煤礦瓦斯開發利用的現狀及事故防治探討

臧繼冬 王 慎

（皖北煤電集團錢營孜煤礦瓦斯防治辦公室，安徽 宿州234000）

近年來，煤礦重大瓦斯爆炸事故呈現多發趨勢。如2014年皖北煤電任樓煤礦事故、貴州黔西南州興仁縣振興煤礦事故等均為瓦斯事故。煤礦瓦斯爆炸必須同時具備以下兩個條件：一是空氣中瓦斯含量達到爆炸范圍內，即瓦斯的體積分數為5%～16%時；二是存在引爆的火源，且其時間長度大于瓦斯引火感應期長度。所以，在煤礦實際作業環境中，對瓦斯爆炸事故的防控重點應放在防止瓦斯積聚和限制火源上。本文探討了煤的自身性質、煤層賦存條件和煤礦瓦斯開發利用，最后又從管理角度給出了瓦斯事故防治的措施。

1 煤體自身性質

煤體對瓦斯的吸附能力主要取決于煤體的孔隙率和煤質，煤的變質程度不同，孔隙大小不同，其所含瓦斯的量就不同。成煤初期，煤的結構疏松，孔隙率大，儲存游離瓦斯的空間大，瓦斯的吸附能力也很強。但此時煤質以褐煤為主，在成煤物化作用下尚未生成大量瓦斯，因此煤體中所含瓦斯量較少。

2 煤層賦存條件

煤層中的瓦斯會受到來自地層的壓力，從而使其在煤層中不斷地運動，而運動的速度與煤層和圍巖的滲透性有關。滲透性越大，瓦斯就越容易逸散，反之瓦斯則容易保存在煤層之中；如果煤層的圍巖致密完整，煤層中的瓦斯就容易保存下來，反之，瓦斯容易逸散。

3 煤礦瓦斯開發利用

3.1 瓦斯的危害

煤礦瓦斯(又稱煤層氣)是煤層的一種伴生氣體。在煤礦開采過程中以不同形式從煤層中涌出，是礦井中一種最常見的有害氣體。具體體現在兩個方面：①瓦斯具有燃燒爆炸的危險，②煤與瓦斯突出的危險。而且他們具有難預測的特點。一旦發生，不僅造成大量的人員傷亡而且造成巨大的經濟損失，嚴重地威脅著煤礦的安全生產。因此，對煤礦瓦斯的治理和利用迫在眉睫。

3.2 煤礦瓦斯的利用價值

瓦斯雖然對人類產生危害及災難，但同時又是一種已生的優質能源，它具有很高的利用價值。主要體現在以下幾方面：

（1）煤礦抽放的高濃度(30%)瓦斯是一種清潔能源。

（2）瓦斯發電。

（3）瓦斯還可以用來生產碳黑，生產甲醛，用作汽車燃料等。

4 礦井瓦斯事故防治措施

1）建立瓦斯安全管理機制瓦斯是導致瓦斯爆炸事故發生的物質源，作為引發事故的主要物質因素而存在，為了預防和控制瓦斯爆炸事故的發生，做好瓦斯安全管理工作是控制瓦斯爆炸事故的重要前提。首先，消除瓦斯爆炸的物質危險源。最大限度地抽放瓦斯，抽出開采煤層、鄰近煤層和采空區等瓦斯源中的瓦斯，減少井下瓦斯涌出量，是提前預防和控制瓦斯事故的根本措施，可實現瓦斯環境中采煤本質上的安全。對于局部聚集的瓦斯，可采用隔離法、分支通風法、引風法等措施來隔離或者吹散巷道內聚集的瓦斯，保障生產安全。其次，建立健全可靠的通風系統。強化通風的安全管理，保證整個礦井和井下各個工作面上都有足夠的風量，有效、穩定和連續不斷，保持足夠的風速，足以用來稀釋工作面的瓦斯和驅散涌出的瓦斯，這是防止瓦斯聚積含量超限，避免瓦斯爆炸事故發生最根本和最有效的措施。因此，要求礦井必須擁有完善的通風系統，按要求為井下提供足夠的風量。最后，建立礦井瓦斯監測系統。如果有瓦斯積聚超限的異常狀況，應及時采取措施，使之達到安全要求，真正做到及時發現及時改變，杜絕瓦斯事故的發生。

2）建立火源安全管理機制

引爆火源的特征源主要有電氣火花、放炮火源、摩擦撞擊、吸煙明火等，火源安全管理應包括明火、電火花、放炮火花等的管理。通過對引爆火源的安全管理，可從根本上阻斷瓦斯爆炸所必需的溫度條件，從而有利于控制瓦斯爆炸事故。

（1）加強礦井用電安全管理。礦工長期在低電壓供電線路中所養成的帶電接線、搭火、換燈泡等習慣，如果在井下高壓電力作業中仍然如此則后果不堪設想。

（2）加強礦井用火安全管理。嚴禁在井下吸煙和生火取暖。瓦斯泵房及附近20 m以內不許存在明火。在井下不準進行電焊和氣焊等焊接作業，如確實需要則必須嚴格執行報批手續。

（3）加強井下放炮的安全管理。井下作業時要對火藥和雷管進行嚴格管理，實行審批使用程序。

3）礦工不安全行為控制

造成煤礦瓦斯爆炸事故的原因是多方面的，有客觀原因，也有主觀原因；有直接原因，也有間接原因。依據安全學原理，引發事故的原因不外乎人（人的不安全行為）、物（物的不安全狀態）、環（不安全的環境）三大因素，而人為因素往往是引發事故最直接、最常見的原因。礦工可通過安全教育掌握安全檢測技術水平和提高安全控制技術，搞好事故預防，起到保護自身和他人安全的作用。

5 結語

煤層的厚度變化、巖漿侵入煤巖層等都對煤層瓦斯含量有一定的影響。所以，影響煤層瓦斯含量的地質因素是多方面交錯的結果，在分析時需綜合考慮。瓦斯事故的發生，對井下安全生產及人員安全造成了嚴重的威脅，是礦井生產的重大災害之一。本文結合瓦斯事故的地質影響因素探討，從瓦斯安全管理機制、火源安全管理機制和礦工不安全行為控制給出了瓦斯事故的防治措施，對礦山安全生產和可持續發展具有重要的現實意義。

［1］車樹成，張榮偉.煤礦地質學[M].徐州：中國礦業大學出版社,2006.

［2］薛成.煤炭瓦斯抽采與利用的現狀及問題[J].中國煤炭，2009.