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[摘 要]随着浅部煤炭资源的逐渐枯竭，煤炭开采不断向深部转移。煤矿深井开采将导致矿压显现加剧、巷道维护困难、煤岩冲击矿压危险性增加、矿井瓦斯等级升高、井下作业场所气候条件恶化等问题，对矿井安全生产造成巨大威胁。本文分析瓦斯的地质影响因素，阐述深井瓦斯治理技术。
[关键词]深井；采矿；区域；瓦斯；治理技术
中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）03-0032-01
目前，我国采矿事业的不断发展，同时也带来了很多负面的影响，比如，对于自然生态的破坏、土地资源的枯竭等，瓦斯的危害等等，其中对于深井开采条件下的瓦斯治理一直是有关专家和学者们研究的问题，因为，由于瓦斯的存在给深井的开采工作造成了很严重的危险和危害，且疏于瓦斯的防范和治理，因此，每年都发生多起瓦斯爆炸的事件发生，所以对于瓦斯的治理技术是采矿业研究的重点。
1.瓦斯的地质影响因素
瓦斯主要是在煤的形成过程中产生的，按其成因可分为3 种形成方式，即生物化学作用形成、煤变质形成和油气田的瓦斯侵入。不同的煤田，不同的矿井，同一个矿井的不同位置，其瓦斯含量都是有所不同的，造成这一差异的主要因素来自于地质因素，有以下几个方面：
1.1煤体自身性质。造成瓦斯含量的不同之一就是煤体本生的性质，在煤炭形成的初期，煤体表面具有大量的空隙，所以储存有力的瓦斯含量较大，吸附瓦斯的能力也较强，然而在此阶段期间在成煤物化作用下尚未生成大量瓦斯，随着，煤炭的进一步变质，煤体的表面积出现毛细空隙，其吸附面积进一步增大，使得瓦斯的吸附能力更强，因此，造成瓦斯的进一步堆积，然而，并不是所有情况此时的瓦斯含量最大，瓦斯的堆积还需要一个封闭的空间。
1.2煤层赋存条件。煤层中的瓦斯还会受到地层中的压力影响，它会随着压力的变化在煤层和地层之间运动，运动的快慢与煤层和围岩的渗透性有关系，煤层和围岩的渗透性越大，其含量就会低，就会向四周或外部扩散，相反，如果煤层和围岩的渗透性较差，就会造成瓦斯随着压力得出变化而堆积，此时深井中的瓦斯含量较高，而且不易排放。
1.3地质水含量条件。周所周知瓦斯是溶于水的，所以，在地下水含量丰富的地区或者煤体水分含量较多的深井内，瓦斯的含量较少，会被水的循环过程带出瓦斯。
2.深井瓦斯治理技术
由于瓦斯的种种特性，以及瓦斯的分布是有一定的规律性的，所以对于深井采用瓦斯的区域防治技术还是有很高的成效的，现如今已经形成了多种治理瓦斯的技术手段。
2.1瓦斯防突技术。为了预防瓦斯燃烧以及煤与瓦斯突出的问题，①矿井中设立通风孔，其通风口应当保持一定的风速和风量，使得深井中的瓦斯能充分扩散，并且使矿井内的瓦斯含量能够低于不能爆炸的浓度。②在矿井的内部应当设立瓦斯检测点，每次下井之前都要经过检测，并且如实进行记录并汇报工作界面的瓦斯变化。③如果发现大面积的瓦斯积聚，便采取隔离法、分支透风法、引风法及风压法进行瓦斯的隔离或吹散。这一套技术手段能够有效地治理瓦斯和煤炭之间的突出问题，也是目前最常见的技术手段。
2.2瓦斯抽采技术。瓦斯抽采技术是在煤田区域建立多处地面抽放系统和井下临时抽放系统，其抽放位置大多在，开采的煤层、高位水平岩石、煤层顶板高位巷道以及采空密闭区域进行，所有的抽放都必须转有抽放孔，每个抽放孔深度大约处于地下50米～100米之间，在采煤工作面轨道巷和运输巷沿走向按孔间距3m，布置抽放钻孔；孔径Φ75mm，孔深42m，封孔长度为8m，钻孔孔口抽采负压为13～14Kpa，预抽时间不少于6个月，且区域措施效果检验有效后方可进行采掘作业。
3.瓦斯治理理念和技术应用
3.1提高认识， 更新理念。进一步坚定瓦斯可防可控可治的信心和决心，实现区域瓦斯治理，瓦斯治理理念要随着开采深度的变化，做到与时俱进，学习其他煤炭企业的先进瓦斯治理经验，瓦斯治理实现由“治得住”向“治得好、治得快”转变。一是抓好瓦斯地质分析。扎实开展好瓦斯地质探测，根据瓦斯含量，采取差异化设计，提高治理效率和效果，降低治理成本，同时结合自身特点，积累的瓦斯治理经验，切实搞好防突技术研究，从根本上消除煤与瓦斯突出和动力灾害，为煤炭企业安全发展奠定牢固基础。
3.2优先利用先进的物探仪器装备。配备必要的探测仪器设备和专职物探人员，对如何使用提出明确要求。高瓦斯、突出矿井和建井处必须配备适用于井下的便携式地质探测仪或瑞利波地质探测仪等震波类物探仪器，探明地质瓦斯情况， 做到采煤和掘进有的放矢，减少误揭煤层和有效合理避开瓦斯异常区域。
3.3探索瓦斯综合治理新手段新技术。利用已成功通过了国家能源局组织的专家技术论证的煤矿井下定向压裂增透消突成套技术，提高瓦斯抽放率。煤矿井下定向压裂增透成套技术，主要是通过实施井下定向压裂增透，增加瓦斯涌出通道，使煤矿井下工作面前方煤体充分卸压，瓦斯得到充分释放，降低工作面突出危险性，煤尘、冲击地压危险性明显降低。如今，在十矿等多家企业井下得到试验和应用。实践表明， 应用此项技术， 增透消突效果显著， 瓦斯抽采量增大14～51倍，动力现象减弱。专家组组长认为该项目的实施增加了煤层的透气性[1]， 是治理高瓦斯低透气性单一煤层瓦斯灾害的有效途径。
3.4进一步构建深井开采条件下的瓦斯治理体系。优化通风系统，确保通风可靠，提高矿井抗灾能力， 实现“四个转变” （从生产过程治理向超前治理转变， 从局部治理向区域治理、从措施型向工程型、从单纯瓦斯抽采向综合利用转变）， 建设瓦斯综合治理示范化矿井。落实“通风可靠， 抽采达标， 监控有效， 管理到位”十六字工作体系，把矿井通风放在了首位，从设计入手，新设计高瓦斯和突出矿井的水平延伸，采区两翼必须分别布置1条专用回风巷，实现回采工作面和掘进工作面各自独立的回风系统，不用或至少在相当长时段内不共用1个回风系统，避免发生灾变时事故范围扩大。对突出采区和突出工作面， 除按规定设置里、外监测传感器外， 认真研究煤与瓦斯突出发生瓦斯逆流时可能波及范围内的监测探头的设置， 做到发生瓦斯逆流时能迅速切断波及范围内的所有电源， 防止事故扩大。严格执行瓦斯浓度0.8%断电的规定， 最大限度减少瓦斯超限次数。监测监控系统稳定、可靠是防止瓦斯事故的重要保障， 必须高度重視、常抓不懈。
总之，瓦斯事故的发生，对井下安全生产及人员安全造成了严重的威胁，是矿井生产的重大灾害之一。瓦斯事故的地质影响因素分析，从瓦斯安全管理机制、火源安全管理机制和矿工不安全行为控制给出了瓦斯事故的防治措施，对矿山安全生产和可持续发展具有重要的现实意义。所以对于深井开采中瓦斯的治理应当结合科学的技术手段和严格的管理技术手段，做到早发现、早治疗的效果。
参考文献
[1]李建国，郑毅，柳强.宁夏韦州矿区煤变质规律及其成因分析[J].中国煤炭地质，2013，（9）.
[2]魏向成，何伟，谢变宁. 韦四井田太原组沉积特征及煤岩层对比分析[J].洁净煤技术，2016，（2）.
[3]刘敏，赵建光，傅群和.白山坪井田煤层气成藏主控因素影响分析[J]. 煤炭科学技术，2015，（8）.
[4]王军鹏，桑树勋，周效志.红阳煤田徐往子井田煤层气成藏地质条件分析[J]. 中国煤层气，2015，（5）.
[关键词]深井；采矿；区域；瓦斯；治理技术
中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）03-0032-01
目前，我国采矿事业的不断发展，同时也带来了很多负面的影响，比如，对于自然生态的破坏、土地资源的枯竭等，瓦斯的危害等等，其中对于深井开采条件下的瓦斯治理一直是有关专家和学者们研究的问题，因为，由于瓦斯的存在给深井的开采工作造成了很严重的危险和危害，且疏于瓦斯的防范和治理，因此，每年都发生多起瓦斯爆炸的事件发生，所以对于瓦斯的治理技术是采矿业研究的重点。
1.瓦斯的地质影响因素
瓦斯主要是在煤的形成过程中产生的，按其成因可分为3 种形成方式，即生物化学作用形成、煤变质形成和油气田的瓦斯侵入。不同的煤田，不同的矿井，同一个矿井的不同位置，其瓦斯含量都是有所不同的，造成这一差异的主要因素来自于地质因素，有以下几个方面：
1.1煤体自身性质。造成瓦斯含量的不同之一就是煤体本生的性质，在煤炭形成的初期，煤体表面具有大量的空隙，所以储存有力的瓦斯含量较大，吸附瓦斯的能力也较强，然而在此阶段期间在成煤物化作用下尚未生成大量瓦斯，随着，煤炭的进一步变质，煤体的表面积出现毛细空隙，其吸附面积进一步增大，使得瓦斯的吸附能力更强，因此，造成瓦斯的进一步堆积，然而，并不是所有情况此时的瓦斯含量最大，瓦斯的堆积还需要一个封闭的空间。
1.2煤层赋存条件。煤层中的瓦斯还会受到地层中的压力影响，它会随着压力的变化在煤层和地层之间运动，运动的快慢与煤层和围岩的渗透性有关系，煤层和围岩的渗透性越大，其含量就会低，就会向四周或外部扩散，相反，如果煤层和围岩的渗透性较差，就会造成瓦斯随着压力得出变化而堆积，此时深井中的瓦斯含量较高，而且不易排放。
1.3地质水含量条件。周所周知瓦斯是溶于水的，所以，在地下水含量丰富的地区或者煤体水分含量较多的深井内，瓦斯的含量较少，会被水的循环过程带出瓦斯。
2.深井瓦斯治理技术
由于瓦斯的种种特性，以及瓦斯的分布是有一定的规律性的，所以对于深井采用瓦斯的区域防治技术还是有很高的成效的，现如今已经形成了多种治理瓦斯的技术手段。
2.1瓦斯防突技术。为了预防瓦斯燃烧以及煤与瓦斯突出的问题，①矿井中设立通风孔，其通风口应当保持一定的风速和风量，使得深井中的瓦斯能充分扩散，并且使矿井内的瓦斯含量能够低于不能爆炸的浓度。②在矿井的内部应当设立瓦斯检测点，每次下井之前都要经过检测，并且如实进行记录并汇报工作界面的瓦斯变化。③如果发现大面积的瓦斯积聚，便采取隔离法、分支透风法、引风法及风压法进行瓦斯的隔离或吹散。这一套技术手段能够有效地治理瓦斯和煤炭之间的突出问题，也是目前最常见的技术手段。
2.2瓦斯抽采技术。瓦斯抽采技术是在煤田区域建立多处地面抽放系统和井下临时抽放系统，其抽放位置大多在，开采的煤层、高位水平岩石、煤层顶板高位巷道以及采空密闭区域进行，所有的抽放都必须转有抽放孔，每个抽放孔深度大约处于地下50米～100米之间，在采煤工作面轨道巷和运输巷沿走向按孔间距3m，布置抽放钻孔；孔径Φ75mm，孔深42m，封孔长度为8m，钻孔孔口抽采负压为13～14Kpa，预抽时间不少于6个月，且区域措施效果检验有效后方可进行采掘作业。
3.瓦斯治理理念和技术应用
3.1提高认识， 更新理念。进一步坚定瓦斯可防可控可治的信心和决心，实现区域瓦斯治理，瓦斯治理理念要随着开采深度的变化，做到与时俱进，学习其他煤炭企业的先进瓦斯治理经验，瓦斯治理实现由“治得住”向“治得好、治得快”转变。一是抓好瓦斯地质分析。扎实开展好瓦斯地质探测，根据瓦斯含量，采取差异化设计，提高治理效率和效果，降低治理成本，同时结合自身特点，积累的瓦斯治理经验，切实搞好防突技术研究，从根本上消除煤与瓦斯突出和动力灾害，为煤炭企业安全发展奠定牢固基础。
3.2优先利用先进的物探仪器装备。配备必要的探测仪器设备和专职物探人员，对如何使用提出明确要求。高瓦斯、突出矿井和建井处必须配备适用于井下的便携式地质探测仪或瑞利波地质探测仪等震波类物探仪器，探明地质瓦斯情况， 做到采煤和掘进有的放矢，减少误揭煤层和有效合理避开瓦斯异常区域。
3.3探索瓦斯综合治理新手段新技术。利用已成功通过了国家能源局组织的专家技术论证的煤矿井下定向压裂增透消突成套技术，提高瓦斯抽放率。煤矿井下定向压裂增透成套技术，主要是通过实施井下定向压裂增透，增加瓦斯涌出通道，使煤矿井下工作面前方煤体充分卸压，瓦斯得到充分释放，降低工作面突出危险性，煤尘、冲击地压危险性明显降低。如今，在十矿等多家企业井下得到试验和应用。实践表明， 应用此项技术， 增透消突效果显著， 瓦斯抽采量增大14～51倍，动力现象减弱。专家组组长认为该项目的实施增加了煤层的透气性[1]， 是治理高瓦斯低透气性单一煤层瓦斯灾害的有效途径。
3.4进一步构建深井开采条件下的瓦斯治理体系。优化通风系统，确保通风可靠，提高矿井抗灾能力， 实现“四个转变” （从生产过程治理向超前治理转变， 从局部治理向区域治理、从措施型向工程型、从单纯瓦斯抽采向综合利用转变）， 建设瓦斯综合治理示范化矿井。落实“通风可靠， 抽采达标， 监控有效， 管理到位”十六字工作体系，把矿井通风放在了首位，从设计入手，新设计高瓦斯和突出矿井的水平延伸，采区两翼必须分别布置1条专用回风巷，实现回采工作面和掘进工作面各自独立的回风系统，不用或至少在相当长时段内不共用1个回风系统，避免发生灾变时事故范围扩大。对突出采区和突出工作面， 除按规定设置里、外监测传感器外， 认真研究煤与瓦斯突出发生瓦斯逆流时可能波及范围内的监测探头的设置， 做到发生瓦斯逆流时能迅速切断波及范围内的所有电源， 防止事故扩大。严格执行瓦斯浓度0.8%断电的规定， 最大限度减少瓦斯超限次数。监测监控系统稳定、可靠是防止瓦斯事故的重要保障， 必须高度重視、常抓不懈。
总之，瓦斯事故的发生，对井下安全生产及人员安全造成了严重的威胁，是矿井生产的重大灾害之一。瓦斯事故的地质影响因素分析，从瓦斯安全管理机制、火源安全管理机制和矿工不安全行为控制给出了瓦斯事故的防治措施，对矿山安全生产和可持续发展具有重要的现实意义。所以对于深井开采中瓦斯的治理应当结合科学的技术手段和严格的管理技术手段，做到早发现、早治疗的效果。
参考文献
[1]李建国，郑毅，柳强.宁夏韦州矿区煤变质规律及其成因分析[J].中国煤炭地质，2013，（9）.
[2]魏向成，何伟，谢变宁. 韦四井田太原组沉积特征及煤岩层对比分析[J].洁净煤技术，2016，（2）.
[3]刘敏，赵建光，傅群和.白山坪井田煤层气成藏主控因素影响分析[J]. 煤炭科学技术，2015，（8）.
[4]王军鹏，桑树勋，周效志.红阳煤田徐往子井田煤层气成藏地质条件分析[J]. 中国煤层气，2015，（5）.