煤礦瓦斯治理的特點與研究

曹開節(jié)（淮北礦業(yè)集團 蘆嶺煤礦 瓦斯辦，安徽 淮北 235000）

煤礦瓦斯治理的特點與研究

曹開節(jié)（淮北礦業(yè)集團 蘆嶺煤礦 瓦斯辦，安徽 淮北 235000）

瓦斯治理對于煤礦企業(yè)來說是保證安全生產(chǎn)的重中之重。本文首先探討了煤礦瓦斯治理的特點，然后研究了突出礦井瓦斯治理的發(fā)展過程，最后根據(jù)瓦斯來源的不同，對瓦斯抽采的技術(shù)做出了對比分析。

煤礦；瓦斯；安全

0 引言

礦井瓦斯災(zāi)害是煤礦行業(yè)五大安全自然災(zāi)害中最重要的，一直制約著我國各個煤礦生產(chǎn)效率的不斷提高，一直以來嚴重威脅著煤礦的日常生活生產(chǎn)和井下每一位工人的生命安全。我國已經(jīng)成為世界上煤與瓦斯突出災(zāi)害最嚴重的國家，煤與瓦斯突出災(zāi)害的發(fā)生次數(shù)和突出強度為世界之最，煤礦安全形勢十分嚴峻。

1 瓦斯治理的特點

根據(jù)近年來煤礦瓦斯治理的相關(guān)數(shù)據(jù)分析可以看出，我國煤礦瓦斯治理具有以下特點：(1)煤礦瓦斯事故雖然在逐年減少，但是重特大瓦斯事故仍然沒有得到有效的遏制；(2)煤與瓦斯突出事故排在年煤礦瓦斯重特大事故的首位，煤與瓦斯突出事故呈嚴重趨勢；(3)近年來我國煤礦瓦斯抽采量增長較快，但是瓦斯抽采和利用率增長較為緩慢，需要進一步加強煤礦瓦斯的減排和利用，以減少瓦斯排放對環(huán)境的污染，緩解我國天然氣供給壓力。

由上述分析可知，近些年來我國煤礦瓦斯治理形勢有所好轉(zhuǎn)，但相比其它國家，我國煤礦瓦斯事故尤其是重大突出事故的發(fā)生頻率較高，瓦斯利用率較低，對環(huán)境影響較大，易造成不良的社會影響。因此，必須進一步提高我國突出礦井瓦斯治理水平，加強突出礦井瓦斯治理的相關(guān)研究工作。

2 突出礦井瓦斯治理的發(fā)展過程

隨著科技的快速發(fā)展，突出礦井瓦斯治理的理念、突出預(yù)測、防突技術(shù)及裝備等都有了較大發(fā)展。 突出礦井瓦斯治理理念先后經(jīng)歷了四個階段，依次為“局部防突措施為主”、“先抽后采”、“抽采達標”和“區(qū)域防突措施先行”。

50 年代～80 年代，研究的重點是探索煤與瓦斯突出規(guī)律，引進并吸收國外的煤與瓦斯突出防治技術(shù)與經(jīng)驗。到了 80 年代～90 年代末，研究的重點是煤與瓦斯突出危險性預(yù)測方法和預(yù)測指標。

2002 年 8 月 30 日，提出了“先抽后采，監(jiān)測監(jiān)控，以風(fēng)定產(chǎn)”的十二字方針。2005年 3 月提出了區(qū)域性治理與局部治理并重，實施“可保盡保，應(yīng)抽盡抽”的瓦斯治理方針。

2008 年 7 月 8 日，提出了 “通風(fēng)可靠、抽采達標、監(jiān)控有效、管理到位”和 “強化多措并舉、應(yīng)抽盡抽、可保盡保、抽采平衡的技術(shù)措施，確保抽采達標” 的瓦斯治理理念。

2009 年頒布了《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》，在規(guī)定中明確提出：煤與瓦斯突出防治工作堅持“區(qū)域防突措施先行、局部防突措施補充”的原則，未采取區(qū)域綜合防突措施并未達到指標要求的區(qū)域嚴禁進行采掘活動。

3 抽采瓦斯技術(shù)

按照瓦斯的來源不同，抽采瓦斯主要包括以下幾類技術(shù)：

1）抽采正在開采的煤層的瓦斯 開采煤層的瓦斯抽采，就是在煤層開采之前，煤層采掘的同時，用鉆孔或巷道的方法對該煤層的瓦斯進行抽采。這種方法主要有卸壓抽采和未卸壓抽采兩種形式。未卸壓抽采顧名思義就是在工作面回采前的抽采，而受到采掘工程影響范圍內(nèi)的抽采，叫做卸壓抽采。本煤層的透氣性系數(shù)是決定本煤層抽采效果的關(guān)鍵性因素。對于煤層透氣性系數(shù)小的工作面，未卸壓抽采的效果差，實際意義不大。在這類煤層內(nèi)需要打鉆孔抽放時，即使抽采之初的抽出量較大，但是衰減很快，在很短時間內(nèi)就能減少，從而失去了抽采的意義。所以這類煤層必須要在卸壓的情況下，采用專門的技術(shù)措施使煤層的透氣性系數(shù)增大才能抽出瓦斯，目前主要有深孔爆破、煤層注水、交叉鉆孔、水力壓裂、水力割縫、酸液處理等等。

2）鄰近層的瓦斯抽放。鄰近層的瓦斯抽放是指：在相對于本煤層的有瓦斯賦存的鄰近層內(nèi)，預(yù)先掘進抽采瓦斯的巷道，或預(yù)先從本煤層或圍巖大巷內(nèi)對鄰近層進行打鉆，將鄰近層內(nèi)賦存的瓦斯進行抽出。前一種方法稱為巷道法，后一種方法稱為鉆孔法。 國內(nèi)外廣泛采用的方法是鉆孔法，就是在開采煤層的進、回風(fēng)巷道或圍巖大巷內(nèi)，向鄰近層打鉆孔進行瓦斯抽采。如果當(dāng)采煤工作面接近瓦斯鉆孔時，巖體會因為卸壓而變的膨脹變形，使得透氣性系數(shù)會增大，這樣鉆孔瓦斯的涌出量會有所增加，這樣抽采效果會有所提高。而鉆孔的瓦斯抽采量會隨著工作面的推進變得逐漸增大，達到最大值后，能以穩(wěn)定的瓦斯抽采量維持一段時間。由于采空區(qū)逐漸壓實，透氣性系數(shù)逐漸恢復(fù)，抽出量也將隨之減少，直到抽出量減少到失去抽放意義，便可停止抽放。

3）采空區(qū)抽放。在與工作面相鄰的采空區(qū)內(nèi)，通常會聚集著大量瓦斯，往往是因為被漏風(fēng)而帶入工作面，這樣非常容易造成上隅角瓦斯積聚，會造成工作面瓦斯超限而影響生產(chǎn)，而對采空區(qū)的瓦斯進行抽采，可以解決該處瓦斯涌出所帶來的一系列問題。采空區(qū)瓦斯抽采方式主要有全封閉式抽采和半封閉式抽采兩種。 因此要求在對采空區(qū)進行瓦斯抽采前要對密閉墻進行加固，這樣可以減少漏風(fēng)，還可以在老空區(qū)的密閉墻外再增加另外一道密閉墻，在兩密閉墻之間用沙土填充滿，再進行抽放；半封閉式抽放指的是針現(xiàn)采空區(qū)進行瓦斯抽采，主要步驟是在采空區(qū)的上部開掘一條瓦斯排放巷，然后在封閉采空區(qū)入口的同時，在瓦斯巷中向采空區(qū)打鉆孔，就可以對鄰近層涌入下部各區(qū)段采空區(qū)中的瓦斯進行抽采。 將采空區(qū)的瓦斯抽出，主要效果是：可直接減少工作面的瓦斯?jié)舛?，使工作面得以安全和順利回采?/p>

4 結(jié)語

我國煤礦開采地質(zhì)條件復(fù)雜，礦井瓦斯事故在煤礦各類事故中占有很大的比例，因此在煤礦生產(chǎn)過程中要加強管理，提高認識，管理好通風(fēng)裝備設(shè)施、抽采設(shè)備設(shè)施，瓦斯采取連續(xù)不斷的監(jiān)測。只有把安全放在首位，健全各項規(guī)章制度，合理加大安全投入，瓦斯爆炸事故將會大幅度地減少，才能給煤礦生產(chǎn)創(chuàng)造良好安全的環(huán)境，才能將瓦斯變廢為寶加以利用。

[1]國家煤礦安全監(jiān)察局.防治煤與瓦斯突出規(guī)定[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2009.

[2]于不凡.煤礦瓦斯災(zāi)害防治及利用手冊[M].煤炭工業(yè)出版社，2005.

[3]王凱，俞啟香.煤與瓦斯突出的非線性特征及預(yù)測模型[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2005.

[4]張鐵崗.礦井瓦斯綜合治理技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2001.