淺談煤礦瓦斯防治技術(shù)

陳文勝 徐莉莉

黑龍江科技大學(xué)安全工程學(xué)院 150027

前言

煤礦瓦斯一般是存在于煤層之中的一種和煤炭伴生的氣體，它的成分一般是甲烷，屬于一種有毒易燃的氣體。在煤礦企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)開采時(shí)，瓦斯自然而然的就會(huì)從煤層之中釋放出來(lái)，如果不做好防治工作，瓦斯氣體非常容易燃燒或者爆炸，引發(fā)較大的安全事故。最近幾年以來(lái)，我國(guó)煤礦瓦斯防治工作逐漸取得了一些成效，但是從我國(guó)的地質(zhì)條件來(lái)看，我國(guó)煤層分布和瓦斯地質(zhì)條件都比較復(fù)雜，因此瓦斯防治工作還存在一些難點(diǎn)，加之我國(guó)工業(yè)的不斷發(fā)展，用煤量逐年上升，煤礦生產(chǎn)開采與煤礦安全管理工作勢(shì)必會(huì)存在矛盾，瓦斯事故也常常會(huì)發(fā)生。瓦斯事故不但是影響我國(guó)煤礦行業(yè)安全發(fā)展的重大問(wèn)題，同時(shí)也制約著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。我國(guó)屬于一個(gè)煤炭豐富的國(guó)家，在未來(lái)的十幾年之內(nèi)，相信我國(guó)的能源生產(chǎn)消費(fèi)結(jié)構(gòu)也不會(huì)出現(xiàn)大的變化，依舊是以煤炭為主，因此，對(duì)于瓦斯的防治與治理依舊是我國(guó)煤炭企業(yè)安全工作的難點(diǎn)。

1 煤礦瓦斯抽放技術(shù)

（1）順層長(zhǎng)鉆孔成孔技術(shù)

順層長(zhǎng)鉆孔成孔工藝技術(shù)屬于順層鉆孔瓦斯抽放技術(shù)中的關(guān)鍵部分，對(duì)于部分瓦斯突出煤層，在對(duì)其進(jìn)行鉆孔的過(guò)程中由于卡孔問(wèn)題頻繁，導(dǎo)致了成孔深度不足，無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前的煤礦采集工作瓦斯抽放的需要。因此，很多煤礦企業(yè)當(dāng)前都在使用壓風(fēng)排渣技術(shù)以及組合鉆機(jī)相結(jié)合的長(zhǎng)鉆孔技術(shù)，這樣能夠讓孔的深度得到有效的提升。這種瓦斯防治技術(shù)和過(guò)去的穿層鉆孔相比，平均每采集一噸煤能夠節(jié)省5到7元的成本，同時(shí)又確保了煤礦生產(chǎn)安全，降低生產(chǎn)成本，因此非常值得普及和推廣。

（2）巖層水平長(zhǎng)鉆孔技術(shù)

煤礦瓦斯防治中，采用巖層水平長(zhǎng)鉆孔技術(shù)的目的在于對(duì)煤層采空區(qū)瓦斯的抽放，在我國(guó)很多煤礦中，過(guò)去一般都使用頂板巷道來(lái)達(dá)到這一目的，但是如果采取長(zhǎng)鉆孔技術(shù)，能夠在很大程度上節(jié)約采煤成本。最近幾年以來(lái)，我國(guó)已經(jīng)成功研究出了孔度深度在500米之上的長(zhǎng)鉆孔瓦斯抽放技術(shù)，在這些孔內(nèi)的瓦斯?jié)舛纫话愣继幱?0%以上，最少濃度含量不低于60%，這就為煤層瓦斯的開發(fā)利用帶來(lái)了非常明顯的幫助。

（3）長(zhǎng)鉆孔預(yù)裂控制爆破技術(shù)

長(zhǎng)鉆孔預(yù)裂控制爆破技術(shù)主要是利用控制預(yù)裂爆破的方式來(lái)讓煤體形成一定的縫隙，從而達(dá)到釋放瓦斯的目的，同時(shí)還能夠在很大程度上增強(qiáng)煤層的透氣性。在使用這一技術(shù)的過(guò)程中，為了確保爆破之后對(duì)頂板不造成破壞，因此爆破的技術(shù)和炸藥的用藥量都必須經(jīng)過(guò)反復(fù)的研究試驗(yàn)。相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，一些威力較小的炸藥起爆速度較慢，作用時(shí)間足夠，因此具有較好的效果，經(jīng)過(guò)技術(shù)研究開發(fā)出的一些乳化炸藥具有非常明顯的效果，同時(shí)也具備足夠的安全性能。

（4）水力擴(kuò)孔技術(shù)

鉆孔的直徑越大，對(duì)于煤層瓦斯的釋放越有幫助，過(guò)去的那種單大直徑鉆孔技術(shù)始終存在著煤層垮孔、不好排渣以及鉆機(jī)符合嚴(yán)重等問(wèn)題。而水力擴(kuò)孔技術(shù)的運(yùn)用能夠很好的解決這些問(wèn)題，它首先用鉆孔設(shè)備打出口徑較小的鉆孔，然后使用高壓射水器械對(duì)鉆孔附近的煤層進(jìn)行切割，利用射水設(shè)備的旋轉(zhuǎn)式切割工藝對(duì)鉆孔進(jìn)行擴(kuò)展。鉆孔的直徑越大，煤層暴露的面積也會(huì)逐漸增多，煤層的泄壓面積也會(huì)逐漸提升，因此瓦斯釋放效果也更加明顯。

（5）采空區(qū)瓦斯抽放技術(shù)

對(duì)于采空區(qū)的瓦斯抽放通常都是使用地面、頂板鉆孔抽放或者埋管抽放技術(shù)。這種技術(shù)方法的主要原理是，對(duì)于瓦斯抽放區(qū)域管路的瓦斯氣體含量、煤礦下瓦斯抽放裝置的瓦斯?jié)舛群屯咚古欧艆^(qū)域的瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，從而確保當(dāng)處于低濃度抽放作業(yè)過(guò)程中抽放區(qū)域瓦斯?jié)舛群拖到y(tǒng)濃度其中有一點(diǎn)不低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，瓦斯抽放系統(tǒng)能夠自動(dòng)抽放。而如果瓦斯排放區(qū)域的瓦斯含量超出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之后，抽放系統(tǒng)能夠自動(dòng)停止，這樣就能夠確保整個(gè)抽放系統(tǒng)的瓦斯含量始終處于安全的狀態(tài)之下。

2 煤礦瓦斯治理發(fā)展方向

首先必須要積極轉(zhuǎn)變觀念，增強(qiáng)思想認(rèn)識(shí)，樹立煤礦瓦斯防治主動(dòng)性思想。煤礦瓦斯的防治直接關(guān)系到井下工作人員的生命，同時(shí)還直接關(guān)系到社會(huì)的和諧穩(wěn)定，因此這并不單單是煤礦安全生產(chǎn)的問(wèn)題，同時(shí)也屬于社會(huì)問(wèn)題。煤礦管理人員和相關(guān)的技術(shù)人員必須要意識(shí)到瓦斯防治的重要性，同時(shí)也必須能夠了解煤礦瓦斯可防可治。煤礦管理人員不但要具備專業(yè)技術(shù)知識(shí)，同時(shí)還應(yīng)該具備過(guò)硬的政治素質(zhì)，做到將煤礦瓦斯防治放在煤礦安全管理中的重要地位。

其次，應(yīng)該逐漸健全煤礦瓦斯采集以及監(jiān)控系統(tǒng)。煤礦瓦斯防治是一項(xiàng)長(zhǎng)期又系統(tǒng)的工程，它涉及到煤礦通風(fēng)、煤礦機(jī)電、煤礦采掘等眾多階段，因此應(yīng)該從本質(zhì)出發(fā)，增強(qiáng)煤礦采進(jìn)工作速度以及煤礦掘進(jìn)進(jìn)度，積極更新煤礦開采生產(chǎn)技術(shù)，探尋高效科學(xué)的煤礦開采模式，不斷更新煤礦開采技術(shù)，運(yùn)用現(xiàn)代化的技術(shù)。建立一種語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻一體化的信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全天候的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，對(duì)于煤礦礦井的瓦斯氣體含量要獲得第一時(shí)間的數(shù)據(jù)，如果存在瓦斯含量超標(biāo)等問(wèn)題，必須要及時(shí)的對(duì)危險(xiǎn)源進(jìn)行排查治理，采取相應(yīng)措施，把安全事故扼殺在發(fā)生前。

再次，煤礦瓦斯防治應(yīng)該逐漸完善技術(shù)管理工作，增強(qiáng)煤礦瓦斯防治的針對(duì)性，對(duì)于《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》以及《煤礦安全規(guī)程》等規(guī)范條例必須要嚴(yán)格遵守，并且將其落實(shí)到煤礦生產(chǎn)開采的各個(gè)環(huán)節(jié)之中。不斷提升煤礦地質(zhì)管理工作的有效性，確保能夠準(zhǔn)確的了解煤礦采集區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造，掌握煤礦開采層瓦斯涌出規(guī)律，從而采取有針對(duì)性的防治措施。煤礦瓦斯防治技術(shù)的相關(guān)參數(shù)必須要進(jìn)行試驗(yàn)確定，鉆孔施工相關(guān)數(shù)據(jù)必須嚴(yán)格驗(yàn)收，特別是要確保擁有一套完整的煤礦瓦斯防治機(jī)制，真正提升煤礦瓦斯防治的有效性和針對(duì)性。

最后，必須要促進(jìn)各種新興技術(shù)的開發(fā)與研究，確保煤礦瓦斯防治工作能夠跨越發(fā)展。隨著我國(guó)煤礦企業(yè)的逐漸增多，煤礦開采量也逐年增加，而采煤地區(qū)的瓦斯地質(zhì)條件也趨于復(fù)雜，因此國(guó)家有關(guān)科研機(jī)構(gòu)必須要發(fā)揮其骨干作用，堅(jiān)持走“產(chǎn)、學(xué)、研”的道路，圍繞煤礦瓦斯突出機(jī)理以及地應(yīng)力耦合影響規(guī)律，盡快研究出高效科學(xué)的瓦斯消突技術(shù)以及瓦斯抽采技術(shù)。同時(shí)進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，做好相應(yīng)的理論研究，加強(qiáng)煤礦瓦斯防治新技術(shù)的研究力度，逐漸攻克某些關(guān)鍵性的難題。通過(guò)理論和技術(shù)研究，逐漸促進(jìn)我國(guó)深部水平煤礦瓦斯防治技術(shù)的發(fā)展。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，瓦斯抽放技術(shù)是煤礦瓦斯防治工作的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)于煤礦中瓦斯的開發(fā)是利國(guó)利民的工程，從我國(guó)煤礦區(qū)的實(shí)際條件以及我國(guó)煤炭開發(fā)的現(xiàn)狀而言，以構(gòu)造煤為主的一部分煤層，其地面煤層氣開采技術(shù)尚未成熟，如果僅僅依靠對(duì)地面煤層氣抽采來(lái)防治煤礦瓦斯，現(xiàn)階段的技術(shù)條件和我國(guó)的地質(zhì)條件并不能夠完全支持。所以，對(duì)于我國(guó)煤礦瓦斯防治必須要堅(jiān)持地面和井下相結(jié)合的原則，實(shí)施以瓦斯抽放為主的防治方法，按照分類指導(dǎo)、逐漸推廣的防治方針，堅(jiān)持綜合治理，確保煤礦生產(chǎn)安全，從而促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

[1]張文敏，姜麗麗.煤礦瓦斯治理的問(wèn)題及解決技術(shù)探討[J].科技與企業(yè)，2012（11）：P65.

[2]孫彥峰.淺談對(duì)煤礦瓦斯治理的一點(diǎn)看法[J].科技之友，2012（14）：P28.

[3]郭英飛.煤礦瓦斯治理技術(shù)研究與對(duì)策探討[J].科技與企業(yè)，2012（11）：P71.