煤礦瓦斯防治技術(shù)的現(xiàn)狀與存在的問題

摘要：礦井瓦斯爆炸是煤礦工業(yè)中一個(gè)嚴(yán)重的安全隱患，由于地質(zhì)構(gòu)造的多樣性和煤炭開采工藝的復(fù)雜性，井下特定的工作環(huán)境和地質(zhì)條件為瓦斯爆炸的發(fā)生提供了可能性，對礦工的生命安全和煤礦生產(chǎn)構(gòu)成巨大威脅。分析了煤礦瓦斯爆炸可能造成的危害，對煤礦瓦斯防治的現(xiàn)狀進(jìn)行了剖析，提出了當(dāng)前采礦業(yè)在預(yù)防瓦斯爆炸和降低相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)方面所采用的技術(shù)措施等，以期為采礦工程師提供有效的風(fēng)險(xiǎn)管理策略，從而確保煤礦生產(chǎn)的安全與穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：煤礦；爆炸；瓦斯防治

地下開采是煤炭資源的主要獲取方式，中國地下礦山的平均開采深度已達(dá)到近500 m，并以每年8～10 m的速度持續(xù)加深，由于煤層的賦存情況和地下開采條件復(fù)雜多變，超過50%的煤層含有較高的瓦斯量。隨著開采深度的增加，瓦斯壓力逐漸增大，瓦斯涌出量也急劇上升，導(dǎo)致重大惡性瓦斯爆炸事故頻發(fā)。瓦斯爆炸是由甲烷和氧氣之間發(fā)生的劇烈氧化反應(yīng)引起的，只有在特定的濃度范圍內(nèi)，甲烷與氧氣的混合物才能發(fā)生爆炸，當(dāng)瓦斯?jié)舛冗^低或過高時(shí)，爆炸的可能性都會降低。足夠的氧氣是維持燃燒的必要條件，通常當(dāng)空氣中的氧氣濃度低于12%時(shí)，瓦斯爆炸的可能性會大大降低。高溫會加速化學(xué)反應(yīng)的速率，從而增大瓦斯爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，壓力的提升也會增加瓦斯爆炸的可能性。爆炸產(chǎn)生的沖擊波、高溫和有毒氣體都可能對人員造成傷害，同時(shí)還會破壞礦山的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致進(jìn)一步的災(zāi)害。

1瓦斯爆炸的危害

瓦斯爆炸的危害主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

1.1爆炸產(chǎn)生高溫

瓦斯爆炸是一種極其危險(xiǎn)的情況，其產(chǎn)生的高溫可造成嚴(yán)重的人員傷亡和設(shè)備損失，當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到9.5%并遇到火源時(shí)，會發(fā)生爆炸，產(chǎn)生的瞬間溫度極高，在1 850～2 650 ℃范圍。這樣的高溫不僅可以直接燒傷人員，造成皮膚燒傷、呼吸道受損等，而且可能導(dǎo)致生命危險(xiǎn)。煤礦瓦斯爆炸產(chǎn)生的高溫具有嚴(yán)重的危害，因此必須采取有效措施防止瓦斯爆炸事故的發(fā)生，保障煤礦生產(chǎn)的安全和順利進(jìn)行。

1.2爆炸產(chǎn)生高壓

瓦斯爆炸后的高壓氣體能夠在瞬間釋放出大量的能量，這種沖擊波不僅會對礦井內(nèi)的設(shè)備和結(jié)構(gòu)造成破壞，也可能導(dǎo)致巷道頂部和側(cè)壁的巖石或煤體發(fā)生破裂和塌落，進(jìn)一步威脅井下人員的安全。沖擊波的強(qiáng)大力量易引起支架倒塌、巷道和工作面的頂板坍塌，這使得原本安全的作業(yè)環(huán)境瞬間變得危險(xiǎn)，同時(shí)會對煤礦井下的各種設(shè)備和通風(fēng)設(shè)施造成破壞，如電器設(shè)備、通風(fēng)機(jī)、管道等，導(dǎo)致井下的工作環(huán)境惡化，甚至影響到救援工作的進(jìn)行。此外，沖擊波還會產(chǎn)生大量的粉塵和有害氣體，這些物質(zhì)會隨著沖擊波的擴(kuò)散而散布到整個(gè)礦井中，進(jìn)一步加劇對人員的傷害。

1.3爆炸產(chǎn)生大量有害氣體

瓦斯爆炸后，空氣中不僅氧氣含量會急劇下降，而且還會釋放出一系列的有害氣體，其中包括致命的一氧化碳，一旦空氣中的一氧化碳濃度攀升至0.4%，人們將面臨中毒死亡的威脅。同時(shí)，氧氣濃度的降低也是一個(gè)不容忽視的危險(xiǎn)因素。當(dāng)氧氣濃度下滑至10%～12%范圍時(shí)，人們將失去知覺，最終因窒息而死亡。除此之外，瓦斯爆炸還可能產(chǎn)生其他的有毒氣體，例如硫化氫和二氧化氮。這些氣體同樣會對人體造成嚴(yán)重的傷害，硫化氫具有腐蝕性，二氧化氮?jiǎng)t是一種強(qiáng)烈的氧化劑，會刺激眼睛、鼻子和喉嚨，嚴(yán)重時(shí)可能威脅生命安全。

2煤礦瓦斯防治技術(shù)現(xiàn)狀存在的問題

2.1技術(shù)落后

當(dāng)前使用的煤礦瓦斯防治技術(shù)相對落后，無法滿足日益增長的煤礦安全生產(chǎn)需求，這可能導(dǎo)致瓦斯泄漏、積聚等問題的頻發(fā)，對礦工的生命安全構(gòu)成威脅。盡管科技在不斷發(fā)展，但在煤礦瓦斯防治領(lǐng)域，技術(shù)的更新速度似乎并沒有跟上時(shí)代的步伐，也許是因?yàn)樾袠I(yè)內(nèi)的傳統(tǒng)觀念根深蒂固，對新技術(shù)的接受程度不高，或者是因?yàn)樾录夹g(shù)的推廣和應(yīng)用受到了一些阻礙。

在一些煤礦企業(yè)中，由于缺乏競爭壓力和創(chuàng)新動力，企業(yè)往往滿足于現(xiàn)狀，不愿意投入大量資金和資源進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，這導(dǎo)致了一些落后的技術(shù)和設(shè)備仍然在煤礦瓦斯防治中得到應(yīng)用，無法有效提升防治效果。此外，每個(gè)煤礦的地質(zhì)環(huán)境、瓦斯含量、開采條件等都有所不同，這給瓦斯防治技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用帶來了很大的挑戰(zhàn)，因此需要根據(jù)具體的煤礦條件進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用，這也限制了防治技術(shù)的發(fā)展速度。

2.2設(shè)備設(shè)施不完善

煤礦瓦斯防治設(shè)備設(shè)施的更新?lián)Q代速度較慢，舊設(shè)備的使用可能導(dǎo)致治理效果不佳。舊設(shè)備可能在設(shè)計(jì)、技術(shù)或性能上存在局限，隨著科技的不斷進(jìn)步，新的瓦斯防治設(shè)備設(shè)施在探測精度、處理效率、安全性能等方面往往有顯著的提升，而舊設(shè)備可能無法滿足這些新的標(biāo)準(zhǔn)和要求，導(dǎo)致瓦斯治理工作不能達(dá)到預(yù)期的效果。此外，舊設(shè)備可能存在維護(hù)困難、故障率高等問題，設(shè)備在使用過程中，由于磨損、老化等原因，其性能和可靠性會逐漸下降，這可能會導(dǎo)致瓦斯探測不準(zhǔn)確、處理不及時(shí)等問題，從而增加煤礦事故的風(fēng)險(xiǎn)。一些煤礦企業(yè)在瓦斯治理設(shè)備和設(shè)施方面的投入不足，這種情況可能導(dǎo)致瓦斯治理設(shè)備和設(shè)施的數(shù)量不足、性能不佳或維護(hù)不及時(shí)，從而影響瓦斯治理的效果。

2.3操作管理不規(guī)范

煤礦瓦斯防治工作需要進(jìn)行嚴(yán)格的操作管理，但在實(shí)際操作中，可能存在操作管理不規(guī)范的問題，這可能導(dǎo)致瓦斯治理工作的風(fēng)險(xiǎn)增加，甚至引發(fā)安全事故。在煤礦瓦斯防治的制度設(shè)計(jì)上，可能存在不全面或與實(shí)際工作脫節(jié)的情況，這些制度未能充分考慮煤礦現(xiàn)場的實(shí)際情況，導(dǎo)致操作人員在執(zhí)行時(shí)難以遵循或存在模糊地帶。監(jiān)管是確保安全的重要環(huán)節(jié)，但如果監(jiān)管部門或人員執(zhí)行不力，未能對煤礦企業(yè)進(jìn)行有效的監(jiān)督和檢查，那么即使存在再好的制度也難以發(fā)揮作用。員工缺乏安全意識、操作不規(guī)范或未經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，都可能導(dǎo)致瓦斯事故的風(fēng)險(xiǎn)增加。在瓦斯事故發(fā)生時(shí)，及時(shí)、有效的應(yīng)對至關(guān)重要，如果煤礦企業(yè)缺乏應(yīng)對瓦斯事故的能力，如應(yīng)急預(yù)案不完善、救援設(shè)備不足等，都可能導(dǎo)致事故擴(kuò)大或造成更嚴(yán)重的后果。

2.4缺乏監(jiān)督檢查

在一些煤礦中，監(jiān)督檢查不到位，可能導(dǎo)致瓦斯治理工作的質(zhì)量無法得到有效保證，缺乏監(jiān)督檢查可能使得瓦斯治理措施的執(zhí)行情況無法得到及時(shí)評估和改進(jìn)，從而增加了煤礦的安全風(fēng)險(xiǎn)。

煤礦瓦斯防治工作可能存在對安全生產(chǎn)的重視程度不夠，導(dǎo)致對瓦斯防治工作的監(jiān)督檢查力度不足，對于煤礦瓦斯防治的相關(guān)制度和規(guī)定，沒有得到有效的執(zhí)行和落實(shí)。例如，對《強(qiáng)化礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)管理特別規(guī)定》《強(qiáng)化采煤工作面安裝、拆除管理特別規(guī)定》等管理制度的學(xué)習(xí)不透徹，現(xiàn)場落實(shí)不到位，管理不嚴(yán)不細(xì)，這些都可能導(dǎo)致瓦斯防治工作的監(jiān)督檢查不到位。同時(shí)，工作作風(fēng)不夠嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致，導(dǎo)致在瓦斯防治工作中出現(xiàn)疏漏和失誤；對煤礦瓦斯防治工作的認(rèn)識和理解不夠深入，沒有將瓦斯防治工作放在足夠重要的位置，這也會影響監(jiān)督檢查的力度和效果。

3煤礦瓦斯防治技術(shù)優(yōu)化措施

3.1加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測與預(yù)警

采用高精度、高可靠性的瓦斯監(jiān)測儀器，確保實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。建立瓦斯預(yù)警系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)分析和模型預(yù)測，實(shí)現(xiàn)對瓦斯超限、積聚等危險(xiǎn)情況的提前預(yù)警，為應(yīng)急處置提供時(shí)間。根據(jù)礦井地質(zhì)條件和瓦斯賦存情況，合理規(guī)劃抽采鉆孔布局，提高瓦斯抽采效率。引進(jìn)先進(jìn)抽采技術(shù)，采用高效抽采設(shè)備和方法，如定向鉆進(jìn)、水力壓裂等，提高瓦斯抽采量和抽采速度。加大對瓦斯防治領(lǐng)域科技創(chuàng)新的支持力度，鼓勵(lì)企業(yè)、高校和科研機(jī)構(gòu)開展聯(lián)合研發(fā)。積極推廣先進(jìn)的瓦斯防治技術(shù)和設(shè)備，提高煤礦瓦斯防治的整體水平，如推廣使用自動式抑爆裝置，這些裝置在瓦斯爆炸發(fā)生后，可以阻止爆炸的傳播，限制火焰的傳播范圍。

3.2強(qiáng)化瓦斯治理與利用

嚴(yán)格執(zhí)行瓦斯治理措施，如封閉瓦斯涌出區(qū)域、限制作業(yè)人數(shù)等，降低瓦斯事故風(fēng)險(xiǎn)。推進(jìn)瓦斯利用，加大對瓦斯資源的開發(fā)利用力度，如瓦斯發(fā)電、瓦斯提純等，實(shí)現(xiàn)瓦斯資源的有效利用。強(qiáng)化瓦斯抽采管理，建立完善的瓦斯抽采系統(tǒng)，確保瓦斯抽采的連續(xù)性和穩(wěn)定性，同時(shí)加強(qiáng)對瓦斯抽采設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，確保設(shè)備的正常運(yùn)行。積極推廣瓦斯發(fā)電、瓦斯制氣等綜合利用技術(shù)，提高瓦斯資源的利用效率。加強(qiáng)對瓦斯利用技術(shù)的研究和開發(fā)，不斷提高瓦斯利用的技術(shù)水平。

3.3規(guī)范操作管理

瓦檢工、抽放工、監(jiān)測工等，他們都是煤礦安全生產(chǎn)中不可或缺的角色。為了確保他們能夠勝任工作，需要對他們進(jìn)行必要的培訓(xùn)，使他們掌握相關(guān)的操作技能和安全知識。同時(shí)井下各采掘工作面、硐室及其他行人巷道的配風(fēng)量必須符合《煤礦安全規(guī)程》和《作業(yè)規(guī)程》的規(guī)定。這是為了保證煤礦井下的空氣質(zhì)量，避免因?yàn)轱L(fēng)量不足或過大而引發(fā)安全事故。生產(chǎn)部門應(yīng)及時(shí)組織人員對失修巷道進(jìn)行維修，保證巷道的通風(fēng)斷面達(dá)到設(shè)計(jì)要求，以確保通風(fēng)效果。這是為了保持煤礦井下的通風(fēng)系統(tǒng)正常運(yùn)行，避免因?yàn)橄锏罁p壞或者通風(fēng)不暢而引發(fā)安全事故。

3.4完善監(jiān)督檢查體系

首先，瓦斯檢查責(zé)任制是制度的核心。它要求每個(gè)參與瓦斯檢查的人員都明確自己的職責(zé)和任務(wù)，確保檢查工作的順利進(jìn)行。同時(shí)，責(zé)任制的實(shí)施也有助于提高檢查人員的責(zé)任心和工作積極性，從而更好地保障礦山的安全。其次，制定周密的檢查計(jì)劃也是必不可少的。這一計(jì)劃應(yīng)詳細(xì)規(guī)定瓦斯檢查的頻率、地點(diǎn)和方式，確?，F(xiàn)場檢查有計(jì)劃、有條不紊地進(jìn)行。通過計(jì)劃的執(zhí)行，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理瓦斯隱患，防止事故的發(fā)生。此外，現(xiàn)場管理制度的加強(qiáng)同樣重要。這包括確保檢測現(xiàn)場的安全性、嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢”和“三人連鎖放炮”制度等。通過這些措施的實(shí)施，可以有效減少瓦斯事故的發(fā)生，保障礦山的安全生產(chǎn)。在瓦斯檢查工作中，還應(yīng)特別關(guān)注可能導(dǎo)致瓦斯爆炸事故的異常行為。這些行為包括違章把火種帶入井下、違章用電、違章放炮、違章敲打礦燈等。通過強(qiáng)化安全生產(chǎn)檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正這些異常行為，可以有效預(yù)防瓦斯爆炸事故的發(fā)生。

4結(jié)論

瓦斯爆炸是一種極其危險(xiǎn)的情況，其產(chǎn)生的高溫可造成嚴(yán)重的人員傷亡和設(shè)備損失，因此必須采取有效措施防止瓦斯爆炸事故的發(fā)生，保障煤礦生產(chǎn)的安全和順利進(jìn)行。煤礦井下復(fù)雜的環(huán)境條件，要求煤礦經(jīng)營者慎重選擇防爆管理，增加安全目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的可能性。

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