煤矿瓦斯危害与综合治理方案研究

煤矿瓦斯危害与综合治理方案研究

包继金

贵州省盘州市安全生产监督管理局贵州553537

摘要：基于煤矿地质条件的复杂性，作业环境较为恶劣，很容易受到水、火、瓦斯等多种灾害威胁，在我国的煤矿事故中，瓦斯事故一直占据很大比例，且造成的死亡率极高，因此，有必要对煤矿瓦斯造成的危害及综合治理方案进行研究，为我国煤矿安全开采提供参考。

关键词：煤矿瓦斯危害；综合治理方案；研究

1煤矿瓦斯危害

第一种危害是瓦斯喷出，在进行煤矿开采过程中，一般情况下处于围岩及煤层的瓦斯都是以较为平缓的方式从各种缝隙中喷出，分散于采掘空间中，可以对其进行有效监控与治理，但同时也存在瓦斯异常喷出现象，其喷出主要特点为时间短、强度大，并具有一定的突然性，因此很难对其进行防控与治理，导致处于矿井中的矿工出现窒息现象，危及矿工生命安全。第二种危害是瓦斯爆炸，瓦斯产生爆炸具备以下3个条件，一是瓦斯含量占矿井空间空气总量的5%～16%时，即触发了瓦斯爆炸界限;二是瓦斯混合气体达到了12%;三是有足够的火源。当瓦斯发生爆炸时，首先对矿工生命造成安全威胁的是产生的冲击波，爆炸冲击波传导速度大于声速，最高可达到1000m/s，冲击波正向传播可产生5×105～8×105N/m2(最高可达20×105N/m2)，对工作人员和矿机（应改为“矿井”吧）巷道支架等设施造成强烈冲击，紧随其后的因瓦斯爆炸后产生的火焰锋面，其中火焰锋面的最高温度可达2650℃，锋面经过时，对人体造成极为严重的灼伤，并进一步引发其他设施着火，产生新的火源。最后当瓦斯爆炸过后，会导致矿井中氧气含量骤降，并且瓦斯燃烧生产的大量二氧化碳与水充斥于矿井之中，也是造成矿井中人员伤亡的重要因素之一。第三种危害是瓦斯突出，瓦斯突出即是在煤炭开采过程中突然从岩壁或煤壁喷出大量瓦斯气体的现象，瓦斯突出过程会伴随剧烈声响与强大的动能，破坏性极强，能够摧毁正在运行的采煤（可以不要）机械设备，破坏通风系统，还会造成矿井中工作人员窒息，对于整体矿井煤矿生产系统即矿井人员造成严重危害。第四种危害是瓦斯窒息。通常情况下，在煤矿生产过程中会不断释放出大量的瓦斯，这些瓦斯可通过通风系统及时排除井外。但是一旦矿井工作面出现停风或者通风不良问题，瓦斯无法及时排除井外（瓦斯得不到稀释），就会在矿机（矿井）之中大量聚集，无论瓦斯聚集（聚积）速度快慢，一旦聚集到一定程度会导致空气中氧气大量减少，有关人员贸然闯入的话，会因为缺氧而发生窒息事故。上述4种瓦斯危害不仅会单独出现，而且往往一种危害的发生会成为另一种危害发生的诱因，例如瓦斯突出不但会造成矿井人员窒息，摧毁矿井内设施，同时由于矿井空间短时间内瓦斯含量浓度突然变大，还很容易引发瓦斯爆炸问题，使得瓦斯危害进一步扩大，因此，需要进一步加强对瓦斯危害综合治理力度，防治瓦斯危害事故发生，确保矿井煤矿（只要其一就行了）的安全生产。

2瓦斯危害综合治理方案研究

2.1煤层瓦斯抽采技术

矿井瓦斯抽放技术主要是从地面向井下煤层瓦斯赋存区域安设抽放管路和在井下施工抽采钻孔，通过抽放管路，将瓦斯抽放至地面进行瓦斯发电或瓦斯民用。对煤层进行瓦斯抽采，既能防治井下瓦斯事故的发生，又能充分利用煤层瓦斯(煤层气)资源，缓解我国的天然气能源供应紧张的问题。20世纪50年代，我国在抚顺矿区进行瓦斯抽采技术实践，对我国煤层气利用技术具有重要的里程碑意义。随着煤炭工业及相关研究的不断发展，我国的瓦斯抽采技术先后经历了通过井下钻孔对高透气性煤层进行瓦斯预抽采、通过穿层钻孔对邻近煤层瓦斯进行卸压抽采、通过煤层注水压裂和大直径钻孔等方法对透气性较差的煤层进行瓦斯强力抽采、通过巷道布置优化的方法将采前瓦斯抽采和边抽边采等技术应用于同一矿井的综合瓦斯抽采四个阶段。尽管我国的瓦斯抽采技术发展较快，但与国际先进采煤国家相比，在瓦斯抽采技术、瓦斯抽采后利用、瓦斯抽采过程的安全性等方面，仍存在较大差异。

2.2建立相关监测监控体系

建立完善的监测监控体系也是煤矿瓦斯治理的有效措施，增加的煤矿开采时的安全性，降低瓦斯事故的发生。监测监控体系的作用是在监控区域中瓦斯浓度超过预定值，可以发出报警信号，并同时切断区域内所有电气设备的电源，使操作人员能够及时的停止生产，从而避免瓦斯事故的产生。监测监控体系的建立是瓦斯事故监管制度的重要一环，为矿井监管实现信息化有着重要的意义。此外，监测监控设备还可以将生产过程中的数据资料进行保存，为今后对煤矿瓦斯治理工作提供数据分析，促进瓦斯治理工作的开展，为企业制定瓦斯治理计划提供依据，有助于今后对相关治理案例的借鉴（可不要）。

2.3保持良好的通风

《煤矿安全规程》中对瓦斯体积的分数进行了规定，只有瓦斯的体积分数不高于规定的体积分数，在保持良好的通风情况下就能保证安全。对矿井通风系统进行改良，优化通风网络都是正确的预防措施。这样都可以防止瓦斯浓度达到一定数值，减少瓦斯的积聚，科学合理的通风系统都是防止瓦斯爆炸的重要条件，在对煤层进行开采时，要同时进行瓦斯的治理工作，做到同时设计，同步治理。

2.4做好电火花与静电火花的预防管理工作

一是井下各种机械的外露部分需经常擦拭，严禁出现浮煤埋压现象，避免传热导致煤尘燃烧。皮带机下不得有浮煤，当皮带机出现打滑问题或者开动困难时，严禁强制开动，以免出现摩擦起火问题。二是使用与液压联轴节配套的易熔合金塞。皮带选择不具有易燃性的皮带，在皮带的机头、机尾部分，应佩戴灭火器、沙箱等灭火设备。三是对于井下电焊或气焊工作，需要办理相关许可手续，审理（不要）通过审批后才能进行焊接。

2.5控制瓦斯的燃烧和爆炸条件

经过研究得知，矿井中瓦斯浓度在7%～8%时，瓦斯最容易燃烧并发生爆炸。当空气中的氧气含量不超过12%时，瓦斯并不会发生爆炸。瓦斯引燃引爆的三个因素就是：氧气浓度、引燃温度和瓦斯浓度。因此，在瓦斯综合治理过程中要注意以上几个方面的控制。对于引火的控制可以对煤矿生产人员进行安全知识培训，并严格进行制度化管理，保证相关的工作人员具备安全生产管理所必须的知识，特别是井下工作人员，一定要按照相应的规范标准进行工作，避免出现明火使矿井发生瓦斯事故。对于瓦斯浓度的控制，煤炭企业应按照相应的安全生产标准，对生产设备进行定期的维修和检查，尤其是对矿井中的通风系统，要保证其正常运行，降低巷道内瓦斯的浓度。同时，煤炭企业还应设置专业人员对瓦斯异常区域进行检查，方便管理人员和技术人员能够及时发现瓦斯问题并尽量的处理。此外，对通风区域进行测风（严格按《煤矿安全规程》的规定进行测风），防止风向的变化使矿井内的瓦斯积聚无法排出。

2.6各部门加大监管力度

政府有关部门应加大煤矿安全生产监督管理工作，对矿井的下矿资料、设备使用情况等方面都及时的掌握。督促煤矿生产企业更换老旧的生产设备，并对瓦斯监测监控设备做好日常的维修及检查。保证煤炭企业在符合相关安全生产规范条件下进行工作。对于煤炭生产企业，需要高层管理人员制定严格的安全生产管理制度，强化安全管理生产的各项细节问题。建立完善的安全管理责任制，对于安全生产问题要做到奖罚分明，用完善的制度来规范工作人员的日常生产。此外，煤矿企业还应加大安全生产方面的资金和人员投入，引进先进的科学技术、装备和人才，保证安全生产顺利进行，提升煤矿生产效率。对于煤矿工作人员，应加强瓦斯治理工作的重视，并做好自身安全知识的培养。使每个生产人员都能够按照规范进行操作，避免由于煤矿瓦斯爆炸产生的事故。

3结语

综上所述，了解瓦斯在煤矿生产过程中的危害，不断强化瓦斯危害预防与治理工作对于我国煤矿事业的发展具有重要意义。因此需要不断强化瓦斯事故预防工作，创新瓦斯危害治理技术，确保煤矿企业的开采工作能够平稳顺利地进行。在煤矿开采作业中，不断建立完善安全制度，加强机械设备及人员的管理工作，不断完善通风技术，才能够有效保障我国煤矿企业实现安全生产。

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