礦井瓦斯技術(shù)管理體系建設(shè)及應(yīng)用

史慶斌

摘要：礦井瓦斯事故不斷發(fā)生，威脅人們的生命安全，造成巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。加大資金的投入，提高礦井瓦斯的治理水平，減少礦井瓦斯事故的發(fā)生，保障人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。提高礦井采掘的機(jī)械化水平，提高資源的利用率。

關(guān)鍵詞：礦井瓦斯技術(shù)；管理體系；建設(shè)及應(yīng)用

一、礦井瓦斯研究中目前存在的主要問題

理論與實(shí)踐都己經(jīng)證明，生產(chǎn)礦井中的瓦斯隱患和瓦斯事故，幾乎無一例外的都與生產(chǎn)礦井中的瓦斯管理工作疏忽或失誤有關(guān)，因此，從某種意義上講，搞好了生產(chǎn)礦井中的瓦斯管理工作，就能夠有效的防止和杜絕礦井瓦斯隱患與瓦斯事故的發(fā)生。

國內(nèi)外在對礦井瓦斯治理研究中的整體水平與其它行業(yè)（如石化_坦業(yè)）的技術(shù)水平相比還相對落后，尤其在對煤層瓦斯遷移及涌出規(guī)律的研究上，理論與實(shí)踐的結(jié)合還有差距；煤巖瓦斯突出的成因和規(guī)律還不完全清楚；礦井瓦斯預(yù)測預(yù)報(bào)的精度也還有待進(jìn)一步提高；在先進(jìn)的礦井瓦斯管理理念及人的不安全行為控制等方面，有關(guān)的理論和技術(shù)研究比較少，還相對滯后。

二、瓦斯超限報(bào)警原因分析

經(jīng)長期觀測研究，能夠引發(fā)礦井瓦斯超限報(bào)警的原因主要有如下的六種情況：

（一）礦井地質(zhì)構(gòu)造變化與瓦斯賦存量大小影響

煤巖地質(zhì)條件變化以及煤系地層中瓦斯固有賦存規(guī)律的變化，是引發(fā)生產(chǎn)過程中瓦斯超限報(bào)警的關(guān)鍵因素。

（二）礦井動力現(xiàn)象的引發(fā)

在礦并生產(chǎn)過程中，主要有如下的三種情況能夠誘發(fā)礦井瓦斯動力現(xiàn)象的發(fā)生：一是工作面初次來壓或周期來壓期間，工作面密集后直接頂和老頂頂板的大面積垮落，對工作面采空區(qū)內(nèi)部以游離狀態(tài)形式存在的瓦斯形成了重點(diǎn)沖擊，并因此造成采空區(qū)瓦斯在短時(shí)間內(nèi)大量涌入工作面回風(fēng)流中：二是巷道受沖擊地壓或采動影響的過程中，突然發(fā)生冒頂、片幫，造成井巷通風(fēng)斷面急劇縮小，使工作面風(fēng)量迅速減少；三是工作面遇地質(zhì)構(gòu)造帶、瓦斯異常帶、揭露煤層時(shí)，由于地應(yīng)力和瓦斯原始應(yīng)力的突然變化，導(dǎo)致瓦斯大量釋放。這三種情況均能引起采掘工作面瓦斯超限報(bào)警情況。

（三）放炮制度執(zhí)行不到位

在同一工作面，瓦斯賦存及涌出規(guī)律具有相對穩(wěn)定性，但不是一成不變，只有嚴(yán)格執(zhí)行放炮管理制度和“一炮三檢”制度，不斷強(qiáng)化對現(xiàn)場瓦斯、地質(zhì)情況的觀測，掌握好放炮個(gè)數(shù)與間隔時(shí)間，方可有效地減少礦井內(nèi)部的瓦斯超限報(bào)警次數(shù)。

（四）工作面實(shí)行不適當(dāng)?shù)拇?lián)通風(fēng)

在某些情況下，掘進(jìn)工作面需要將其回風(fēng)經(jīng)常的引入到回采工作面中去。在這樣的情況下，一方面由于工作面實(shí)行串聯(lián)通風(fēng)，瓦斯報(bào)警濃度降為0.5%，不易引起有關(guān)人員的注意和重視，往往現(xiàn)場發(fā)生瓦斯報(bào)警而不覺察；另一方面回采工作面由于引入了乏風(fēng)，被串工作面瓦斯?jié)舛染^正常情況下明顯升高，故易發(fā)生瓦斯報(bào)警。

（五）瓦斯傳感器顯示數(shù)據(jù)不準(zhǔn)

在井下實(shí)際使用過程中，瓦斯傳感器每1.0%允許超差為0.1%。但現(xiàn)場卻往往操作不當(dāng)、調(diào)校不準(zhǔn)、標(biāo)校氣體混入其他氣體等原因，瓦斯傳感器可能發(fā)生較大超差，并超過了允許范圍。

（六）管理人員不到位以及人員素質(zhì)差

作業(yè)人員圖省勁、怕麻煩，違章作業(yè)，造成工作面風(fēng)流短路或紊亂，往往易引起瓦斯積聚與超限等。

三、礦井瓦斯技術(shù)管理體系構(gòu)建

建立礦井瓦斯的智能預(yù)警平臺，主要運(yùn)用GIS系統(tǒng)綜合分析礦產(chǎn)瓦斯的地質(zhì)狀況，對瓦斯地質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，建立完善的空間數(shù)據(jù)庫，瓦斯地質(zhì)圖更新的時(shí)候，能夠進(jìn)行及時(shí)的管理，綜合分析礦井瓦斯的地質(zhì)構(gòu)造情況，運(yùn)用相關(guān)的技術(shù)，建立礦井瓦斯的智能預(yù)警平臺，當(dāng)?shù)V井瓦斯的地質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，礦井瓦斯的智能預(yù)警平臺能夠及時(shí)的報(bào)警，拓寬了礦井瓦斯信息的獲取渠道，能夠及時(shí)的獲取信息，解決問題，加強(qiáng)對礦機(jī)瓦斯的治理工作，能夠完善礦井瓦斯防突工作的相關(guān)措施，預(yù)防礦井瓦斯事故的發(fā)生。

四、技術(shù)管理體系工程實(shí)踐

智能礦井瓦斯預(yù)警平臺是基于GIS，利用傳感器技術(shù)將礦井節(jié)點(diǎn)瓦斯?jié)舛?、礦井溫度和濕度、礦井氧氣含量、通風(fēng)等相關(guān)指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與信息處理的綜合的可視化平臺。將上述參數(shù)通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得出礦井瓦斯事故發(fā)生系數(shù)，進(jìn)行判斷礦井生產(chǎn)的安全性和可靠性。

平臺設(shè)計(jì)特點(diǎn)

（1）編輯解析能力強(qiáng)大。根據(jù)礦井內(nèi)巷道的分布及礦井內(nèi)各參數(shù)的情況，如瓦斯?jié)舛?、礦井溫濕度、風(fēng)速等數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)中，構(gòu)建數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，建立礦井巷道元素相關(guān)數(shù)據(jù)庫。

（2）存儲數(shù)據(jù)量大?；谄脚_本身的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)有序地調(diào)用和錄入獲取的礦井巷道數(shù)據(jù)信息，并可通過與以往數(shù)據(jù)的對比分析，及時(shí)給用戶提供可行性方案計(jì)劃。

（3）智能參數(shù)控制。在整個(gè)平臺中，可實(shí)現(xiàn)對多個(gè)參數(shù)的同時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理，也可將同一參數(shù)運(yùn)用到不同的工程中。

（4）快捷查詢統(tǒng)計(jì)。對巷道所屬節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)快速閱讀與查閱，也可對以往數(shù)據(jù)進(jìn)行閱讀和查閱。

（5）高精度定位。運(yùn)用地理信息開發(fā)系統(tǒng)、傳感器技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對制定節(jié)點(diǎn)的快速查詢和瀏覽，緊急情況下，可實(shí)現(xiàn)選擇最近的到達(dá)路線。

（6）嚴(yán)格權(quán)限管理。平臺對用戶的使用權(quán)限進(jìn)行嚴(yán)格的控制，該功能可根據(jù)實(shí)際需要合理配置。

總之，對于礦井瓦斯的技術(shù)管理工作是一項(xiàng)循序漸進(jìn)的工作，一方面需要相關(guān)部門制定切合實(shí)際的規(guī)章制度，另一方面需要管理部門、開采公司和檢測部門、生產(chǎn)部門通力合作，有效地采取措施預(yù)防事故的發(fā)生。平臺的開發(fā)與應(yīng)用，能以最快的速度，最合理的方式提醒管理者，采取妥善措施，及時(shí)預(yù)防。當(dāng)然，這只是瓦斯治理的一個(gè)方面，根本的還是采取防突、抽采、通風(fēng)、監(jiān)測等綜合措施，建立責(zé)任體系，加強(qiáng)現(xiàn)場管理，預(yù)防瓦斯事故。

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