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煤矿瓦斯防治技术研究孟旭辉

发表时间：2020/11/18 来源：《基层建设》2020年第22期作者：孟旭辉

[导读] 摘要：我国煤矿行业在不断发展的过程中会面临许多灾害的困扰，其中，煤矿瓦斯灾害就是严重影响煤矿安全生产的“罪魁祸首”。

        郑州煤电股份有限公司告成煤矿河南省郑州市登封市 452477
        摘要：我国煤矿行业在不断发展的过程中会面临许多灾害的困扰，其中，煤矿瓦斯灾害就是严重影响煤矿安全生产的“罪魁祸首”。各类煤矿瓦斯灾害中，瓦斯出现爆炸会受到人们极大的关注，瓦斯爆炸事故发生时间非常短，影响范围广泛，破坏力极强，这就需要加强对煤矿瓦斯灾害的防治。由于我国煤炭资源储量丰富，而且煤矿瓦斯比较多，在进行煤炭资源的开采时，随着开采深度的不断加深以及规模不断扩大，人们在开采的过程中必须要对瓦斯进行有效的预防和治理。近几年来，我国瓦斯事故的数量有所下降，主要就是由于我国高度重视煤矿瓦斯灾害的治理，并采取有效的监测技术。不过，还会有瓦斯事故发生，这说明我国煤矿瓦斯的防治工作存在一定的不足之处。需要积极解决现阶段存在的问题，采取有效的防治技术，才能实现煤矿行业可持续发展。
        关键词：煤矿；瓦斯；防治技术
        引言
        瓦斯事故是制约我国煤矿企业发展的关键性问题，在煤矿生产过程中，必须重视瓦斯治理工作，避免因瓦斯事故造成的人员伤亡和财产损失。积极贯彻落实相关安全管理措施，根据煤矿实际生产状况开展瓦斯治理工作，确保相关治理措施全面可靠，在瓦斯灾害的萌芽阶段消除危险。
        1瓦斯危害性
        瓦斯是一种混合气体，它的主要成分是甲烷和一氧化碳，这种其中自身具有高度的可燃性，由于煤炭资源是古代的植物经过发杂的变化形成的自然资源，在形成的过程中，瓦斯就是其中的伴生物，在煤矿层中比较常见。这些瓦斯的存在，给煤矿的生产带来了许多的安全隐患，在煤炭资源的开采过程中，由于瓦斯的高度可燃性，很可能会引发火灾，这给工作人员会带来极大的灾难，除了会造成烧伤意外，火灾会消耗掉地下大量的氧气，造成严重的人员伤亡。就当前的情况看，现阶段大部分的煤矿中都有瓦斯聚集的情况出现，这些瓦斯一旦遇到了明火，就会瞬间爆发；另外，瓦斯过量会造成人员的窒息，给工作人员的健康带来威胁，严重的会导致人员的死亡。瓦斯中的甲烷气体和一氧化碳都具有一定的毒性，这些瓦斯大量的聚集在地下，会降低地下氧气的含量，如果在煤炭开采的过程中，通风条件不佳的话，就会造成工作人员的窒息；地下瓦斯的浓度如果过大，在遇到明火的时候，如果温度不能及时的发散，就会引发爆炸。正常情况下，如果地下瓦斯的浓度占据了空气比例的百分之十五左右，就存在爆炸的风险，如果瓦斯的浓度小于百分之五或者大于百分之二十，爆炸发生的几率会降低，发生火灾的可能性比较高。通过上述分析，瓦斯的存在会给煤炭开采带来许多的安全隐患，企业必须要对瓦斯的危害给予充分的认识和高度的重视，降低瓦斯爆炸和火灾的发生，给工作人员创造一个安全的工作环境。
        2煤矿瓦斯防治技术
        2.1煤与瓦斯共采，科学防治瓦斯
        鉴于瓦斯也是一种清洁能源，具有一定的开发价值，所以，可以在采煤之前先抽取煤层中的瓦斯。鉴于此，很多煤矿都将煤与瓦斯共采作为煤炭开采的一个重要指标。煤与瓦斯共采的关键在于采用一定的方式来抽取煤层中的瓦斯，常用的有地面钻井法和井下钻孔瓦斯抽采法。地面钻井抽取煤层中的瓦斯，也称为煤层气开发，其主要是将石油和天然气开采中的水力压裂技术引入到煤层气开采中。钻井时有水平井技术和垂直井技术，其中，水平井的效果理论上要优于垂直井的效果。美国和澳大利亚的煤层气产业相当成熟，已经实现了商业化，为煤层气的开发提供了广阔的前景。中国在“十三五”规划中将煤层气的开发列为国家战略，给予了大量的资金和政策支持。

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在山西、内蒙古一些矿区进行了大规模的煤层气开发工业性试验，并取得了一定的效果，越来越多的煤矿企业参与到这个项目中来。然而，中国煤层气的开发还遇到很多技术上的难题，在一些煤层气资源丰富的地区开发煤层气失败了。目前，中国煤层气的开发还处于尝试阶段，正在进行理论和技术的公关。若地面煤层气开发取得了突破，则矿井开采过程中的瓦斯问题将迎刃而解。目前，绝大多数煤矿还采用的是井下钻孔的方法抽采煤层中的瓦斯，以此降低煤层中的瓦斯含量，这也是唯一有效的方法。其具体做法是在煤层中钻孔或打穿层孔，通过负压泵来抽采煤层中的瓦斯，以达到降低煤层中瓦斯含量的目的。常见的方法有穿层钻孔方法、顺层钻孔方法和高位钻孔方法，选择哪一种抽采方式要看具体的情况。但是这种方法抽采煤层中瓦斯的效率极低，需要抽采数月甚至几年，严重影响了煤矿开采的进度。造成这种现象的主要原因是中国煤层的透气性比较差，不利于煤层中瓦斯的抽采。为此，一些专家学者采用了一些增透措施，例如水力压裂、CO2压裂和深孔爆破等技术，取得了一定的效果，缓解了中国瓦斯抽采比较困难的局面。
        2.2开展巷道通风技术
        巷道是煤矿内主要的通风途径，所以优良的巷道布置，可以有效防止瓦斯事故的发生。一般来说，现在的煤矿通风大多是中央并列式，就是在布置巷道时使用两个通风巷、两个回风巷形式。这种巷道方式，会让各个施工点都有充足的风量且风速适宜。在巷道通风过程中，使用的是模式是双向风机自动切换，就是一旦主风机产生问题故障，备风机会自动开始工作。这样的双风机模式对煤矿内的通风性给出了最大保障，让巷道里的瓦斯含量保持在安全范围内，避免发生中毒、爆炸事故。除此之外，巷道内局部的通风机使用的是其它线路和开关，可以最大程度地保障风机的正常运转，将巷道通风的可靠性提高。在煤矿内，会设置两条排瓦斯回风巷，在回风巷内，严禁任何生产活动，也不可随便堆放杂物。为了使巷道的安全得到保证，要用不易燃的材料建成巷道，在巷道的顶部安装瓦斯警报，一旦巷道里的瓦斯含量超过正常范围，警报就会响起，工作电源就会被切断。当煤矿内瓦斯含量到达0.8%，所有设备都会断电。由专业人员每周对瓦斯警报器进行质量检查，保证警报可以正常发挥作用，使煤矿工人的生命安全得到保证。
        2.3合理选择煤矿瓦斯抽放技术
        为了进一步降低瓦斯事故发生的可能性，要确保煤矿瓦斯抽放技术得到充分利用。近几年来，我国煤矿开采技术日益先进，与此同时，会导致煤矿瓦斯的涌出量不断增大，这就需要有效控制开采区的瓦斯平衡。只采用某一种瓦斯抽采方式并不能解决实际问题，尤其在开采量不断扩大、瓦斯涌出源不断增大的情况下，必须要保证抽样瓦斯技术得到多元化利用，才能确保问题得到解决。要结合矿井的地质条件，采用综合抽采瓦斯技术，为瓦斯抽采创造更多便利条件。可在一个开采区域内使用多种抽采技术，这样不仅可以提高抽采效率，还可以降低由于瓦斯涌出量增大所产生的一系列风险。可以将钻孔抽采与巷道抽采技术相结合，还要将井下抽采技术于地面钻孔抽采技术相结合，总之，需要保证抽采技术不再单一，善于将各类抽采技术的优势有机结合，就可以进一步增加瓦斯的抽采量，降低抽采成本。综合抽采技术主要是针对瓦斯涌出源特征所使用的一种多元化抽采方式。
        结语
        目前我国瓦斯治理已经取得了阶段性的成果，但形势依然严峻，因此，我们不能仅仅局限于目前的小成就，要更加深入地研究和探讨瓦斯治理相关技术，只有减少煤矿灾害的发生，保证井下工作人员生命安全，煤矿企业才具有强有力的发展后劲，所以煤矿企业要加大对煤矿瓦斯治理的资金投入，能够解决煤矿出现的瓦斯状况，不断创新瓦斯防治工艺，实现煤炭顺利开采。
        参考文献：
        ［1］任乾．我国煤矿瓦斯防治技术的研究进展及发展方向［J］．当代化工研究，2019（08）：106-107．
        ［2］倪月琴．煤矿瓦斯防治技术研究［J］．科技风，2019（17）：163．