煤礦瓦斯開(kāi)發(fā)利用的現(xiàn)狀及事故防治探討

臧繼冬 王 慎

（皖北煤電集團(tuán)錢(qián)營(yíng)孜煤礦瓦斯防治辦公室，安徽 宿州234000）

近年來(lái)，煤礦重大瓦斯爆炸事故呈現(xiàn)多發(fā)趨勢(shì)。如2014年皖北煤電任樓煤礦事故、貴州黔西南州興仁縣振興煤礦事故等均為瓦斯事故。煤礦瓦斯爆炸必須同時(shí)具備以下兩個(gè)條件：一是空氣中瓦斯含量達(dá)到爆炸范圍內(nèi)，即瓦斯的體積分?jǐn)?shù)為5%～16%時(shí)；二是存在引爆的火源，且其時(shí)間長(zhǎng)度大于瓦斯引火感應(yīng)期長(zhǎng)度。所以，在煤礦實(shí)際作業(yè)環(huán)境中，對(duì)瓦斯爆炸事故的防控重點(diǎn)應(yīng)放在防止瓦斯積聚和限制火源上。本文探討了煤的自身性質(zhì)、煤層賦存條件和煤礦瓦斯開(kāi)發(fā)利用，最后又從管理角度給出了瓦斯事故防治的措施。

1 煤體自身性質(zhì)

煤體對(duì)瓦斯的吸附能力主要取決于煤體的孔隙率和煤質(zhì)，煤的變質(zhì)程度不同，孔隙大小不同，其所含瓦斯的量就不同。成煤初期，煤的結(jié)構(gòu)疏松，孔隙率大，儲(chǔ)存游離瓦斯的空間大，瓦斯的吸附能力也很強(qiáng)。但此時(shí)煤質(zhì)以褐煤為主，在成煤物化作用下尚未生成大量瓦斯，因此煤體中所含瓦斯量較少。

2 煤層賦存條件

煤層中的瓦斯會(huì)受到來(lái)自地層的壓力，從而使其在煤層中不斷地運(yùn)動(dòng)，而運(yùn)動(dòng)的速度與煤層和圍巖的滲透性有關(guān)。滲透性越大，瓦斯就越容易逸散，反之瓦斯則容易保存在煤層之中；如果煤層的圍巖致密完整，煤層中的瓦斯就容易保存下來(lái)，反之，瓦斯容易逸散。

3 煤礦瓦斯開(kāi)發(fā)利用

3.1 瓦斯的危害

煤礦瓦斯(又稱煤層氣)是煤層的一種伴生氣體。在煤礦開(kāi)采過(guò)程中以不同形式從煤層中涌出，是礦井中一種最常見(jiàn)的有害氣體。具體體現(xiàn)在兩個(gè)方面：①瓦斯具有燃燒爆炸的危險(xiǎn)，②煤與瓦斯突出的危險(xiǎn)。而且他們具有難預(yù)測(cè)的特點(diǎn)。一旦發(fā)生，不僅造成大量的人員傷亡而且造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重地威脅著煤礦的安全生產(chǎn)。因此，對(duì)煤礦瓦斯的治理和利用迫在眉睫。

3.2 煤礦瓦斯的利用價(jià)值

瓦斯雖然對(duì)人類產(chǎn)生危害及災(zāi)難，但同時(shí)又是一種已生的優(yōu)質(zhì)能源，它具有很高的利用價(jià)值。主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）煤礦抽放的高濃度(30%)瓦斯是一種清潔能源。

（2）瓦斯發(fā)電。

（3）瓦斯還可以用來(lái)生產(chǎn)碳黑，生產(chǎn)甲醛，用作汽車燃料等。

4 礦井瓦斯事故防治措施

1）建立瓦斯安全管理機(jī)制瓦斯是導(dǎo)致瓦斯爆炸事故發(fā)生的物質(zhì)源，作為引發(fā)事故的主要物質(zhì)因素而存在，為了預(yù)防和控制瓦斯爆炸事故的發(fā)生，做好瓦斯安全管理工作是控制瓦斯爆炸事故的重要前提。首先，消除瓦斯爆炸的物質(zhì)危險(xiǎn)源。最大限度地抽放瓦斯，抽出開(kāi)采煤層、鄰近煤層和采空區(qū)等瓦斯源中的瓦斯，減少井下瓦斯涌出量，是提前預(yù)防和控制瓦斯事故的根本措施，可實(shí)現(xiàn)瓦斯環(huán)境中采煤本質(zhì)上的安全。對(duì)于局部聚集的瓦斯，可采用隔離法、分支通風(fēng)法、引風(fēng)法等措施來(lái)隔離或者吹散巷道內(nèi)聚集的瓦斯，保障生產(chǎn)安全。其次，建立健全可靠的通風(fēng)系統(tǒng)。強(qiáng)化通風(fēng)的安全管理，保證整個(gè)礦井和井下各個(gè)工作面上都有足夠的風(fēng)量，有效、穩(wěn)定和連續(xù)不斷，保持足夠的風(fēng)速，足以用來(lái)稀釋工作面的瓦斯和驅(qū)散涌出的瓦斯，這是防止瓦斯聚積含量超限，避免瓦斯爆炸事故發(fā)生最根本和最有效的措施。因此，要求礦井必須擁有完善的通風(fēng)系統(tǒng)，按要求為井下提供足夠的風(fēng)量。最后，建立礦井瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。如果有瓦斯積聚超限的異常狀況，應(yīng)及時(shí)采取措施，使之達(dá)到安全要求，真正做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)改變，杜絕瓦斯事故的發(fā)生。

2）建立火源安全管理機(jī)制

引爆火源的特征源主要有電氣火花、放炮火源、摩擦撞擊、吸煙明火等，火源安全管理應(yīng)包括明火、電火花、放炮火花等的管理。通過(guò)對(duì)引爆火源的安全管理，可從根本上阻斷瓦斯爆炸所必需的溫度條件，從而有利于控制瓦斯爆炸事故。

（1）加強(qiáng)礦井用電安全管理。礦工長(zhǎng)期在低電壓供電線路中所養(yǎng)成的帶電接線、搭火、換燈泡等習(xí)慣，如果在井下高壓電力作業(yè)中仍然如此則后果不堪設(shè)想。

（2）加強(qiáng)礦井用火安全管理。嚴(yán)禁在井下吸煙和生火取暖。瓦斯泵房及附近20 m以內(nèi)不許存在明火。在井下不準(zhǔn)進(jìn)行電焊和氣焊等焊接作業(yè)，如確實(shí)需要?jiǎng)t必須嚴(yán)格執(zhí)行報(bào)批手續(xù)。

（3）加強(qiáng)井下放炮的安全管理。井下作業(yè)時(shí)要對(duì)火藥和雷管進(jìn)行嚴(yán)格管理，實(shí)行審批使用程序。

3）礦工不安全行為控制

造成煤礦瓦斯爆炸事故的原因是多方面的，有客觀原因，也有主觀原因；有直接原因，也有間接原因。依據(jù)安全學(xué)原理，引發(fā)事故的原因不外乎人（人的不安全行為）、物（物的不安全狀態(tài)）、環(huán)（不安全的環(huán)境）三大因素，而人為因素往往是引發(fā)事故最直接、最常見(jiàn)的原因。礦工可通過(guò)安全教育掌握安全檢測(cè)技術(shù)水平和提高安全控制技術(shù)，搞好事故預(yù)防，起到保護(hù)自身和他人安全的作用。

5 結(jié)語(yǔ)

煤層的厚度變化、巖漿侵入煤巖層等都對(duì)煤層瓦斯含量有一定的影響。所以，影響煤層瓦斯含量的地質(zhì)因素是多方面交錯(cuò)的結(jié)果，在分析時(shí)需綜合考慮。瓦斯事故的發(fā)生，對(duì)井下安全生產(chǎn)及人員安全造成了嚴(yán)重的威脅，是礦井生產(chǎn)的重大災(zāi)害之一。本文結(jié)合瓦斯事故的地質(zhì)影響因素探討，從瓦斯安全管理機(jī)制、火源安全管理機(jī)制和礦工不安全行為控制給出了瓦斯事故的防治措施，對(duì)礦山安全生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

［1］車樹(shù)成，張榮偉.煤礦地質(zhì)學(xué)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2006.

［2］薛成.煤炭瓦斯抽采與利用的現(xiàn)狀及問(wèn)題[J].中國(guó)煤炭，2009.