礦井通風(fēng)以及瓦斯治理應(yīng)用研究

白常春

摘 要：瓦斯是煤礦的安全殺手，瓦斯治理是煤層安全開采的重要內(nèi)容之一。瓦斯治理主要是預(yù)防礦井發(fā)生瓦斯爆炸，關(guān)鍵在于將巷道風(fēng)流中瓦斯降低到安全濃度以下，這是通過礦井通風(fēng)實現(xiàn)的。簡要介紹瓦斯發(fā)生爆炸的條件，分析采用通風(fēng)方式治理礦井瓦斯的幾種關(guān)鍵方法，以期為有關(guān)技術(shù)人員提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：煤礦生產(chǎn);瓦斯研究;礦井整治;通風(fēng)方式

目前，中國已經(jīng)進(jìn)入了深礦井開采時代，雖然在開采過程當(dāng)中，煤礦的產(chǎn)能輸出得到了顯著提升，但很容易導(dǎo)致礦井出現(xiàn)通風(fēng)的難度增大、礦井內(nèi)部瓦斯壓力增高、滲出、爆炸的后果。因此，必須加強(qiáng)對礦井瓦斯治理，保證煤礦的生產(chǎn)安全。需要明確的是，在整個礦井生產(chǎn)運作過程當(dāng)中，“通風(fēng)性”是非常重要的一項基本措施，也是保障工人生命安全的“生死線”。雖然可以調(diào)節(jié)巷道內(nèi)的風(fēng)量，使瓦斯的濃度降到安全范圍內(nèi)，但是巷道內(nèi)的風(fēng)量不可能無限制增加。也就是說，當(dāng)瓦斯涌出量較大時，通過礦井通風(fēng)治理瓦斯的效果存在一定的局限性。針對這種情況，必須要降低煤層中瓦斯含量，減少瓦斯涌出量，而降低煤層中瓦斯含量的關(guān)鍵方法是對煤層中瓦斯進(jìn)行預(yù)抽。

1 在礦井運作過程中保持通風(fēng)，治理瓦斯的必要性

對我國目前的經(jīng)濟(jì)能力進(jìn)行整體分析，可以得知煤礦生產(chǎn)起到了重要的經(jīng)濟(jì)支柱。礦井作為一項煤礦生產(chǎn)的基本元素，對我國的工業(yè)領(lǐng)域起到了非常重要的提升效果。雖然煤炭是一項非常重要的能源原料，但是在開采過程當(dāng)中，部分礦井追求開采速度，在工作模式上出現(xiàn)了很大的缺陷，導(dǎo)致瓦斯問題越演愈烈。雖然同樣作為一種能源，但瓦斯如不經(jīng)過整體處理，將會產(chǎn)生極大的危險性。因此，為了避免瓦斯堆積產(chǎn)生爆炸的危險，我國通過有效條款限制礦井開采單位的過度開采。同時，積極推廣有效的防治措施，在防治措施當(dāng)中，“瓦斯抽采法”可以起到有效的緩解效果。但在整體的應(yīng)用過程當(dāng)中，由于礦井自身的特殊性，整體透氣性能較差，整體的應(yīng)用效果有待提升。此外，我國工業(yè)領(lǐng)域的逐步加強(qiáng)最大限度地提升了經(jīng)濟(jì)，使整體礦井的施工規(guī)模呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。雖然對我國經(jīng)濟(jì)實力起到了有效的決定性作用，但隨之而來的便是瓦斯涌出量的問題，涌出的瓦斯導(dǎo)致整體的治理工作出現(xiàn)“整治難”“處理難”的問題。

2 在礦井通風(fēng)中，瓦斯治理存在的問題

2.1 管理意識不高

在礦井開采過程當(dāng)中，受當(dāng)?shù)貙嶋H因素以及施工部門技術(shù)的限制，必須采取有效的開采方案對實際情況進(jìn)行分析。通過提前預(yù)定，避免瓦斯量涌出。但對我國現(xiàn)有的施工方案進(jìn)行整體排查，發(fā)現(xiàn)在開采期間，相關(guān)管理層對于整體預(yù)判工作重視程度較低，導(dǎo)致事故頻發(fā)。很多礦井的管理模式亟待提升，明知礦井具有隱藏危險，依然對日常工作的安全性未形成有效檢查。在礦井生產(chǎn)過程當(dāng)中，部分工人的自我管理意識較為薄弱，在下井時未能穿戴有效的防護(hù)設(shè)備。對礦井施工人員整體的綜合素質(zhì)進(jìn)行分析，可以得知因年齡、力氣、經(jīng)驗、性價比等因素，礦井工人大部分均為進(jìn)城務(wù)農(nóng)民工。這些工人的自我防護(hù)意識以及自我學(xué)習(xí)能力較低，這對后續(xù)的管理產(chǎn)生了較大的難度，也為礦井災(zāi)害的出現(xiàn)提供了有利條件。

2.2 礦井處理設(shè)備老化

對礦井處理工作而言，要想保證瓦斯涌出量減少，提升礦井整體的生產(chǎn)能力，必須對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行提升，保證整體的更新。但是在實際工作的過程當(dāng)中，很多礦井的設(shè)備嚴(yán)重老化，且維護(hù)頻率較低，在生產(chǎn)工作當(dāng)中具有明顯的潛在隱患。

3 如何在礦井運作過程中提高礦井通風(fēng)，加強(qiáng)瓦斯治理效果的措施

3.1 在開采過程中堅持“采煤一體化煤”與“瓦斯共采”

鑒于瓦斯也是一種清潔能源，有一定的開發(fā)價值，所以，可以在采煤之前先抽取煤層中的瓦斯。鑒于此，很多煤礦都將煤與瓦斯共采作為煤炭開采的一個重要指標(biāo)。煤與瓦斯共采的關(guān)鍵在于采用一定的方式來抽取煤層中的瓦斯，常用的有地面鉆井法和井下鉆孔瓦斯抽采法。地面鉆井抽取煤層中的瓦斯，也稱為煤層氣開發(fā)，其主要是將石油和天然氣開采中的水力壓裂技術(shù)引入到煤層氣開采中。鉆井時有水平井技術(shù)和垂直井技術(shù)，其中，水平井的效果理論上要優(yōu)于垂直井的效果。美國和澳大利亞的煤層氣產(chǎn)業(yè)相當(dāng)成熟，已經(jīng)實現(xiàn)了商業(yè)化，為煤層氣的開發(fā)提供了廣闊的前景。

中國在“十三五”規(guī)劃中將煤層氣開發(fā)列為國家戰(zhàn)略，給予大量的資金和政策支持。在山西、內(nèi)蒙古礦區(qū)進(jìn)行大規(guī)模的煤層氣開發(fā)工業(yè)性試驗，并取得一定效果。但開發(fā)遇到很多技術(shù)難題，在一些煤層氣資源豐富的地區(qū)開發(fā)煤層氣失敗了，目前中國煤層氣開發(fā)還處于嘗試階段。若地面煤層氣開發(fā)取得了突破，則礦井開采過程中的瓦斯問題將迎刃而解。

目前，絕大多數(shù)煤礦還采用井下鉆孔的方法抽采煤層中的瓦斯，具體做法是在煤層中鉆孔或打穿層孔，通過負(fù)壓泵來抽采煤層中的瓦斯，以達(dá)到降低煤層中瓦斯含量目的。常見方法有穿層鉆孔方法、順層鉆孔方法和高位鉆孔方法，選擇哪一種抽采方式要看具體情況。但是這些方法抽采煤層中瓦斯的效率極低，需要抽采數(shù)月甚至幾年，嚴(yán)重影響煤礦開采的進(jìn)度。主要原因是中國煤層的透氣性比較差不利于抽采。為此，采用水力壓裂、CO2壓裂和深孔爆破等增透措施，取得一定效果，緩解了瓦斯抽采比較困難局面。

3.2 提高開采職工的防瓦斯治理理念

對當(dāng)前礦井通風(fēng)以及瓦斯治理現(xiàn)狀進(jìn)（下轉(zhuǎn)第57頁）（上接第55頁）行研究，可以得知產(chǎn)生風(fēng)險的主要因素為防治理念的落后。因此，提升防治理念可以對瓦斯治理起到有效的防控效果，提升相關(guān)工作人員的安全意識。管理部門應(yīng)定期開展專業(yè)的培訓(xùn)，加強(qiáng)工作人員面對風(fēng)險的緊急處理能力。同時，為了保證整體培訓(xùn)效果，礦井也可進(jìn)行模擬練習(xí)，對礦井員工進(jìn)行疏通，保證整體培訓(xùn)效果的有效性。

3.3 完善礦井整體的管控機(jī)制

在礦井開采工作期間，為了保障整體的有效運行，一套科學(xué)有效的管理機(jī)制是必不可少的。通過集中管理，不僅可以對礦井員工的工作效率進(jìn)行專項提升，同時還會對整體的工作流程進(jìn)行合理規(guī)劃。在管理過程當(dāng)中，必須加強(qiáng)對礦井設(shè)備以及工作項目的檢查。相關(guān)項目的負(fù)責(zé)人以及工程師借助專業(yè)的工具對現(xiàn)場的實際情況進(jìn)行采集，并通過電腦軟件進(jìn)行模擬繪制，保證整體施工的安全性。同時，管理層還需制定有效的獎懲措施，提升員工工作氛圍以及整體的工作積極性，對于表現(xiàn)優(yōu)異的職工，管理成可以給予其資金或職稱獎勵。

3.4 做好礦井地質(zhì)信息分析工作

要想保證礦井工作的整體有效性，必須對其瓦斯治理的工作流程展開集中強(qiáng)化。在治理過程當(dāng)中，組建專業(yè)的整治小組，并由不同職位的領(lǐng)導(dǎo)人進(jìn)行擔(dān)任。根據(jù)分析結(jié)果，制定研討方案，基于礦井的實際情況進(jìn)行改良。需要注意的是，在項目制定過程當(dāng)中，必須進(jìn)行嚴(yán)格的審核，且審核流程不得少于三次。例如，通常由基層人員進(jìn)行方案研究，中層領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行首次審核，再由最高管理層進(jìn)行二次審核，有效增加整體方案的可行性。

3.5 改善通風(fēng)系統(tǒng)

對于瓦斯治理來講，礦井通風(fēng)是必要的因素，同時也是一切工作的前提，只有良好的通風(fēng)系統(tǒng)，才可以保障礦井開采的安全以及質(zhì)量。因此，制定有效的通風(fēng)系統(tǒng)，將對整體的瓦斯治理工作產(chǎn)生良好的提升效果。對內(nèi)部氣體及外部氣體的交換速率加以管控，并在礦井當(dāng)中設(shè)置獨立的通風(fēng)管道，縮短整體之間的連接，保證排放效率。此外，加強(qiáng)監(jiān)管措施，對礦井施工期間的整體風(fēng)向、風(fēng)速、濕度等條件進(jìn)行分析，保證整體的施工效果。

綜上所述，瓦斯治理對于煤礦的安全生產(chǎn)具有十分重要的意義，其主要依賴礦井通風(fēng)來完成的。礦井通風(fēng)是通過為井下巷道中的空氣提供一定的動力，使巷道中的空氣不斷更新，排出煤層中涌出的瓦斯，使瓦斯維持在一定的濃度。理論上，只要提供足夠的動力就可以使巷道中瓦斯的體積分?jǐn)?shù)控制在5%以下。而在實際工作中，對巷道中風(fēng)流的速度都有一定的限制。巷道中的風(fēng)速過大會導(dǎo)致巷道內(nèi)的粉塵濃度過高，不利于煤礦井下工人的正?；顒?。為此，需要采取其他措施來改善礦井通風(fēng)狀況，主要有煤與瓦斯共采，科學(xué)防治瓦斯;優(yōu)化礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，改善礦井通風(fēng)效果。

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