瓦斯災害與治理
1. 瓦斯爆炸與岩爆的防治
（一）瓦斯爆炸
瓦斯突出後，若遇有燃火點極易發生爆炸。瓦斯爆炸是煤礦的一種主要地質災害。
1.瓦斯爆炸的危害方式
一般認為，在正常壓力下，瓦斯的引火溫度是650～750℃。無論明火、電火花、摩擦熱生火花及火葯爆破，均可點燃瓦斯與空氣的混合物而引起爆炸。瓦斯爆炸或瓦斯與煤塵聯合爆炸不僅出現高溫，而且爆炸壓力所產生的沖擊破壞力也相當大。煤礦瓦斯爆炸產生的瞬間溫度可達1850～2650℃，壓力可達初始壓力的9倍。發生瓦斯連續爆炸時，可出現很高的沖擊壓力。
瓦斯爆炸火焰前沿的傳播速度，最大為2500m/s。當火焰前沿通過時，井下人員從皮膚到五官均可燒焦。井下設備由於爆炸的高壓作用可深陷到岩石內，爆炸的沖擊波還可破壞巷道、引起冒頂垮幫等其他災害。
爆炸沖擊波的傳播速度最大可達2000m/s，沖擊破壞力極強。在爆炸波正向沖擊過程中，由於內部形成真空，壓力降低，外部壓力相對增大，結果空氣返回後又形成反向沖擊。這種反向沖擊雖然速度較前者為慢，但因氧氣的補充可能造成二次或多次瓦斯爆炸，其破壞力往往更大。
2.瓦斯爆炸災害的預防措施
瓦斯積聚達到引爆濃度是發生瓦斯爆炸事故的物質基礎，而引燃瓦斯的火種主要來自於管理不善，技術上的原因佔少數。因而可以說，這種頻率較大而嚴重程度極高的瓦斯爆炸災害幾乎全部是人為致災。因此，預防瓦斯爆炸主要應從防止瓦斯積聚和杜絕引爆火種兩個方面入手。
（1）防止瓦斯積聚
防止瓦斯積聚的措施主要包括如下幾方面：
1）確保礦井通風。礦井通風是防止瓦斯積聚的有效預防措施，「無風不作業」是礦工們代代相傳的「座右銘」。所有礦井都應實行機械通風，入風道布置單獨回風道，實行分區並聯通風。此外，要注意防止漏風，主要進出風巷道要密閉。通風設施要嚴格按標准施工。
2）及時處理積存的瓦斯。井下易於發生瓦斯積聚的地點有回採工作面上隅角、冒頂頂拱處以及采空區密閉不嚴的地方等。對這些地方都要及時採取相應的措施，或排、或堵，及時有效地處理瓦斯的積聚。
3）抽放瓦斯。將開採煤層或采空區中的瓦斯用鑽孔或專用抽放巷道、管道、真空泵等直接抽吸到地面加以利用，變害為利。這是防止瓦斯爆炸的根本性措施之一，但這項措施往往受到煤層構造、瓦斯蘊藏量、生產強度、通風能力等因素的限制。
4）建立嚴格的瓦斯檢查制度。每個礦井都必須建立瓦斯檢查制度，配備專用儀器，定時檢查巷道內的瓦斯含量，對含量超過檢限的地方，要及時採取措施加以處理。
（2）杜絕瓦斯爆炸火種
杜絕瓦斯爆炸火種的措施主要包括如下幾方面：
1）嚴禁明火。嚴格禁止攜帶煙草及點火工具下井，井下嚴禁使用燈泡或電爐取暖。井下和井口不準從事電焊、氣焊和噴燈等焊接工作，如果必須使用，則需採取必要的安全措施。為防止摩擦生熱產生火花，鎬尖、手錘刃上要包上銅。
2）加強防爆電器的管理，防止電火花引燃。瓦斯礦井應選用礦用安全型、防爆型或火花型電器設備。使用過程中要經常檢查維護，使其保持良好的防爆性能。
3）加強火葯管理，遵守安全爆破制度。放炮前後要檢查瓦斯含量，瓦斯超限時不準放炮。
4）嚴格管理自然發火區，注意防火，加強火區內有毒氣體及瓦斯濃度的檢查。
（二）岩爆
岩爆又稱沖擊地壓，是指承受強大地壓的脆性煤、礦體或岩體，在其極限平衡狀態受到破壞時向自由空間突然釋放能量的動力現象，是一種采礦或隧道開挖活動誘發的地震。在煤礦、金屬礦和各種人工隧道中均有發生。
岩爆發生時，岩石碎塊或煤塊等突然從圍岩中彈出，拋出的岩塊大小不等，大者直徑可達幾米甚至幾十米，小者僅幾厘米或更小。大型岩爆通常伴有強烈的氣浪巨響，甚至使周圍的岩體發生振動。岩爆可使硐室內的采礦設備和支護設施遭受毀壞，有時還造成人員傷亡。
岩爆的防治問題雖然目前尚難徹底解決，但在實踐中已摸索出一些較為有效的方法，根據開挖工程的實際情況，可採取不同的防治方法。
1.設計階段的防治對策
1）硐軸線的選擇：人們通常認為硐軸線方向應與最大主應力方向平行，以改善硐室結構的受力條件。然而，使硐室相對穩定的受力條件是圍岩不產生拉應力、壓應力均勻分布和切向壓應力最小。在選擇軸線方向時應多方面比較選擇，以減少高地應力引發的不利因素。
2）硐室斷面形狀選擇：硐室斷面形狀一般有圓形、橢圓形、矩形和倒U形等。當斷面的寬高比等於側壓系數（λ）時，可綜合考慮各種因素確定硐室斷面形狀。
2.施工階段的防治對策
防治對策主要包括下面幾方面：
1）超前應力解除法：在高地應力區，硐室開挖後易產生超高應力集中。為了有效地消除應力集中現象，可採取預切槽法、表面爆破誘發法和超前鑽孔應力解除法等提前釋放地應力。在岩爆危險地帶鑽淺孔進行爆破，造成圍岩表部松動帶，可有效防止破壞性岩爆的發生。開採煤層時，首先開采無沖擊地壓或沖擊地壓小的煤層，作為解放壓力層。回採時，要用全面陷落法管理頂板，不留煤柱；對不易冒落的頂板要採用深孔爆破法或強力高壓注水法強制放頂。
2）噴水或鑽孔注水促進圍岩軟化：在硐室易發生岩爆地段，爆破後立即向工作面新出露圍岩噴水，既可降塵又可緩釋圍岩應力。因為注水使裂紋尖端能量降低，裂紋擴張傳播的可能性減小，裂紋周圍的熱能轉為地震能的效率隨之降低。從而減小劇烈爆破的危險性。
3）選擇合適的開挖方式：岩爆是高壓力集中的結果，因此，開挖時可採取分步開挖的方式，人為地給圍岩岩體提供一定的變形空間，使其內部的高應力得以緩慢降低，從而達到預防岩爆的目的。
4）減少岩體暴露的時間和面積：在短進尺、多循環的施工作業過程中，應及時支護，以盡量減少岩體暴露的時間和面積，防止岩爆發生。
5）岩爆發生的處理措施：一旦發生岩爆，應徹底停機、待避，對岩爆的發生情況進行詳細觀察並如實記錄，仔細檢查工作面、邊牆或拱頂，及時處理、加固岩爆地段。
6）合理選擇圍岩的支護加固措施：使開挖的硐室周邊或前方掌子面的圍岩岩體從單向應力狀態變為三向應力狀態；同時，圍岩加固措施還具有防止岩體彈射和塌落的作用。主要的支護加固措施有：①噴混凝土或鋼纖維噴混凝土加固；②鋼筋網噴混凝土加固；③周邊錨桿加固；④格柵鋼架加固；⑤必要時可採取超前支護。
2. 礦井安全管理的重點是瓦斯治理和水害防治，任何時候兩個問題不能忽視
一、充分認識打好煤礦瓦斯、水害防治兩個攻堅戰的重要性和緊迫性 打好煤礦瓦斯、水害防治兩個攻堅戰是遏制煤礦重特大事故的重要手段。瓦斯和水害位居礦井「五大災 害」之首，是威脅煤礦生產安全的重要殺手。無論從全國還是從我市發生的煤礦事故來看，瓦斯和水害事故 都占煤礦事故總量的三分之二以上，嚴重威脅著國家和人民群眾的生命財產安全。各級各部門和煤礦企業 務必提高對瓦斯、水害防治工作的認識，切實突出重點，抓住關鍵，齊心協力，攻堅克難，堅決打好瓦斯、 水害防治攻堅戰，堅決遏制重特大事故發生。 打好煤礦瓦斯、水害防治兩個攻堅戰是加強煤礦安全生產工作的迫切要求。我市煤礦企業雖然經過近年 來的專項治理整頓和資源整合，整體發展水平有了一定的提高，全市安全生產形勢有了明顯的好轉，但由 於我市煤礦企業地質條件復雜，相當一部分礦井受瓦斯、水患災害威脅嚴重，煤礦企業經營起點低、條件 差、整體抗禦風險能力不高，煤礦安全生產基礎仍然脆弱，尤其是資源整合礦井普遍存在著地質資料不詳 等問題，受周圍關閉礦井老空水、「瓦斯罐」的威脅極大，而且隨著開采深度的增加，高沼礦井將會逐步增 多，水害治理難度將會逐步增大，安全生產工作的壓力相當沉重。因此，打好煤礦瓦斯、水害防治兩個攻 堅戰，實現煤礦安全生產形勢穩定好轉的任務十分緊迫。 打好煤礦瓦斯、水害防治兩個攻堅戰是實現全市經濟又好又快發展的重要保障。煤炭工業是我市的支柱 產業，其運行質量好壞，直接關系著全市經濟發展和社會穩定大局，必須採取科學的手段和嚴厲的措施， 強化安全監管，嚴格瓦斯、水害防治，實現煤礦管理的科學化、規范化，從根本上改變我市煤礦安全基礎 薄弱的狀況，不斷促進煤炭工業持續健康發展，從而實現全市經濟的跨越式發展。
二、工作要求 以科學發展觀統領全局，堅持「安全第一，預防為主，綜合治理」的方針，落實煤礦企業安全主體責任， 把瓦斯、水害防治與「隱患治理年」活動結合起來，夯實基礎，遵循規律，加大安全投入，改善技術裝備， 嚴格現場管理，強化指導服務，健全完善救援體系，全面提升抗災能力，堅決打贏煤礦瓦斯、水害防治兩 個攻堅戰，堅決杜絕較大以上瓦斯、水害事故。
三、嚴格防控，夯實瓦斯、水害防治基礎
建立制度保障體系
1．強化組織保障。煤礦實際監控人（或控股股東）是瓦斯、水害防治的第一責任人，礦長、技術礦長（總 工程師）是瓦斯、水害防治的直接責任人（開采實體二 煤、垂深超過200 米的礦井，必須設置一名副總 工程師專抓瓦斯管理工作；受水害威脅的礦井，必須明確一名副總工程師或礦長助理擔任探放水隊長）， 負責全面貫徹執行瓦斯、水害防治的有關法規、規程和標准，組織制定、落實瓦斯、水害防治兩個攻堅戰 實施方案，煤礦企業要建立健全瓦斯、水害防治機構，配齊專業技術人員，實行探放水人員工資單列（市 煤炭局監督發放）。要把瓦斯、水害防治責任逐級逐項分解，落實到各部門和各崗位人員，做到上面有人 抓，下面有人干，重大問題決策迅速、措施得力，形成一級抓一級、層層抓落實的管理機制。
2．實行瓦斯、水害防治督察制。每個駐礦站要每礦指定一名專職駐礦員，專門負責督察煤礦探放水工作。 各煤礦企業必須建立安全隱患糾察隊，抽調專門人員重點檢查瓦斯、水害防治工作。由安全礦長負責，堅 持每班必須有2—3 名專職糾察員在井下檢查監督瓦斯、水害防治措施的落實，監督安全隱患的整改，從 源頭和現場管理上把好瓦斯、水害防治關。
3．實行瓦斯、水害防治例會制度。煤礦企業每月至少由礦長主持召開一次瓦斯、水害防治工作會議，專題 研究解決瓦斯、水害防治工作中存在的問題，總結經驗，制定下步工作計劃，並對辦公會決定事項形成紀 要，明確責任，抓好落實。突發異常問題，要隨時召開會議，提出防治措施，並及時向主管部門報告。
4．主要產煤鄉鎮政府要設立3 人以上的專家組，每月對轄區煤礦逐礦進行一次集中「會診」，重點解決瓦 斯、水害防治的技術難題。
3. 預防煤礦瓦斯災害新技術的研究
胡千庭
（煤炭科學研究總院重慶分院 重慶 400037）
摘要 預防煤礦瓦斯災害是世界各採煤國家關注的焦點，論文簡要介紹了包括瓦斯災害易發區域的預測技術、高效瓦斯抽采及抽采效果評價技術、瓦斯災害監測預警技術等區域性的以建立本質安全礦井為目的的綜合技術的應用、研究現狀及進展情況。
關鍵詞 煤礦瓦斯災害 預測技術 抽采技術 監測預警技術
Research on New Prevention Technology for Disaster of Coal Gas
Hu Qianting
（Chongqing Branch of Research Institute of Coal Science，Chongqing 400037）
Abstract：It is a universal focus of the world's coal mining countries to prevent disaster of coal gas.This article briefly introced the study status，progress and applications of several comprehensive technologies including forecast technology for regions prone to gas disaster，assessment technology for effective extraction of gas and extraction effects，technology of monitoring and early-warning for gas disaster，aiming to construction of essential safe coalmines.
Keywords：disaster of coal gas；forecast technology；extraction technique；monitoring and early-warning technologies
預防煤礦瓦斯災害是世界各採煤國家關注的焦點，尤其在我國，瓦斯災害已成為煤礦群死群傷的頭號殺手。2005年，一次死亡10入以上的特大煤礦事故中，瓦斯事故佔70.7%，新中國成立以來發生22起一次死亡100入以上的煤礦事故中，瓦斯煤塵爆炸事故為20起。
預防煤礦瓦斯災害技術的研究已經從局部性短兵相接的單項技術向區域性的以建立本質安全礦井為目的的綜合技術發展，包括瓦斯災害易發區域的預測技術、高效瓦斯抽采及抽采效果評價技術、瓦斯災害監測預警技術等。本文對這些技術的研究作一簡要介紹。
1 瓦斯災害易發區域預測技術
瓦斯災害與地質構造有密切關系，地質構造復雜的區域通常屬於瓦斯災害易發區域。此外，瓦斯災害易發區通常賦存著較高的瓦斯含量，因此，預測高瓦斯含量區域也是預測瓦斯災害易發區的有效手段。
1.1 地質雷達超前探測地質構造技術
地質雷達是一種確定地下介質分布的定向高頻電磁波反射定位技術。在岩土工程和建築工程等領域得到廣泛應用。煤炭科學研究總院重慶分院通過多年努力，最新研製出適合煤礦環境使用的本質安全型地質雷達，能夠超前探測採掘工作面20～30m深處煤岩內的隱伏小型構造等地質異常體，通過在西山、淮南、松藻等礦區的試驗，取得了好的效果。2004年12月12日，在西山杜兒坪礦68214尾巷進行了煤層陷落柱探測試驗，發現在煤層中由淺到深雷達波逐漸衰減，而在有陷落柱的地方雷達回波出現強反射，同相軸基本形成一段弧形曲線，明顯反映了陷落柱和煤層的分界面和陷落柱的大小范圍（見圖1）。
圖13 寬頻監控系統功能結構圖
4 瓦斯災害預警技術
瓦斯災害的有效預防與礦井管理水平密切相關。然而，瓦斯災害的發生具有許多相關影響因素，且這些因素都是動態變化的，單純靠入來掌握所有相關因素的變化以及可能導致的結果是非常困難的。為此，我們開展了瓦斯災害預警技術的研究，通過建立大量的信息資料庫，並通過監控系統監測各相關影響因素的變化，利用試驗研究得到的相關模型，實現對瓦斯災害預警，並提出合理的消除瓦斯災害隱患的建議，利用技術提升礦井安全生產的管理和決策水平。
預警系統基於ARC Infor 三維地理信息系統平台進行開發，使過程和結果具有直觀性。目前，瓦斯災害預警系統主要具備的功能有：①瓦斯賦存分析及預測；②區域煤與瓦斯突出危險性預測；③採掘工作面煤與瓦斯突出危險性預測；④瓦斯濃度變化實時監控與預測；⑤瓦斯爆炸危險性預測；⑥系統管理、礦圖維護與輸入輸出等功能模塊。而且隨著研究的深入，不斷增加功能，自學習修正模型等。圖14是該系統軟體的一個界面。
4.1 瓦斯地質及瓦斯賦存分析與預測
瓦斯地質及瓦斯賦存分析及預測主要是以繪制瓦斯壓力等值線、瓦斯含量等值線、地質構造對煤與瓦斯突出的影響等為目標，研究基於地理信息（GIS）技術的瓦斯地質賦存狀況預測方法及軟體計算程序。在本系統中，主要研究開發了地質構造的維護、查詢，地質單元的劃分與智能識別，地質單元的瓦斯壓力等值線繪制、瓦斯含量等值線繪制、等值線分布范圍查詢及分布圖查詢等功能。
圖14 瓦斯壓力等值線輸出結果
4.2 區域煤與瓦斯突出危險性預測
區域煤與瓦斯突出危險性預測主要以繪制突出危險區域分布圖為目標，其預測基礎是煤礦實際測定的瓦斯壓力和瓦斯含量等基本參數、地質構造、動力現象等。區域預測的方法包括瓦斯地質法、綜合指標法、鑽孔動力現象判斷法和其他現象的綜合判斷法，區域預測的結果就是各個專業模塊計算結果的並集。區域預測結果分為突出威脅區、突出危險區和嚴重突出危險區三級，結果圖可以進行交互查詢、列印和共享發布。
4.3 採掘工作面煤與瓦斯突出危險性預測
採掘工作面煤與瓦斯突出危險性預測主要分為採煤工作面突出危險性預測、煤巷掘進工作面突出危險性預測和石門揭煤工作面突出危險性預測三部分內容，其預測數據來源有三個方面，一是鑽孔法日常突出預測數據，包括瓦斯解吸指標K1值、鑽屑量S、瓦斯湧出初速度q及其衰減指標Cq等；二是工作面瓦斯湧出動態指標，包括放炮後30（60）min內瓦斯湧出變化評價指標V30（V60），監測系統監控的工作面瓦斯實時湧出變化量等；三是地質構造、日常記錄的參數測定點、歷史採掘狀況記錄、歷史突出事故記錄等。
4.4 瓦斯變化實時監控與預測
瓦斯監控信息來源於監測系統，預警伺服器的任務是：定時從監控系統伺服器讀取需要的信息（主要是瓦斯濃度變化實時值），並主動傳輸到預警伺服器上，再根據信息需求進行分類存儲和顯示，並通過軟體界面介面提供靈活的查詢和統計分析功能。
由於監控系統數據是進行瓦斯災害動態預警的基礎，所以數據採集伺服器程序不但要求其自身具有穩定性、可靠性、靈活性等特徵，而且對控制項系統伺服器不能有任何負面影響。從長遠來看，需要對監控系統和預警系統的資料庫伺服器進行合並以減少數據存儲資源的浪費和數據的集中管理。
4.5 瓦斯爆炸危險性預測
瓦斯爆炸危險性預測以礦井監測系統的瓦斯濃度實時監測數據為基礎，對其進行分析處理，綜合其他影響因素研究出瓦斯爆炸災害的預警指標和方法，實現對瓦斯爆炸災害發生的超前預警，其包括兩個方面的內容：
（1）對監測系統資料庫保存的三類數據進行分析和判斷，實現瓦斯爆炸危險性實時預警；
（2）根據煤與瓦斯突出預警結果進行分析和判斷，實現異常情況下瓦斯爆炸危險性預警。
4.6 系統管理、礦圖維護與輸入輸出
系統管理、礦圖維護與輸入輸出是本系統正常運行的基礎。
（1）系統管理。系統管理包括本軟體系統的通用參數設置、顯示風格設置、用戶許可權設置、煤礦部門分配及員工設置、日誌管理、系統配置狀態診斷、資料庫備份與恢復等內容，系統管理功能模塊的作用是為預警系統的正常運行提供保障。
（2）礦圖維護。礦圖維護主要是對礦井的地圖對象進行維護，包括設施設備維護、感測器維護、巷道維護、掘進工作面維護、採煤工作面維護、工作面預測測點維護、突出事故點維護、采空區維護、保護帶維護、採煤階段維護、采區維護、瓦斯賦存參數維護、地質構造維護等內容。
礦圖維護模塊的設計不同於傳統的圖形繪制方法，為了嚴格按照預警系統的對象關系進行對象定義，在維護地圖對象時，不但要求准確地繪制礦圖及其對象，還特別要求同時建立對象之間的拓撲關系及關聯方法。
（3）輸入輸出。輸入輸出功能是預警系統運行和展示預警結果的主要手段。輸入主要通過三種方式進行採集數據，即：日常維護輸入、監測系統動態輸入和歷史數據分析；輸出的方式有報表列印輸出、報表網路發布、地圖列印輸出、地圖網路發布等方式。
另外，系統還設計研究了災害防治措施、專家系統知識庫等內容。
5 結束語
有效預防瓦斯災害是一項長期而又艱巨的任務，面臨的技術難題將越來越復雜。本文介紹的技術是這些年的一些研究進展情況，部分技術僅在部分礦區進行過試驗，達到大面積推廣還需要一個過程。尤其是瓦斯災害的預警技術，目前更主要的是搭建了一個平台。通過「十一五」的科技攻關、國家973、國家自然科學基金等項目的研究，進一步建立和完善預警模型，篩選和完善實用預防技術，並通過現場的試推廣應用和自學習不斷修正，使之具備涉及瓦斯災害動態預警所必需的實用軟硬體技術，真正為提升煤礦安全水平起到中堅作用。
4. 瓦斯災害預防與防治就業方向怎樣危險性高么
對采礦工程來講，，危險性高是什麼引起的，大部分是由於現場操作及技術缺陷等造成的，既然你選擇這個研究方向，去煤礦工作的話，就應該用你所學的知識，在實踐中運用，從而減少災害的發生，減少了煤礦行業的危險性，不過，你這個方向可以畢業後去些設計部門、安全評價公司，到時你的工作環境主要是設計，在現場呆的時間不長。
5. 陝西彬長礦區煤層瓦斯災害與對策
王興 楊文清
（陝西省煤田地質局186隊 西安市 710054）
作者簡介：王興，1961年生，男，西安高陵人，1982年畢業於西安礦業學院，高級工程師，陝西省煤田地質局一八六隊總工程師，西安能源研究會理事，西安市水資源專家顧問組專家。
摘要 本文試圖利用已有的地質成果，對陝西彬長礦區煤層開采中的瓦斯問題進行討論。就影響礦區建設的煤層瓦斯富集規律進行分析，提出先期抽排的可行性和抽排工藝，為煤炭開發中降低瓦斯含量、減少災害發生找尋新的途徑。
關鍵詞 彬長礦區 瓦斯災害 對策
Coal Gas Disaster and Ploys in Binchang Coalmine，Shaanxi Province
Wang Xing，Yang Wenqing
（Shanxi Bureau of Coal field Geology，Xi'an City 710054）
Abstact：Based on available geological data，the article discussed that the coal gas problems in coal mining in Binchang coal mine of Shaanxi.The author analyzed the accumulation laws of coal gas influencing construction of coal mines and pointed out the feasibility and technology of advance exploitation of coal gas，which will develop a new way to rece gas content of coal and risk of coal gas disaster.
Keywords：Binchang coalmine；gas disaster；ploys
陝西彬長礦區至2005年年底，已有下溝、火石咀、水簾等煤礦生產，另有大佛寺、亭南煤礦在建，現有各生產礦井均屬於高沼氣礦井，亦曾發生過瓦斯突出。水簾煤礦1980、1985年曾發生過兩次瓦斯突出，前次瓦斯突出後，咸陽礦山救護隊在掘進煤巷中測定瓦斯相對湧出量達34.4m3/t·d（日產原煤200t左右），後一次測定混合氣體中瓦斯含量已超過10%。1990年9月礦山救護隊測定，瓦斯相對湧出量為9.18m3/t·d（日產原煤463 t左右）；火石嘴煤礦1986年4月19日，瓦斯順採煤工作面煤層裂隙泄出，瓦斯相對湧出量為18.5m3/t·d；1987年5月5日，虎伸溝村辦小煤礦發生瓦斯突出，礦山救護隊測定混合氣體中瓦斯含量已超過10%。幾個礦井正常生產時，工作面電鑽炮眼內偶爾可聽見「嘶嘶」的瓦斯噴出聲。
1 煤層氣富集規律
礦區勘查階段，鑽孔中采樣主要採用解吸法及集氣式，共採集煤層氣樣品240個，其中4號煤層瓦斯樣170多個，另外還有頂、底板樣、4上煤層樣以及生產礦井樣等。樣品有效控制深度311.96m（D1孔）～885.40m（207孔），甲烷成分0.32%～95.26%（D33孔），甲烷含量0.01～6.29mL/g，daf（D32 孔）。本區煤層氣為干氣，所有樣品測試結果，重烴含量均小於5%。煤層氣含量隨著埋藏深度加深而增大，其變化梯度為煤層埋深增加54.18m含量增加1mL/g，daf。甲烷含量隨著甲烷濃度的增高而增加。其賦存規律受諸多地質因素控制，與成煤環境、煤化程度、煤層厚度、沉積構造及圍岩性質等關系密切，構成了本區煤層氣含量的分布格局。其成分在橫向上的分帶表現為南北向，即礦區東、西部為氧化（CO2-N2）帶，中部為N2-CH4帶或甲烷（CH4）帶。南北向以路家小靈台背斜鞍部的CO2-N2帶將中部地區分為南、北兩部分，南部大佛寺向斜區煤層氣相對富集，最高可達6.29mL/g，daf（D32孔），一般都在3mL/g，daf以上，北部僅在雅店背斜鞍部有甲烷富集帶，最高可達5.71mL/g，daf（214孔）。值得注意的是，上述數值均為鑽孔中采樣測試值，由於自煤層原位切割、提鑽至井口，打開採煤器後采樣、裝罐需要幾十分鍾時間，所測得的數據相對較低，但由於勘查方法所限，目前尚無可靠的換算方法來得到准確的數據。因此，在應用上述數據時，應充分考慮到其誤差。
本區中侏羅世延安早期基底隆起比較發育，如礦區北部的七里鋪-西坡隆起及南部的兩亭-太峪隆起等，其間尚有次級隆起發育。礦區南部在近EW及NEE 向基底隆起背景之上迭加有近SN 向構造，使其呈古壟崗與窪地地貌，具有一定的等間距性，也正是由於這些古隆崗的存在，為煤層和煤層氣的形成提供了充足的物源區。成煤前期構造，形成了煤系基底，控制了煤系地層及煤層的沉積厚度即氣源岩的厚度分布，背斜部位沉積薄或無沉積，向斜部位沉積厚，為生成煤層氣提供了物質基礎；至延安中晚期地殼大部已被夷平，多數基底隆起消失，煤層亦不甚發育。礦區主體由一系列NEE 向排列的孟村、南玉子、大佛寺及景村等次級坳陷組成，成為煤田中部次級坳陷中規模最大、賦煤最好的地區之一；兩亭-太峪隆起以南成煤環境變化大，煤系地層及煤層均不穩定[1]。成煤構造和後期改造作用使隆起與坳陷具有長期的繼承性，煤層上部沉積了一定厚度的蓋層物質，為煤層氣的儲積提供了有利條件。
礦區4煤層底板標高在南部的彬縣背斜北翼陰山煤礦，最高為839.12m，最低點在西北部七里鋪背斜南翼傾伏端，為143.60m（長4孔）。平均每千米下降3.0m，呈東南高、西北低之勢。由於煤層氣沿煤層的平均滲透性一般高於垂直煤層和岩層的滲透性，特別是在煤層上覆地層比較厚、滲透性比較差的岩層發育的情況下，煤層氣向上垂直運移和排放就更為困難。火石咀煤礦4煤層的測試結果，其平均滲透率7.4mD，而垂直煤層的滲透率僅有3.7mD。這是促使煤層氣沿煤層由低處向高處運移的重要因素，也是造成火石咀、水簾、陰山及虎伸溝等煤礦成為高沼氣礦井的原因之一。
2 煤層氣開發的工程地質條件
本區4煤層頂、底板均為一厚度較大、透氣性較差的泥質岩。其孔隙度低，滲透性差，排驅壓力大，表現為隔氣層性質。礦區東、西部4 煤層底板泥岩比較薄，最薄在0.2～0.5m，一般為2.0m左右；北部4煤層底板泥岩最薄1.87m，一般厚3.0m，中部孟村向斜4煤層底板泥岩比較厚，最大厚度10.05m，一般在5m左右，南部的大佛寺向斜區4煤層底板泥岩最厚16.06m，一般厚度在6.0m左右。4煤層頂板泥岩亦表現為東、西部薄，一般在2.0m左右，中部較厚，一般在3～5m之間，最厚為7.40m。總體表現規律是頂、底板泥岩厚度與煤層氣含量呈正相關關系。另外，在頂、底板泥岩厚度＞4m 時，其甲烷含量＞2.5mL/g，daf，當泥岩厚度＜4m 時，其甲烷含量＜2.5mL/g，daf。因此，礦區煤層氣賦存規律與煤層頂、底板泥岩厚度關系密切。
另外，地下水活動對煤層氣含量也有一定影響。主要表現在：地下水可驅動裂隙和孔隙中的煤層氣運移；地下水可帶動微溶於水的煤層氣一起流動；水分子被吸附在孔隙、裂隙表面，減弱了煤層對甲烷的吸附能力；水體占據了煤層孔隙的空間，排擠了煤層中的游離甲烷。因此，地下水活動比較強烈的地區，煤層中的煤層氣含量比較小。反之，地下水活動微弱的地區，煤層中的煤層氣含量比較大。礦區延安組含煤地層富水性微弱，4煤層含水率1.07%～2.83%，礦井反映的煤巷幾乎無水，因此，礦區地下水活動對煤層氣含量無大的影響。
3 資源利用可行性及抽排工藝
從1970年代開始，我國在撫順和焦作等礦區開展了地面鑽井抽煤層氣的試驗。從1990年代初開始引進國外煤層氣技術，但目前仍處在勘探階段。近幾年國內自營勘探和合作開發均取得較大進展。1998年中聯公司在山西沁水煤田東南部開展了煤層氣勘探，施工煤層氣井11口，初步控制含氣面積550km2。到1998年，我國已施工地面鑽井201口，總進尺10萬余米。部分單井產氣量達1000～5000m3/d，個別井可達16000m3/d[2]。
隨著近年來，油氣鑽井、開采技術的不斷引進，低含量煤層氣的開采已成為可能。對本區煤礦建設而言，降低礦井瓦斯含量，減少事故發生的方法，除了加強礦井安全設施建設外，先期抽排也十分必要。針對本區煤層厚度大、結構完整以及煤層氣賦存特徵，採用不同的鑽井結構和布井方案，不但可以降低礦井瓦斯含量，而且，作為一種新能源的開發，還可以創造一定的經濟效益。
煤層氣開采過程包括鑽井、完井、強化、測試和開采等工藝。鑽井工藝包括煤礦采空區鑽井、採掘面水平鑽井和采前地面垂直鑽井。完井方式包括裸眼完井、套管完井和混合完井，這幾種鑽井工藝均適合於本區，但不同的構造部位、煤層分布特徵有不同的工藝。強化是針對大多數煤層滲透率低，僅靠井眼圓柱側面積作為出氣面積難以達到理想效果而採取的入工強化增產措施，包括煤層水力壓裂、打水平排泄孔和洞穴應力釋放法等工藝。礦區煤層氣儲層壓力較低，需要入工升舉，抽出煤層中的水，使產層壓力降低後才能產氣[3]。同時，應注意到本區煤層氣含量的不均一性，即在煤層裂隙發育地帶，煤層氣相對富集。因此，選擇合理的布井方案，也十分重要。
參考文獻
[1]王興.2003.陝西黃隴侏羅紀煤田優質富煤帶及其構造因素[A].見煤田地質可持續發展研究.西安：陝西科學技術出版杜
[2]張鐵崗.2001.礦井瓦斯綜合治理技術[M].北京：煤炭工業出版杜
[3]烏效鳴.1997.煤層氣井水力壓裂計算原理及應用[M].武漢：中國地質大學出版杜
[4]李明朝，張伍儕.1990.中國主要煤田的淺層煤成氣[M].北京：科學出版杜
[5]鍾玲文，張新民.1990（4）.煤的吸附能力與其煤化程度和煤岩組成間的關系[J].煤田地質與勘探
6. 煤礦瓦斯治理方法有哪些
1、確保各個用風地點風量充足，防止瓦斯聚積。
2、合理布置採掘系統，分區治理、強采強抽，高強度的瓦斯抽放，多打孔，密打孔，嚴抽放，
3、堅持開采保護層，利用保護層開采及卸壓瓦斯強化抽放方法治理，區域性的瓦斯治理有開采保護層，和本煤層瓦斯抽放(穿層、順層)，局部的有超前抽排放鑽孔等。
4、安全防護措施，（遠距離放炮，防突風門，閉鎖裝置，放炮管理等）。上隅角瓦斯治理最好用埋管及高位鑽孔抽放。
7. 煤礦 瓦斯的治理有哪些方法
建議你詳細閱讀防突規定的解讀本。煤礦瓦斯治理大的分類為風排和抽放。首先要確保各個用風地點風量充足，防止瓦斯聚積。再就是高強度的瓦斯抽放，多打孔，密打孔，嚴抽放，區域性的瓦斯治理有開采保護層，和本煤層瓦斯抽放（穿層、順層），局部的有超前抽排放鑽孔等。最後是安全防護措施，比如說遠距離放炮，防突風門，閉鎖裝置，放炮管理等。總之，採掘活動前要盡可能的將瓦斯先弄出來，才能確保安全。上隅角瓦斯治理最好用埋管及高位鑽孔抽放。瓦斯治理是個系統工程，要經過試驗及研究才能結合本礦實際，找到合適的治理方法。
8. 預防煤與瓦斯突出的措施有哪些
1、是煤炭企業要建立健全瓦斯災害防治管理體系，要按照規定明確各管理層級的防突職責。突出礦井要建立多部門組成的防突管理協調機構，配齊符合規定的各類防突人員，嚴格落實一崗雙責。
2、是強化礦井瓦斯等級管理，煤礦出現「煤層瓦斯壓力不低於0.74MPa」等三種情況直接升級為突出礦井。
3、是規范區域突出危險性預測和區域驗證，礦井的突出煤層始突點標高以下不得劃分無突出危險區，以前劃分的一律作廢。無突出危險區採掘工作面一旦發現驗證參數指標超限、發生動力現象或突出預兆的必須重新補充實施區域防突措施。
4、是從嚴確定突出煤層區域預測、效果檢驗的臨界值，礦井確定的瓦斯含量指標不得大於6 m3/t、瓦斯壓力指標不得大於0.6MPa，並報企業董事長簽字確認後實施。
5、是嚴格執行區域防突措施，礦井煤層瓦斯壓力大於0.6MPa或瓦斯含量大於6m3/t時，必須採用開采保護層或利用底(頂)板岩巷穿層鑽孔預抽煤層瓦斯的區域防突措施。
9. 煤礦瓦斯治理十六字體系和十二字方針是啥關系
煤礦瓦斯治理十六字體系是十二字方針的具體體現、深化和發展。
十二字方針：內先抽後采；監測監控；以風定產容。
十六字體系：通風可靠；抽采達標；監控有效；管理到位。
黑龍江各地區、部門、煤礦企業按照國家和省政府的統一安排部署，全面落實「先抽後采、監測監控、以風定產」瓦斯治理十二字方針，不斷強化瓦斯防治意識，加大瓦斯治理投入，落實瓦斯防治措施，提升瓦斯防治科技創新水平，提高監管監察幫扶手段，煤礦瓦斯防治工作取得了一定成效。
(9)瓦斯災害與治理擴展閱讀：
煤礦井下治理瓦斯基本原則
1、確保各個用風地點風量充足，防止瓦斯聚積。
2、合理布置採掘系統，分區治理、強采強抽，高強度的瓦斯抽放，多打孔，密打孔，嚴抽放。
3、堅持開采保護層，利用保護層開采及卸壓瓦斯強化抽放方法治理，區域性的瓦斯治理有開采保護層，和本煤層瓦斯抽放(穿層、順層)，局部的有超前抽排放鑽孔等。
4、安全防護措施，（遠距離放炮，防突風門，閉鎖裝置，放炮管理等）。上隅角瓦斯治理最好用埋管及高位鑽孔抽放。
10. 瓦斯災害防治措施
目前我國用的最好的就是保護層開采，在山西，內蒙，淮南等地用的不錯。放瓦斯效果明顯！