任習偉

（鄭煤集團（登封）教學二礦有限公司，河南 登封 452482）

1 引言

我國是能源大國，在眾多種類的能源中，煤和瓦斯的利用率是相對較高的，同時人們對煤以及瓦斯的需求也相對較高。為了滿足人們對煤與瓦斯日益增高的需求，我國就要對大量的煤礦進行開采，并且要在保證質量的情況下進行開采，因為這樣才能提高煤礦的利用率，減少浪費。隨著我國科學技術的進步，我國已經(jīng)可以做到對煤礦進行深層次的開采了，并且在開采的過程中發(fā)現(xiàn)，在煤礦內部往往會伴有瓦斯存在。瓦斯具有雙面性，正確開采可以為人民生活以及工業(yè)活動等等利用，但是如果沒有做到正確開采，就很容易造成安全隱患，因為瓦斯是有毒性氣體，并且有爆炸性。同時，在對煤礦開采的過程中會涉及環(huán)境污染問題，因為在對煤礦進行開采的過程中會排放大量的碳。所以在開采過程中應該應用先進的科學技術盡量控制碳排放，因為大量的碳排放會污染環(huán)境，所以應該在控制碳排放的前提下對煤礦以及瓦斯進行合理開采。

2 與煤礦瓦斯有關的關鍵科學問題

在對煤礦進行開采的過程中，還會對煤礦的內部環(huán)境進行研究。經(jīng)過多年的研究發(fā)現(xiàn)，雖然大部分煤礦內部都會伴有瓦斯存在，但是處于不同地址條件下的煤礦伴隨的瓦斯量、瓦斯密度以及瓦斯質量等等都是不一樣的。并且在不同地址條件下對瓦斯進行開采所要面對的環(huán)境、需要注意的事項以及開采的方法、方案等等都是不一樣的，所以在對煤礦進行開采的時候，要根據(jù)具體問題進行具體分析，并且選擇合適的開采方案。根據(jù)調查顯示，在對煤礦進行開采時，主要問題有以下幾個，分別是煤層變質變形與瓦斯吸附問題、構造煤結構與瓦斯賦存問題、深部煤炭開采瓦斯問題以及煤礦瓦斯異常區(qū)地球物理探測與預測問題。

2.1 煤層變質變形與瓦斯吸附問題

煤礦由大量煤巖組成，而煤巖是一種有機巖石，與其他巖石不同，煤巖的結構特別復雜，煤巖具有低楊氏模量以及高泊松比，所以煤巖在變質和變形行為上有很多大不同，進而在不同條件下，瓦斯在對煤層進行吸附以及解吸時，都會產(chǎn)生不同的特征。因為地質環(huán)境等條件的不同，煤會產(chǎn)生不同程度的變質，進而其孔隙結構就不一樣；而孔是煤進行氣流流通的根本，所以孔隙結構不一樣，就會導致煤的透氣性不同。根據(jù)調查顯示，煤巖的變質程度與瓦斯吸附量成正相關的關系，因為煤巖在產(chǎn)生變質的過程中會產(chǎn)生大量的孔隙，雖然孔隙較小，屬于納米級別，但是依然會增加煤比面積，而煤比面積越大，瓦斯的吸附能力越強，所以其吸附量就會增多。

2.2 構造煤結構與瓦斯賦存問題

不同地區(qū)的地質環(huán)境以及自然環(huán)境是不一樣的，所以不同地區(qū)的煤礦的形成條件都是不一樣的，進而煤礦的內部結構、環(huán)境等等都會存在很大差異。同時，因為地域不一樣，不同地區(qū)的地質都會經(jīng)過不同的演化過程，而不同的演化過程會對煤礦造成不同的影響，進而其內部結構就會根據(jù)演化而發(fā)生改變。并且經(jīng)過調查研究發(fā)現(xiàn)，演化不僅會對煤礦的內部結構造成影響，其還會對煤層瓦斯的賦存以及分布造成影響，這就會給開礦工作帶來很大困難。所以要想順利、安全的開礦，可以通過構造煤結構來研究瓦斯的賦存問題。

2.3 深部煤炭開采瓦斯問題

在對煤礦進行開采的時候要盡量做到深層開采，因為這樣才能避免浪費的現(xiàn)象發(fā)生。但是在對深層煤礦進行開采的時候有很多注意事項，因為煤礦深層環(huán)境與淺層環(huán)境是存在很大區(qū)別的，很多在淺層煤礦區(qū)不會出現(xiàn)的問題，在深層煤礦區(qū)都會出現(xiàn)，比如壓力問題、透氣性問題以及溫度問題等等。并且煤礦開采的越深，越容易產(chǎn)生危險，比如礦震，就是因為含氣多孔介質和儲氣構造在開挖卸荷和高壓吸附瓦斯解吸膨脹耦合作用而產(chǎn)生的。

3 與煤礦瓦斯有關的關鍵技術問題

3.1 煤與瓦斯突出及其預防治理

在對煤礦進行開采的過程中，煤與瓦斯突出的危險系數(shù)很大，想要預防這種危險發(fā)生，就要增強煤礦的空氣流通程度，同時還要對瓦斯突出進行合理的預防。預防工作過主要分為兩方面，分別是瓦斯突出預測以及優(yōu)化瓦斯抽采技術。

瓦斯預測可以根據(jù)地質結構特點、煤的普氏系數(shù)、瓦斯密度以及瓦斯含量等等影響因素進行預測，并且還可以通過敏感瓦斯指標對煤層是否容易產(chǎn)生突出危險進行評價，比如瓦斯含量、最大鉆屑量Smax以及鉆屑瓦斯解吸指標K1等等。如果評價的結果是容易產(chǎn)生突出危險，那么就根據(jù)相應的指標采取不同的預防措施。同時，還可以優(yōu)化瓦斯的抽采技術來降低突出的發(fā)生率。我國科學技術已經(jīng)有了質的飛躍，所以可以選取合適的科學技術應用到瓦斯的抽采中。

3.2 煤與瓦斯共采及其資源利用

煤與瓦斯都是可利用的資源，同時在很大程度上，煤與瓦斯都是共同存在的，所以在開采時就要考慮全面，避免因為對其中一個的開采而造成另一種資源的浪費。但是在實際的開采的過程中，因為二者的開采條件以及貯存條件不一樣，所以在開采的時候難免會產(chǎn)生浪費。所以為了盡量將浪費降到最低，就要在開采之前進行合理的調查，對二者的價值進行分析，然后在開采的時候進行合理的取舍。

3.3 煤炭開發(fā)中的碳排放及其環(huán)境保護

根據(jù)調查顯示，造成環(huán)境污染的污染源中，最大污染源之一的就是碳排放，碳排放不僅會造成全球變暖，還會影響空氣質量，所以就應該合理地控制碳排放。在對煤礦進行開采的過程中，就難免會產(chǎn)生碳排放，所以為了合理地控制碳排放量，就應該在開采的過程中運用相關的科學技術對碳排放進行處理。

4 結語

為了開采到更多的能源，在對煤礦進行開采的時候就要盡量做到深層開采，但是開采的越深，危險系數(shù)就會越大，所以對煤礦進行科學合理的開采是很有必要的。并且在開采的過程中還要注意碳排放問題，因為過多的碳排放會對環(huán)境造成嚴重的污染。所以怎樣在控制好碳排放的情況下，對煤礦進行科學合理的開采會是以后研究的重點，希望本篇論文對如何在控制好碳排放的前提下，對煤礦進行科學合理的開采有所幫助。