矿井瓦斯涌出异常原因探析
影响瓦斯涌出的因素

影响瓦斯涌出的因素随着现代化的进步,能源的需求不断增长,热力发电厂、煤矿、油气田等的建设与发展也越来越迅速。
然而,在这些能源开采中,瓦斯的涌出一直是一个令人困扰的问题,因为它不仅存在安全隐患,还会对环境造成破坏。
那么,影响瓦斯涌出的因素有哪些呢?首先,瓦斯涌出的主要因素是煤层中的瓦斯一旦受到扰动或压力的刺激,就会从煤层中向井下空间涌出。
因此,煤层地质条件是影响瓦斯涌出的一个基本因素。
煤层的孔隙度、渗透性、吸附性能、岩石压力等都对瓦斯涌出有影响。
在地质条件较差的地方,瓦斯涌出量会相对较少,而在地质条件较好的地方,瓦斯涌出量则可能会较大。
其次,煤层开采、排水、通风等作业也是影响瓦斯涌出的因素之一。
在开采煤层的过程中,需要进行采空区围岩支护、煤层开采、煤层底板矸石回填等工作,这些工作都会对煤层的稳定性产生一定影响,从而导致瓦斯持续涌出。
同时,随着采煤深度和开采量的增加,煤层内的瓦斯也逐渐积聚,增加了瓦斯爆炸的危险性,因此需要进行煤层瓦斯排放和通风工作。
这些排放和通风工作,如果不当会间接地影响瓦斯涌出的量。
第三,天气状况也是影响瓦斯涌出的因素之一。
一般来说,气温较高、大气湿度较大、气压较低、降雨较多的天气状况都有助于瓦斯涌出。
这是因为气温高会使煤层内部热膨胀导致孔隙度增加,煤层内瓦斯的扩散速度加快;气压低会影响瓦斯分压,使瓦斯的扩散速度加快;降雨会使煤层水气逐渐排出,进一步减小孔隙度,导致瓦斯涌出。
因此,当天气状况不好时,应当增加通风次数,及时排除井下瓦斯。
此外,煤炭包括煤尘、火山灰等能力很强的吸附物质,也会影响瓦斯涌出。
因为这些物质可以使瓦斯吸附于其表面,减缓瓦斯涌出速度。
因此,在开采煤炭时,应尽量减少煤尘和火山灰生成,及时清理生产过程中的灰尘,并采取相应的减少瓦斯涌出的保障措施。
最后,设备状况也是影响瓦斯涌出的因素之一。
因为设备的磨损或故障,会导致煤炭的开采不当,从而增加瓦斯的涌出。
总之,瓦斯涌出是煤矿安全和环保管理中的重要问题。
保德煤矿采空区瓦斯涌出异常原因分析及防治措施

泵 ( 台 泵 额 定 流 量 为 2 8~ 2 4 / i, 配 套 电 机 功 率 单 4 6 m r n a
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维普资讯
煤 炭 工 程
20 0 6年 第 6期
保 德 煤 矿 采 空 区 瓦 斯 涌 出 异 常 原 因 分 析 及 防 治 措 施
郭凡 进
( 国神 华 神东 煤 炭 分 公 司 ,陕 西 神 木 7 9 1 ) 中 13 5
摘 要 :8 2 3工作 面在 回采过 程 中 ,专 用排 瓦斯尾 巷 瓦斯 涌 出呈 间断 性 增 大 的异 常现 象 , 80
工 作 面 辅 运 、胶 运 顺 槽 进 风 ,上 部 为 回 风 顺 槽 和 专 用 排 放 瓦 斯 尾 巷 回 风 ,各 巷 道 之 间 间 隔 2 m。 工 作 面 风 流 由 工 业 5 广 场辅 运平 硐 、8 层 辅 运 、胶 运 巷 进 入 工 作 面 ,经 工 业 广 场 回风 井 排 出 。 工 作 面 配 风 量 2 5 0 0~ 2 9 m0mi,平 均 70 / n
在煤矿井下引起瓦斯异常的原因十分复杂,一般包含以下10种情况

在煤矿井下引起瓦斯异常的原因十分复杂,一般包含以下10种情况:1、瓦斯传感器校验煤矿井下复杂恶劣环境造成传感器零点漂移的现象,为达准确监测,瓦斯传感器需要定期进行一次标准气样校验。
根据《煤矿安全规程》的操作要求,结合煤矿2%的瓦斯校准气样,瓦斯传感器校验的理论特征表现应分为三个阶段:首先将瓦斯传感器置于空气样中,瓦斯监测数据回零;然后将空气样置换成浓度2%的瓦斯校准气样,瓦斯浓度迅速上升至2%;最后校准气样解除,瓦斯监测数据回落至巷道风流中瓦斯浓度的数值。
典型的瓦斯传感器校验时间序列如图1所示,瓦斯传感器校验开始阶段瓦斯浓度下降,随后快速上升,在18:37:37时刻达到峰值2.03%,随后开始下降并回落至正常值。
图1瓦斯传感器校验2、瓦斯传感器故障传感器故障受井下复杂环境的影响,瓦斯传感器时常发生故障,如瓦斯传感器掉落、碰撞、进水等,导致瓦斯传感器内部出现接线松动等故障,或者瓦斯传感器因为老化而导致故障。
瓦斯传感器一旦发生故障,会向地面监控系统反馈失真数据甚至错误数据,使值机人员无法准确掌握井下瓦斯的真实信息。
因此,及时识别瓦斯传感器故障,采取修复或替换措施具有重要意义。
图2漂移型传感器故障3、瓦斯传感器位移煤矿井下布置的传感器位置根据井下工作需要会不定期改变,尤其是回采工作面瓦斯传感器。
由于瓦斯传感器实时向煤矿监控系统上传瓦斯浓度数据,在传感器位置移动的瞬间或者过程中,瓦斯数据就会出现异常波动,典型的传感器位移期间瓦斯监测数据如3所示,瓦斯传感器位移期间,瓦斯监测数据首先快速上升至相对较高的值,随后在平稳状态维持了较短的时间,最后快速下降,回落至正常值。
图3 传感器位移4、顶板垮落在采煤工作面整个回采过程中,煤体受采动的影响和上覆岩层矿压的作用,顶板将发生移动、垮落。
表现为直接顶首先冒落,然后是基本顶的初次来压垮落,之后是基本顶的周期性来压垮落。
当顶板垮落时,瓦斯突然被压出,使得瓦斯涌出量增加,瓦斯浓度急速上升,达到峰值,随后在较短时间内迅速回落至正常值。
第二章 矿井瓦斯灾害防治 - 瓦斯涌出+瓦斯喷出

且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。
(二)高瓦斯矿井:矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝
对瓦斯涌出量大于40m3/min。
(三)煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井。
每年必须对矿井进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量的鉴定工作
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2、矿井瓦斯等级鉴定方法
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(1)鉴定时间和基本条件 矿井瓦斯等级的鉴定工作应在 正常生产的条件下进行;选择矿井瓦斯绝对涌出量较大的月 份,一般在七、八月份;仪表应在计量检定证有效期内。
由于绝对瓦斯涌出量不能反映出矿井瓦斯涌出的严重程度。 煤炭生产中通常采用相对瓦斯涌出量。
煤矿井巷和工作面的瓦斯主要有四个来源: (1)落煤瓦斯涌出:掘进和回采落煤; (2)煤壁瓦斯涌出:巷帮、迎头; (3)采空区瓦斯涌出:已采采空区和生产采空区; (4)邻近层瓦斯涌出:邻近的煤层和岩层。
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正常生产过程中,矿井绝对瓦斯涌出量受各种因素的影响 其数值是经常变化的,但在一段时间内只在一个平均值上下 波动,峰值与平均值的比值称为瓦斯涌出不均系数。
矿井瓦斯涌出不均系数表示为:
kg=Qmax/Qa
方法:确定区域和时间,连续测定进回风量、瓦斯浓度
kg矿< kg翼< kg采区< kg工作面 瓦斯不均系数尽要可能小,使瓦斯涌出比较均匀,例如错开 相邻工作面的落煤、放顶时间。
q0—瓦斯涌出初始(t=0)时,煤岩新暴露 面的比流量,m3/(m2d);
α、β—瓦斯涌出衰减系数,取决于煤 岩体的瓦斯流动特征。
q=23(1+t)0.79
q=280(1+t)-0.08
煤壁暴露面和采落碎煤比瓦斯涌出量与涌出时间关系曲线
3任务三 矿井瓦斯涌出及矿井瓦斯等级鉴定

任务三矿井瓦斯涌出及矿井瓦斯等级鉴定【主要内容】一、煤层瓦斯涌出及其原因二、矿井瓦斯涌出来源三、矿井瓦斯涌出量四、影响瓦斯涌出量的因素五、矿山统计法预测矿井瓦斯涌出量六、矿井瓦斯等级的划分七、矿井瓦斯等级鉴定方法八、实训与操作-编写瓦斯等级鉴定报告一、煤层瓦斯涌出及其原因完整的煤体内,游离瓦斯和吸附瓦斯处于动平衡状态,煤层的瓦斯含量可以看作稳定不变。
但是,在煤层中或煤层附近采掘工作时,煤岩的完整性受到破坏,地压的分布发生了变化,一部分煤岩的透气性增加,游离瓦斯在瓦斯压力作用下,就会经由煤层的暴露面渗透流出,涌向采掘空间,这种现象,就是煤层的瓦斯涌出。
一部分游离状态的瓦斯涌出后,破坏了原有的瓦斯动态平衡,一部分吸附状态的瓦斯将转化为游离状态的瓦斯而涌出。
另一方面,随着采掘工作的发展,煤体和围岩受采掘工作影响的范围不断扩大,瓦斯动态平衡破坏的范围也不断扩展。
所以瓦斯能以长时间地、均匀地从煤体中释放出来,这类瓦斯涌出又叫瓦斯的普遍涌出,它是瓦斯涌出的基本形式。
在某些特定的条件下,煤矿内还会出现其它特殊形式的瓦斯涌出。
特殊涌出是指大量瓦斯突然、集中于局部并伴有动力效应的涌出现象。
是较少见的一种瓦斯放散形式,主要有瓦斯喷出和煤与瓦斯突出。
本篇介绍瓦斯的普通涌出。
二、矿井瓦斯涌出来源根据矿井瓦斯涌出的地点不同,瓦斯来源可分为煤(岩)壁瓦斯涌出、采空区瓦斯涌出和采落煤炭瓦斯放散三类。
有时把来源于煤(岩)壁和采落煤炭涌出的瓦斯称为直接源瓦斯;把来源于采空区涌出的瓦斯称为间接源瓦斯。
1.煤(岩)壁瓦斯涌出由于井下采掘巷道和采掘工作面的布置,煤(岩)壁暴露的自由面大而且分布广。
从自由面向煤体深处瓦斯压力呈上升趋势,这样在煤体就会形成瓦斯压力梯度,从而造成瓦斯由煤体深部向煤壁方向流动的流动场,对井下作业空间而言,煤(岩)壁成为瓦斯涌出的重要来源。
(1)采煤工作面煤壁瓦斯涌出当采煤工作面为后退式开采时,采区内运输及回风巷道的煤壁暴露时间一般已经超过煤壁瓦斯涌出的枯竭期,所以整个巷道的煤壁瓦斯涌出可以忽略。
掘进工作面瓦斯异常涌出原因分析与防治

通风与安全掘进工作面瓦斯异常涌出原因分析与防治大兴矿徐世波张红刚摘 要 针对大兴矿南五903运顺掘进过程中瓦斯异常涌出现象,分析了保护层开采、火成岩侵入、采动影响区瓦斯赋存及位于采空区动压影响区等原因,采取针对性瓦斯治理措施,取得较好的治理效果。
关键词瓦斯异常涌出喷孔火成岩效果1概述2018年1月22 0 23时14分,大兴矿南五903运顺掘进工作面距迎头3m 施工顶板锚索孔时发生 喷孔现象。
针对这次瓦斯异常涌出现象,开展了保护 层开采、火成岩侵入、采动影响区瓦斯赋存及位于采空区动压影响区等等因素调查分析和研究,确定具体原因,及时采取针对性瓦斯治理措施,取得较好效果。
2工作面概况2.1 基本情况南五903工作面位于南五采区中北部,可采走 向长641m,切眼宽240m,工作面面积153840m 2o 工作面东部为F38号断层,南部为工作面采区煤柱,西 部为未采动区。
北部为9煤层最低可采边界。
南五903工作面布置平面图见图lo 图1 巷道布置示意图工作面煤岩形态为一单斜状,煤层产状297。
厶4。
~6。
根据地质钻孔和生产实见资料看,本工 作面断层构造不发育,仅在工作面东侧发育有F38 号断层,产状为296。
乙60。
H=25m,西北侧发育有F40号断层,产状为296。
乙60。
H=3.2m o 由于工作面东侧邻近F38号断层,且该断层落差较大。
工作面西南部8,9煤层合层,煤层厚度在2.64〜3.11m 之间冻北部8,9煤层分层,9煤层逐渐变薄,9煤层呈南厚北薄趋势,平均煤厚为2.11m,南部煤层顶板受一厚度在3〜4m 的火成岩岩床侵入影响煤层局部有变质现象。
2.2火成岩根据工作面4个地质钻孔和上部707工作面实 见资料看,该工作面火成岩侵入复杂。
上部707回顺有火成岩侵入体实见,工作面有3个地质钻孔实见3.00〜4.03m 厚火成岩,分析认为火成岩是以F38号断层为侵入通道,侵入到煤岩层薄弱区。
火成岩侵入形式以岩床为主,侵入层位在9煤层顶板1.5m 以上,厚度3.48m 左右。
店坪矿局部区域瓦斯异常涌出原因分析及治理

庄 村一 带 , 井 田东西 长 4 . 1 7 k m, 南北宽 4 . 1 0 k m, 井
田面积 1 3 . 5 3 0 2 k m , 批准开采 2 、 3 、 5 、 8 、 9 、 1 0
作 面运输 巷沿 倾 向布置 , 采 区整体 形状 呈不 规整 的长
条带 不等 边形 , 双翼 布 置 回采 工作 面 。店坪 矿采 掘布
置示 意 图见 图 1 .
煤层 , 井 田内仅 有 店 坪煤 矿 开 采 , 无 其 他 矿 井 。井 田
外北 部 与 山西 方 山金 晖凯 川 煤 业 有 限 公 司 相 邻 ( 瓦 斯矿 井 ) , 南 部 为 霍 州 煤 电集 团木 瓜 煤 矿 ( 瓦 斯
矿井 ) 。
1 瓦 斯异 常 区域基 本情 况
1 . 1 问题 的提 出
1 0 - 2 0 7 切 巷
l 0 -2 0
l 0 . 20 8l
l 0 . 20 8 2 Nhomakorabea店 坪矿 于 2 0 1 4年 2月 开 始 开 采 下 组 煤 , 在 掘 进
1 0 煤层 2 0 3 1 、 2 0 3 2 、 2 0 7 1 、 2 0 7 2巷 道 期 间 出现 过局 部 区域 瓦斯 涌 出量 异常 增高 的情 况 ; 在 回采 1 0— 2 0 3工 作 面期 间 , 推进到 4 0 7 m 时上 隅角 、 工作 面 、 回风 流 瓦 斯 含量 开始 显著 增高 。
1 0—2 0 8 2 、 1 0 —2 0 7 1 、 1 0 —2 0 7切 巷 ( 现 已 经 掘 进 到
位) 、 1 0—2 0 7绕 巷 ( 岩巷) 、 1 0—2 0 9 1 、 8 3 0南 翼 回 风
矿井瓦斯涌出量的影响因素

矿井瓦斯涌出的影响因素矿井瓦斯涌出量的大小,它取决于自然因素和采矿技术因素的综合影响。
(1)自然因素1)煤层及相邻层含气量煤层及相邻层含气量是瓦斯涌出量大小的决定因素。
开采煤层的瓦斯含量高,瓦斯的涌出量就大。
当开采煤层的上部或下部存在高瓦斯含量的煤层或岩层时,由于未受采动影响,这些邻近层内的瓦斯也要涌人开采层,从而增大了矿井瓦斯涌出量。
2)表面大气压力和温度地面大气压力的变化与气体排放量密切相关。
地面大气压力升高时,矿井瓦斯涌出量减少。
地面大气压力下降,瓦斯涌出量增大。
气温的影响体现在其变化导致大气压的变化,进而影响瓦斯涌出量的大小。
(2)采矿技术因素1)采矿规模采矿规模是指开采深度、开拓、开采范围及矿井的产量而言。
开采深度越深,随着瓦斯含量的增加,瓦斯涌出量就越大。
在瓦斯赋存条件相同时,一般是开拓、开采范围越大,则瓦斯绝对涌出量越大,而瓦斯相对涌出量差异不大;产量增减,往往瓦斯绝对涌出量有明显的增减,而相对涌出量的变化不很明显。
当矿井的开采深度与规模一定时,如果矿井排放的气体主要来自开采的煤炭,产量变化时,对绝对涌出量的影响比较明显,对相对涌出量的影响不大;若瓦斯主要来源于采空区,产量变化时,绝对瓦斯涌出量变化较小,相对瓦斯涌出量则有明显变化。
2)挖掘顺序和挖掘方法首先开采的煤层(或上分层)排放了邻近层的瓦斯,因此,瓦斯涌出量大。
后向开采工序的瓦斯涌出量小于前向开采工序,属于回采率低的采煤方法,采区瓦斯涌出量大。
陷落法管理顶板比充填法瓦斯涌出量大。
3)生产过程瓦斯涌出量通常随着开采过程的进展和时间的延长而迅速减少。
4)矿井风压理论上,大气压力对气体排放的影响是相同的。
抽出式通风的矿井,瓦斯涌出量随矿井通风压力(负压)的提高而增加。
压人式通风矿井,瓦斯涌出量随矿井通风压力(正压)的提高而减少。
5)空地管理采空区的密闭质量影响瓦斯涌出量。
抽出式通风的矿井,随着密封质量的提高,气体排放量减少;压入式通风矿井则正好相反。
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矿井瓦斯涌出异常原因探析
摘要在采掘生产过程中,对各煤层、各采煤工作面瓦斯涌出量结合地质的构造情况对出现瓦斯涌出现象的原因进行分析,总结出并采用有效的防治措施,使工作环境更加安全。
关键词瓦斯;涌出;探析
光正公司(原淄矿集团石谷煤矿)的矿井于1960年投产,属于瓦斯类矿井,由于多年的开采生产,导致矿井中的地质状况发生了复杂的变化。
在某些煤层和某些区发生过多次的瓦斯涌出的相对异常的现象。
在长期的、不断的对这些情况进行勘测和研究后,并结合发生异常现象的位置的地质构造对出现的瓦斯涌出这一异常现象进行了综合的原因分析后,采取有效的瓦斯防治措施,确保了矿井安全生产。
1 矿井瓦斯异常区探讨分析
1.1 7、9煤层瓦斯赋存情况
7煤层形成于石炭纪太原统,煤层厚度为1.1m,结构简单,无夹石,煤质为贫煤。
其储量分布在矿井南部即F14断层上盘区域,现已开采9个采区,开采面积为5.1km2,受断层的影响,构造煤比较发育,局部块段瓦斯涌出变化大瓦斯含量较高。
9煤层厚度0.8m,局部有夹矸0.08m,结构复杂,较稳定,煤层瓦斯含量较低。
970南六采煤工作面瓦斯绝对量2.2m3/min,960北十一采煤工作面瓦斯绝对量3.8m3/min,770北三采煤工作面瓦斯绝对量4.2m3/min,770南十二采煤工作面瓦斯绝对量3.6m3/min,790北三采煤工作面瓦斯绝对量4.1m3/min,
1.2测定顶底板岩石厚度、分析岩性,掌握瓦斯赋存规律
煤系岩性组合和煤层围岩性质对煤层瓦斯含量影响很大。
7煤层顶板为强度低的砂质页岩,底板为粘土页岩。
顶底板岩石含泥质较多,层理不明显。
围岩的透气性差,易于贮存瓦斯。
9煤层顶板为石灰岩,底板为砂质页岩,围岩的透气性好,瓦斯含量比7煤层低,在采掘过程中测定厚度、分析岩性进行统计,掌握7、9煤层瓦斯涌出量。
2瓦斯涌出异常和地质构造的关系
7煤层的地质结构比较复杂,煤层内一些大的断层发育比较早,有严重的火成岩侵入现象,出现了较多的背斜、向斜以及褶曲,比其它煤层的瓦斯含量高,在采掘工作中回容易出现瓦斯涌出的现。
2.1 瓦斯涌出异常与开采深度的关系
当除了煤层埋藏深度的条件都相对一致时,煤层中的瓦斯会随着煤层埋藏的越来越深而向地表移动的距离就越来越长,就会越来越难以散失。
并且,深度越深,煤层受到的压力也越来越大,它的透气性也变得越来越差,造成瓦斯更不容易扩散,瓦斯含量就会增大,在此工作时,就会容易出现瓦斯涌出的异常状况。
如770下山采取与780上山采取这两个同一煤层的两个不同采取,两者中较、都有着比较少的较大地质结构,较少的影响到瓦斯涌出的变化情况,但780采区的南二顺槽迎头合760采区的南三顺槽迎头的垂直深度是64m,瓦斯涌出两从每分钟0.11m3减少到了0.06m3,770下山采区经常会出项瓦斯涌出的异常现象,但780采取从开始到工作结束都没有出现瓦斯涌出的异常现象。
2.2 瓦斯涌出异常与断层褶曲、火成岩的关系
一般情况下,在地质的构造区中,像出现断层、褶曲、或者火成岩侵入的地区,煤层出现的瓦斯涌出会出现较大的变化,如果这个地区的构造是由于受到强应力而产生的话,则附近的煤层中的瓦斯便能通过此处的裂隙带的开放性而不断的向外扩散出去,此时,这个区域内的瓦斯量就相对的小一些,但如果此区域的构造是由于受到扭应力所产生的,这个区域的瓦斯由于附近的封闭性的裂缝而不好向外扩散,导致瓦斯含量较大,当在这个区域附近工作时,会容易发生瓦斯涌出异常的状况。
2.3 统计地质构造观测瓦斯涌出量绘制瓦斯地质图
地质构造复杂区域所形成地垒或地堑,造成了瓦斯不易扩散,所以煤层中的瓦斯含量大,瓦斯涌出量大。
全面分析掌握断层性质与瓦斯涌出量的关系。
在开放性断层附近瓦斯含量低,而关闭性断层附近瓦斯含量大。
7层煤有2个向斜、3个背斜,从原始地质资料分析看,工作面是在向斜轴部的位置,瓦斯含量在推面时高达3.69m3/t,是一般情况下的两倍左右。
据此绘制出瓦斯地质图,划分瓦斯含量区域。
研究其规律预测深部瓦斯含量,指导安全生产。
3 瓦斯涌出异常区的防治措施及效果
1)开采前先勘探,做好地质构造的勘探与分析工作。
研究作业层面地质构造对瓦斯涌出的影响。
如果有必要,可放震动炮提前释放瓦斯;
2)做好通风系统的管理工作,必须保证风量。
严格按照相关规定构建通风设施,巷道施工前完善通风系统的准备环节。
巷道贯通以后必须立即观测通风系统的稳定性,并及时做好调整。
坚决杜绝风流不畅跟瓦斯超限的情况出现;
3)落实瓦斯治理制度。
增派专业的瓦斯检查工作人员对瓦斯异常区进行专门的监测。
工作人员要严格按照瓦斯治理的制度进行执行;
4)做好瓦斯预测预报工作。
每班对井下所有采掘工作面的煤炮眼检查一次瓦斯浓度,通过炮眼内的瓦斯浓度变化分析、预测该工作面前进方向的瓦斯变化趋势,提前采取预防措施;
5)加大瓦斯检测的力度。
把所有炮眼中的瓦斯含量高于10%的工序的工作面都作为异常来处理,设专业的瓦斯远进行全面的检查和检测。
所测数据要实现“三对口”,不准空班、漏检、假检。
并负责对分工区域内的通风设施的检查,发现问题及时汇报处理。
通过这些措施的具体实地实施,通过采取综合治理措施的现场实施,杜绝了瓦斯超限作业现象,防止了重大瓦斯事故的发生,确保矿井安全生产。
4 结论
搞好瓦斯地质工作,深入现场调查研究,综合分析,摸清地质构造与瓦斯涌出量的变化规律,掌握瓦斯赋存状态,系统分析煤层中的瓦斯含量,准确预测瓦斯涌出量,将瓦斯的涌出变化与地质构造结合起来,指导安全生产,坚决杜绝瓦斯事故的发生。
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