瓦斯防治淺談

雷文龍（中煤科工集團重慶研究院有限公司 瓦斯災害監控與應急技術國家重點實驗室,重慶 400037）

瓦斯防治淺談

雷文龍
（中煤科工集團重慶研究院有限公司 瓦斯災害監控與應急技術國家重點實驗室,重慶 400037）

瓦斯災害是各煤礦井諸多災害危害最大、破壞性最強的災害。本文主要內容就是礦井應該如何進行瓦斯防治，并從多個方面進行了比較詳細地介紹。

瓦斯防治;瓦斯災害；礦井安全

1 瓦斯防治的意義

瓦斯是煤礦生產中的有害因素，它不僅污染空氣，而且當空氣中瓦斯含量為5%～16%時，遇火會引起爆炸，造成事故。但瓦斯爆炸是可以預防的，瓦斯突出（gas outburst）也是可以預測的，如經常測量巷道空氣中的瓦斯含量，測量瓦斯涌出量，并采取有效通風、嚴禁煙火、預先抽放、開采保護層、人工突出等措施，可以保障煤礦生產的安全。本文將從這些方面討論如何進行瓦斯防治。

2 防治瓦斯超限與爆炸

2.1 改善通風

強化現場通風、瓦斯技術管理，優化通風系統，合理配備工作面風量，及時處理現場瓦斯超限，及時封堵采空區和盲巷，消除瓦斯積聚，是防治瓦斯超限與爆炸的基本的有效的方法。

對生產礦井要有完整獨立的通風系統，各翼、各水平、各采區有獨立的回風系統，自然發火煤層采區要有專用回風巷。

在礦井通風系統管理上，嚴格按《煤礦安全規程》及相關規定執行。在風量分配上，嚴格按照本礦井的礦井風量計算細則進行采掘工作面風量分配。

2.2 加強瓦斯檢測

強化瓦斯檢測制度的現場落實。重點采掘工作面配備專職瓦斯檢查員檢查瓦斯，普通區域嚴格執行巡回檢查制度。瓦斯檢查員井下手上交接班、劃區域負責把關，嚴格執行井下記錄牌板、檢查記錄手冊、瓦斯日報“三對口”管理。加強通風安全監控。所有礦井均按標準裝備礦井安全監控系統，實時監控全部采掘工作面（包括打鉆）進回風流、礦井總回風巷、一翼回風巷、各機電設備硐室的瓦斯濃度，并監控被控電氣設備的通電、斷電狀況，全面實現瓦斯超限自動報警、斷電，停風時停止供電、停止作業。對管路安裝、臨時維修等移動性作業地點，實施作業人員配備便攜式瓦斯報警儀實時監測瓦斯，防止瓦斯超限作業發生瓦斯爆炸事故。

2.3 杜絕火源

（1）嚴格機電設備防爆管理。入井電氣設備嚴格執行性能檢查，防爆性能不合格者，一律不得入井。使用中的電氣設備，實行定期防爆性能檢查，發現失爆者，立即停止運轉并升井檢修。井下禁止敲打和撤開礦燈。

（2）嚴防靜電火花，入井人員嚴禁穿化纖衣服下井，風筒等材料必須是防靜電的才能使用。嚴防雜散電流火花，井下電網接地電阻必須符合規定。嚴防雷電火花引入井下，所有管線、軌道都必須在入井井口進行接地絕緣。

（3）嚴格明火管理。井下不得隨意進行電焊、氣割等工作，如因特殊情況需進行電焊、氣割等，必須制定專項安全技術措施。加強自然發火煤層開采管理，采取可靠的技術管理措施防治煤層自然發火。如發生了煤層自然發火必須及時滅火或封堵，加強封堵火區管理，及時采取灌注黃泥漿、斷氧等措施使火區熄滅。不準隨意啟封火區，如因需要必須啟封火區，必須取樣檢測火區的各項氣體指標，確認火區已熄滅，方可制定專項措施進行啟封。

（4）嚴格執行井下放炮制度。按規定使用煤礦許用電雷管和炸藥，嚴格執行“一炮三檢”制和“三人連鎖放炮”制，炮眼按規定裝填水炮泥和黃泥，放炮堅持使用噴霧灑水裝置。

（5）嚴防產生撞擊火花和摩擦火花。嚴格執行防塵管理制度，搞好灑水防塵工作，防止煤塵堆積和飛揚，遇火引起煤塵瓦斯爆炸。

2.4 搞好瓦斯抽采

解決采掘工作面等地點瓦斯超限，防治煤與瓦斯突出，搞好煤層瓦斯抽采是直接有效的措施。

3 防治煤與瓦斯突出

煤層發生突出的威脅越來越大，突出災害的治理越來越難。但隨著科技的進步，防治突出的技術越來越高，防突的效果越來越好。

3.1 區域綜合防突措施

即區域突出危險性預測、區域防突措施、區域措施效果檢驗、區域驗證。具體的區域防突措施有開采保護層和預抽煤層瓦斯。

3.1.1 開采保護層

開采保護層是最有效的區域綜合防突措施，根據各煤層突出危險情況，選出合適的煤層作為保護層。對保護層開采后沿傾斜方向的保護范圍、沿走向（始采線、終采線）的保護范圍、保護層與被保護層之間的最大有效保護垂距均有明確的規定;開采保護層時，同時抽采保護層的瓦斯；開采保護層時采空區內不得留有煤（巖）柱，對特殊情況留有煤（巖）柱時，被保護層在對應區域進行采掘工作前，采取相應的局部綜合防突措施。

3.1.2 預抽煤層瓦斯

礦井抽采方式主要有預抽、卸壓抽、采空區抽采、密閉抽采、裂隙溶洞抽采五類。

對所有煤層進行煤層瓦斯預抽，抽采巷布置于煤系底板茅口灰巖中，邊界區域無茅口灰巖時，則布置于煤系I3（大鐵板）中或布置于煤系頂板長興灰巖中。石門揭煤預抽時間不少于6個月，保護層工作面掘進前區域預抽時間不少于6個月，保護層工作面開采前區域預抽時間不少于12個月，且預抽負壓不低于13千帕。石門揭煤在距煤層最小法向距離10米布置石門大鉆場，布孔方式為距石門輪廓線外上部及兩幫12米（下部為6.0米）范圍內，抽采半徑按1.5米進行網格式布置，在石門兩邊區域抽采鉆場按區域抽采鉆孔設計施工石門周邊區域40米范圍內區預抽鉆孔。開采區域布孔方式實行鉆場的區別控制，一個鉆場鉆孔全部先終孔于K1煤層，抽K1－K10煤層瓦斯；相鄰一個鉆場終孔至K3 、K7 、K9煤層，抽K3—K10煤層的瓦斯，區域抽采鉆孔的抽采半徑為7.5米，走向上鉆孔終孔間距按10米進行布置（終孔至K1煤層鉆孔以K2煤層為基準面）。對無保護層直接開采突出煤層的煤層，其預抽時間在規定基礎上還要加長。預抽煤層瓦斯鉆孔有穿層鉆孔和順層鉆孔，預抽煤層瓦斯區域防突措施的有效指標按“煤層殘余瓦斯壓力小于0.74兆帕或殘余瓦斯含量小于8立方米/噸”執行。預抽煤層瓦斯鉆孔封孔長度根據煤巖特性確定，但穿層鉆孔不少于3米，順層鉆孔不少于5米。

3.2 局部綜合防突措施

局部綜合防突措施即工作面突出危險性預測、工作面防突措施、工作面措施效果檢驗、安全防護措施。工作面防突措施有瓦斯抽采、瓦斯排放、金屬骨架孔、水力沖孔等。

3.2.1 石門和主井、斜井揭煤

經過多年的總結提煉，形成了中梁山礦區“1、3、5”石門揭煤集成防突技術：“1”即對石門進行“立體瓦斯抽采”，“3”即對石門突出危險性開展“年度計劃編制前、石門掘進前、揭煤層前”三級評估，“5”即揭煤過程中，采取“綜合地質構造探測，水力擴孔，施工金屬骨架，全井停電地面遠距離遙控爆破揭煤層，發碹支護”等五項措施。

3.2.2 煤巷（半煤巷）掘進和采煤工作面

煤巷（半煤巷）平巷掘進采取全斷面遠距離爆破，眼子、斜坡掘進采取特殊措施后使用風鎬或手鎬掘進。在突出危險性預測（或校檢）時如防突指標（K1、S值）超標，則在工作面施工抽采鉆孔或排放鉆孔，抽排達到效果方可恢復掘進。

南北礦采煤工作面均采用偽斜柔性掩護支架和偽斜短壁采煤法采煤。在突出危險性預測（或校檢）時如防突指標（K1、S值）超標，則在工作面施工抽采鉆孔或排放鉆孔，抽排達到效果方可恢復采煤。鉆孔在采煤工作面沿傾斜方向以3.0米間距設計布孔。

3.2.3 突出煤層外的巷道掘進

在突出煤層外的巷道掘進前，地質測量部門提前進行地質預測，掌握施工動態和圍巖變化情況，及時驗證提供的地質資料，并定期通報給防突組和采掘區隊；遇有較大變化時隨時通報。所有突出煤層外的掘進巷道（包括鉆場等），距離突出煤層的最小法向距離小于10米時（在地質構造帶小于20米時）采取邊探邊掘，確保最小法向距離不小于5米。同時搞好瓦斯檢測，堅持管理人員跟值班，掌握瓦斯變化，發現瓦斯超限，及時斷電撤人；采用遠距離（起爆點距工作面不少于300米的進風流中）爆破，回風巷斷電撤人，炮后至少30分鐘方可進入工作面檢查等安全防護措施。

3.2.4 突出煤層的煤巷中安裝、更換、維修或回撤支架

突出煤層的煤巷中掘進安裝支架時，要采取預防煤炭垮落而引起突出事故發生的措施，平巷安裝支架前用前探梁加背板將暴露的煤體托起。眼子必須掘半邊背半邊，掘出0.5米要先支護后方可繼續掘進，斜坡必須掘一架支一架，并在迎頭加背板背護。更換支架必須先架后撤。維修支架必須先打立柱或斜撐加固，然后進行維修。回撤支架先打好替柱，再進行回撤。

4 結論

本文根據作者多年經驗及收集的資料整合，介紹了瓦斯防治的常用手段，實際中針對不同情況還需采用不同的處理手段。本文希望對需要者能提供幫助。

雷文龍（1976-），男，重慶人，本科，工程師，研究方向：礦用產品檢測技術。