煤礦瓦斯治理的特點與研究

曹開節（淮北礦業集團 蘆嶺煤礦 瓦斯辦，安徽 淮北 235000）

煤礦瓦斯治理的特點與研究

曹開節（淮北礦業集團 蘆嶺煤礦 瓦斯辦，安徽 淮北 235000）

瓦斯治理對于煤礦企業來說是保證安全生產的重中之重。本文首先探討了煤礦瓦斯治理的特點，然后研究了突出礦井瓦斯治理的發展過程，最后根據瓦斯來源的不同，對瓦斯抽采的技術做出了對比分析。

煤礦；瓦斯；安全

0 引言

礦井瓦斯災害是煤礦行業五大安全自然災害中最重要的，一直制約著我國各個煤礦生產效率的不斷提高，一直以來嚴重威脅著煤礦的日常生活生產和井下每一位工人的生命安全。我國已經成為世界上煤與瓦斯突出災害最嚴重的國家，煤與瓦斯突出災害的發生次數和突出強度為世界之最，煤礦安全形勢十分嚴峻。

1 瓦斯治理的特點

根據近年來煤礦瓦斯治理的相關數據分析可以看出，我國煤礦瓦斯治理具有以下特點：(1)煤礦瓦斯事故雖然在逐年減少，但是重特大瓦斯事故仍然沒有得到有效的遏制；(2)煤與瓦斯突出事故排在年煤礦瓦斯重特大事故的首位，煤與瓦斯突出事故呈嚴重趨勢；(3)近年來我國煤礦瓦斯抽采量增長較快，但是瓦斯抽采和利用率增長較為緩慢，需要進一步加強煤礦瓦斯的減排和利用，以減少瓦斯排放對環境的污染，緩解我國天然氣供給壓力。

由上述分析可知，近些年來我國煤礦瓦斯治理形勢有所好轉，但相比其它國家，我國煤礦瓦斯事故尤其是重大突出事故的發生頻率較高，瓦斯利用率較低，對環境影響較大，易造成不良的社會影響。因此，必須進一步提高我國突出礦井瓦斯治理水平，加強突出礦井瓦斯治理的相關研究工作。

2 突出礦井瓦斯治理的發展過程

隨著科技的快速發展，突出礦井瓦斯治理的理念、突出預測、防突技術及裝備等都有了較大發展。 突出礦井瓦斯治理理念先后經歷了四個階段，依次為“局部防突措施為主”、“先抽后采”、“抽采達標”和“區域防突措施先行”。

50 年代～80 年代，研究的重點是探索煤與瓦斯突出規律，引進并吸收國外的煤與瓦斯突出防治技術與經驗。到了 80 年代～90 年代末，研究的重點是煤與瓦斯突出危險性預測方法和預測指標。

2002 年 8 月 30 日，提出了“先抽后采，監測監控，以風定產”的十二字方針。2005年 3 月提出了區域性治理與局部治理并重，實施“可保盡保，應抽盡抽”的瓦斯治理方針。

2008 年 7 月 8 日，提出了 “通風可靠、抽采達標、監控有效、管理到位”和 “強化多措并舉、應抽盡抽、可保盡保、抽采平衡的技術措施，確保抽采達標” 的瓦斯治理理念。

2009 年頒布了《防治煤與瓦斯突出規定》，在規定中明確提出：煤與瓦斯突出防治工作堅持“區域防突措施先行、局部防突措施補充”的原則，未采取區域綜合防突措施并未達到指標要求的區域嚴禁進行采掘活動。

3 抽采瓦斯技術

按照瓦斯的來源不同，抽采瓦斯主要包括以下幾類技術：

1）抽采正在開采的煤層的瓦斯 開采煤層的瓦斯抽采，就是在煤層開采之前，煤層采掘的同時，用鉆孔或巷道的方法對該煤層的瓦斯進行抽采。這種方法主要有卸壓抽采和未卸壓抽采兩種形式。未卸壓抽采顧名思義就是在工作面回采前的抽采，而受到采掘工程影響范圍內的抽采，叫做卸壓抽采。本煤層的透氣性系數是決定本煤層抽采效果的關鍵性因素。對于煤層透氣性系數小的工作面，未卸壓抽采的效果差，實際意義不大。在這類煤層內需要打鉆孔抽放時，即使抽采之初的抽出量較大，但是衰減很快，在很短時間內就能減少，從而失去了抽采的意義。所以這類煤層必須要在卸壓的情況下，采用專門的技術措施使煤層的透氣性系數增大才能抽出瓦斯，目前主要有深孔爆破、煤層注水、交叉鉆孔、水力壓裂、水力割縫、酸液處理等等。

2）鄰近層的瓦斯抽放。鄰近層的瓦斯抽放是指：在相對于本煤層的有瓦斯賦存的鄰近層內，預先掘進抽采瓦斯的巷道，或預先從本煤層或圍巖大巷內對鄰近層進行打鉆，將鄰近層內賦存的瓦斯進行抽出。前一種方法稱為巷道法，后一種方法稱為鉆孔法。 國內外廣泛采用的方法是鉆孔法，就是在開采煤層的進、回風巷道或圍巖大巷內，向鄰近層打鉆孔進行瓦斯抽采。如果當采煤工作面接近瓦斯鉆孔時，巖體會因為卸壓而變的膨脹變形，使得透氣性系數會增大，這樣鉆孔瓦斯的涌出量會有所增加，這樣抽采效果會有所提高。而鉆孔的瓦斯抽采量會隨著工作面的推進變得逐漸增大，達到最大值后，能以穩定的瓦斯抽采量維持一段時間。由于采空區逐漸壓實，透氣性系數逐漸恢復，抽出量也將隨之減少，直到抽出量減少到失去抽放意義，便可停止抽放。

3）采空區抽放。在與工作面相鄰的采空區內，通常會聚集著大量瓦斯，往往是因為被漏風而帶入工作面，這樣非常容易造成上隅角瓦斯積聚，會造成工作面瓦斯超限而影響生產，而對采空區的瓦斯進行抽采，可以解決該處瓦斯涌出所帶來的一系列問題。采空區瓦斯抽采方式主要有全封閉式抽采和半封閉式抽采兩種。 因此要求在對采空區進行瓦斯抽采前要對密閉墻進行加固，這樣可以減少漏風，還可以在老空區的密閉墻外再增加另外一道密閉墻，在兩密閉墻之間用沙土填充滿，再進行抽放；半封閉式抽放指的是針現采空區進行瓦斯抽采，主要步驟是在采空區的上部開掘一條瓦斯排放巷，然后在封閉采空區入口的同時，在瓦斯巷中向采空區打鉆孔，就可以對鄰近層涌入下部各區段采空區中的瓦斯進行抽采。 將采空區的瓦斯抽出，主要效果是：可直接減少工作面的瓦斯濃度，使工作面得以安全和順利回采。

4 結語

我國煤礦開采地質條件復雜，礦井瓦斯事故在煤礦各類事故中占有很大的比例，因此在煤礦生產過程中要加強管理，提高認識，管理好通風裝備設施、抽采設備設施，瓦斯采取連續不斷的監測。只有把安全放在首位，健全各項規章制度，合理加大安全投入，瓦斯爆炸事故將會大幅度地減少，才能給煤礦生產創造良好安全的環境，才能將瓦斯變廢為寶加以利用。

[1]國家煤礦安全監察局.防治煤與瓦斯突出規定[M].北京：煤炭工業出版社，2009.

[2]于不凡.煤礦瓦斯災害防治及利用手冊[M].煤炭工業出版社，2005.

[3]王凱，俞啟香.煤與瓦斯突出的非線性特征及預測模型[M].徐州：中國礦業大學出版社，2005.

[4]張鐵崗.礦井瓦斯綜合治理技術[M].北京：煤炭工業出版社，2001.