矿井建设中煤与瓦斯突出防治技术应用

矿井建设中煤与瓦斯突出防治技术应用

王洁明

身份证：4313021986****0018，四川 成都 610000

摘要：在煤层开采过程中，工程诱发的原因可能导致煤与瓦斯突出。学者们在这方面也进行了大量的研究和实验，但提出的理论和得到的实验结论都是基于大量的工程假设，与煤层开采的实践还有一定的差距。在此基础上，本文将瓦斯渗流理论与煤岩变形实际相结合，综合考虑煤岩介质的非均匀力学性质和煤岩变形破裂过程中渗透率非线性变化的趋势特征，将可压缩瓦斯与煤岩体变形耦合，模拟煤层开采引起的煤岩变形破裂和突出的全过程，结合模拟结果分析掘进煤巷防治煤与瓦斯突出的关键技术要点。

关键词： 矿井建设；煤与瓦斯突出；防治技术；应用

引言

为了保证煤矿生产中井下作业的安全顺利进行，需要不断优化和完善其安全工程。鉴于煤矿井下瓦斯造成的安全隐患，有必要分析其灾害特征，并在此基础上探讨切实可行的预防措施。通过对煤与瓦斯突出机理的研究，结合煤矿安全生产的要求，提出了目前用于瓦斯防治的几种主要技术，并以加强煤矿井下生产控制为目的，提出了在实践中优化瓦斯防治系统的策略，以保证瓦斯防治技术的应用效果。

1煤与瓦斯突出发生机理

煤与瓦斯突出的必要条件是含瓦斯煤的物理力学性质受到影响。由于其结构中存在大量的格里菲斯缺陷，破坏了其有效应力的平衡，导致煤的局部变形和宏观裂纹，煤层失去承载能力。在瓦斯管道巷道施工过程中，在围压作用下，含瓦斯煤层破裂过程大致可分为压实、线弹性、局部破裂、塑性软化、残余应力等阶段。据相关研究表明，随着瓦斯突出压力的增加，煤的峰值应力、切线弹性模量和残余强度均呈下降趋势。瓦斯隧道的修建必然导致煤层扰动和含瓦斯煤层瓦斯渗流。在煤层应力值达到最大值之前，煤层弹性增大，呈现塑性变形。同时应力无限接近极限平衡状态，从而堵塞气体流动通道，显著增加气体内能。随着施工过程的不断推进，含瓦斯煤层的稳定性可能会受到破坏。根据内部位置对应的应力状态，这种损伤可分为类和类两种。其中，类损伤往往发生在煤层加载超过峰值后，其变形过程基本稳定，进一步加载后才会变成严重损伤；而类破坏的不稳定变形过程会导致煤层应力下降和裂隙失稳扩展，即发生突出。

2矿井建设中煤与瓦斯突出防治技术应用措施

2.1  加强制度建设，有效预防瓦斯爆炸事故

在采掘工作中，要坚持加强制度建设，防止瓦斯爆炸事故的发生。一是在矿井生产中，要坚持“安全第一”的生产理念，规范生产的各个环节，建立全面科学的瓦斯防治体系，做到有法可依、有章可循，实现矿井瓦斯的规范化防治。第二，不仅政府要强制企业制定瓦斯防治制度，企业自身也要根据政府政策和矿山实际情况不断完善防治制度，避免因制度落后而出现疏忽。同时，要建立专门的监管部门，为每个矿井配备专门的监管人员，落实瓦斯防治制度，提高瓦斯防治效果。第三，中小企业不应忽视瓦斯防治工作。要不断完善瓦斯防治体系，加强和充实瓦斯防治体系，严格掌握瓦斯防治工作中的不足。有条件的矿井要实行定期复查制度，定期排查通风系统和监控设备故障，确保通风设备和监控设备能够正常使用，避免瓦斯事故发生。

2.2 加强防火管理，避免明火

为避免瓦斯爆炸事故，加强防火管理，企业应制定相关消防安全制度。在防火管理中，要控制矿井内的自燃现象、机电设备产生的电火花、摩擦产生的火花、静电和煤炭的内部燃烧。首先，要加强设备管理。对于机电设备的电缆和电器，要定期检查更换，避免裸线，设备充分接地，避免短路。其次，要定期对矿井内的机电设备进行润滑，避免机器之间摩擦产生电火花。最后，为生产提供消防设备和设施，建立完善的消防系统，避免火灾。火灾发生后，要及时反应，根据火源的类型和位置、气体情况和风向采取有效的灭火措施，通知所有人员撤离危险区域，尽量避免人员伤亡。

2.3 加强抽放技术的应用

煤矿开采前，通常需要根据测量结果进行瓦斯抽放。目前瓦斯防治主要采用预抽技术，根据煤层中的瓦斯浓度和分布状态确定抽放区域，使煤矿瓦斯浓度降低到规定的安全生产标准要求。在瓦斯抽放技术的应用中，需要根据瓦斯涌出区域确定定向钻孔的位置，根据瓦斯含量确定抽放设备的类型。在实际操作中，还需要计算钻孔的位置、数量和间距，并在钻孔施工中进行修正。在预抽时，还应注意监测煤层的变化。由于瓦斯抽采施工会影响煤层结构，必须加强监测控制抽采技术的应用，安装瓦斯抽采管道，注意钻孔的封孔，以保证瓦斯抽采效果。

2.4 加强监控技术的应用

监控技术是指以遥感技术、检测技术、通信技术、网络技术、监测技术和控制技术为支撑的安全监测预警系统。在实践中，可以检测井下空气的异常情况，包括瓦斯浓度、煤炭自燃等。并能及时进行信号反馈。这种实时动态监控方法可以有效地确认煤矿井下的异常情况，从而处理其潜在的安全隐患。并且随着监控技术的应用，还可以对通风系统的运行进行监控。一旦出现故障，设备会被切断，区域会被锁定，防止气体涌出。同时也可以防止因电火花引起的瓦斯爆炸事故。

2.5 进一步完善通风环境设施

煤矿内部情况复杂，瓦斯治理技术不能一概而论，对通风环境要求极高。通风设备的应用在一定程度上影响着井下通风。加强通风设备的改进，通过对煤矿实际情况的检测，有针对性地改进相关技术和设备，确保设备在实际中得到使用，起到提高作业效率的作用。在改善通风环境时，需要定期对现有设备进行优化，因为相应的设备设施在安装使用一段时间后会逐渐老化，可能会影响通风质量，从而影响煤矿的安全可靠性。

2,6防尘工作的开展

空气中的煤尘会降低瓦斯爆炸浓度下限，当煤尘参与瓦斯爆炸时，爆炸能量和破坏力会增大。防尘工作中，可采用湿式落煤采煤法，合理设置通风系统运行参数，防止通风中的浮尘吹起。在实际井下采掘作业中，可在作业点安装使用除尘器减少粉尘，并适当清扫巷道，减少浮尘堆积。

2.7有效提升安全意识，加强作业人员的专业培训

煤矿工人需要加强他们的专业素质和相关的安全意识。一方面，要求工作人员严格遵守井下安全操作规范，定期进行相关技术培训，尽量避免其不规范操作带来的风险。在平时采煤期间，要加强对工作人员行为的监督管理，查明工作人员是否严格按照要求进行了各种采掘工作。如果工人没有严格按照要求进行采矿作业，矿工可以受到处罚。提高矿工的安全意识和责任意识，才能让煤矿更好的投入使用。另一方面，加强煤炭企业相关专业人员的技术水平，不断学习国内外先进的瓦斯防治技术，提前做好应急预案，最大程度避免安全事故的发生。此外，要做好技术创新工作，积极将现代信息技术与煤矿通风技术相融合，充分发挥相关技术的优势，解决工作中存在的问题。

 结束语

煤矿安全是我国煤矿生产的重中之重，尤其是瓦斯爆炸事故，不仅会造成大量的人员伤亡，还会带来严重的经济损失。因此，在矿山安全工作中，矿井瓦斯防治对矿山企业的长远发展具有重要意义。在矿井瓦斯防治工作中，要检查煤矿生产环境，加强矿井生产管理制度建设，降低安全事故发生率，对管理人员和生产人员进行安全培训，提高管理人员和生产人员的安全意识，加大安全生产投入，保障矿井生产活动顺利开展，保障矿山企业健康发展。

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