在煤礦井下引起瓦斯異常的原因十分復(fù)雜，一般包含以下10種情況：
1、瓦斯傳感器校驗(yàn) 2、瓦斯傳感器故障 瓦斯傳感器故障受井下復(fù)雜環(huán)境的影響，瓦斯傳感器時(shí)常發(fā)生故障，如瓦斯傳感器掉落、碰撞、進(jìn)水等，導(dǎo)致瓦斯傳感器內(nèi)部出現(xiàn)接線松動(dòng)等故障，或者瓦斯傳感器因?yàn)槔匣鴮?dǎo)致故障。瓦斯傳感器一旦發(fā)生故障，會(huì)向地面監(jiān)控系統(tǒng)反饋失真數(shù)據(jù)甚至錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，使值機(jī)人員無(wú)法準(zhǔn)確掌握井下瓦斯的真實(shí)信息。因此，及時(shí)識(shí)別瓦斯傳感器故障，采取修復(fù)或替換措施具有重要意義。 3、瓦斯傳感器位移 煤礦井下布置的傳感器位置根據(jù)井下工作需要會(huì)不定期改變，尤其是回采工作面瓦斯傳感器。由于瓦斯傳感器實(shí)時(shí)向煤礦監(jiān)控系統(tǒng)上傳瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)，在傳感器位置移動(dòng)的瞬間或者過(guò)程中，瓦斯數(shù)據(jù)就會(huì)出現(xiàn)異常波動(dòng)，典型的傳感器位移期間瓦斯監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如3所示，瓦斯傳感器位移期間，瓦斯監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)首先快速上升至相對(duì)較高的值，隨后在平穩(wěn)狀態(tài)維持了較短的時(shí)間，最后快速下降，回落至正常值。 4、頂板垮落 在采煤工作面整個(gè)回采過(guò)程中，煤體受采動(dòng)的影響和上覆巖層礦壓的作用，頂板將發(fā)生移動(dòng)、垮落。表現(xiàn)為直接頂首先冒落，然后是基本頂?shù)某醮蝸?lái)壓垮落，之后是基本頂?shù)闹芷谛詠?lái)壓垮落。當(dāng)頂板垮落時(shí)，瓦斯突然被壓出，使得瓦斯涌出量增加，瓦斯?jié)舛燃彼偕仙_(dá)到峰值，隨后在較短時(shí)間內(nèi)迅速回落至正常值。典型的頂板垮落期間瓦斯監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間序列如圖4所示，頂板垮落期間，瓦斯監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)首先快速上升，于23:42:10達(dá)到峰值0.84%，隨后快速下降，回落至正常值。 5、采煤機(jī)割煤速度過(guò)快 采煤機(jī)在割煤過(guò)程中，煤體受采動(dòng)影響發(fā)生破裂，造成瓦斯涌出。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)工作面采煤機(jī)牽引速率和瓦斯?jié)舛戎g的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)二者近似呈二次多項(xiàng)式關(guān)系，隨著采煤機(jī)牽引速率的增加，瓦斯?jié)舛确謹(jǐn)?shù)也隨之上升，同時(shí)上升速率也在加快。因此，控制采煤機(jī)牽引速率，有助于降低采煤工作面瓦斯體積分?jǐn)?shù)超限的風(fēng)險(xiǎn)。典型的采煤機(jī)割煤速度過(guò)快過(guò)程中瓦斯監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間序列如圖5所示，瓦斯?jié)舛扔?:02:17上升峰值1.13%，隨后開始下降，回落至正常值。瓦斯?jié)舛仍谏仙^(guò)程中，上升速率總體上隨著瓦斯?jié)舛鹊纳仙黾印?/span> 6、局部停風(fēng) 在巷道掘進(jìn)過(guò)程中，如果局部通風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障或者正在檢修，掘進(jìn)工作面會(huì)出現(xiàn)風(fēng)量不足，導(dǎo)致掘進(jìn)工作面瓦斯?jié)舛壬仙龔亩l(fā)瓦斯傳感器報(bào)警。當(dāng)恢復(fù)通風(fēng)后，瓦斯?jié)舛瓤焖倩芈渲琳Ｖ�。典型的局部停風(fēng)期間瓦斯監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如圖6所示，局部停風(fēng)期間，瓦斯監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)首先緩慢上升至相對(duì)較高的值，隨后在平穩(wěn)狀態(tài)維持了一段時(shí)間，恢復(fù)通風(fēng)后，瓦斯?jié)舛瓤焖傧陆担芈渲琳Ｖ怠?/span> 7、煤與瓦斯突出煤與瓦斯突出 對(duì)采掘工作面的安全生產(chǎn)構(gòu)成了極大威脅，研究煤與瓦斯突出監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)形態(tài)特征，有助于煤與瓦斯突出災(zāi)害預(yù)警。煤與瓦斯突出機(jī)理及影響因素比較復(fù)雜，但災(zāi)害發(fā)生之前普遍存在征兆現(xiàn)象，煤與瓦斯突出災(zāi)前征兆通常表現(xiàn)為瓦斯長(zhǎng)時(shí)間緩慢涌出，并且瓦斯涌出量較大。典型的煤與瓦斯突出災(zāi)前征兆瓦斯監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間序列如圖7所示，瓦斯?jié)舛瘸尸F(xiàn)緩慢上升的特征，且瓦斯?jié)舛壬仙俾驶颈３植蛔�，峰值大�?%。 8、炮后瓦斯 在掘進(jìn)工作面，因?yàn)榉排谧鳂I(yè)，使得崩落煤體中的大量吸附態(tài)瓦斯迅速解吸釋放，并改變其周邊的應(yīng)力分布狀態(tài)，降低區(qū)內(nèi)的瓦斯泄壓而大量涌出，從而導(dǎo)致掘進(jìn)工巷道內(nèi)瓦斯涌出量會(huì)在短期內(nèi)出現(xiàn)較大幅度波動(dòng)。瓦斯趨勢(shì)呈現(xiàn)一個(gè)不對(duì)稱的“拋物線”形，上升速率大于下降速率。掘進(jìn)工作面根據(jù)工作面地點(diǎn)和措施的不同，炮后瓦斯的上升速率以及最大值的變化范圍較大。典型的放炮作業(yè)之后瓦斯監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間序列如圖8所示，瓦斯監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)首先快速上升至峰值，隨后在平穩(wěn)狀態(tài)維持了極短時(shí)間，最后瓦斯?jié)舛染徛陆�，回落至正常值。同時(shí)瓦斯?jié)舛仍谏仙^(guò)程中，瓦斯?jié)舛鹊纳仙俾士傮w上隨瓦斯?jié)舛鹊纳仙黾印?/span> 9、風(fēng)筒滯后或漏風(fēng) 在煤巷開掘的過(guò)程中，煤巖壁會(huì)涌出大量瓦斯，為了改善掘進(jìn)工作面的工作環(huán)境，井下一般采用局部通風(fēng)的措施，利用風(fēng)筒對(duì)掘進(jìn)工作面供風(fēng)。受井下復(fù)雜環(huán)境的長(zhǎng)時(shí)間影響，風(fēng)筒的涂覆布容易發(fā)生撕裂破損，接頭容易發(fā)生脫節(jié)，從而導(dǎo)致風(fēng)筒漏風(fēng)；在掘進(jìn)工作面向前推移的過(guò)程中，如果風(fēng)筒沒(méi)有及時(shí)續(xù)接，風(fēng)筒端頭與掘進(jìn)工作面之間的距離就會(huì)逐漸增大，造成掘進(jìn)工作面風(fēng)筒滯后的現(xiàn)象，在局部通風(fēng)機(jī)功率不變的情況下由于風(fēng)筒端頭的風(fēng)流射程是不變的，風(fēng)筒滯后導(dǎo)致輸送到掘進(jìn)工作面的風(fēng)量減少。一旦掘進(jìn)工作面發(fā)生風(fēng)筒滯后或漏風(fēng)，那么輸送到掘進(jìn)工作面的風(fēng)量將會(huì)減少，從而導(dǎo)致瓦斯?jié)舛仍黾�。典型的風(fēng)筒滯后或漏風(fēng)期間瓦斯監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間序列如圖9所示，瓦斯監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)首先緩慢上升，瓦斯?jié)舛鹊纳仙俾孰S著瓦斯?jié)舛鹊纳仙饾u增加，隨后瓦斯?jié)舛仍谄椒�(wěn)狀態(tài)維持了較短短時(shí)間，最后瓦斯?jié)舛认陆担芈渲琳Ｖ怠?/span> 10、綜采放頂綜采放頂?shù)牟擅悍椒?/span>
在煤礦開采中得到了廣泛應(yīng)用，分析綜采放頂落煤瓦斯的涌出特征有利于準(zhǔn)確掌握綜采工作面的回采和安全狀態(tài)。典型的綜采放頂期間瓦斯監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間序列如圖10所示，綜采放頂期間，放頂煤工作面在礦壓和人工松動(dòng)的作用下發(fā)生垮落，瓦斯?jié)舛韧ǔ＝?jīng)歷多個(gè)快速上升和快速下降。