【正文】 可避免的。目前為止，我國的國有重點煤礦大多數(shù)屬于瓦斯礦井，其中高瓦斯礦井和突出礦井占全國礦井總數(shù)的44%。瓦斯的危害是巨大的。當空氣中的瓦斯?jié)舛冗_到5%～16%時，就達到爆炸濃度，也稱爆炸界限。瓦斯雖然對煤礦安全產(chǎn)生危害及災難，但同時又是一種已生的優(yōu)質(zhì)能源，它具有很高的利用價值。其中，煤礦瓦斯事故問題尤為突出。監(jiān)測監(jiān)控方面：監(jiān)控系統(tǒng)甲烷傳感器配備不足(煤掘工作面回風流中普遍未安裝)。另一方面因煤礦條件艱苦、工作辛苦、生活清苦，幾乎沒有新畢業(yè)的采礦、通風等專業(yè)的煤炭高等院校畢業(yè)生到煤礦工作，煤礦專業(yè)技術(shù)人才已經(jīng)嚴重短缺。開發(fā)利用煤層氣在我國具有特殊的緊迫性和重要性。 [5]據(jù)專家對煤層氣資源評價,我國埋深在 2022 米以淺煤層氣地質(zhì)資 源量約 36 萬億立方米，主要分布在華北和西北地區(qū)（占總資源量 %） 。截至 2022 年我國累計鉆煤層氣井僅有 2446 口，在 48 個煤層氣勘探區(qū)進行了煤層氣勘探評價，建立先導型試驗井組 17 個，煤層氣年產(chǎn)量不足 4 億立方米。四、陽煤三礦礦井瓦斯的防治，其中包括礦井瓦斯防治的現(xiàn)狀，礦井瓦斯防治的途徑，礦井瓦斯防治的意義。陽煤集團三礦始建于 1950 年 5 月，三礦位于山西省陽泉市西部的礦區(qū)，距陽泉市中心 （見圖 1—1） ，覆蓋陽泉市郊區(qū)平坦鎮(zhèn)的 14 個自然村莊，井田面積 km2（3煤層） 、 km2（下部煤層） 。公路：井田南部有 307 國道和太舊高速公路，東至石家莊（112km ） ，西至太原（119km） 。河流流量均受季節(jié)影響，春冬季節(jié)水量小，旱季有時干涸，夏季水量較大，屬于季節(jié)性河流。（四） 、風速流向：風向冬春多西北風，夏多東南風，秋季多西風。裕公井為斜井開拓，豎井為立井開拓。以后幾年的原煤生產(chǎn)能力及服務年限（1）2022 年 1 月～2022 年 12 月底，礦井生產(chǎn)年能力為 420 萬噸/年。 礦井開拓方式與開采三礦豎井采用立井開拓，裕公井采用斜井開拓，現(xiàn)共有十一個井筒，分別為：豎井主、副立井、新補皮帶巷、裕公西井、裕公主斜井、人車斜井、猴車斜井、原二號井主、副斜井、神堂咀進風斜井、馬家坡聯(lián)合進、回風立井、東西畛進、回風立井、新村回風立井等井筒。底部黃鐵礦呈星散狀、結(jié)晶狀散布于鋁質(zhì)泥巖中，厚 1 m 左右，其上為深灰色鋁土礦或鋁質(zhì)泥巖，厚 5m 左右。二疊系（1）下統(tǒng)山西組(P1s)整合覆蓋于太原組地層之上，為三角洲平原環(huán)境下沉積，主要由黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖、灰白色中－粗粒砂巖組成，也為本井田的主要含煤地層之一。本段由于地表風化后砂巖及砂質(zhì)泥巖呈淺灰綠色。根據(jù)其巖性特征，由下往上可分為三段。砂巖的頂面，常分布一層不穩(wěn)定的錳鐵礦。第四系(Q)第四系地層不整合覆于各時代地層之上，大多分布于比較平坦的山頂和平緩的山坡地帶。全組厚度 0－25m 。為一套海陸交互相沉積，沉積結(jié)構(gòu)清楚，層理發(fā)育，動植物化石繁多，根據(jù)沉積規(guī)律將本組劃分為上、中、下三段，分述如下：下段（C3t1）自 K1 石英砂巖底起至 K2 石灰?guī)r底止，厚度 －，平均 。所含 12號煤層屬井田穩(wěn)定大部可采煤層，111 號煤層屬井田不穩(wěn)定局部可采煤層。本段為三角洲相、分流河道相、沼澤相和泥炭沼澤相沉積。由于東部太行和北部五臺的隆起，形成一個東北高而西南低，沿北西走向往南西傾斜的大單斜構(gòu)造。 井田構(gòu)造陽泉三礦位于陽泉礦區(qū)大單斜構(gòu)造的西部，井田內(nèi)賦存地層平緩，地層傾角3176。左右。井田內(nèi)延展長度為 4500m，兩翼對稱，地層傾角 3－7176。根據(jù)勘查和生產(chǎn)開采中的揭露，本區(qū)共有褶皺 49 條，走向長度最大 6500 m，最小200 m。在平面上，井田的中西部較多，總的趨勢是中西部多于東部。2）陷落形態(tài)：平面形態(tài)：一般多為橢圓形、圓形、渾圓形、長橢圓形，也有極個別奇形怪狀和尖棱狀，其中橢圓形的有 300 個，占 95%，圓形的有 10 個，占 %。因此柱體中心軸形態(tài)表現(xiàn)為歪斜、彎曲、扭轉(zhuǎn)形態(tài)。水量動態(tài)季節(jié)性變化大，受大氣降水制約。巖溶裂隙含水層:中奧陶統(tǒng)馬家溝組灰?guī)r廣泛出露于陽泉礦區(qū)東北部外圍的廣大地區(qū)，屬干旱區(qū)裸體型巖溶地貌，厚度約 420760 米，是礦區(qū)強含水層，為煤系地層基巖。 地下水的補給、徑流與排泄本區(qū)以大氣降水、地表河流為區(qū)域地下水的補給來源。本層富水性強，潛水位、水量隨季節(jié)性動態(tài)變化大，并受大氣降水制約。水化學類型為 HSCaMg 型水，礦化度 ，PH 為 ，水溫 15℃左右。地表幾乎沒有出露，裂隙、空隙不太發(fā)育，鉆探期間鉆孔水位、耗水量大多變化不大，含水性一般較弱，以靜儲量為主，向西水文地質(zhì)條件逐漸變差。陽泉礦區(qū)位于娘子關(guān)泉域的西部，補給逕流區(qū)內(nèi)，具有較為統(tǒng)一的地下水位（+390 +410 米） ，水力坡度小于 1‰，富水性較好，具有巖溶水地下水庫的特征。在開采位于地表水體下方的煤層時，地表水通過巖層的孔隙、裂隙（包括采動裂隙）補給地下，進入礦井。其中以 15煤層老頂四節(jié)石灰?guī)r厚度最大，特別是東部、區(qū)域向斜部位，老頂四節(jié)石灰?guī)r富水性較好，生產(chǎn)期間伴隨老頂垮落直接下滲，工作面會出現(xiàn)大中國礦業(yè)大學 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁面積淋頭水或涌水現(xiàn)象，最大涌水量達 5—20m3/h，必須配備防排水實施，對礦井正常生產(chǎn)較大影響，但沒有災害性威脅；錢石灰?guī)r（位于 13煤上方，平均厚 米） 、猴石灰?guī)r（位于 11煤上方，平均厚 米）較致密，巖溶現(xiàn)象不明顯，僅局部含少量靜儲量，掘進期間會出現(xiàn)大面積水陰頂或淋頭水現(xiàn)象，對生產(chǎn)影響不大。（3） 、砂巖裂隙含水層KKK9 砂巖裂隙含水層都為弱含水層，以靜儲量為主，受 3煤層采動破壞，沿采動裂隙直接或間接下滲，在采掘過程中局部地段，特別是向斜部位，常常出現(xiàn)大面積淋頭水或小的涌水現(xiàn)象，涌水量介于 —,以消耗靜儲量為主，持續(xù)時間較短，一般 35 天，長則十幾天，但對正常生產(chǎn)影響較小。對礦井的充水強度取決于其本身水量大小、與礦井的水力聯(lián)系以及含水層的給水性能等。其中以 15煤層老頂四節(jié)石灰?guī)r厚度最大，為 6～12 米左右，在東部地區(qū)埋藏淺，補給條件較好，巖溶裂隙較為發(fā)育，含水較豐富，單位涌水量可達 —?m，滲透系數(shù) ～，但在西部地區(qū)，埋藏較深和補給條件不好，含水微弱，單位涌水量僅 —?m，滲透系數(shù) ～。頂部砂巖帶段以灰白色、黃綠色粗—中粒石英砂巖為主，厚度在 ，平均厚度 ；僅在東部山坡地段出露，單位涌水量 ，滲透系數(shù) 。褐色巖層段底部的灰白黃綠色含礫中粗粒砂巖 K12（獅垴峰砂巖）組成，一般分為 23 層，中間夾有粉砂質(zhì)泥巖或泥巖，厚度 1160m，平均約 45m 左右。 井田水文地質(zhì)條件本井田水文地質(zhì)單元屬于娘子關(guān)泉域。礦化度一般小于 ，屬 HCO3 –CaMg 和 HCO3 –SO4CaMg 及SO4 NO3 CaMg 型水，總硬度為 1225 德國度，水溫 1218℃。石盒子組主要含水層以 kkk1k12 砂巖為主，一般出露較高，地表裂隙發(fā)育，透水性較好，雨中國礦業(yè)大學 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 12 頁季常沿裂隙泄出形成下降泉。 水文地質(zhì)概況 區(qū)域水文地質(zhì)陽泉礦區(qū)位于太行山脈的中段西麓，為西北高而東南低的中低山地貌。3）陷落柱軸線形態(tài)：巖溶陷落柱中心軸在各煤層平面投影并不完全重疊，而有些錯位，也就是說中心軸并不是垂直的直線，而發(fā)生偏斜和彎曲。的相對較多，占總量的 68%，多屬中角度。小斷層比較發(fā)育，它們均系褶皺形成中，層間滑動形成的，因此受褶皺構(gòu)造控制。東起寨山槽，經(jīng)馬家坡村一直延伸到白安梁消失。摩天腦背斜（S9 ）：位于本區(qū)的中部，呈北北東向展布，北部自一礦井田伸入本區(qū)內(nèi)，由北向南縱貫整個井田，在西部進入新景礦，井田內(nèi)延展長度 6500 m，兩翼基本對稱，地層傾角 6－8176?，F(xiàn)分述如下：（一） 褶皺　本區(qū)的褶皺除了在區(qū)域構(gòu)造中桃河向斜的西段橫穿本區(qū)南部的賽魚村向斜（桃河向斜） ，屬于本區(qū)最大的一條褶皺構(gòu)造而外，還有一些次一級規(guī)模較大的褶皺構(gòu)造。此構(gòu)造兩翼多不對稱，北陡南緩（北翼傾角多在 15176。K7 砂巖：為灰白色厚層狀中細砂巖，膠結(jié)堅硬，波狀及斜波狀層理。本段屬于淺海相－泥炭沼澤相旋回沉積。15＃煤層直接頂黑色泥巖，厚度 0－，平均 。另外，在一些山麓，由于地殼的上升，侵蝕切割，地形陡峻，巖層的軟硬相間組合，因耐蝕力的不同，在一些堅硬厚大的巖層中，常形成斷崖陡壁，又經(jīng)長期的風化作用和重力作用，這些斷崖常常崩塌和滑落，形成了較大的滑坡堆積物。古土壤有大孔構(gòu)造，有黑色的植物遺留根孔，中國礦業(yè)大學 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 8 頁總厚度 0－20 m。該層砂礫巖為硅質(zhì)膠結(jié)，礫石為石英、蛋白石和燧石，粒度不等，最大可達 2－3ｍ。上部為紫色與黃褐色，下部為黃色、黃綠色，含透鏡狀砂巖，變化大，連續(xù)性差。再上是灰白色中－粗粒砂巖及 2－3 層灰綠色砂質(zhì)泥巖，砂巖中含礫石，局部為細礫巖。（2）下統(tǒng)下石盒子組（P1x）出露于本區(qū)東部，連續(xù)沉積于山西組地層之上，根據(jù)巖性和特征，大致可分為兩段。 (2)上統(tǒng)太原組 (C3t) 連續(xù)沉積于下伏本溪組地層之上，為一套具明顯沉積旋回的海陸交互相含煤建造，為井田主要含煤地層之一，在井田外東部的蒙村河岸有出露。 三礦礦井地質(zhì)，地層，含煤地層概況 地層本井田位于陽泉礦區(qū)西部，地勢較高，切割較深，溝谷縱橫，地層裸露。（5）2021 年 3 月～2028 年 8 月，礦井平均年生產(chǎn)能力為 60 萬噸/年。井田位于太行山北段西側(cè)劉備山的南麓，由于地殼長期上升，侵蝕基準面下降，切割較深，溝谷縱橫，地形陡峭，形成了較為復雜的中低山地貌。凍土最大可達深度 600mm。 1961 年的 8 月 23 日年降水量高達 ，為本區(qū)最大降水日。礦區(qū)內(nèi)地勢為西北高、東部及南部低，區(qū)內(nèi)最高點是西部的王天垴，海拔標高為 ，最低點為東南部的桃河河床，海拔標高為 700m，一般相對高差 200—500m。52′12〞37176。中國礦業(yè)大學 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 4 頁2 陽煤三礦礦井概況 陽煤三礦的交通位置，經(jīng)濟概況，其他概況 位置陽泉煤業(yè)（集團）有限責任公司（以下簡稱“陽煤集團” ）的前身為陽泉礦務局，成立于 1950 年 1 月，現(xiàn)為山西省屬五大煤炭集團之一。 [7]由此可見，科學合理地開發(fā)利用瓦斯資源，有效防治瓦斯事故，促進我國煤礦安全生產(chǎn)，已經(jīng)成為全社會的普遍共識。我國煤層氣大于 1000 億立方米的盆地（群）有 15 個。表 11 世界主要產(chǎn)煤國煤層氣資源國家 煤層氣資源（萬億立方米） 國家 煤層氣資源（萬億立方米）俄羅斯 17～113 波蘭 3加拿大 6～76 英國 2中國 30～35 烏克蘭 2美國 1113～19 哈薩克斯坦 1澳大利亞 8～14 印度 德國 3 南非 我國煤炭資源 萬億噸，保有儲量 萬億噸。瓦斯也被成為煤層氣，被喻為煤礦安全生產(chǎn)“第一殺手” 。二是防突措施執(zhí)行不嚴格：排放孔的深度、數(shù)量、角度不符合《防治煤與瓦斯突出細則》規(guī)定。 [1]其中，國有重點煤礦在瓦斯防治方面存在著突出問題。(2) 瓦斯發(fā)電。明火、煤炭自燃、電氣火花、熾熱的金屬表面、爆破等都能引起瓦斯爆炸。而且他們具有難預測的特點。煤礦安全生產(chǎn)是目前社會重點關(guān)注的熱點問題之一，尤其是在能源緊張，對煤碳的需求量不斷增加的情況下，煤礦的安全生產(chǎn)問題更是值得我們關(guān)注，這也是建設(shè)平安和諧社會的重要組成部分。預防、控制瓦斯爆炸事故，是實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。煤礦瓦斯(又稱煤層氣)是煤層的一種伴生氣體。 （2）一定的引火溫度。主要體現(xiàn)在以下幾方面:(1) 煤礦抽放的高濃度(30%)瓦斯是一種清潔能源。2022 年，我國煤炭產(chǎn)量約占全球的 37%，事故死亡人數(shù)則占全球近 80%，煤礦百萬噸死亡率約為美國的 70 倍、南非的 17 倍、波蘭的 10 倍、俄羅斯和印度的 7 倍。對監(jiān)控系統(tǒng)的維護工作不到位、出現(xiàn)故障時未及時排除、帶故障運行。 [3](四)從業(yè)人員安全技能和安全意識素質(zhì)差現(xiàn)在省屬國有煤礦的從業(yè)人員，尤其是井下采掘一線的工人，絕大部分都是農(nóng)民工，由于其自身文化素質(zhì)低，加上煤礦企業(yè)對他們的安全培訓教育工作不到位，其安全技能和安全意識差，不能適應國有煤礦的安全生產(chǎn)工作需要，低素質(zhì)的人從事高風險的行業(yè)在國有煤礦中同樣存在，這與國有煤礦對工人的要求是不相適應的。我國瓦斯資源量豐富，占世界第 3 位。其中，華北地區(qū)、西北地區(qū)、南方地區(qū)和東北地區(qū)賦存的煤層 氣地質(zhì)資源量分別占全國煤層氣地質(zhì)資源總量的%、 %、%、 %。美國在 1980 年煤層氣生產(chǎn)能力 1 億立方米，1990 年鉆井增加到 2982 口，產(chǎn)量上升到 100 億立方米；2022 年煤層氣生產(chǎn)井約 3 萬口，產(chǎn)量超過 540 億立方米。通過對陽煤三礦礦井瓦斯較為系統(tǒng)的研究，可以對陽煤集團三礦瓦斯的分布與防治做出初步的認識，對今后的瓦斯防治利用提供借鑒。其地理坐標為：東經(jīng) 113176。礦區(qū)四周均有公路直通各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，形成網(wǎng)狀交通運輸系統(tǒng)，交通條件及其便利。中國礦業(yè)大學 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 5 頁其支流有：蒙村河、馬家坡及蘆湖河溝。年平均風速 417m/s，最大風速 24m/s。井田南部有 307 國道和太舊高速公路，東至