瓦斯灾害与治理
1. 瓦斯爆炸与岩爆的防治
（一）瓦斯爆炸
瓦斯突出后，若遇有燃火点极易发生爆炸。瓦斯爆炸是煤矿的一种主要地质灾害。
1.瓦斯爆炸的危害方式
一般认为，在正常压力下，瓦斯的引火温度是650～750℃。无论明火、电火花、摩擦热生火花及火药爆破，均可点燃瓦斯与空气的混合物而引起爆炸。瓦斯爆炸或瓦斯与煤尘联合爆炸不仅出现高温，而且爆炸压力所产生的冲击破坏力也相当大。煤矿瓦斯爆炸产生的瞬间温度可达1850～2650℃，压力可达初始压力的9倍。发生瓦斯连续爆炸时，可出现很高的冲击压力。
瓦斯爆炸火焰前沿的传播速度，最大为2500m/s。当火焰前沿通过时，井下人员从皮肤到五官均可烧焦。井下设备由于爆炸的高压作用可深陷到岩石内，爆炸的冲击波还可破坏巷道、引起冒顶垮帮等其他灾害。
爆炸冲击波的传播速度最大可达2000m/s，冲击破坏力极强。在爆炸波正向冲击过程中，由于内部形成真空，压力降低，外部压力相对增大，结果空气返回后又形成反向冲击。这种反向冲击虽然速度较前者为慢，但因氧气的补充可能造成二次或多次瓦斯爆炸，其破坏力往往更大。
2.瓦斯爆炸灾害的预防措施
瓦斯积聚达到引爆浓度是发生瓦斯爆炸事故的物质基础，而引燃瓦斯的火种主要来自于管理不善，技术上的原因占少数。因而可以说，这种频率较大而严重程度极高的瓦斯爆炸灾害几乎全部是人为致灾。因此，预防瓦斯爆炸主要应从防止瓦斯积聚和杜绝引爆火种两个方面入手。
（1）防止瓦斯积聚
防止瓦斯积聚的措施主要包括如下几方面：
1）确保矿井通风。矿井通风是防止瓦斯积聚的有效预防措施，“无风不作业”是矿工们代代相传的“座右铭”。所有矿井都应实行机械通风，入风道布置单独回风道，实行分区并联通风。此外，要注意防止漏风，主要进出风巷道要密闭。通风设施要严格按标准施工。
2）及时处理积存的瓦斯。井下易于发生瓦斯积聚的地点有回采工作面上隅角、冒顶顶拱处以及采空区密闭不严的地方等。对这些地方都要及时采取相应的措施，或排、或堵，及时有效地处理瓦斯的积聚。
3）抽放瓦斯。将开采煤层或采空区中的瓦斯用钻孔或专用抽放巷道、管道、真空泵等直接抽吸到地面加以利用，变害为利。这是防止瓦斯爆炸的根本性措施之一，但这项措施往往受到煤层构造、瓦斯蕴藏量、生产强度、通风能力等因素的限制。
4）建立严格的瓦斯检查制度。每个矿井都必须建立瓦斯检查制度，配备专用仪器，定时检查巷道内的瓦斯含量，对含量超过检限的地方，要及时采取措施加以处理。
（2）杜绝瓦斯爆炸火种
杜绝瓦斯爆炸火种的措施主要包括如下几方面：
1）严禁明火。严格禁止携带烟草及点火工具下井，井下严禁使用灯泡或电炉取暖。井下和井口不准从事电焊、气焊和喷灯等焊接工作，如果必须使用，则需采取必要的安全措施。为防止摩擦生热产生火花，镐尖、手锤刃上要包上铜。
2）加强防爆电器的管理，防止电火花引燃。瓦斯矿井应选用矿用安全型、防爆型或火花型电器设备。使用过程中要经常检查维护，使其保持良好的防爆性能。
3）加强火药管理，遵守安全爆破制度。放炮前后要检查瓦斯含量，瓦斯超限时不准放炮。
4）严格管理自然发火区，注意防火，加强火区内有毒气体及瓦斯浓度的检查。
（二）岩爆
岩爆又称冲击地压，是指承受强大地压的脆性煤、矿体或岩体，在其极限平衡状态受到破坏时向自由空间突然释放能量的动力现象，是一种采矿或隧道开挖活动诱发的地震。在煤矿、金属矿和各种人工隧道中均有发生。
岩爆发生时，岩石碎块或煤块等突然从围岩中弹出，抛出的岩块大小不等，大者直径可达几米甚至几十米，小者仅几厘米或更小。大型岩爆通常伴有强烈的气浪巨响，甚至使周围的岩体发生振动。岩爆可使硐室内的采矿设备和支护设施遭受毁坏，有时还造成人员伤亡。
岩爆的防治问题虽然目前尚难彻底解决，但在实践中已摸索出一些较为有效的方法，根据开挖工程的实际情况，可采取不同的防治方法。
1.设计阶段的防治对策
1）硐轴线的选择：人们通常认为硐轴线方向应与最大主应力方向平行，以改善硐室结构的受力条件。然而，使硐室相对稳定的受力条件是围岩不产生拉应力、压应力均匀分布和切向压应力最小。在选择轴线方向时应多方面比较选择，以减少高地应力引发的不利因素。
2）硐室断面形状选择：硐室断面形状一般有圆形、椭圆形、矩形和倒U形等。当断面的宽高比等于侧压系数（λ）时，可综合考虑各种因素确定硐室断面形状。
2.施工阶段的防治对策
防治对策主要包括下面几方面：
1）超前应力解除法：在高地应力区，硐室开挖后易产生超高应力集中。为了有效地消除应力集中现象，可采取预切槽法、表面爆破诱发法和超前钻孔应力解除法等提前释放地应力。在岩爆危险地带钻浅孔进行爆破，造成围岩表部松动带，可有效防止破坏性岩爆的发生。开采煤层时，首先开采无冲击地压或冲击地压小的煤层，作为解放压力层。回采时，要用全面陷落法管理顶板，不留煤柱；对不易冒落的顶板要采用深孔爆破法或强力高压注水法强制放顶。
2）喷水或钻孔注水促进围岩软化：在硐室易发生岩爆地段，爆破后立即向工作面新出露围岩喷水，既可降尘又可缓释围岩应力。因为注水使裂纹尖端能量降低，裂纹扩张传播的可能性减小，裂纹周围的热能转为地震能的效率随之降低。从而减小剧烈爆破的危险性。
3）选择合适的开挖方式：岩爆是高压力集中的结果，因此，开挖时可采取分步开挖的方式，人为地给围岩岩体提供一定的变形空间，使其内部的高应力得以缓慢降低，从而达到预防岩爆的目的。
4）减少岩体暴露的时间和面积：在短进尺、多循环的施工作业过程中，应及时支护，以尽量减少岩体暴露的时间和面积，防止岩爆发生。
5）岩爆发生的处理措施：一旦发生岩爆，应彻底停机、待避，对岩爆的发生情况进行详细观察并如实记录，仔细检查工作面、边墙或拱顶，及时处理、加固岩爆地段。
6）合理选择围岩的支护加固措施：使开挖的硐室周边或前方掌子面的围岩岩体从单向应力状态变为三向应力状态；同时，围岩加固措施还具有防止岩体弹射和塌落的作用。主要的支护加固措施有：①喷混凝土或钢纤维喷混凝土加固；②钢筋网喷混凝土加固；③周边锚杆加固；④格栅钢架加固；⑤必要时可采取超前支护。
2. 矿井安全管理的重点是瓦斯治理和水害防治，任何时候两个问题不能忽视
一、充分认识打好煤矿瓦斯、水害防治两个攻坚战的重要性和紧迫性 打好煤矿瓦斯、水害防治两个攻坚战是遏制煤矿重特大事故的重要手段。瓦斯和水害位居矿井“五大灾 害”之首，是威胁煤矿生产安全的重要杀手。无论从全国还是从我市发生的煤矿事故来看，瓦斯和水害事故 都占煤矿事故总量的三分之二以上，严重威胁着国家和人民群众的生命财产安全。各级各部门和煤矿企业 务必提高对瓦斯、水害防治工作的认识，切实突出重点，抓住关键，齐心协力，攻坚克难，坚决打好瓦斯、 水害防治攻坚战，坚决遏制重特大事故发生。 打好煤矿瓦斯、水害防治两个攻坚战是加强煤矿安全生产工作的迫切要求。我市煤矿企业虽然经过近年 来的专项治理整顿和资源整合，整体发展水平有了一定的提高，全市安全生产形势有了明显的好转，但由 于我市煤矿企业地质条件复杂，相当一部分矿井受瓦斯、水患灾害威胁严重，煤矿企业经营起点低、条件 差、整体抗御风险能力不高，煤矿安全生产基础仍然脆弱，尤其是资源整合矿井普遍存在着地质资料不详 等问题，受周围关闭矿井老空水、“瓦斯罐”的威胁极大，而且随着开采深度的增加，高沼矿井将会逐步增 多，水害治理难度将会逐步增大，安全生产工作的压力相当沉重。因此，打好煤矿瓦斯、水害防治两个攻 坚战，实现煤矿安全生产形势稳定好转的任务十分紧迫。 打好煤矿瓦斯、水害防治两个攻坚战是实现全市经济又好又快发展的重要保障。煤炭工业是我市的支柱 产业，其运行质量好坏，直接关系着全市经济发展和社会稳定大局，必须采取科学的手段和严厉的措施， 强化安全监管，严格瓦斯、水害防治，实现煤矿管理的科学化、规范化，从根本上改变我市煤矿安全基础 薄弱的状况，不断促进煤炭工业持续健康发展，从而实现全市经济的跨越式发展。
二、工作要求 以科学发展观统领全局，坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，落实煤矿企业安全主体责任， 把瓦斯、水害防治与“隐患治理年”活动结合起来，夯实基础，遵循规律，加大安全投入，改善技术装备， 严格现场管理，强化指导服务，健全完善救援体系，全面提升抗灾能力，坚决打赢煤矿瓦斯、水害防治两 个攻坚战，坚决杜绝较大以上瓦斯、水害事故。
三、严格防控，夯实瓦斯、水害防治基础
建立制度保障体系
1．强化组织保障。煤矿实际监控人（或控股股东）是瓦斯、水害防治的第一责任人，矿长、技术矿长（总 工程师）是瓦斯、水害防治的直接责任人（开采实体二 煤、垂深超过200 米的矿井，必须设置一名副总 工程师专抓瓦斯管理工作；受水害威胁的矿井，必须明确一名副总工程师或矿长助理担任探放水队长）， 负责全面贯彻执行瓦斯、水害防治的有关法规、规程和标准，组织制定、落实瓦斯、水害防治两个攻坚战 实施方案，煤矿企业要建立健全瓦斯、水害防治机构，配齐专业技术人员，实行探放水人员工资单列（市 煤炭局监督发放）。要把瓦斯、水害防治责任逐级逐项分解，落实到各部门和各岗位人员，做到上面有人 抓，下面有人干，重大问题决策迅速、措施得力，形成一级抓一级、层层抓落实的管理机制。
2．实行瓦斯、水害防治督察制。每个驻矿站要每矿指定一名专职驻矿员，专门负责督察煤矿探放水工作。 各煤矿企业必须建立安全隐患纠察队，抽调专门人员重点检查瓦斯、水害防治工作。由安全矿长负责，坚 持每班必须有2—3 名专职纠察员在井下检查监督瓦斯、水害防治措施的落实，监督安全隐患的整改，从 源头和现场管理上把好瓦斯、水害防治关。
3．实行瓦斯、水害防治例会制度。煤矿企业每月至少由矿长主持召开一次瓦斯、水害防治工作会议，专题 研究解决瓦斯、水害防治工作中存在的问题，总结经验，制定下步工作计划，并对办公会决定事项形成纪 要，明确责任，抓好落实。突发异常问题，要随时召开会议，提出防治措施，并及时向主管部门报告。
4．主要产煤乡镇政府要设立3 人以上的专家组，每月对辖区煤矿逐矿进行一次集中“会诊”，重点解决瓦 斯、水害防治的技术难题。
3. 预防煤矿瓦斯灾害新技术的研究
胡千庭
（煤炭科学研究总院重庆分院 重庆 400037）
摘要 预防煤矿瓦斯灾害是世界各采煤国家关注的焦点，论文简要介绍了包括瓦斯灾害易发区域的预测技术、高效瓦斯抽采及抽采效果评价技术、瓦斯灾害监测预警技术等区域性的以建立本质安全矿井为目的的综合技术的应用、研究现状及进展情况。
关键词 煤矿瓦斯灾害 预测技术 抽采技术 监测预警技术
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
预防煤矿瓦斯灾害是世界各采煤国家关注的焦点，尤其在我国，瓦斯灾害已成为煤矿群死群伤的头号杀手。2005年，一次死亡10入以上的特大煤矿事故中，瓦斯事故占70.7%，新中国成立以来发生22起一次死亡100入以上的煤矿事故中，瓦斯煤尘爆炸事故为20起。
预防煤矿瓦斯灾害技术的研究已经从局部性短兵相接的单项技术向区域性的以建立本质安全矿井为目的的综合技术发展，包括瓦斯灾害易发区域的预测技术、高效瓦斯抽采及抽采效果评价技术、瓦斯灾害监测预警技术等。本文对这些技术的研究作一简要介绍。
1 瓦斯灾害易发区域预测技术
瓦斯灾害与地质构造有密切关系，地质构造复杂的区域通常属于瓦斯灾害易发区域。此外，瓦斯灾害易发区通常赋存着较高的瓦斯含量，因此，预测高瓦斯含量区域也是预测瓦斯灾害易发区的有效手段。
1.1 地质雷达超前探测地质构造技术
地质雷达是一种确定地下介质分布的定向高频电磁波反射定位技术。在岩土工程和建筑工程等领域得到广泛应用。煤炭科学研究总院重庆分院通过多年努力，最新研制出适合煤矿环境使用的本质安全型地质雷达，能够超前探测采掘工作面20～30m深处煤岩内的隐伏小型构造等地质异常体，通过在西山、淮南、松藻等矿区的试验，取得了好的效果。2004年12月12日，在西山杜儿坪矿68214尾巷进行了煤层陷落柱探测试验，发现在煤层中由浅到深雷达波逐渐衰减，而在有陷落柱的地方雷达回波出现强反射，同相轴基本形成一段弧形曲线，明显反映了陷落柱和煤层的分界面和陷落柱的大小范围（见图1）。
图13 宽带监控系统功能结构图
4 瓦斯灾害预警技术
瓦斯灾害的有效预防与矿井管理水平密切相关。然而，瓦斯灾害的发生具有许多相关影响因素，且这些因素都是动态变化的，单纯靠入来掌握所有相关因素的变化以及可能导致的结果是非常困难的。为此，我们开展了瓦斯灾害预警技术的研究，通过建立大量的信息数据库，并通过监控系统监测各相关影响因素的变化，利用试验研究得到的相关模型，实现对瓦斯灾害预警，并提出合理的消除瓦斯灾害隐患的建议，利用技术提升矿井安全生产的管理和决策水平。
预警系统基于ARC Infor 三维地理信息系统平台进行开发，使过程和结果具有直观性。目前，瓦斯灾害预警系统主要具备的功能有：①瓦斯赋存分析及预测；②区域煤与瓦斯突出危险性预测；③采掘工作面煤与瓦斯突出危险性预测；④瓦斯浓度变化实时监控与预测；⑤瓦斯爆炸危险性预测；⑥系统管理、矿图维护与输入输出等功能模块。而且随着研究的深入，不断增加功能，自学习修正模型等。图14是该系统软件的一个界面。
4.1 瓦斯地质及瓦斯赋存分析与预测
瓦斯地质及瓦斯赋存分析及预测主要是以绘制瓦斯压力等值线、瓦斯含量等值线、地质构造对煤与瓦斯突出的影响等为目标，研究基于地理信息（GIS）技术的瓦斯地质赋存状况预测方法及软件计算程序。在本系统中，主要研究开发了地质构造的维护、查询，地质单元的划分与智能识别，地质单元的瓦斯压力等值线绘制、瓦斯含量等值线绘制、等值线分布范围查询及分布图查询等功能。
图14 瓦斯压力等值线输出结果
4.2 区域煤与瓦斯突出危险性预测
区域煤与瓦斯突出危险性预测主要以绘制突出危险区域分布图为目标，其预测基础是煤矿实际测定的瓦斯压力和瓦斯含量等基本参数、地质构造、动力现象等。区域预测的方法包括瓦斯地质法、综合指标法、钻孔动力现象判断法和其他现象的综合判断法，区域预测的结果就是各个专业模块计算结果的并集。区域预测结果分为突出威胁区、突出危险区和严重突出危险区三级，结果图可以进行交互查询、打印和共享发布。
4.3 采掘工作面煤与瓦斯突出危险性预测
采掘工作面煤与瓦斯突出危险性预测主要分为采煤工作面突出危险性预测、煤巷掘进工作面突出危险性预测和石门揭煤工作面突出危险性预测三部分内容，其预测数据来源有三个方面，一是钻孔法日常突出预测数据，包括瓦斯解吸指标K1值、钻屑量S、瓦斯涌出初速度q及其衰减指标Cq等；二是工作面瓦斯涌出动态指标，包括放炮后30（60）min内瓦斯涌出变化评价指标V30（V60），监测系统监控的工作面瓦斯实时涌出变化量等；三是地质构造、日常记录的参数测定点、历史采掘状况记录、历史突出事故记录等。
4.4 瓦斯变化实时监控与预测
瓦斯监控信息来源于监测系统，预警服务器的任务是：定时从监控系统服务器读取需要的信息（主要是瓦斯浓度变化实时值），并主动传输到预警服务器上，再根据信息需求进行分类存储和显示，并通过软件界面接口提供灵活的查询和统计分析功能。
由于监控系统数据是进行瓦斯灾害动态预警的基础，所以数据采集服务器程序不但要求其自身具有稳定性、可靠性、灵活性等特征，而且对控件系统服务器不能有任何负面影响。从长远来看，需要对监控系统和预警系统的数据库服务器进行合并以减少数据存储资源的浪费和数据的集中管理。
4.5 瓦斯爆炸危险性预测
瓦斯爆炸危险性预测以矿井监测系统的瓦斯浓度实时监测数据为基础，对其进行分析处理，综合其他影响因素研究出瓦斯爆炸灾害的预警指标和方法，实现对瓦斯爆炸灾害发生的超前预警，其包括两个方面的内容：
（1）对监测系统数据库保存的三类数据进行分析和判断，实现瓦斯爆炸危险性实时预警；
（2）根据煤与瓦斯突出预警结果进行分析和判断，实现异常情况下瓦斯爆炸危险性预警。
4.6 系统管理、矿图维护与输入输出
系统管理、矿图维护与输入输出是本系统正常运行的基础。
（1）系统管理。系统管理包括本软件系统的通用参数设置、显示风格设置、用户权限设置、煤矿部门分配及员工设置、日志管理、系统配置状态诊断、数据库备份与恢复等内容，系统管理功能模块的作用是为预警系统的正常运行提供保障。
（2）矿图维护。矿图维护主要是对矿井的地图对象进行维护，包括设施设备维护、传感器维护、巷道维护、掘进工作面维护、采煤工作面维护、工作面预测测点维护、突出事故点维护、采空区维护、保护带维护、采煤阶段维护、采区维护、瓦斯赋存参数维护、地质构造维护等内容。
矿图维护模块的设计不同于传统的图形绘制方法，为了严格按照预警系统的对象关系进行对象定义，在维护地图对象时，不但要求准确地绘制矿图及其对象，还特别要求同时建立对象之间的拓扑关系及关联方法。
（3）输入输出。输入输出功能是预警系统运行和展示预警结果的主要手段。输入主要通过三种方式进行采集数据，即：日常维护输入、监测系统动态输入和历史数据分析；输出的方式有报表打印输出、报表网络发布、地图打印输出、地图网络发布等方式。
另外，系统还设计研究了灾害防治措施、专家系统知识库等内容。
5 结束语
有效预防瓦斯灾害是一项长期而又艰巨的任务，面临的技术难题将越来越复杂。本文介绍的技术是这些年的一些研究进展情况，部分技术仅在部分矿区进行过试验，达到大面积推广还需要一个过程。尤其是瓦斯灾害的预警技术，目前更主要的是搭建了一个平台。通过“十一五”的科技攻关、国家973、国家自然科学基金等项目的研究，进一步建立和完善预警模型，筛选和完善实用预防技术，并通过现场的试推广应用和自学习不断修正，使之具备涉及瓦斯灾害动态预警所必需的实用软硬件技术，真正为提升煤矿安全水平起到中坚作用。
4. 瓦斯灾害预防与防治就业方向怎样危险性高么
对采矿工程来讲，，危险性高是什么引起的，大部分是由于现场操作及技术缺陷等造成的，既然你选择这个研究方向，去煤矿工作的话，就应该用你所学的知识，在实践中运用，从而减少灾害的发生，减少了煤矿行业的危险性，不过，你这个方向可以毕业后去些设计部门、安全评价公司，到时你的工作环境主要是设计，在现场呆的时间不长。
5. 陕西彬长矿区煤层瓦斯灾害与对策
王兴 杨文清
（陕西省煤田地质局186队 西安市 710054）
作者简介：王兴，1961年生，男，西安高陵人，1982年毕业于西安矿业学院，高级工程师，陕西省煤田地质局一八六队总工程师，西安能源研究会理事，西安市水资源专家顾问组专家。
摘要 本文试图利用已有的地质成果，对陕西彬长矿区煤层开采中的瓦斯问题进行讨论。就影响矿区建设的煤层瓦斯富集规律进行分析，提出先期抽排的可行性和抽排工艺，为煤炭开发中降低瓦斯含量、减少灾害发生找寻新的途径。
关键词 彬长矿区 瓦斯灾害 对策
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
陕西彬长矿区至2005年年底，已有下沟、火石咀、水帘等煤矿生产，另有大佛寺、亭南煤矿在建，现有各生产矿井均属于高沼气矿井，亦曾发生过瓦斯突出。水帘煤矿1980、1985年曾发生过两次瓦斯突出，前次瓦斯突出后，咸阳矿山救护队在掘进煤巷中测定瓦斯相对涌出量达34.4m3/t·d（日产原煤200t左右），后一次测定混合气体中瓦斯含量已超过10%。1990年9月矿山救护队测定，瓦斯相对涌出量为9.18m3/t·d（日产原煤463 t左右）；火石嘴煤矿1986年4月19日，瓦斯顺采煤工作面煤层裂隙泄出，瓦斯相对涌出量为18.5m3/t·d；1987年5月5日，虎伸沟村办小煤矿发生瓦斯突出，矿山救护队测定混合气体中瓦斯含量已超过10%。几个矿井正常生产时，工作面电钻炮眼内偶尔可听见“嘶嘶”的瓦斯喷出声。
1 煤层气富集规律
矿区勘查阶段，钻孔中采样主要采用解吸法及集气式，共采集煤层气样品240个，其中4号煤层瓦斯样170多个，另外还有顶、底板样、4上煤层样以及生产矿井样等。样品有效控制深度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）。本区煤层气为干气，所有样品测试结果，重烃含量均小于5%。煤层气含量随着埋藏深度加深而增大，其变化梯度为煤层埋深增加54.18m含量增加1mL/g，daf。甲烷含量随着甲烷浓度的增高而增加。其赋存规律受诸多地质因素控制，与成煤环境、煤化程度、煤层厚度、沉积构造及围岩性质等关系密切，构成了本区煤层气含量的分布格局。其成分在横向上的分带表现为南北向，即矿区东、西部为氧化（CO2-N2）带，中部为N2-CH4带或甲烷（CH4）带。南北向以路家小灵台背斜鞍部的CO2-N2带将中部地区分为南、北两部分，南部大佛寺向斜区煤层气相对富集，最高可达6.29mL/g，daf（D32孔），一般都在3mL/g，daf以上，北部仅在雅店背斜鞍部有甲烷富集带，最高可达5.71mL/g，daf（214孔）。值得注意的是，上述数值均为钻孔中采样测试值，由于自煤层原位切割、提钻至井口，打开采煤器后采样、装罐需要几十分钟时间，所测得的数据相对较低，但由于勘查方法所限，目前尚无可靠的换算方法来得到准确的数据。因此，在应用上述数据时，应充分考虑到其误差。
本区中侏罗世延安早期基底隆起比较发育，如矿区北部的七里铺-西坡隆起及南部的两亭-太峪隆起等，其间尚有次级隆起发育。矿区南部在近EW及NEE 向基底隆起背景之上迭加有近SN 向构造，使其呈古垄岗与洼地地貌，具有一定的等间距性，也正是由于这些古隆岗的存在，为煤层和煤层气的形成提供了充足的物源区。成煤前期构造，形成了煤系基底，控制了煤系地层及煤层的沉积厚度即气源岩的厚度分布，背斜部位沉积薄或无沉积，向斜部位沉积厚，为生成煤层气提供了物质基础；至延安中晚期地壳大部已被夷平，多数基底隆起消失，煤层亦不甚发育。矿区主体由一系列NEE 向排列的孟村、南玉子、大佛寺及景村等次级坳陷组成，成为煤田中部次级坳陷中规模最大、赋煤最好的地区之一；两亭-太峪隆起以南成煤环境变化大，煤系地层及煤层均不稳定[1]。成煤构造和后期改造作用使隆起与坳陷具有长期的继承性，煤层上部沉积了一定厚度的盖层物质，为煤层气的储积提供了有利条件。
矿区4煤层底板标高在南部的彬县背斜北翼阴山煤矿，最高为839.12m，最低点在西北部七里铺背斜南翼倾伏端，为143.60m（长4孔）。平均每千米下降3.0m，呈东南高、西北低之势。由于煤层气沿煤层的平均渗透性一般高于垂直煤层和岩层的渗透性，特别是在煤层上覆地层比较厚、渗透性比较差的岩层发育的情况下，煤层气向上垂直运移和排放就更为困难。火石咀煤矿4煤层的测试结果，其平均渗透率7.4mD，而垂直煤层的渗透率仅有3.7mD。这是促使煤层气沿煤层由低处向高处运移的重要因素，也是造成火石咀、水帘、阴山及虎伸沟等煤矿成为高沼气矿井的原因之一。
2 煤层气开发的工程地质条件
本区4煤层顶、底板均为一厚度较大、透气性较差的泥质岩。其孔隙度低，渗透性差，排驱压力大，表现为隔气层性质。矿区东、西部4 煤层底板泥岩比较薄，最薄在0.2～0.5m，一般为2.0m左右；北部4煤层底板泥岩最薄1.87m，一般厚3.0m，中部孟村向斜4煤层底板泥岩比较厚，最大厚度10.05m，一般在5m左右，南部的大佛寺向斜区4煤层底板泥岩最厚16.06m，一般厚度在6.0m左右。4煤层顶板泥岩亦表现为东、西部薄，一般在2.0m左右，中部较厚，一般在3～5m之间，最厚为7.40m。总体表现规律是顶、底板泥岩厚度与煤层气含量呈正相关关系。另外，在顶、底板泥岩厚度＞4m 时，其甲烷含量＞2.5mL/g，daf，当泥岩厚度＜4m 时，其甲烷含量＜2.5mL/g，daf。因此，矿区煤层气赋存规律与煤层顶、底板泥岩厚度关系密切。
另外，地下水活动对煤层气含量也有一定影响。主要表现在：地下水可驱动裂隙和孔隙中的煤层气运移；地下水可带动微溶于水的煤层气一起流动；水分子被吸附在孔隙、裂隙表面，减弱了煤层对甲烷的吸附能力；水体占据了煤层孔隙的空间，排挤了煤层中的游离甲烷。因此，地下水活动比较强烈的地区，煤层中的煤层气含量比较小。反之，地下水活动微弱的地区，煤层中的煤层气含量比较大。矿区延安组含煤地层富水性微弱，4煤层含水率1.07%～2.83%，矿井反映的煤巷几乎无水，因此，矿区地下水活动对煤层气含量无大的影响。
3 资源利用可行性及抽排工艺
从1970年代开始，我国在抚顺和焦作等矿区开展了地面钻井抽煤层气的试验。从1990年代初开始引进国外煤层气技术，但目前仍处在勘探阶段。近几年国内自营勘探和合作开发均取得较大进展。1998年中联公司在山西沁水煤田东南部开展了煤层气勘探，施工煤层气井11口，初步控制含气面积550km2。到1998年，我国已施工地面钻井201口，总进尺10万余米。部分单井产气量达1000～5000m3/d，个别井可达16000m3/d[2]。
随着近年来，油气钻井、开采技术的不断引进，低含量煤层气的开采已成为可能。对本区煤矿建设而言，降低矿井瓦斯含量，减少事故发生的方法，除了加强矿井安全设施建设外，先期抽排也十分必要。针对本区煤层厚度大、结构完整以及煤层气赋存特征，采用不同的钻井结构和布井方案，不但可以降低矿井瓦斯含量，而且，作为一种新能源的开发，还可以创造一定的经济效益。
煤层气开采过程包括钻井、完井、强化、测试和开采等工艺。钻井工艺包括煤矿采空区钻井、采掘面水平钻井和采前地面垂直钻井。完井方式包括裸眼完井、套管完井和混合完井，这几种钻井工艺均适合于本区，但不同的构造部位、煤层分布特征有不同的工艺。强化是针对大多数煤层渗透率低，仅靠井眼圆柱侧面积作为出气面积难以达到理想效果而采取的入工强化增产措施，包括煤层水力压裂、打水平排泄孔和洞穴应力释放法等工艺。矿区煤层气储层压力较低，需要入工升举，抽出煤层中的水，使产层压力降低后才能产气[3]。同时，应注意到本区煤层气含量的不均一性，即在煤层裂隙发育地带，煤层气相对富集。因此，选择合理的布井方案，也十分重要。
参考文献
[1]王兴.2003.陕西黄陇侏罗纪煤田优质富煤带及其构造因素[A].见煤田地质可持续发展研究.西安：陕西科学技术出版杜
[2]张铁岗.2001.矿井瓦斯综合治理技术[M].北京：煤炭工业出版杜
[3]乌效鸣.1997.煤层气井水力压裂计算原理及应用[M].武汉：中国地质大学出版杜
[4]李明朝，张伍侪.1990.中国主要煤田的浅层煤成气[M].北京：科学出版杜
[5]钟玲文，张新民.1990（4）.煤的吸附能力与其煤化程度和煤岩组成间的关系[J].煤田地质与勘探
6. 煤矿瓦斯治理方法有哪些
1、确保各个用风地点风量充足，防止瓦斯聚积。
2、合理布置采掘系统，分区治理、强采强抽，高强度的瓦斯抽放，多打孔，密打孔，严抽放，
3、坚持开采保护层，利用保护层开采及卸压瓦斯强化抽放方法治理，区域性的瓦斯治理有开采保护层，和本煤层瓦斯抽放(穿层、顺层)，局部的有超前抽排放钻孔等。
4、安全防护措施，（远距离放炮，防突风门，闭锁装置，放炮管理等）。上隅角瓦斯治理最好用埋管及高位钻孔抽放。
7. 煤矿 瓦斯的治理有哪些方法
建议你详细阅读防突规定的解读本。煤矿瓦斯治理大的分类为风排和抽放。首先要确保各个用风地点风量充足，防止瓦斯聚积。再就是高强度的瓦斯抽放，多打孔，密打孔，严抽放，区域性的瓦斯治理有开采保护层，和本煤层瓦斯抽放（穿层、顺层），局部的有超前抽排放钻孔等。最后是安全防护措施，比如说远距离放炮，防突风门，闭锁装置，放炮管理等。总之，采掘活动前要尽可能的将瓦斯先弄出来，才能确保安全。上隅角瓦斯治理最好用埋管及高位钻孔抽放。瓦斯治理是个系统工程，要经过试验及研究才能结合本矿实际，找到合适的治理方法。
8. 预防煤与瓦斯突出的措施有哪些
1、是煤炭企业要建立健全瓦斯灾害防治管理体系，要按照规定明确各管理层级的防突职责。突出矿井要建立多部门组成的防突管理协调机构，配齐符合规定的各类防突人员，严格落实一岗双责。
2、是强化矿井瓦斯等级管理，煤矿出现“煤层瓦斯压力不低于0.74MPa”等三种情况直接升级为突出矿井。
3、是规范区域突出危险性预测和区域验证，矿井的突出煤层始突点标高以下不得划分无突出危险区，以前划分的一律作废。无突出危险区采掘工作面一旦发现验证参数指标超限、发生动力现象或突出预兆的必须重新补充实施区域防突措施。
4、是从严确定突出煤层区域预测、效果检验的临界值，矿井确定的瓦斯含量指标不得大于6 m3/t、瓦斯压力指标不得大于0.6MPa，并报企业董事长签字确认后实施。
5、是严格执行区域防突措施，矿井煤层瓦斯压力大于0.6MPa或瓦斯含量大于6m3/t时，必须采用开采保护层或利用底(顶)板岩巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯的区域防突措施。
9. 煤矿瓦斯治理十六字体系和十二字方针是啥关系
煤矿瓦斯治理十六字体系是十二字方针的具体体现、深化和发展。
十二字方针：内先抽后采；监测监控；以风定产容。
十六字体系：通风可靠；抽采达标；监控有效；管理到位。
黑龙江各地区、部门、煤矿企业按照国家和省政府的统一安排部署，全面落实“先抽后采、监测监控、以风定产”瓦斯治理十二字方针，不断强化瓦斯防治意识，加大瓦斯治理投入，落实瓦斯防治措施，提升瓦斯防治科技创新水平，提高监管监察帮扶手段，煤矿瓦斯防治工作取得了一定成效。
(9)瓦斯灾害与治理扩展阅读：
煤矿井下治理瓦斯基本原则
1、确保各个用风地点风量充足，防止瓦斯聚积。
2、合理布置采掘系统，分区治理、强采强抽，高强度的瓦斯抽放，多打孔，密打孔，严抽放。
3、坚持开采保护层，利用保护层开采及卸压瓦斯强化抽放方法治理，区域性的瓦斯治理有开采保护层，和本煤层瓦斯抽放(穿层、顺层)，局部的有超前抽排放钻孔等。
4、安全防护措施，（远距离放炮，防突风门，闭锁装置，放炮管理等）。上隅角瓦斯治理最好用埋管及高位钻孔抽放。
10. 瓦斯灾害防治措施
目前我国用的最好的就是保护层开采，在山西，内蒙，淮南等地用的不错。放瓦斯效果明显！