基于一通三防的煤炭通風瓦斯治理策略研究

＊范加鋒

（中煤科工集團沈陽研究院有限公司 遼寧 113122）

由于我國的礦山越來越多地開采到地下，煤層中的瓦斯問題變得越來越突出，已經(jīng)成為限制煤層安全和高效生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。該礦井的煤炭和瓦斯含量較高，地質(zhì)條件中等，沒有沖擊地壓的傾向。經(jīng)過測試，我們發(fā)現(xiàn)目前正在開采的兩個煤層平均厚度都在2.6m左右，具有Ⅲ類的自燃傾向，因此它們不容易燃燒。此外，煤塵也沒有爆炸的風險。在這個礦井里，我們研究了瓦斯地質(zhì)特征，發(fā)現(xiàn)斷層和隔水層段是導致深部瓦斯富集的重要因素。通過分析，我們提出了一種有效的瓦斯防治和防突技術(shù)方案，以保證礦井的安全運行。通過對類似工程地質(zhì)條件的瓦斯治理研究，我們獲得了重要的技術(shù)支持。

1.“一通三防”管理對煤礦的作用及要點

（1）通風是基礎(chǔ)。通風設(shè)施對于保護人們免受瓦斯、粉塵和火災(zāi)的危害至關(guān)重要。通過安裝通風系統(tǒng)，可以大大改善井下的空氣流動，消除有毒有害的污染物，同時還能夠減少瓦斯和易燃物的含量，從而避免瓦斯的積累。在日常生活中，通風系統(tǒng)的流量、流速、濃度和溫度都需要密切關(guān)注。隨著技術(shù)的發(fā)展，通風系統(tǒng)的參數(shù)可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控，并以圖表的形式進行分析，為調(diào)整和控制有害氣體提供了重要的參考依據(jù)。

（2）三防是要點。瓦斯具有極強的易燃性，當其濃度超過安全限制時，就可能導致窒息。當瓦斯積累達到一定水平時，它們與明火相撞會導致爆炸。在處理高瓦斯礦井時，單純依靠通風是無法解決這個問題的。因此，我們需要根據(jù)具體情況采取有效的抽放措施。為了有效地減少煤塵和火災(zāi)的發(fā)生，我們必須采取有效的措施來加強監(jiān)管，例如，采取通風系統(tǒng)、降塵技術(shù)等措施，同時還要建立完善的應(yīng)急預(yù)案，以便在發(fā)生緊急情況時能夠迅速采取有效的措施，從而避免不必要的損失。

（3）一通三防的總體目標。在建設(shè)和管理礦井通風系統(tǒng)時，我們必須將安全作為首要目標，并確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。為了保護環(huán)境，必須堅決消除瓦斯、煤塵和自然災(zāi)害。為了更好地控制和管理其他一通三防相關(guān)流程，我們需要建立完善的制度體系。通過有效控制可能出現(xiàn)的危險因素，確保礦井生產(chǎn)過程中的環(huán)境安全和穩(wěn)定。為了提升礦井的一通三防管理水平，我們必須建立一個完善的體系，以制度和技術(shù)的改進為基礎(chǔ)，推動礦井管理的發(fā)展，以達到更高的管理質(zhì)量。只有這樣，才能夠有效地推動礦井的一通三防管理，實現(xiàn)更好的管理效果。

2.“一通三防”工作在煤礦安全生產(chǎn)中的重要性

第一，通過科學方案解決煤炭開采中的瓦斯、粉塵和火災(zāi)問題。煤炭企業(yè)的主要任務(wù)是確保礦井通風效率，只有在良好的條件下才能控制和處置礦井中的有毒氣體，同時確保礦井工人的安全；此外，有必要全面分析礦井下的通風、通風速度、有毒氣體含量和各種其他影響因素，建立三維形象，總結(jié)礦井下潛在風險的預(yù)防和管理，以確保及時構(gòu)建和使用有效的解決辦法。第二，如果礦井中的氣體濃度相對較高，發(fā)生火災(zāi)時就有很大的氣體爆炸危險。僅使用通風模式控制氣體含量并不容易取得更好的結(jié)果。應(yīng)當選擇一個更好的治理模式，以確保礦井中氣體濃度的安全。第三，在開采煤炭資源時，可以通過采用健全的煤礦管理技術(shù)，控制和管理煤礦中的氣體、通風、粉塵和其他物質(zhì)，并通過建立包含以下內(nèi)容的監(jiān)管機制，避免對礦山安全的威脅。

3.“一通三防”災(zāi)害分析

（1）瓦斯爆炸災(zāi)害。在礦山瓦斯檢測中，瓦斯礦山是比較普遍的。一般來說，在采礦初期，采礦工人會選擇在淺層煤層進行作業(yè)，這樣可以有效減少瓦斯排放量和儲存量，從而降低安全風險。當采礦活動變得更加復(fù)雜時，瓦斯的儲存量會增加，這將增加瓦斯溢出的風險。當這種情況發(fā)生時，煤礦企業(yè)通常會立即結(jié)束生產(chǎn)，以免降低其運營效率。在250m以下的環(huán)境中，由于沼氣區(qū)域的廣泛分布，加上地質(zhì)狀況的復(fù)雜性，對瓦斯的監(jiān)測和控制就顯得尤為重要，因此，必須利用先進的技術(shù)和設(shè)備才能有效地完成這一任務(wù)。

（2）煤塵爆炸災(zāi)害。煤礦開采過程中，煤層會釋放大量的煤塵，這些煤塵具有極強的爆炸性，如果其濃度超出安全限度，就可能引發(fā)嚴重的火災(zāi)事故。長期暴露在煤塵污染嚴重的環(huán)境中，工作人員可能會患上塵肺病，這將嚴重影響他們的身體健康和生活質(zhì)量。近年來，政府和企業(yè)都非常關(guān)注礦山安全，并采取了各種措施來解決這個問題。雖然礦山的環(huán)境已經(jīng)有所改善，但仍有許多潛在的危險。因此，煤礦企業(yè)必須始終保持高度警惕性和警覺性，以防止意外事件的發(fā)生。

（3）煤礦自燃災(zāi)害。目前，許多煤礦都存在自燃問題。根據(jù)專家的測試和研究，這些煤層的自燃時間通常在40d到60d之間，并且每6個月到12個月就會出現(xiàn)一次。研究表明，許多煤炭公司的煤層曾經(jīng)遭受過多次自然災(zāi)害，而這些災(zāi)害的根源可能是內(nèi)部因素，也可能是外部因素。通過對自燃源的細致檢查，我們發(fā)現(xiàn)，這些火災(zāi)源頭主要有：煤礦井下的煤柱、挖掘巷道的火災(zāi)和浮煤火災(zāi)。這些火災(zāi)都具有極高的安全風險。煤礦自燃事件的發(fā)生導致山西省忻州市石門煤礦的全部機器都停止運行，這不僅導致煤礦的儲煤量急劇下降，而且還嚴重損害了煤礦的正常經(jīng)營，給煤礦企業(yè)帶來了極其艱難的生存環(huán)境。

4.煤礦生產(chǎn)“一通三防”落實現(xiàn)狀

（1）礦井通風系統(tǒng)需要完善。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，許多煤礦企業(yè)忽略了安全問題，特別是在礦井瓦斯處理方面，由于缺乏有效的通風系統(tǒng)，使得生產(chǎn)過程中的安全性受到嚴重影響，甚至可能導致災(zāi)難性的后果。為了有效地控制礦井瓦斯排放，必須建立一個完善的通風系統(tǒng)，以確保良好的通風質(zhì)量。然而，目前許多礦山的通風系統(tǒng)的可靠性并不高，甚至無法滿足當?shù)氐纳a(chǎn)需求。鑒于當前的環(huán)境狀況，生產(chǎn)過程中存在著諸多的安全風險，任何一處疏忽都可能引發(fā)嚴重的安全事件，甚至威脅到工作者的生命。

（2）局部通風缺乏有效管理。一般來說，煤礦的不同系統(tǒng)之間有著密切的聯(lián)系，其核心是通風系統(tǒng)，其使用方法必須與電力系統(tǒng)相聯(lián)系。如果電源管理不善，可能會導致風扇故障，另外，如果不能保證通風系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，則會導致瓦斯泄漏，進而引起火災(zāi)或爆炸。因此，對于煤礦的通風系統(tǒng)來說，必須要有一個嚴格的管控程序，以確保通風系統(tǒng)的高效運作。當局部通風不正常時，瓦斯氣體濃度逐漸上升，超過極限，最終導致爆炸事故或窒息事故，造成一系列傷亡。在許多企業(yè)中，缺乏地方通風管理并不能保證通風設(shè)施的正常運作，甚至無法達到生產(chǎn)標準，從而不斷損害煤炭生產(chǎn)的安全。

（3）瓦斯檢查制度有待改善。雖然煤礦企業(yè)在長期發(fā)展過程中積累了豐富的經(jīng)驗，但仍有許多不足之處需要改進和完善，尤其是礦井瓦斯檢查制度?，F(xiàn)代煤礦企業(yè)在創(chuàng)新方面存在欠缺，因此在遇到安全事件時往往難以應(yīng)對。隨著采掘深度的不斷攀升，礦山通風系統(tǒng)的復(fù)雜性也在顯著上升，其中最明顯的表現(xiàn)就是通風阻力的急劇上升，這讓瓦斯防護任務(wù)變得極其艱巨。在實際的生產(chǎn)過程中，我們需要定期檢查礦山的瓦斯情況，以便采取預(yù)防措施并及時處理安全事件。然而，由于沒有這樣的檢查制度，我們往往會忽視瓦斯防護工作，這會降低煤礦的安全性，并且不利于工作人員的安全。

5.“一通三防”提高煤礦瓦斯治理措施

（1）對于通風設(shè)備更新以及優(yōu)化。在采煤過程中，必須保持礦井通風質(zhì)量，以充分防止煤塵和煤氣等有毒氣體的產(chǎn)生，并可使用現(xiàn)代通風設(shè)備進行通風。采礦作業(yè)通常采用兩種通風模式：中央模式和對角線模式。中央分配模式分為兩種：邊界分配模式和平行分配模式。對角線式通風分為分區(qū)式通風和雙翼式通風。為了保持礦井下良好的通風，需要更換陳舊設(shè)備，徹底凈化礦井下的空氣。此外，還需要加強對通風設(shè)備的維護保養(yǎng)，以確保其能夠正常運轉(zhuǎn)。在采場的設(shè)計階段，要考慮采場的通風條件，盡量選擇通風良好且易于通風的采場位置。實時裝配通風設(shè)備，不僅可以實現(xiàn)通風設(shè)備的自動化和智能操作，還可以培訓有關(guān)人員進行通風，提高安全意識，并確保工人能夠正確和熟練地使用通風設(shè)備。

（2）礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化方案。為了滿足礦山的實際需求，我們應(yīng)該合理地優(yōu)化通風系統(tǒng)，并采取有效的措施來控制礦山的瓦斯。過去，由于通風阻力過大，我們應(yīng)該采取一些措施來減小這種障礙，并盡量確保通風系統(tǒng)能夠處于高風量和低負壓的狀態(tài)。為了解決通風阻力的問題，我們應(yīng)該提前制定生產(chǎn)計劃，比如在礦山開采時就開始挖掘并建立聯(lián)合巷道，這樣就能夠有效地減少通風阻力的集中。為了提高礦井通風系統(tǒng)的效率，應(yīng)該采取合理的布置方式，利用開拓、改擴建等技術(shù)手段，優(yōu)化和完善風扇，以減少瓦斯?jié)舛瘸瑯艘l(fā)的安全事故。風扇作為整個通風系統(tǒng)的核心組成部分，必須得到充分的重視，并且要定期進行維護和保養(yǎng)，以確保礦山通風系統(tǒng)的安全可靠性。

（3）瓦斯精細化治理技術(shù)流程。要想有效地控制瓦斯排放，我們需要對煤層瓦斯的分布情況、濃度水平等進行全面的調(diào)查，這樣才能為抽采工程的安全性和合規(guī)性提供可靠的依據(jù)。經(jīng)過全面的煤層瓦斯調(diào)查研究，我們可以制定出精確的抽采方案，并根據(jù)不同的抽采區(qū)域采取合適的布孔技術(shù)，以實現(xiàn)最佳的抽采效果。為了有效地開展煤層瓦斯抽采，我們必須對抽采半徑、鉆孔間距以及預(yù)抽時間等參數(shù)進行全面的分析，以便更好地實現(xiàn)抽采的最佳效果。在完成這些工作之后，我們還需要對抽采效果進行評估，以確保它們符合標準。只有這樣，我們才能繼續(xù)進行采掘作業(yè)。為了確保安全生產(chǎn)，我們必須按照開采設(shè)計的要求，對回采期間的瓦斯涌出量進行準確的預(yù)測，并制定相應(yīng)的防護措施。此外，我們還應(yīng)該不斷地對參數(shù)進行檢查，以便優(yōu)化布孔參數(shù)，最終達到有效的防護目的。

（4）對煤礦瓦斯的綜合治理能力進行提升。為了提高煤礦瓦斯的治理效率，我們需要建立專業(yè)的瓦斯治理團隊，并加強他們的專業(yè)技能。瓦斯治理團隊擁有完善的管理和維護體系，他們的職責范圍涵蓋了從抽取、防止和檢測瓦斯泄漏到安裝和使用的各個環(huán)節(jié)。為了確保礦山瓦斯的安全處理，我們的團隊必須按照相關(guān)規(guī)定，在井底和地面安裝合適的抽排泵，以有效控制各種形式的瓦斯排放。當發(fā)現(xiàn)瓦斯排放超標的情況時，為了確保煤礦安全，有必要采取有效措施，加強瓦斯管控，以確保安全生產(chǎn)。為了有效地預(yù)防瓦斯爆炸帶來的危害，我們必須仔細檢查并采取適當?shù)拇胧?，以便實現(xiàn)有效的安全防護和綜合防控。在煤礦的生產(chǎn)過程中，為了確保安全，相關(guān)工作人員采取了多種措施，包括：實施壓風自救、安裝機電設(shè)備、安排鉆孔疏散、安裝隔爆和檢測裝置、定期觀察瓦斯涌出量，并結(jié)合物探技術(shù)，對瓦斯的狀態(tài)進行綜合評估，最終提交給總工程師審核，從而有效地防止瓦斯泄漏，維護安全的生產(chǎn)環(huán)境。除了煤礦生產(chǎn)，由于高壓水的存在，它們還會通過擴散和下滲的方式，有效地排放出大量的瓦斯。根據(jù)具體情況和確保安全生產(chǎn)提出了一種新的技術(shù)，即高壓注水技術(shù)，它能夠通過高壓注水的方式，有效地排出瓦斯，減少瓦斯對煤礦環(huán)境的污染，從而有效地保護工作人員的生命安全，并降低生產(chǎn)和財產(chǎn)的損失。通過采用先進的開采技術(shù)，不僅可以有效地擴大煤層裂縫，還可以充分利用煤體的水分，解決綜采面的問題，并且有效地抑制瓦斯的排放，從而大幅度提升生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，同時也能夠確保工作人員的安全和舒適，最終實現(xiàn)煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益，推動其可持續(xù)發(fā)展。

6.結(jié)束語

綜上所述，針對煤礦瓦斯治理問題，我們需要采取一系列的措施來保證煤礦的安全運行。首先，我們要建立一個完整的瓦斯治理團隊，并加強他們的專業(yè)技能；其次，我們需要根據(jù)實際情況，選擇適合的瓦斯治理方法，并在實踐中加以調(diào)整和優(yōu)化；最后，我們必須采取措施來確保煤礦工人的生命和財產(chǎn)安全，以便為企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟效益。煤礦企業(yè)應(yīng)當深刻理解“一通三防”的重大意義，努力提升通風環(huán)境，完善通風體系，加大安全教育和培訓的力度，并大力投入資源。