煤礦瓦斯治理中的過程控制策略分析

田養(yǎng)維

摘要：煤炭與瓦斯是同時(shí)存在于煤礦中的，瓦斯易燃易爆，在礦井中如果瓦斯聚集量過大，并且濃度超過一定的范圍，則在遇到火源時(shí)極易產(chǎn)生爆炸，從而引發(fā)煤礦安全生產(chǎn)事故。因此對(duì)深部煤礦開采瓦斯治理技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)探究迫在眉睫。文章就簡要對(duì)此加以分析和論述。

關(guān)鍵詞：煤礦；瓦斯治理；控制策略

一、煤礦瓦斯治理過程中存在的問題

目前我國的新能源開發(fā)和利用都有了明顯的進(jìn)步，但是我國現(xiàn)在所使用的主體能源仍然是煤炭，為人民的生活、企業(yè)的生產(chǎn)提供保障。從資源保有量來說，我國是煤炭資源大國，但是我國的地形地貌特征都相對(duì)復(fù)雜，這就給開采工作帶來很大難度，煤礦的土質(zhì)一般來說都較硬，這就增加了開采時(shí)候地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的概率，這些都給煤礦開采工作帶來了很大的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有的直接對(duì)煤礦進(jìn)行開采不能保證安全生產(chǎn)，開采效果也大打折扣。有的煤炭資源埋藏很深，在進(jìn)行開采時(shí)候要挖的更深，這就給瓦斯治理加大了難度。近年來，煤礦開采深度越來越大，導(dǎo)致瓦斯的壓力、含量等都在增加，而其滲透性相對(duì)較低，只是選擇常規(guī)方法進(jìn)行治理不能達(dá)到要求，這也是導(dǎo)致煤礦瓦斯事故發(fā)生的最關(guān)鍵成因。在煤礦開采時(shí)候要保證有相應(yīng)的抽取工序，將兩者相互協(xié)調(diào)，才能對(duì)安全生產(chǎn)進(jìn)行保障，同時(shí)還能讓生產(chǎn)效率不受到影響。下面對(duì)瓦斯事故發(fā)生的原因進(jìn)行分析。

1、瓦斯壓力對(duì)事故的影響。瓦斯壓力就是指煤炭中氣體的壓力，由于地質(zhì)情況不同，不同的煤層瓦斯壓力也有很大差別。在進(jìn)行煤礦開采的時(shí)候，煤礦開采深度越深，瓦斯的壓力也會(huì)隨之加大，如果出現(xiàn)控制上的疏漏就很容易發(fā)生瓦斯事故。就目前的開采工藝來說，在對(duì)瓦斯事故進(jìn)行治理的時(shí)候，抽樣控制法是最為常用的處理方法。這種方法較為傳統(tǒng)，對(duì)目前煤炭開采工程來說不能滿足其要求，所以對(duì)瓦斯治理的成果產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

2、各種因素的控制對(duì)瓦斯事故的影響。通過相關(guān)資料顯示得到，造成瓦斯事故的原因是多種多樣的，所以對(duì)瓦斯事故的風(fēng)險(xiǎn)控制進(jìn)行加強(qiáng)是非常有必要的。對(duì)開采的技術(shù)進(jìn)行合理控制就能有效價(jià)低瓦斯事故發(fā)生的幾率。但是在實(shí)際生產(chǎn)中，很多煤礦企業(yè)為了創(chuàng)造利潤最大化，在進(jìn)行煤礦開采時(shí)候?yàn)榱斯?jié)約成本，沒有在瓦斯控制上投入應(yīng)有的人力物力，這就很容易在開采中發(fā)生卡鉆的狀況，增加了安全事故發(fā)生的概率，對(duì)開礦人員的人身安全產(chǎn)生了很大的威脅。

3、地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)瓦斯事故的影響。在進(jìn)行煤炭開采工作時(shí)候，不可避免的要面對(duì)各種復(fù)雜的地質(zhì)條件，這就給煤礦開采工作在一定程度上增加了難度，導(dǎo)致瓦斯事故發(fā)生的概率增大。隨著礦井的深度不斷增加，這就必然導(dǎo)致地質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度也隨之增加，在礦井下的瓦斯?jié)舛纫苍絹碓礁?，?dǎo)致事故發(fā)生率大幅提升。所以，為了讓采礦工作安全順利進(jìn)行，就要對(duì)地質(zhì)特征進(jìn)行相應(yīng)的研究，對(duì)瓦斯開展專項(xiàng)治理，從而控制瓦斯事故發(fā)生。

二、煤礦瓦斯治理中的控制策略探究

1、加強(qiáng)瓦斯氣體監(jiān)控。礦井必須裝備完善可靠的瓦斯監(jiān)控裝置，包括礦井監(jiān)控系統(tǒng)及各類傳感器、斷電器、風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖、便攜式甲烷報(bào)警儀、兩用儀等。所有采掘工作面及規(guī)程要求的其他地點(diǎn)按要求安裝各類傳感器，加強(qiáng)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的管理和維護(hù)。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》和其他有關(guān)規(guī)定，配齊通防儀器儀表，確保便攜式甲烷監(jiān)測報(bào)警儀、紅外測溫儀、CO監(jiān)測儀等儀器儀表的正常使用。嚴(yán)格執(zhí)行巡檢、值班制度，管理人員按要求參加培訓(xùn)，持證上崗，熟練操作相關(guān)設(shè)備。

2、高抽巷抽采。將高抽巷布置上覆巖層裂隙帶內(nèi)，巖層受開采擾動(dòng)影響斷裂、垮落，裂隙充分發(fā)育，為瓦斯流動(dòng)提供通道，是布置高位抽排巷的最佳位置。向上進(jìn)行穿層鉆孔，實(shí)現(xiàn)高抽巷的“一巷多用”，有效抽采了裂隙帶內(nèi)的瓦斯，可以避免工作面上隅角瓦斯?jié)舛瘸?。否則，引起甲烷傳感器報(bào)警，影響生產(chǎn)。采空區(qū)瓦斯抽放就是在采空區(qū)頂板施工鉆孔進(jìn)行抽放，通常布置在頂板裂隙帶內(nèi)，利用瓦斯抽放時(shí)上鄰近層瓦斯向工作面涌進(jìn)，將其抽采，可以有效降低采空區(qū)向工作面的瓦斯涌出量。

3、地面鉆井抽放技術(shù)。在煤層受到開采擾動(dòng)后，井下應(yīng)力穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)殘存的保護(hù)煤柱、丟煤及其圍巖中聚集了大量的瓦斯，通過地面鉆井對(duì)這一區(qū)域的瓦斯進(jìn)行抽采，可以有效緩解這部分瓦斯的威脅。目前，山西已有許多礦區(qū)進(jìn)行了地面鉆井抽放的研究，實(shí)現(xiàn)了煤與瓦斯協(xié)調(diào)開采的開發(fā)模式。通過地面鉆井抽采、井下順層和穿層鉆孔結(jié)合抽采、本煤層與鄰近煤層空間聯(lián)合抽采，在時(shí)間上有機(jī)結(jié)合采前預(yù)抽、邊采邊抽與采空區(qū)抽采，形成瓦斯時(shí)空治理模式，實(shí)現(xiàn)礦井安全-高效-綠色開采。

4、保護(hù)層開采技術(shù)。在近距離煤層群中保護(hù)層開采技術(shù)較為適合。在完成保護(hù)層開采后，伴隨保護(hù)層的收縮變形，煤的力學(xué)強(qiáng)度發(fā)生變化，進(jìn)而使瓦斯壓力發(fā)生了改變，煤層透氣性也隨之變化，使鄰近突出危險(xiǎn)煤層的突出危險(xiǎn)性降低。

5、控制瓦斯的燃燒和爆炸條件。經(jīng)過研究得知，礦井中瓦斯?jié)舛仍?～8%時(shí)，瓦斯最容易燃燒并發(fā)生爆炸。瓦斯的引火溫度650～750℃之間。當(dāng)空氣中的氧氣含量不超過12%時(shí)，瓦斯并不會(huì)發(fā)生爆炸。瓦斯引燃引爆的三個(gè)因素就是：氧氣濃度、引燃溫度和瓦斯?jié)舛取Ｒ虼?，在瓦斯綜合治理過程中要注意以上幾個(gè)方面的控制。對(duì)于引火的控制可以對(duì)煤礦生產(chǎn)人員進(jìn)行安全知識(shí)培訓(xùn)，并嚴(yán)格進(jìn)行制度化管理，保證相關(guān)的工作人員具備安全生產(chǎn)管理所必須的知識(shí)，特別是井下工作人員，一定要按照相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工作，避免出現(xiàn)明火使礦井發(fā)生瓦斯安全事故。對(duì)于瓦斯?jié)舛鹊目刂?，煤炭企業(yè)應(yīng)按照相應(yīng)的安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行定期的維修和檢查，尤其是對(duì)礦井中的通風(fēng)系統(tǒng)，要保證通風(fēng)系統(tǒng)正常工作，降低巷道內(nèi)瓦斯的濃度。同時(shí)，煤炭企業(yè)還應(yīng)設(shè)置專業(yè)對(duì)瓦斯異常區(qū)域進(jìn)行檢查，方便管理人員和技術(shù)人員能夠及時(shí)發(fā)展瓦斯問題并盡量的處理，防止瓦斯?jié)舛冗^高產(chǎn)生安全事故。此外，對(duì)通風(fēng)區(qū)域的風(fēng)向也應(yīng)派人觀察，防止風(fēng)向的變化使礦井內(nèi)的瓦斯氣體無法排出。

結(jié)束語

對(duì)于煤礦企業(yè)來說，對(duì)瓦斯的治理工作非常重要，它嚴(yán)重影響著安全生產(chǎn)。安全是生產(chǎn)的前提，只有保障安全生產(chǎn)才能順利進(jìn)行，由于煤礦事故強(qiáng)大的破壞性，對(duì)其治理就更為重要，加強(qiáng)通風(fēng)管理、加大安全建設(shè)力度都能夠有效控制瓦斯事故的發(fā)生。

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