煤矿瓦斯治理及防突问题应对举措研究

煤矿瓦斯治理及防突问题应对举措研究

殷广标

淮河能源地质勘探工程分公司  

摘要：煤矿开采专业性强、风险因素多、安全管理难度更高。瓦斯与煤矿存在密切关联，瓦斯治理及防突工作必须坚持“以防为主，治理为辅”的理念，积极探索瓦斯治理过程中存在的问题，采取针对性的治理方案，运用先进的瓦斯抽采设备和科学技术，构建高效可靠的通风系统，最大限度地减少采掘工作面的瓦斯积聚，为煤矿的安全生产提供保障。

关键词：煤矿企业；瓦斯治理；防突对策

一、煤矿瓦斯概述

1、瓦斯的概念

瓦斯作为一种危险性气体，不仅易燃易爆，而且无色无味，常常以游离或吸着状态存在于地下煤岩中，是从围岩和煤石中溢出的混合气体。瓦斯在空气中的相对密度是0.554kg/m³，但是标准密度却是0.716kg/m³，瓦斯能够达到空气1.6倍的渗透能力，浓度的不断提升能够在密闭空间内使人缺氧窒息，如果达到相应的条件还会发生瓦斯爆炸事故，对矿井造成严重人身伤害和经济损失。

2、瓦斯爆炸条件

通常来说，瓦斯满足以下三个条件才会发生爆炸：第一，瓦斯达到一定浓度。正常情况下，只有当瓦斯的浓度达到6%-15%范围内时，才有可能出现爆炸，在临界值以下合理控制瓦斯浓度就可以保证安全。在矿井生产中，只能根据实际情况综合评估各种条件，最终对临界值进行综合考虑和判断，从而确保安全生产。第二，温度达到燃烧点。当温度升至650℃时，瓦斯便达到了爆炸条件，这个值受外界因素的影响，如电压、火力、摩擦和其他自然因素，而这些因素也将对瓦斯的安全性造成重大威胁。第三，氧气浓度。氧气是助燃气体，然而井下工人的呼吸也需要相应的氧气，通风系统每天将新鲜的空气送入井下工作面，空气中所含氧气量是不可控因素。

3、瓦斯危害

瓦斯几乎没有任何可见的特征，极易被忽略。然而，当这种危险情况出现，开采工人不能及时发现瓦斯泄露，就会因大量吸入瓦斯气体而造成工人中毒甚至死亡。当瓦斯含量超过某个临界值，可引发瓦斯爆炸，破坏采掘机械设备，引起矿井火灾，这给煤矿企业带来极其惨痛经济损失和人员损失。当瓦斯突然爆炸，它所释放的巨大热量就像火山灰一样，瞬间就把空气中的温度上升至186℃甚至260℃，这种极端的环境变化，会造成机械设备损坏和矿井坍塌，可能对工人产生灼伤，甚至瞬时高温导致死亡。当发生瓦斯爆炸所释放出的强烈冲击波将给周围环境和作业人员造成严重伤害，而当这些冲击波的能量不断攀升时，能破坏整个矿井结构和生产系统。

二、瓦斯治理的影响因素

1、瓦斯含量变化影响因素

瓦斯的浓度与矿井采深关系密切，随着采深不断增加，矿井压力和瓦斯涌出量大幅增长，煤矿开采工作中的安全隐患也层出不穷。瓦斯除了它自身易爆炸的危险属性外，还与工作面的整体结构和地质褶曲情况有着紧密联系。生产过程中，瓦斯极易积聚在背斜、向斜及倾伏地段。一旦煤层的走向发生较大变化时，导致其内部结构发生显著变化，从而使得底板与顶板两个部分产生了巨大的夹角，进而增加了煤体内的瓦斯浓度和压力。

2、管理方式不科学

随着矿井开采深度不断增加，井下工作面的地质条件越来越复杂，而且伴随开采区域的扩大，井下所需作业人员数量大幅增加。面对井下恶劣的生产环境，如果出现管理不当，就会对煤炭开采的安全性造成严重影响。尽管煤矿企业已经为新入职的员工提供了专业知识培训，但由于他们的文化水平和技术水平有限，在实际的煤炭开采过程中仍然存在着专业知识匮乏、岗位操作不熟、技术水平不高等问题。

3、缺乏煤与瓦斯突出的判断经验

作为一名煤炭生产矿工，拥有足够的实践经历至关重要。如果井下岗位职工和技术人员能够熟练掌握煤与瓦斯的爆炸特性，就能够迅速识别爆炸的前兆，立即停止活动，撤离危险区域，同时运用先进的安全措施确保矿山的安全。由于缺乏良好的安全意识，在工作中没有按章操作，凭借一种侥幸的心态，而无法正确应对除了采矿活动之外的其他危险因素，也缺乏应付煤矿爆炸危险的能力。

三、加强煤矿瓦斯治理

1、加大监管力度

煤矿企业必须建立防突科和安监科联合监管机制，严格管理矿井通风情况、现场作业技术、瓦斯含量变化等，确保现场的施工质量和人员安全。在联合监管过程中，针对存在的瓦斯超限问题，必须及时对瓦斯浓度数据的变化进行科学分析，查找出瓦斯超限的问题根源，及时采取针对性措施进行处理，使瓦斯事故从根源上得到预防。政府部门也要对煤矿企业加强监管，对煤矿企业定期上报的井下瓦斯含量与瓦斯动态监测系统进行仔细核对，严肃处理数据作假或瓦斯超限瞒报的情况，对于存在重大瓦斯超限隐患仍没有及时整改的井下区域，要对所辖单位的责任人进行严格追责。

2、建立责任体制

在煤矿企业中，瓦斯治理和防突工作是一项系统性的任务，需要多部门、多专业、多岗位人员共同完成，为了对治理时存在的质量问题进行严格掌控，煤矿必须建立完善的责任体系，约束相关人员的行为，杜绝责任互推和推诿扯皮现象。煤矿企业还需要结合工作实际，制定奖惩政策，激发职工的积极性和主动性，提升矿井瓦斯治理水平，为安全生产打牢根基。

3、加强巷道通风

在矿井生产中，巷道是保证有效通风的唯一途径，对巷道进行科学组织和优化，最大限度地减少瓦斯事故的发生。煤矿通常采用中央平行通风方式，即在巷道内布置两条回风道和两条通风道，这种布置方式可以为每个工地输送充足、适当的风量。在道路通风过程中，通常采用双向风机的自动切换方式，主风机出现故障后，备用风机自动启动，开始工作模式。采用双重通风方式，可以极大地保障矿井通风系统的运行，将道路瓦斯浓度控制在临界值以内，减少发生爆炸事故和中毒问题的可能性。矿道规划通常设置两条瓦斯回风道，除禁止生产活动外，回风道内不允许堆放杂物。

4、实施抽放技术

煤矿的瓦斯抽放是防治瓦斯危害的重要技术手段，可以有效减轻煤矿内涌出瓦斯的含量，防止瓦斯发生爆炸，与此同时，也可以实现瓦斯的有效开发和利用。在瓦斯邻近层可以使用低位段钻孔地抽放瓦斯技术，相比于传统顺层长钻孔技术而言，可以减少工作量，提高瓦斯的抽放数量。

四、煤矿瓦斯防突对策

1、做好防护措施

结合煤矿实际情况制订有效的防突措施，对防突措施进行针对性检验，保证其具备良好的防突效果。煤矿开采可能会与评估和预测的情况存在一定差异,实际的防突效果也可能与预计的不同,所以为保证防突措施的有效性，必须进行实际检测,确保效果满足安全防范要求。高位区瓦斯的抽取选取钻孔抽法。采空区顶部是瓦斯较易聚集的区域，选择钻孔抽方法,能防止瓦斯向外释放，避免出现瓦斯事故。掘进巷道瓦斯的抽取选择顺层钻孔法,防止瓦斯的大量释放。在钻孔作业时可选择先抽瓦斯再掘进或同步进行。

2、高压注水综合防突技术

高压注水综合防突在具体应用时,在煤巷正头设置长钻孔,对煤体实施高压注水，从而提高煤体的湿润度，这能让煤体具备更强的可塑性。在注水过程中，煤体受到压力作用后会被一定程度地破坏,导致通透性大幅增加,其中的游离瓦斯会得到有效释放，瓦斯突出的风险会大幅降低。高压注水防突措施要在掘进循环前进行，应对掘进环境展开综合评估，确定合理的钻孔深度与钻孔方向。选择合适注水范围，保证合理。上述措施完成后,还需要实施封口作业。

3、推广运用防突消突新技术

煤矿防突要充分利用现有技术,结合煤矿的实际情况,做好防突措施。要不断研发和创新，以形成更先进、有效的技术改善防突效果。煤矿安全是煤矿管理非常重要的工作,要做好防突工作，坚持四位一体治理原则。结合煤矿实际情况,对其风险进行有效评估。针对危险区域采取针对性的强化和防范措施，对局部地方予以补强。在煤矿开采作业过程中,须采取相应的措施保护邻近层。使用回风和运输平巷，综合运用注水技术,改善煤体可塑性，促使瓦斯得到释放,防止瓦斯突然释放,有效降低爆炸风险。

参考文献：

[1]秦艳红.浅析煤矿矿井通风和瓦斯防治[J].石化技术,2020 (2)

[2]李艺.矿山瓦斯治理及防突问题应对措施[J].矿业装备,2022（6）