我国煤矿瓦斯治理的技术对策

我国煤矿瓦斯治理的技术对策

邓治君

重庆能投渝新能源公司石壕煤矿重庆401444

摘要：瓦斯含量过高，会引发爆炸火灾等安全事故，当瓦斯突出严重时，在场的工作人员都在所难逃，所以治理瓦斯、预防瓦斯成为现场安全管理的重要事项。在开采过程中，相关人员可以控制地质结构变化或其他方面，以减少瓦斯产生量。在瓦斯含量和浓度逐渐增加时，相关人员需要做好瓦斯抽采工作，使瓦斯含量降低同时，得到合理应用。文中对煤矿瓦斯治理的技术进行了分析。

关键词：煤矿；瓦斯治理；技术

1导言

煤矿开采设备规模的增大，开采强度的变化，都使瓦斯突出问题更加严重，防突工作成为安全管理重中之重。瓦斯含量与煤层厚度有直接关系，在掘进过程中，煤层厚度只会越来越大，所以掘进工程的安全防范事项也越来越多。瓦斯事故的发生，与其本身易燃易爆性质有直接关联，与地质结构也有关系，褶曲或断层结构的变化会增加瓦斯含量提升几率，开采动作较大，也会引发瓦斯含量变化。在褶曲这种地质构造中，其凹凸不平的部位会对瓦斯流通造成阻碍，所以这些部位容易成为瓦斯聚集地，当瓦斯含量过大时，爆炸事故发生。煤层走向会影响煤层结构，当结构中出现夹角时，瓦斯便又找到一处聚集之地。在断层结构中，其具有封闭性和透气性特点，这两种特性会促进瓦斯的聚集，使其含量提升。

2瓦斯事故发生的机理

煤矿开采过程中，井下的瓦斯事故主要包括瓦斯突出、瓦斯爆炸和燃烧、瓦斯中毒和窒息等形式。相关统计资料显示，瓦斯爆炸事故与其他类型的瓦斯事故相比，分别占瓦斯事故总数和瓦斯事故死亡总人数的51%和64%，是最为主要的瓦斯事故。这主要是由于瓦斯爆炸事故具有突发性、偶然性等特点，爆炸冲击波的影响范围大，并且还会引起相关次生灾害。另外，煤与瓦斯突出事故作为主要的煤岩动力灾害之一，发生次数虽然较少，但是在深部高地应力、复杂构造应力、高温高湿、高开采扰动等条件下极易诱发煤与瓦斯突出事故，对其有效防治显得尤为重要。

瓦斯爆炸必须同时具备是瓦斯浓度、氧气和点火源三个条件。煤矿正产生产过程中，必须给作业人员提供足够的氧气，巷道、回采工作面等工作场所的氧气浓度明显符合瓦斯爆炸的氧气浓度要求。因此，可从降低井下瓦斯浓度、禁止明火等点火源等方面预防瓦斯爆炸事故的发生。

瓦斯突出的主要原因是煤层中的瓦斯压力过大，受开采扰动等的影响，瓦斯突然释放而引起的煤与瓦斯突出现象。关于煤与瓦斯突出致因的假说主要有地应力假说、瓦斯作用假说、综合作用假说等。胡千庭等人根据以上假说提出了煤与瓦斯突出的力学作用致灾机制，认为煤与瓦斯突出是一个循序渐进的阶段性过程。因此，可从降低煤层中瓦斯压力和增加煤层的透气性等方面预防瓦斯突出事故的发生。

3治理瓦斯的必要性

随着人们对煤炭需求量的不断增加，在一定程度上提高了治理瓦斯的重要性。因此，应该不断研究与分析煤矿瓦斯治理的关键技术，进而保障矿工的生命安全，以此来提高煤矿的开采效率。

瓦斯的主要成分是CH4，非常容易发生爆炸。根据相关统计数据来看，大多数瓦斯事故发生的主要原因都是由于瓦斯气体爆炸引起的。瓦斯气体一旦爆炸，会产生大量热量，这样不仅给采矿器械带来了严重损害，而且还威胁了矿工的生命安全。此外，当瓦斯气体爆炸时，还会产生巨大的冲击波，这些冲击波会不断冲击矿工和采矿器械，引起空气中的煤尘发生爆炸，严重威胁矿工的人身安全。瓦斯气体爆炸不仅会产生大量热量，还会产生有毒气体，导致矿工窒息，威胁矿工的生命安全。因此，瓦斯爆炸不仅给煤矿企业带来了巨大的经济损失。因此，应该对瓦斯隐患采取必要的解决措施，提高采矿人员工作的安全性。而随着经济快速发展及科技技术不断更新，治理瓦斯事故的技术越来越多。但是，由于很多矿井地质条件较为复杂，这样就在一定程度上给治理瓦斯事故的有效展开带来了难度。因此，在进行瓦斯治理活动时，不仅要依靠理论基础，而且还应结合矿井实际情况采取针对性措施，以此来提高煤炭开采的安全性。此外，还应加强对瓦斯的监控，保证控制瓦斯的浓度在安全范围内，从而有效促进相关煤矿开采活动的开展。

由于引起瓦斯爆炸的因素有许多，所以瓦斯治理就成为了一项难度较大的工作。但是，我们应相信瓦斯治理是一个可以完成的工作。坚定安全第一的生产思想，以此促进相关瓦斯治理活动的有效展开。此外，我们还应建立较为完善和科学的瓦斯治理体系，这样就能有效促进相关瓦斯治理活动的展开。为了提高煤炭开采质量，还应不断提高矿井通风设备的整体水平，进而建立一套较为完善和科学的通风系统，以此来有效防止瓦斯气体爆炸事故的发生，从而提高煤炭开采工作的安全性。因此，要拥有治理瓦斯气体的决心和信心，坚信瓦斯治理问题是可以解决的，来提高煤矿开采效率和质量。

4我国煤矿瓦斯治理的技术对策

某矿为大型综合机械化矿井，属于近距离煤层群开采，现主要开采M8煤层。M8煤层瓦斯含量高，达24m3/t左右，煤层平均厚度3m，平均倾角10°，属于缓倾斜煤层，工作面标高0m～380m，沿煤层倾斜方向布置运输巷和回风巷。为了防止瓦斯事故，该矿采用预抽煤层瓦斯和开采上保护层的方式来治理瓦斯。

4.1进行瓦斯抽采

在进行上保护层开采前，沿煤层倾斜方向在上保护层M8煤层工作面的运输巷、回风巷沿线布置瓦斯抽采钻孔，瓦斯抽采钻孔长度80～100m，相邻抽采孔间距3～6m，钻孔直径94mm，钻孔控制整个保护层工作面；在保护层工作面下部茅口灰岩中布置瓦斯巷，向上施工穿层抽采钻孔，钻孔按照10m×10m网格布置，覆盖整个工作面下部的M8煤层，预抽下邻近层瓦斯。所有的抽采钻孔采用全程下筛管进行护孔，保证瓦斯通道畅通，防止堵塞，保证钻孔的服务时间。孔口采用水泥砂浆机械封孔，保证封孔质量，让瓦斯能抽尽抽。

由于上保护层开采的扰动及采煤后形成的裂隙，下邻近层瓦斯抽采量可达到30m3/min左右，将M8煤层的瓦斯在开采前，通过瓦斯抽采系统抽出地面进行利用。

M8煤层工作面在开采前，其下部的抽采系统要经过预抽、卸压抽、残抽三个阶段，极大地减少M8煤层瓦斯含量。

4.2上保护层开采

采用开采M6煤层，作为上保护开采治理瓦斯。上保护层覆盖整个M8煤层工作面。上保护层开采后，采空区顶板全部垮落，对M8工作面进行全面解压。

4.3瓦斯含量实测

经过预抽煤层瓦斯和开采上保护层的方式处理后，M8煤层的瓦斯含量可以极大地减少。2017年5月，实测N1841工作面M8煤层的瓦斯含量为3.72～5.50m3/t，小于8m3/t，符合《防治煤与瓦斯突出规定》。在进行区域防突处理之前，该区域内M8原始瓦斯含量为24.23m3/t。

5结束语

总之，在上述煤矿M8煤层工作面进行了瓦斯治理效果检验。对N1841工作面回风巷、工作面隅角及总回风巷瓦斯浓度进行监测，监测结果显示：回采过程中，工作面瓦斯浓度0.1～0.2%，上隅角瓦斯浓度0.28%，总回风巷瓦斯浓度0.35%，瓦斯治理水平整体较高。采用上述手段后，各主要监测点瓦斯含量都处于安全范围内，瓦斯治理取得了理想的效果。

参考文献：

[1]张伯杰.浅谈煤矿瓦斯治理、利用及存在问题[J].科技风，2018（29）：133.

[2]赖伟平.浅谈福建煤矿瓦斯治理技术[J].能源与环境，2018（04）：96-97+99.

[3]高天才.煤矿瓦斯治理技术[J].化工管理，2018（24）：159-160.