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摘要：瓦斯灾害事故一直威胁着煤矿安全生产的健康发展，在煤矿安全生产事故中瓦斯灾害事故占主导地位，而瓦斯爆炸事故在瓦斯灾害事故中又特别突出。本文通过瓦斯的形成、影响矿井瓦斯的地质因素来了解瓦斯的形成和赋存情况，同时对瓦斯灾害事故（瓦斯爆炸）的防范提出措施。煤矿瓦斯爆炸必须同时具备三个条件：一是瓦斯浓度在5%—16%；二是氧气浓度达到12%以上；三是有650℃—750℃的引火源；而引起瓦斯爆炸的两个必备条件是瓦斯和火源。所以，在煤矿的现场安全管理中，防范瓦斯爆炸事故的重点是防止瓦斯积聚和火源管理。
关键词：瓦斯、地质因素、防范措施
1.瓦斯的形成
瓦斯的形成与煤及煤系地层中的有机质密切相关，主要是在成煤过程中形成的，根据成因，可分为三种形成方式。
1.1.生物化学作用形成
在植物成煤第一阶段，有机质分解，当氧气充足时，形成二氧化碳和氮气等气体；当缺氧条件下，由于细菌作用分解析出甲烷、重碳氢化合物、氢及其它气体。在这个阶段形成的瓦斯，由于离地表近，大多逸散到大气中，在煤层中保存数量较少。
1.2. 煤变质作用形成
泥炭被其它沉积物覆盖，受地压和地热影响，其化学成分发生变化，氧、氢、硫、氮的含量降低，碳含量相对富集，并形成了以甲烷、氢为主的气体及重碳氢化合物等其它气体。岩浆侵入煤层发生接触变质时，同样可生成重碳氢化合物、氢和甲烷。
这个阶段生成的瓦斯，由于在地下深处，不容易逸散。目前煤层中含有的瓦斯绝大部分属于这种成因。
1.3.油气型来源
主要是指矿井瓦斯的来源是油气田的瓦斯侵入。
2.影响矿井瓦斯含量的地质因素
2.1.瓦斯含量
瓦斯含量是指单位重量（或体积）的煤体或岩体在自然条件下所含的瓦斯量数量（包括游离瓦斯和吸附瓦斯），单位m3/t。
2.2.影响矿井瓦斯含量的地质因素
影响矿井瓦斯含量的因素有很多，概括起来可分为两类：一是影响瓦斯生成量多少的因素；二是瓦斯的保存和逸散因素。在煤矿矿井中，煤中生成的瓦斯含量与储存的瓦斯含量之间的差别很大，不同的煤田、同一煤田不同矿井、同一矿井不同采区的瓦斯含量也是大不相同。造成这一差异的主要因素来自于地质因素影响，主要表现在以下几个方面：
2.2.1.煤的变质程度的影响
煤对瓦斯的吸附能力主要取决于煤的孔隙率和煤质，煤的变质程度不同，孔隙大小不同，其所含瓦斯的量就不同。成煤初期，煤的结构疏松，孔隙率大，储存游离瓦斯的空间大，瓦斯的吸附能力也很强。但此时煤质以褐煤为主，在成煤物化作用下尚未生成大量瓦斯，所以褐煤中瓦斯含量很小。在煤化地质作用下，煤质逐渐致密，孔隙率减少，吸附瓦斯的能力大大降低。随着煤的继续变质，煤体内部生产许多细微孔隙，使得煤的表面积不断扩大，至无烟煤达到最大，所以无烟煤对瓦斯的吸附能力最强。并不是煤的吸附瓦斯能力强就一定含瓦斯量大，最终瓦斯含量除了需要煤的吸附能力外，还需要密闭的空间使其得以保存。
2.2.2.围岩和煤层的渗透性的影响
煤层中的瓦斯会受到来自地层的压力，从而使其在煤层中不断地运动，而运动的速度与煤层和围岩的渗透性有关。渗透性越大，瓦斯就越容易逸散，反之瓦斯则容易保存在煤层中；如果煤层的围岩致密完整，煤层中的瓦斯就容易保存下来，反之，瓦斯容易逸散。
2.2.3.地质构造的影响
地质构造是造成同一矿区内瓦斯含量存在差别的主要因素，在地质构造附近瓦斯涌出量往往增加或减少。一般说来，开放性断层有利于瓦斯排放，瓦斯含量减少；压性断层甚至可以封闭储存瓦斯，称之为封闭性断层，其瓦斯含量增大。地质构造是影响瓦斯存储最重要的条件之一，封闭型地质构造有利于封闭瓦斯，开放性地质构造有利于排放瓦斯。瓦斯喷出大多发生在地质构造破坏带、溶洞裂缝区、背斜和向斜轴部储瓦斯区以及其他储瓦斯构造与原始洞缝相通的区域，是发生瓦斯喷出的良好通道，对矿井的安全生产起着关键性的作用。
2.2.4.地下水的影响
瓦斯可溶解于水中，随着地下水的流动而随之流动逸散，所以地下水活动强烈的地区煤层含瓦斯量较少，而地下水活动不强烈的地区煤层瓦斯含量则相对较多。此外，水分子对瓦斯含量也有一定的影响，它可以占据煤体的裂隙和吸附表面，减弱煤对瓦斯的吸附能力。因此，煤层含水越大，瓦斯相应就越少。
2.2.5.煤层埋藏深度的影响
瓦斯还与煤层的埋藏深度和煤层倾角有关系，通常，瓦斯含量随着煤层埋藏深度的增加而增大，而煤层的倾角越小，瓦斯含量则越大。对于埋藏较浅的煤层，特别是有露头存在时，煤体中的瓦斯就容易通过露头逸散到大气中去，瓦斯含量相对较小。对于煤层被较厚且不透气的厚岩层所覆盖时，瓦斯难以逸散，煤层所含的瓦斯量就比较大。如果煤层属于暴露式煤田，含煤地层出露地表，瓦斯就容易排放，瓦斯含量就很低。
2.2.6.煤层厚度变化的影响
煤层厚度对瓦斯含量有一定的影响作用，煤层厚度大的区域瓦斯含量也较大，煤层厚度与瓦斯含量为正相关的特点，但同时还说明有其它因素影响着煤层瓦斯含量。
2.2.7.岩浆侵入的影响
岩浆侵入造成下部煤层在热力作用下变质程度增高；对促进煤层气的生成起到主要作用，煤层瓦斯含量增加；破坏了煤层的原生结构、裂隙增多，为瓦斯提供空间，同时对下部煤层的瓦斯运移形成覆盖层，使煤层顶板整体渗透性差，影响煤层瓦斯的运移和逸散。
3.矿井瓦斯事故防范措施
3.1.建立瓦斯管理安全机制
瓦斯是导致瓦斯灾害事故发生的物质源，作为引发事故的主要物质因素，为了防范瓦斯灾害事故的发生，实现安全系统工程中的本质安全，做好瓦斯安全管理工作是治理瓦斯灾害事故的重要前提。
（1）、消除瓦斯灾害事故的物质危险源
最大限度地抽、排、放开采煤层、邻近煤层和采空区等区域中的瓦斯，减少井下瓦斯涌出量，是提前预防和控制瓦斯的根本措施。对于局部聚集的瓦斯，可采用隔离法、分支通风法、引风法等措施来隔离或者吹散巷道内聚集的瓦斯。
（2）、建立健全矿井通风系统
建立健全安全、可靠、合理的通风系统，保证整个矿井和井下各个工作面上都有足够的风量，稀释和排放工作面涌出的瓦斯，这是防止瓦斯聚积和超限、杜绝瓦斯爆炸事故发生最根本和最有效的措施。因此，矿井必须有安全、可靠、合理的通风系统。
（3）、建立矿井瓦斯监测系统
矿井地面必须安装瓦斯监测监控系统，瓦斯检测人员必须对矿井井下各个点的瓦斯含量进行检测，并做到“三对口”（瓦斯记录本、瓦斯牌板、瓦斯台帐）。如果有瓦斯积聚超限的异常状况，应及时汇报并采取措施，进行处理，使之达到安全要求。
3.2.建立火源管理安全机制
引爆火源主要有电气火花、放炮火源、摩擦撞击、明火等，通过对引爆火源的安全管理，可从根本上控制瓦斯爆炸的引火源，从而杜绝瓦斯爆炸事故。
(１)、加强矿井用电安全管理
井下的电气设备必须进行防爆检测，合格后才能使用；井下电缆接头不准留有明接头，对电缆经常检查，防止漏电，设置漏电保护器；矿灯必须经检验合格后方可使用，如在井下发生损坏，严禁在井下打开电池盒或自行修理。
(２)、加强矿井用火安全管理。严禁携带烟草及点火物品入井。瓦斯泵房及附近２０M 以内不许存在明火。在井下不準进行电焊和气焊等焊接作业，如确实需要则必须严格执行报批手续。
(３）、加强井下放炮的安全管理。严禁简化放炮程序、放明炮及明电放炮、多母线放炮、违规填充炮泥、反向爆破、一次装药多次爆破、使用岩石炸药爆破等。
（４）、加强摩擦撞击的安全管理。采煤机械截割部件上需加洒水喷雾降温设备，严禁在井下通风不良区域使用可产生火花的金属工具和机械设备。如果发生瓦斯事故，抢险救灾时须使用专用工具。
3.3.矿工的安全教育培训
根据安全学原理，引发事故的原因不外乎人（人的不安全行为）、物（物的不安全状态）、环（不安全的环境）三大因素，而人为因素往往是引发事故最直接、最常见的原因。安全教育是杜绝矿工不安全行为和人为失误的重要途径。安全教育可从以下三个方面进行：
(１)、安全知识教育。使矿工掌握有关事故预防的基本知识，提高矿工的安全素质，从而提高煤矿企业的整体事故预防水平。教育内容包括安全生产法律、法规知识、安全技术知识和安全管理知识。各种知识教育的深度可结合矿工所在岗位进行安排。
（２）、安全技能教育。通过对教育者进行培训和反复的实际操作训练，使其逐渐掌握安全技能。在将知识转化为技术的过程中，使作业人员掌握完成本岗位安全作业技能，具备相应的安全操作能力和紧急应变能力。安全操作技能教育应结合工种岗位，按照有关规程、标准有计划地进行。
（３）、安全态度教育。通过安全态度教育使操作者尽可能自觉地掌握安全技能，克服不利于安全生产的思想和观念，树立科学的安全观念和法制观念，提高安全意识，端正安全态度，自觉遵章守纪，搞好安全生产。教育内容应该包括学习安全生产法律、法规、方针政策和企业规章制度，安全形势教育和结合典型安全事故开展的安全教育等。
4.结束语
本文阐述了影响矿井瓦斯含量的地质因素，但是矿井瓦斯含量多少是由地质因素综合交错决定的，在生产管理时要综合考虑。瓦斯灾害事故随时都威胁着矿井井下安全生产及作业人员的生命安全，是矿井安全生产的重大灾害之一。通过浅析地质因素对矿井瓦斯含量的影响，从中了解了瓦斯的形成和赋存情况，为瓦斯灾害事故治理提供依据。瓦斯灾害事故的防范主要从瓦斯管理、火源管理和矿工安全教育培训进行探讨。目的就是为矿井的安全生产和可持续发展保驾护航。
关键词：瓦斯、地质因素、防范措施
1.瓦斯的形成
瓦斯的形成与煤及煤系地层中的有机质密切相关，主要是在成煤过程中形成的，根据成因，可分为三种形成方式。
1.1.生物化学作用形成
在植物成煤第一阶段，有机质分解，当氧气充足时，形成二氧化碳和氮气等气体；当缺氧条件下，由于细菌作用分解析出甲烷、重碳氢化合物、氢及其它气体。在这个阶段形成的瓦斯，由于离地表近，大多逸散到大气中，在煤层中保存数量较少。
1.2. 煤变质作用形成
泥炭被其它沉积物覆盖，受地压和地热影响，其化学成分发生变化，氧、氢、硫、氮的含量降低，碳含量相对富集，并形成了以甲烷、氢为主的气体及重碳氢化合物等其它气体。岩浆侵入煤层发生接触变质时，同样可生成重碳氢化合物、氢和甲烷。
这个阶段生成的瓦斯，由于在地下深处，不容易逸散。目前煤层中含有的瓦斯绝大部分属于这种成因。
1.3.油气型来源
主要是指矿井瓦斯的来源是油气田的瓦斯侵入。
2.影响矿井瓦斯含量的地质因素
2.1.瓦斯含量
瓦斯含量是指单位重量（或体积）的煤体或岩体在自然条件下所含的瓦斯量数量（包括游离瓦斯和吸附瓦斯），单位m3/t。
2.2.影响矿井瓦斯含量的地质因素
影响矿井瓦斯含量的因素有很多，概括起来可分为两类：一是影响瓦斯生成量多少的因素；二是瓦斯的保存和逸散因素。在煤矿矿井中，煤中生成的瓦斯含量与储存的瓦斯含量之间的差别很大，不同的煤田、同一煤田不同矿井、同一矿井不同采区的瓦斯含量也是大不相同。造成这一差异的主要因素来自于地质因素影响，主要表现在以下几个方面：
2.2.1.煤的变质程度的影响
煤对瓦斯的吸附能力主要取决于煤的孔隙率和煤质，煤的变质程度不同，孔隙大小不同，其所含瓦斯的量就不同。成煤初期，煤的结构疏松，孔隙率大，储存游离瓦斯的空间大，瓦斯的吸附能力也很强。但此时煤质以褐煤为主，在成煤物化作用下尚未生成大量瓦斯，所以褐煤中瓦斯含量很小。在煤化地质作用下，煤质逐渐致密，孔隙率减少，吸附瓦斯的能力大大降低。随着煤的继续变质，煤体内部生产许多细微孔隙，使得煤的表面积不断扩大，至无烟煤达到最大，所以无烟煤对瓦斯的吸附能力最强。并不是煤的吸附瓦斯能力强就一定含瓦斯量大，最终瓦斯含量除了需要煤的吸附能力外，还需要密闭的空间使其得以保存。
2.2.2.围岩和煤层的渗透性的影响
煤层中的瓦斯会受到来自地层的压力，从而使其在煤层中不断地运动，而运动的速度与煤层和围岩的渗透性有关。渗透性越大，瓦斯就越容易逸散，反之瓦斯则容易保存在煤层中；如果煤层的围岩致密完整，煤层中的瓦斯就容易保存下来，反之，瓦斯容易逸散。
2.2.3.地质构造的影响
地质构造是造成同一矿区内瓦斯含量存在差别的主要因素，在地质构造附近瓦斯涌出量往往增加或减少。一般说来，开放性断层有利于瓦斯排放，瓦斯含量减少；压性断层甚至可以封闭储存瓦斯，称之为封闭性断层，其瓦斯含量增大。地质构造是影响瓦斯存储最重要的条件之一，封闭型地质构造有利于封闭瓦斯，开放性地质构造有利于排放瓦斯。瓦斯喷出大多发生在地质构造破坏带、溶洞裂缝区、背斜和向斜轴部储瓦斯区以及其他储瓦斯构造与原始洞缝相通的区域，是发生瓦斯喷出的良好通道，对矿井的安全生产起着关键性的作用。
2.2.4.地下水的影响
瓦斯可溶解于水中，随着地下水的流动而随之流动逸散，所以地下水活动强烈的地区煤层含瓦斯量较少，而地下水活动不强烈的地区煤层瓦斯含量则相对较多。此外，水分子对瓦斯含量也有一定的影响，它可以占据煤体的裂隙和吸附表面，减弱煤对瓦斯的吸附能力。因此，煤层含水越大，瓦斯相应就越少。
2.2.5.煤层埋藏深度的影响
瓦斯还与煤层的埋藏深度和煤层倾角有关系，通常，瓦斯含量随着煤层埋藏深度的增加而增大，而煤层的倾角越小，瓦斯含量则越大。对于埋藏较浅的煤层，特别是有露头存在时，煤体中的瓦斯就容易通过露头逸散到大气中去，瓦斯含量相对较小。对于煤层被较厚且不透气的厚岩层所覆盖时，瓦斯难以逸散，煤层所含的瓦斯量就比较大。如果煤层属于暴露式煤田，含煤地层出露地表，瓦斯就容易排放，瓦斯含量就很低。
2.2.6.煤层厚度变化的影响
煤层厚度对瓦斯含量有一定的影响作用，煤层厚度大的区域瓦斯含量也较大，煤层厚度与瓦斯含量为正相关的特点，但同时还说明有其它因素影响着煤层瓦斯含量。
2.2.7.岩浆侵入的影响
岩浆侵入造成下部煤层在热力作用下变质程度增高；对促进煤层气的生成起到主要作用，煤层瓦斯含量增加；破坏了煤层的原生结构、裂隙增多，为瓦斯提供空间，同时对下部煤层的瓦斯运移形成覆盖层，使煤层顶板整体渗透性差，影响煤层瓦斯的运移和逸散。
3.矿井瓦斯事故防范措施
3.1.建立瓦斯管理安全机制
瓦斯是导致瓦斯灾害事故发生的物质源，作为引发事故的主要物质因素，为了防范瓦斯灾害事故的发生，实现安全系统工程中的本质安全，做好瓦斯安全管理工作是治理瓦斯灾害事故的重要前提。
（1）、消除瓦斯灾害事故的物质危险源
最大限度地抽、排、放开采煤层、邻近煤层和采空区等区域中的瓦斯，减少井下瓦斯涌出量，是提前预防和控制瓦斯的根本措施。对于局部聚集的瓦斯，可采用隔离法、分支通风法、引风法等措施来隔离或者吹散巷道内聚集的瓦斯。
（2）、建立健全矿井通风系统
建立健全安全、可靠、合理的通风系统，保证整个矿井和井下各个工作面上都有足够的风量，稀释和排放工作面涌出的瓦斯，这是防止瓦斯聚积和超限、杜绝瓦斯爆炸事故发生最根本和最有效的措施。因此，矿井必须有安全、可靠、合理的通风系统。
（3）、建立矿井瓦斯监测系统
矿井地面必须安装瓦斯监测监控系统，瓦斯检测人员必须对矿井井下各个点的瓦斯含量进行检测，并做到“三对口”（瓦斯记录本、瓦斯牌板、瓦斯台帐）。如果有瓦斯积聚超限的异常状况，应及时汇报并采取措施，进行处理，使之达到安全要求。
3.2.建立火源管理安全机制
引爆火源主要有电气火花、放炮火源、摩擦撞击、明火等，通过对引爆火源的安全管理，可从根本上控制瓦斯爆炸的引火源，从而杜绝瓦斯爆炸事故。
(１)、加强矿井用电安全管理
井下的电气设备必须进行防爆检测，合格后才能使用；井下电缆接头不准留有明接头，对电缆经常检查，防止漏电，设置漏电保护器；矿灯必须经检验合格后方可使用，如在井下发生损坏，严禁在井下打开电池盒或自行修理。
(２)、加强矿井用火安全管理。严禁携带烟草及点火物品入井。瓦斯泵房及附近２０M 以内不许存在明火。在井下不準进行电焊和气焊等焊接作业，如确实需要则必须严格执行报批手续。
(３）、加强井下放炮的安全管理。严禁简化放炮程序、放明炮及明电放炮、多母线放炮、违规填充炮泥、反向爆破、一次装药多次爆破、使用岩石炸药爆破等。
（４）、加强摩擦撞击的安全管理。采煤机械截割部件上需加洒水喷雾降温设备，严禁在井下通风不良区域使用可产生火花的金属工具和机械设备。如果发生瓦斯事故，抢险救灾时须使用专用工具。
3.3.矿工的安全教育培训
根据安全学原理，引发事故的原因不外乎人（人的不安全行为）、物（物的不安全状态）、环（不安全的环境）三大因素，而人为因素往往是引发事故最直接、最常见的原因。安全教育是杜绝矿工不安全行为和人为失误的重要途径。安全教育可从以下三个方面进行：
(１)、安全知识教育。使矿工掌握有关事故预防的基本知识，提高矿工的安全素质，从而提高煤矿企业的整体事故预防水平。教育内容包括安全生产法律、法规知识、安全技术知识和安全管理知识。各种知识教育的深度可结合矿工所在岗位进行安排。
（２）、安全技能教育。通过对教育者进行培训和反复的实际操作训练，使其逐渐掌握安全技能。在将知识转化为技术的过程中，使作业人员掌握完成本岗位安全作业技能，具备相应的安全操作能力和紧急应变能力。安全操作技能教育应结合工种岗位，按照有关规程、标准有计划地进行。
（３）、安全态度教育。通过安全态度教育使操作者尽可能自觉地掌握安全技能，克服不利于安全生产的思想和观念，树立科学的安全观念和法制观念，提高安全意识，端正安全态度，自觉遵章守纪，搞好安全生产。教育内容应该包括学习安全生产法律、法规、方针政策和企业规章制度，安全形势教育和结合典型安全事故开展的安全教育等。
4.结束语
本文阐述了影响矿井瓦斯含量的地质因素，但是矿井瓦斯含量多少是由地质因素综合交错决定的，在生产管理时要综合考虑。瓦斯灾害事故随时都威胁着矿井井下安全生产及作业人员的生命安全，是矿井安全生产的重大灾害之一。通过浅析地质因素对矿井瓦斯含量的影响，从中了解了瓦斯的形成和赋存情况，为瓦斯灾害事故治理提供依据。瓦斯灾害事故的防范主要从瓦斯管理、火源管理和矿工安全教育培训进行探讨。目的就是为矿井的安全生产和可持续发展保驾护航。