[科普中国]-深矿井开采瓦斯控制

深矿井开采的瓦斯控制有两个内容：一是控制矿井瓦斯涌出量；二是防止煤与瓦斯突出。相比之下，后者更为重要。矿井瓦斯涌出量随开采深度增加而增大。煤层埋藏深，瓦斯含量大；矿井开采深度增加，开采难度增大，为保证矿井生产，需加大矿井生产能力。

简介瓦斯在煤矿开采中普遍存在。解决瓦斯问题的传统方法是加强矿井通风。但是当进入深矿井开采后，由于瓦斯大，仅靠通风有时不能使瓦斯达到规定的环境标准。因此，在深矿井开采中，要有效地控制瓦斯，除了搞好矿井通风外，还要采取一些专门的方法和措施1。

深矿井开采的一般特征1.矿压大

（1）原岩应力大。它包括自重应力、构造应力及赋存在岩体中的水和瓦斯对岩体的压力等。构造应力主要指构造残余应力。

（2）岩体塑性大。深矿井开采，因其原岩应力大，侧向应力的增加使岩体的塑性增大，在开采至一定深度，岩体可能出现完全塑性状态，这时原岩应力为三向等压，即静水压力状态。

（3）矿山压力显现剧烈。这是深矿井开采中原岩应力大和岩体塑性大的表现。围岩移动量大，移动速度快。通常，深矿井开采的巷道闭合量达到几百毫米，甚至超过1000mm。围岩移动速度最大为每日数十毫米，还可能更大。在回采巷道在接近1000m采深时，顶底板移近率达40%，其中底鼓量占总移近量的80%。底鼓量所占比重随采深增加而增大。冲击矿压出现的频度高，冲击能量巨大。

2.地温高

地温即井下岩层的温度。通常，地温随深度增加而增加，其增高率用温度梯度（℃/1000m）表示。在不同地质条件下，地温梯度不同。

3.矿井瓦斯涌出量大

矿井瓦斯涌出量随开采深度增加而增大。煤层埋藏深，瓦斯含量大；矿井开采深度增加，开采难度增大，为保证矿井生产，需加大矿井生产能力。煤炭开采强度随开采深度增加而增大。煤与瓦斯突出的频度和突出物量也随之增大2。

深矿井开采的瓦斯控制内容深矿井开采的瓦斯控制有两个内容：一是控制矿井瓦斯涌出量；二是防止煤与瓦斯突出。相比之下，后者更为重要。由于深矿井开采中瓦斯特征与浅部开采的高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井的瓦斯特征基本相似，作为瓦斯控制的方法和手段也基本相同，如：开解放层、瓦斯抽放、煤层注水、放震动炮等。

深矿井开采的瓦斯控制特点在深矿井开采中瓦斯控制有如下特点：

（1）瓦斯赋存条件及作用机理复杂，防止瓦斯突出难度大。高瓦斯压力、高地压单独或共同作用都可能引起煤与瓦斯突出。因此，预防瓦斯突出应采取综合措施，如卸压与防突并重的深孔卸压，煤层注水松动，放震动炮等措施。

（2）瓦斯突出的地点和时间不确定，防止瓦斯突出工作量大。在浅部开采中，煤与瓦斯突出一般发生在比较固定的地点，如在石门揭煤处。但在深矿井开采中，瓦斯突出则可能在任何时间发生在采掘工作面任意位置。所以，瓦斯控制的措施主要是防突。

（3）瓦斯抽放是降低矿井瓦斯涌出量的有效手段。当开采深度大，矿井通风难度大，要靠通风降低矿井瓦斯需要花费很大代价，甚至不可能。因此，瓦斯抽放就成为深矿井瓦斯控制的重要手段3。

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学