淺談瓦斯災(zāi)害防治

馬俊輝　劉紅艷

摘要：瓦斯對礦井安全的威脅主要有爆炸、突出、窒息三種表現(xiàn)形式。瓦斯防治技術(shù)的研究主要從兩方面入手。一方面是瓦斯涌出和突出預(yù)測，包括對煤巖層中瓦斯含量的預(yù)測、采掘過程中瓦斯涌出量和涌出形式的預(yù)測、煤與瓦斯突出危險性的預(yù)測等，根據(jù)預(yù)測結(jié)果確定合理的采掘部署及防治瓦斯災(zāi)害的措施；另一方面是瓦斯災(zāi)害預(yù)防，包括對煤層及采空區(qū)中的瓦斯進(jìn)行抽放、采掘空間的合理通風(fēng)、煤與瓦斯突出危險性的消除等，其目的是減少瓦斯涌出量、消除瓦斯異常涌出、將采掘空間中瓦斯?jié)舛认♂尩娇杀ㄏ抟韵?，保證充足的氧氣供給。

關(guān)鍵詞：礦井安全瓦斯突出礦井分級突出預(yù)測

1 突出礦井分級

由于突出礦井分級方法難以確定，分級管理雖早已提出，但一直未實現(xiàn)。通過“九五”專項攻關(guān)和專家反復(fù)討論，現(xiàn)基本取得一致意見。即:突出礦井按突出危險程度劃分為嚴(yán)重突出礦井和一般突出礦井。突出礦井等級用簡便方法初步劃分后，用模糊綜合評判法確認(rèn)。

簡便方法根據(jù)最大突出強度、平均突出強度、突出頻度、最大瓦斯壓力和最大開采深度，按公式計算β值，β≥0.5時，為嚴(yán)重突出礦井；否則，為一般突出礦井。模糊綜合評判法按照二層次模糊綜合決策模型采用12個指標(biāo)(6個為突出危害指標(biāo)和6個為突出危險指標(biāo))綜合判定突出礦井等級。簡便方法易操作，但準(zhǔn)確性較差，供現(xiàn)場初步劃分突出礦井等級；模糊綜合評判法數(shù)學(xué)處理手段科學(xué)，準(zhǔn)確性高，但相對復(fù)雜一些，為此研制了專門軟件。該軟件操作界面好，只要用戶按提示輸入相應(yīng)數(shù)據(jù)，馬上就能得出結(jié)果。突出礦井分級方法和相應(yīng)的管理措施將編入新的《煤礦安全規(guī)程》。這樣，全國80多個一般突出礦井將按相應(yīng)措施進(jìn)行管理，極大地解放生產(chǎn)力。

2 瓦斯突出預(yù)測

2.1 突出危險區(qū)域預(yù)測 在瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計分析法和綜合指標(biāo)法的基礎(chǔ)上，試驗研究了突出危險區(qū)域無線電波透視技術(shù)，利用無線電波在不同煤巖介質(zhì)中吸收系數(shù)的變化探測預(yù)測區(qū)域范圍內(nèi)的構(gòu)造異常帶、煤層厚度變化帶、煤層強度變化帶、瓦斯富集帶等。根據(jù)透視結(jié)果，結(jié)合瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計分析和工作突出預(yù)測指標(biāo)的變化規(guī)律，利用專家系統(tǒng)軟件綜合分析判斷區(qū)域的突出危險性。該技術(shù)在平頂山十礦試驗，在劃定的無突出危險區(qū)域沒有發(fā)生任何瓦斯動力現(xiàn)象，減少了50％以上的防治突出措施工程量，社會經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2.2 突出危險工作面預(yù)測 實驗表明:煤巖層在受載過程中產(chǎn)生電磁輻射信號，信號振幅與外載荷以及煤巖力學(xué)性質(zhì)破壞程度有關(guān)。由于煤與瓦斯突出也主要是煤巖受載發(fā)生破壞的一個力學(xué)過程，可以通過捕捉破壞過程產(chǎn)生的電磁輻射信號來預(yù)測突出。根據(jù)這一原理研制的MTT-92型突出危險探測儀在芙蓉和平頂山的應(yīng)用研究表明，電磁輻射信號變化特征與突出危險預(yù)測指標(biāo)基本一致，對鉆孔時瓦斯動力現(xiàn)象反映敏感，利用電磁輻射信號變化特征預(yù)測突出是比較理想的非接觸式方法。

3 生產(chǎn)礦井瓦斯災(zāi)害防治方法

3.1 認(rèn)真學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗，切實做到“五個及時”。對于巷幫抽放鉆場采取了及時施工、及時打鉆、及時封孔、及時合茬抽放、及時充填的“五及時”管理措施，杜絕了鉆場瓦斯積聚。在鉆孔收尺方面，根據(jù)實際工作需要礦成立了瓦斯治理辦公室，具體負(fù)責(zé)對瓦斯效果檢驗，嚴(yán)格落實“干、管”分離，明確了瓦斯辦收尺員和通風(fēng)區(qū)測氣員聯(lián)合收尺，確保了收尺的真實性，月底由瓦斯治理辦公室負(fù)責(zé)將監(jiān)督檢查數(shù)據(jù)匯總上報，并嚴(yán)格落實防突效果

檢驗，切實把住了鉆孔收尺及效果檢驗關(guān)。

3.2 采取超前防范措施，加強瓦斯現(xiàn)場管理。在嚴(yán)格執(zhí)行有孔必封、封孔必嚴(yán)、封后必抽原則，積極推廣使用自動放水器，加強放水工作管理，在確保抽放負(fù)壓和抽放濃度的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加強了對瓦斯現(xiàn)場的管理，通過嚴(yán)格落實采掘班隊長班中三檢查三匯報制度，杜絕了空班漏檢、假檢、假匯報現(xiàn)象。同時對采掘工作面一律執(zhí)行瓦斯?jié)舛冗_(dá)0.8％斷電制度。

3.3 堅持應(yīng)抽必抽、邊抽邊掘，嚴(yán)格落實瓦斯綜合治理準(zhǔn)入制。對煤掘進(jìn)頭等地點采取了瓦斯抽放措施，防止了瓦斯超限，對備用面瓦斯風(fēng)排量、抽放量、含量、抽放率進(jìn)行認(rèn)真計算，經(jīng)驗收在瓦斯抽放率符合要求，抽放系統(tǒng)健全的情況下方可組織生產(chǎn)。通過措施的落實，杜絕工作面回采過程中瓦斯超限事故的發(fā)生。

3.4 堅持 “有疑必探、先探后掘、不探不掘”，防止誤揭煤層現(xiàn)象的發(fā)生。進(jìn)一步認(rèn)真落實過斷層和瓦斯異常帶的“五位一體”綜合防治措施。即：地質(zhì)科加強地質(zhì)預(yù)測預(yù)報，及時提供預(yù)測資料；防突區(qū)在打鉆過程中發(fā)現(xiàn)異常及時匯報；掘進(jìn)單位發(fā)現(xiàn)地質(zhì)、礦壓、瓦斯異常，立即停頭；通風(fēng)區(qū)保證瓦斯超限時能切斷掘進(jìn)巷道及其回風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)電器電源；測氣員發(fā)現(xiàn)瓦斯異常，立即撤出人員。明確由礦總工程師及時組織制訂“實施過斷層(或瓦斯異常帶)安全技術(shù)措施”。通過采取針對性措施，杜絕了因過斷層、瓦斯異常帶造成的瓦斯超限現(xiàn)象。

3.5 加強采煤工作面老塘角和掘進(jìn)工作面的瓦斯管理。在采煤工作面老塘角的管理上嚴(yán)格了超前回柱一硐，并用煤矸充滿填實未冒實空間；在掘進(jìn)工作面管理上加強了超前支護(hù)和頂板管理，防止掉煤頂、冒頂引起瓦斯超限事故發(fā)生；對于綜掘施工方面改變了割煤工藝，由原來的由下向上改為現(xiàn)在的由上向下割煤，并均衡了進(jìn)尺；對于炮掘工作面采取淺眼爆破等一系列針對性措施，從本質(zhì)上杜絕瓦斯超限事故。

4 結(jié)語

在科技部、國家煤炭局等上級領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心支持下，通過廣大科技工作者和現(xiàn)場工程技術(shù)人員的艱苦努力，國家“九五”攻關(guān)項目取得了大批成果，提高了我國煤礦瓦斯防治技術(shù)水平，改善了煤礦安全狀況。但隨著采掘深度的增加，又面臨新的難題，煤礦瓦斯防治技術(shù)仍是我國煤礦安全技術(shù)領(lǐng)域一個需加強研究解決的問題。