煤與瓦斯突出礦井采掘過程中瓦斯防治技術(shù)及安全管理

王安勇

摘 要：煤（巖）與瓦斯突出是在地應(yīng)力和瓦斯的共同作用下，破碎煤、巖和瓦斯由煤體或巖體內(nèi)突然向采掘空間拋出的異常的動現(xiàn)象，是一種嚴重的災(zāi)害，不但威脅煤礦安全生產(chǎn)，破壞性也很大。對此，需要采取積極有效預(yù)防措施以提高礦井采掘過程中的安全性，降低人員傷亡和經(jīng)濟損失。本文從煤與瓦斯突出礦井采掘過程中瓦斯防治技術(shù)及安全管理入手，分析預(yù)防煤與瓦斯突出的瓦斯防治技術(shù)，給相關(guān)工作者以參考。

關(guān)鍵詞：煤與瓦斯突出礦井;礦井采掘;瓦斯防治

引 言

在社會經(jīng)濟發(fā)展迅速的當下，我國各行業(yè)能源需求越發(fā)增大，尤其是煤炭資源。過去，雖然我國有豐富的煤炭儲備，但開采率較低，當下，隨著機械自動化進步，生產(chǎn)效率顯著提升，但離充分滿足市場生產(chǎn)需求還有一段距離，且礦井采掘環(huán)境復(fù)雜，煤巖體及空氣中包含了一氧化碳、瓦斯等物質(zhì)，操作不當，容易出現(xiàn)瓦斯爆炸、煤與瓦斯突出等事故。為降低事故發(fā)生，愈來愈多的煤礦企業(yè)采用先進的瓦斯治理設(shè)備和技術(shù)，并采取安全管理措施。由此，本文分析煤與瓦斯突出礦井采掘過程中瓦斯防治技術(shù)及安全管理。

一、煤與瓦斯突出預(yù)兆與規(guī)律

1.預(yù)兆

煤與瓦斯突出的預(yù)兆通?？蓺w類為有聲和無聲兩種。其中，有聲預(yù)兆包括悶雷聲、煤爆聲、深部煤層或巖石支柱折段聲、破裂聲等;無聲預(yù)兆主要為工作面煤礦體或者支架壓力加大、煤壁掉渣、外鼓、煤礦進出與煤層結(jié)構(gòu)從薄變厚、從硬變軟，煤層頂板與底板發(fā)生斷裂、煤光澤暗淡，煤巖受到嚴重破壞，瓦斯忽大忽小或者煤塵增加等[1]。

2.規(guī)律

煤與瓦斯突出的規(guī)律通常和地質(zhì)結(jié)構(gòu)、瓦斯壓力、煤層構(gòu)造等方面脫不開關(guān)系，且有著延期性變化特質(zhì)。例如，煤與瓦斯的聯(lián)系，煤層瓦斯含量越高，煤與瓦斯突出可能性越大。煤與瓦斯和瓦斯壓力的聯(lián)系，煤層瓦斯壓力越大，煤與瓦斯突出可能性越大，但并非絕對，有時瓦斯壓力少或含量少時也可能發(fā)生突出狀況。

二、煤與瓦斯突出礦井通風系統(tǒng)管理

1.通風系統(tǒng)與通風設(shè)施管理

隨著煤礦不斷開采，井下巷道壓力逐漸增大，巷道變形嚴重，通風阻力增加，不能滿足各采掘工作面和其他用風地點正常通風，煤礦要定期安排人員對礦井通風系統(tǒng)進行巡查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，確保通風系統(tǒng)可靠。

通風設(shè)施是調(diào)節(jié)井下風量和風向的重要設(shè)施，根據(jù)井下安全生產(chǎn)工作需要對各用風地點風量合理分配。加強通風設(shè)施管理，減少通風設(shè)施漏風，保障各采掘工作面和其他用風地點風量充足，風流穩(wěn)定，杜絕無風、微風、循環(huán)風和瓦斯超限。

2.局部通風

掘進工作面作業(yè)前，應(yīng)根據(jù)瓦斯涌出量、工作人員數(shù)量及風速等因素合理選擇局部通風機，采用壓入式通風，風筒未端設(shè)置風筒傳感器。另外，壓入式局部通風機的供電系統(tǒng)必須是雙風機雙電源雙回路供電，主備風機都采取不同回路專用變壓器、開關(guān)、線路，分離風機供電線路和生產(chǎn)線路。如此，便不會出現(xiàn)生產(chǎn)電源與風機電源因為供電條件復(fù)雜，從而導(dǎo)致供電不穩(wěn)，無法發(fā)揮供電效果。兩線路獨立互相獨立供電，能提升風機供電可靠性，保證其運行不間斷。

3.設(shè)置“三專兩閉鎖”

“三專兩閉鎖”就是指的變壓器、開關(guān)、專用電纜、瓦斯電閉鎖、風電閉鎖等裝置。當通風機供風出現(xiàn)問題或瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定值時，能夠自動切斷該作業(yè)地點及回風流所有“非本質(zhì)”安全型電氣設(shè)備電源，待正常供風且瓦斯?jié)舛冉抵烈?guī)定值后，自動切換回作業(yè)狀態(tài)。該方法能夠有效降低安全事故發(fā)生概率，還可根據(jù)煤與瓦斯突出預(yù)兆與規(guī)律進行預(yù)防和處理，提升通風設(shè)備尤其是局部通風機的效率，保證連續(xù)供風可靠安全。

三、煤與瓦斯突出礦井采掘過程中瓦斯防治技術(shù)

1測定煤層參數(shù)

煤礦開采過程中，應(yīng)當測定煤層參數(shù)，根據(jù)煤層參數(shù)選擇合適瓦斯治理方案，例如，煤層堅固性系數(shù)在0.3～0.5之間，且埋深小于500m，可以采用順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶瓦斯。又如，煤層堅固性系數(shù)在小于0.3，不能采用順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶瓦斯。

2.選擇先進的瓦斯治理設(shè)備

煤礦瓦斯主要是采用抽和排兩種方式進行治理，根據(jù)礦井設(shè)計生產(chǎn)能力合理選擇主要通風機，滿足礦井供風量。選擇滿足瓦斯治理工作需要的瓦斯抽放泵，瓦斯抽放泵數(shù)量應(yīng)不少于4臺，兩臺工作，兩臺備用，高低負壓分開抽放。各預(yù)抽瓦斯地點設(shè)置瓦斯計量裝置，對瓦斯抽采量進行計量，計量參數(shù)作為瓦斯治理的主要依據(jù)。選擇大功率鉆機和鉆孔軌跡儀，提高鉆孔施工質(zhì)量，同時對鉆孔施工軌跡進行檢測，使鉆孔控制范圍達到要求。

3.編制瓦斯防治技術(shù)方案及措施

編制礦井中長期瓦斯治理方案和年度瓦斯治理方案，優(yōu)先開采保護層，其次是穿層預(yù)抽和順煤層預(yù)抽。在礦井生產(chǎn)過程中按照已制定的方案進行實施，同時在進行采掘作業(yè)過程中按照“一面一策”的要求，制定針對性措施，確保瓦斯治理到位。

4.強化瓦斯防治現(xiàn)場管理

（1）瓦斯抽采管理

各預(yù)抽地點按設(shè)計要求將瓦斯抽采管路安設(shè)到位，鉆孔嚴格按設(shè)計進行施工，按照“鉆到位、管到底、孔封嚴、水排干”、“兩堵一壓”封孔和壓風吹孔技術(shù)對瓦斯進行治理，同時做好瓦斯抽采達標和消突評判工作。

（2）防突安全管理

在實施防突措施過程中，安檢員和瓦檢員加強監(jiān)督，防突員在測定數(shù)據(jù)后需及時匯報，并認真填寫防突牌板，防突牌板懸掛距離迎頭不大于50m，內(nèi)容填寫要清晰明了，詳細寫出預(yù)測位置、數(shù)值，限掘距離等。且防突員需要依照防突區(qū)科指令要求，懸掛好限掘牌，限掘牌懸掛在當班預(yù)測位置，并使用標記、上鎖和其他有效方法在巷道做好標記，限掘牌上要記錄預(yù)測位置和限掘距離。不得隨意挪動限掘牌，如果是因為改棚或者其他原因必須挪動，要及時恢復(fù)原樣，現(xiàn)場安全管理人員監(jiān)督落實。防突區(qū)科建立防突儀器儀表管理臺帳，并由專人負責管理，凡是新購置、報廢、存儲變化等，都要及時上帳。防突預(yù)測儀（包括煤樣罐），要定期校正檢查，并能夠做好相應(yīng)的記錄。

（3）保證通風系統(tǒng)獨立可靠

突出礦井、突出煤層采區(qū)、突出煤層工作面都需要設(shè)置獨立回風系統(tǒng)。采區(qū)回風巷為專用回風巷。在煤與瓦斯突出煤層中，禁止任何兩個采掘工作面之間串聯(lián)通風。另外，煤與瓦斯突出煤層采掘工作中工作面回風側(cè)不能設(shè)置調(diào)節(jié)風量的設(shè)施。如果是易自燃煤層回采工作需要設(shè)置調(diào)節(jié)設(shè)備，需煤礦企業(yè)技術(shù)負責人批準許可。

結(jié) 語

總之，隨著人們對煤炭資源需求的提高，礦井開采不僅要保證煤礦生產(chǎn)整體效益，還要確保煤礦開采安全性，特別是對于煤與瓦斯突出礦井，尤需如此。針對煤與瓦斯突出礦井采掘工作，煤炭企業(yè)需要采取科學(xué)、先進、適宜的瓦斯治理技術(shù)，如壓入式局部通風、開采保護層、預(yù)抽煤層瓦斯等，并實施有效安全管理措施，強化瓦斯防治技術(shù)和現(xiàn)場管理，保證通風系統(tǒng)獨立可靠，及做好防突安全管理，提高煤與瓦斯礦井采掘安全水平。

參考文獻

[1] 《煤礦安全規(guī)程》2016、《防治煤與瓦斯突出細則》2019