，都是偏重于瓦斯抽排，对于瓦斯地质的基础性工作不够重视，甚至是忽略了对于瓦斯地质的实际勘察、信息采集和分析保存，没有形成严格的工作规范，随着矿井深度的增加，相关工作单位必须要重视瓦斯地质工作在煤矿瓦斯预测当中的应用。
1 瓦斯地质工作的主要内容
瓦斯地质工作是以瓦斯地质图的编制为主要内容，具体来说包括了地址信息的采集，勘测数据的整理以及综合信息的统计和分析，还包括了对瓦斯地质的参数观测和地质信息的填图，同时也要解决瓦斯地质的编制和更新，以及瓦斯地质规律的分析和预测工作等等。瓦斯地质信息的收集和整理工作应该要依据《煤矿安全规程》以及《煤矿瓦斯突出的防治细则》，参照着相关的统计表格，对发生煤与瓦斯突出的动力现象地点和相关的地质条件进行分析和整理。透过瓦斯地质参数能够对瓦斯的压力、成分、涌出量、吸附性等性质进行判定。瓦斯地质图的更新和编制则是在地址信息的观测和整理基础上进行的，瓦斯地质图能够实现最新信息的整理。
在瓦斯地质工作当中，最关键的一部分就是对矿井和采取工作面的瓦斯涌出量以及瓦斯的突出危险性进行预测，通过以上各项工作，能够十分直观地了解到煤矿采区的瓦斯含量和涌出量，进而参考资料对该地区的煤矿瓦斯危险程度进行预测，方便各项工作的安全顺利进行。
2 瓦斯地质工作的重要作用
2.1防止煤矿瓦斯事故发生
在煤矿施工过程中，经常会出现瓦斯爆炸和煤矿瓦斯突出等等事故，这些事故具体表现为波及范围广、突发性质强而且危害程度高，抑制以及消灭瓦斯事故在各类煤矿的安全工作中起到了决定性的作用，在处理这类问题的过程中，通常会把工作的重点投射到“一通二防”的方向上，但是这些传统的方式缺乏超前规划以及有效的预见性，无法从根本的层面上控制各类事故的发生。当开展了瓦斯地质工作，就能够通过瓦斯地质图对瓦斯地质的状况进行直观的判定，通过预测确定出煤矿瓦斯安全的工作计划，十分有效。
2.2避免设计不合理引起的安全隐患
在煤矿企业的发展过程中，生产工作必须要遵循既定规范和程序，必须要按照设计的图纸展开施工。煤矿矿井地质工作在实践过程中获取的成果整理出的资料就是设计的主要依据，只有完全对一个地区的煤层产状、性质、结构、厚度、横向变化、水文特征和瓦斯情况产生了准确的掌握，才能够真正实现完善的设计，在安全生产过程中的安全系数高低在很大程度上是由设计的原始资料完整程度决定的，能够准确地反映出施工过程中将会面对的各种问题。
在实际的施工过程中，会因为一些地质的特点做出适当的调整，同时工程也可能会受到环境、人员和工期的限制而出现一些与设计不符的细节，这个时候为了保证施工的安全性，工作人员就可以借助于瓦斯地质工作对工程进行安全性和可靠性的预测，保证工程的顺利开展。
3 瓦斯地质工作在煤矿瓦斯预测中的实际应用
3.1瓦斯地质工作对于煤矿瓦斯涌出量的预测
瓦斯涌出量主要取决于煤层及围岩瓦斯含量等自然因素和开采规模和开采方法等开采技术因素。在矿区的瓦斯预测工作中，工作人员可以采取分源预测等方式进行详细的预测分析。
以分源预测的方法为例，它主要是结合了煤层瓦斯含量以及矿井的瓦斯涌出源汇关系，利用瓦斯的涌出源总结出瓦斯的涌出规律，结合煤层开采的技术和基本条件，通过对回采的工作面以及掘进的工作面进行瓦斯涌出量的计算，实现了采区和矿井瓦斯的涌出量预测。
再来探究瓦斯地质的统计预测法。这种方法是建立在建矿以来采掘工作面上每日的信息收集和整理基础上的。通过统计法能够计量出每一天煤矿瓦斯的浓度、风量以及抽放量，进而计算出每一个采掘面上的绝对瓦斯涌出量的点值。通过对瓦斯地质图的绘制，能够预测出临近几个未知面的涌出量大小，同时，采取不同的回采工艺和回采顺序能够计算出瓦斯涌出量之间的对比关系，结合已知数据，就能够建立起一个涌出量的预测关系式，通过瓦斯涌出量等值线能够对未知区域瓦斯涌出量做出预测。
3.2瓦斯地质工作对于煤矿与瓦斯突出危险性的预测
煤层的突出危险性预测可以分为区域危险性的预测以及采掘工作面的危险性预测，区域危险性的预测主要就是针对某一个煤层或者是煤层的某一个区域进行突出危险性的判断，把一个煤层划分为非突出煤层以及突出煤层。在突出煤层当中，还可以根据成都的不同划分为突出威胁区、危险区、无突出危险区。区域预测则应该是在新的水平上开拓或者是新的采取准备阶段就进行的。工作面的危险性预测则是预测工作面附近范围内的煤矿突出危险性，在突出的危险性区域当中，瓦斯地质工作应该在工作面展开采掘之前就展开。采掘的工作面经过预测之后也可以划分为无突出危险的工作面和突出危险的工作面，对于煤层突出危险性的预测指标则可以采取煤层的破坏类型和瓦斯的放散初速度指标进行，同时还可以参考煤层瓦斯压力以及煤的坚固性指数，通过瓦斯地质工作对瓦斯突出危险性做出的各类判断能够十分有效地辅助煤矿瓦斯开采工作更加顺利地进行，提高了矿井工作的安全性，对矿井施工人员也给予了更多的保护。
4 结语
矿井的瓦斯地质工作是保障煤矿瓦斯生产安全的重要技术性工作，是预防煤矿瓦斯灾害以及合理利用瓦斯资源的重要基础性工作，必须要保证这一工作得到加强和重视，才能够保证煤矿瓦斯工作得到可持续的发展。只有不断地在实践中保证瓦斯地质工作的规范化管理，落实组织的保障制度，明确工作的具体内容，才能够更充分地发挥煤矿瓦斯开采技术。
参考文献
[1]汪高举，雷才国，崔洪庆等.煤矿瓦斯地质工作初探[C].中国煤炭学会第三届瓦斯地质专业委员会第九次全国学术年会论文集.2009：107-110.
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关键词：瓦斯实验室 防治瓦斯 煤层参数
中图分类号：S471
一、瓦斯实验室主要用途：
1 、研究煤层瓦斯赋存规律
瓦斯实验室可以采用直接法和间接法测定瓦斯含量，瓦斯含量是煤层瓦斯赋存规律的研究中最重要的一项内容，同时可以间接推断出煤层中瓦斯压力，可以弥补在实际生产中采用直接法测压时，出现漏气造成测压不准的状况。同时瓦斯实验室还可以利用相关设备对煤层突出敏感指标进行测定，包括：煤的坚固性系数、瓦斯放散初速度。瓦斯放散初速度指数P，与煤的坚固性系数相配套，结合煤层原始瓦斯压力、煤体破坏类型等指标，可对煤层突出危险性进行评价，也可用于煤层区域突出危险性的综合指标测算。
2 、指导矿井安全生产
对于瓦斯灾害严重矿区，瓦斯治理任重道远，瓦斯成为制约安全生产的重要因素。建立瓦斯基本参数实验室后，可以随时进行瓦斯赋存规律研究，及时掌握瓦斯分布动态、制定针对性的安全技术措施，从而避免瓦斯事故的发生；通过实验室基本参数的研究，可以对矿井井田范围内的瓦斯灾害进行全面分析和划分，对灾害程度进行区别，从而提高瓦斯治理效率，提高瓦斯治理效果，指导煤矿进行合理的安排采掘布置，有针对性地采取防突措施和瓦斯治理技术，实现矿井高产高效。
二、瓦斯实验室主要测定技术
1 、HCA型高压容量法瓦斯吸附装置
通过井下实测的煤层瓦斯压力结合瓦斯吸附常数a、b值、工业分析和煤的孔隙率可以用来计算煤层的瓦斯含量。该装置为全自动的电子式解吸装置，配套有高纯度甲烷气瓶、充气系统、真空干燥系统、电子天平、罗茨真空泵机组、真空脱气系统、恒温水浴箱、瓦斯吸附解吸系统和数据分析系统等装置，设备先进，准确度高，有自动测定、打印实验数据等功能。测定的吸附常数a、b值反映了煤层瓦斯解吸特征和最大可解吸瓦斯量，为瓦斯含量直接测定法及瓦斯压力间接测定法的必备数据。
2、 DGC型瓦斯含量直接测定装置
DGC型瓦斯含量直接测定装置是一套井下和实验室结合使用的直接测定煤层瓦斯含量的装置，装置可在8小时内完成煤层瓦斯含量测定。测定过程为：向煤层施工钻孔取煤样、将煤样装入解吸装置测量瓦斯解吸速度及解吸量、在实验室将煤样装入密封粉碎系统粉碎后测量瓦斯解吸量、抽真空测定或计算煤的常压吸附量、建立模型推算取样阶段损失瓦斯量。所以测定的煤层中瓦斯主要由取样阶段煤样损失瓦斯量Q1、粉碎前自然解吸瓦斯量Q2、粉碎后自然解吸瓦斯量Q3、常压不可解吸瓦斯量Q4等四部分组成。即
式中：Q1――煤样损失瓦斯量，是取样过程中损失的瓦斯量；
Q2――粉碎前自然解吸瓦斯量，是指在常压状态下，煤样井下解吸瓦斯量与煤样运送到实验室在粉碎前所解吸的瓦斯量之和。
Q3――粉碎后自然解吸瓦斯量，指在常压状态下，煤样在粉碎机中粉碎到95%煤样粒度小于0.25mm的过程中所解吸瓦斯量。
Q4――常压不可解吸瓦斯量，在常压状态下，粉碎解吸后仍残存在煤样中不可解吸的瓦斯量。
常压不可解吸瓦斯量可按传统地勘期间瓦斯含量测定方法中的真空泵组脱气、气体成分分析等工艺实测。但更简便的方法是按下式计算：
3 、瓦斯放散初速度测定装置
该仪器主要用于测定煤层瓦斯突出基本指标――瓦斯放散初速度指数P，一般与测定煤层坚固性系数相配套，结合煤层原始瓦斯压力、煤体破坏类型等指标，可对煤层突出危险性进行评价，也可用于煤层区域突出危险性的综合指标测算。
4 、煤的坚固性系数（f）值测定装置
该装置用于测定煤的坚固性，是判定煤层突出危险性的一项重要指标，结合其它基本指标对煤层突出危险性进行评价
5 、煤样制样装置
该装置用于煤样制样，制备不同粒径段煤样，用于HCA-1型高压容量法吸附装置a、b值测定，瓦斯放散初速度P测定等。
6、实验气体
实验室气体主要是利用纯度大于99.99%实验气体进行煤体瓦斯吸附实验以及用做色谱仪气体成分分析时的标准气体。
7、直接法煤层瓦斯含量测定结果技术修正研究
采用直接法测定煤层瓦斯瓦斯含量，其取样方式对该方法的影响最大，故需根据实际的取样方式对煤层瓦斯含量测定结果进行修正。
三、瓦斯实验室预定和达到的技术指标
（1）实验室可以满足矿井日常瓦斯含量、瓦斯压力、吸附常数、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数、突出指标测定等方面的需要；
（2）合理准确的测定兴山煤矿的煤层瓦斯基础参数，为安全生产提供可靠依据。
（3）可以测定岩掘工作面在石门揭煤时的各项突出危险性敏感指标，为制定有针对性的防突措施提供依据，为工作面快速揭煤奠定了基础。
（4）可以对煤矿瓦斯抽采工作进行效果评价。
四、瓦斯实验室经济价值、国内外水平比较等
1）瓦斯实验室经济价值分析
煤矿是一个充满多种危险源、非常复杂的生产环境。尤其是瓦斯事故的突发性、随机性大，危险性和破坏性严重，是造成煤与瓦斯突出、瓦斯异常涌出以及瓦斯爆炸等重大瓦斯灾害的主导因素，瓦斯灾害已成为煤矿生产中的一大自然灾害，给高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井的安全生产带来了严重威胁。兴山煤矿瓦斯防治实验室建成后，可以实现矿井瓦斯基本参数常态预测，及时掌握瓦斯分布规律，制定有针对性的瓦斯抽采防突措施，避免事故的发生。对于减小矿井防突工程量、减少矿井安全投入，减少揭煤、防突施工时间、缓解采掘失调都大有裨益。其经济效益主要体现如下几个方面：
（一）完善瓦斯地质数据库的建设，有效指导瓦斯综合治理工作。
兴山煤矿瓦斯防治实验室建成后，建立瓦斯数据36册，收集数据276条。根据数据库资料分析瓦斯赋存规律，更新充实瓦斯地质图，为瓦斯治理的规划、设计提供可靠的依据，有效指导瓦斯综合治理工作。
（二）减少瓦斯基本常数测试费用。
实验室能够测定各煤层不同地址单元煤层瓦斯含量、吸附常数、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数等，按照兴山煤矿每年测定吸附常数、瓦斯放初速度、煤的坚固性系数各10组、测定煤层瓦斯含量50组计算，根据目前各科研单位瓦斯基本参数测定收费标准，能够为兴山煤矿节省测试费用60万元。
（三）减少瓦斯抽放钻孔工程量和施工费用。
通过测定煤层瓦斯含量，掌握煤层瓦斯分布规律，有针对性地进行瓦斯抽采，避免以前不了解煤层瓦斯赋存情况，笼统施工瓦斯抽采钻孔。目前兴山煤矿共有16个掘进头，3个瓦斯预抽工作面。预计一年就可以减少施工12000m钻孔，按照每m钻孔费用为30元计算，共能节省钻孔施工费用36万元。
（三）缩短消突周期，增加掘进进尺。
通过测定瓦斯抽采后煤层瓦斯含量，及时考察抽采效果，避免长时间无效抽采，使矿井在最短的时间内揭开煤层或进行巷道掘进和回采，有效缓解采掘失衡的问题。按照兴山煤矿目前防突技术，通过测定煤层瓦斯参数，每年至少能节省三个月的防突时间，使矿井的采掘工作面提前投产，能够提前产生经济效益45万元。
2）瓦斯实验室国内外水平比较
近年来，在国家的大力支持下，在国内科研院所和大专院校煤矿安全专家及煤矿现场专家的共同努力下，煤矿瓦斯治理工作得到了突飞猛进的进展；但其瓦斯治理技术成套装备（瓦斯灾害防治实验室建设）却未能满足要求。
目前，国内除重庆煤科院、沈阳煤科院、淮南瓦斯治理国家工程中心、河南理工大学等科研院所配备较为齐全的瓦斯灾害防治实验室外，其它各局、矿基本未配备或仅配备为数不多的几种装备。