我國煤礦瓦斯綜合治理的突出現狀及對策探討

黃勵新

摘要：現階段我國煤礦開采力度不斷加大，瓦斯事故發生概率明顯提升，瓦斯防治工作更加任重道遠。積極推廣應用先進的瓦斯治理經驗、理念和技術，實現科學采礦。

關鍵詞：煤礦瓦斯；綜合治理；現狀及對策

煤礦瓦斯事故發生的原因是多方面的，影響因素眾多。有的原因具有潛在性、突發性，而事故本身具有破壞性和災難性。但煤礦瓦斯災害事故的發生也有其一般的規律，只有掌握了災害發生、發展的規律性，才能有效地避免事故的發生和發展。

一、煤礦瓦斯概述

瓦斯作為一種無色無味、易燃易爆的危險性氣體，在煤礦采掘中直接影響到生產安全，極易誘發各類安全事故，因此得到煤礦企業的高度重視。現階段我國煤礦企業大范圍使用重型設備，開采強度越來越大，以風定產的生產模式轉變為以瓦斯抽采量定產。可見煤礦瓦斯防突工作的重要性，換個角度分析其已成為保證煤礦安全生產的關鍵所在。煤礦開采過程中瓦斯含量隨著煤層厚度增加而增加，不但增加掘進難度，還影響開采安全。

二、煤礦瓦斯事故頻發原因

我國大部分煤礦地質條件都很復雜，造成自然災害頻發，極易引發重大安全事故。鄉鎮煤礦企業容易出現重大、特大瓦斯事故的原因主要為采煤方式不正規，造成安全問題產生。我國地質構造條件不怎么好，自然條件相對惡劣，煤炭埋藏較深且不穩定，造成大部分煤礦開采中依舊需要采用人工方式，所有礦井中均存在瓦斯。長時間開采造成深度增加，瓦斯壓力逐漸增大，地溫升高，加大安全威脅，治理難度較大。而造成瓦斯爆炸的主要原因有兩點：

⑴甲烷爆炸。甲烷濃度過高超過安全范圍；氧氣濃度超過失爆氧濃度；引火源能量遠大于最小點燃能、溫度大于最低點燃溫度且點燃時間超過感應期。通常普通礦井中存在足夠的氧氣，當瓦斯大量積存后遇上火源，三者反應產生燃燒進而引發瓦斯爆炸。

⑵積存瓦斯。瓦斯積存指的是涌出的瓦斯大量聚集在一起，礦井沒有設備或條件短將其沖淡。通常瓦斯大量積存在泄漏涌出的地帶，當煤礦通風設施發生故障或停止通風后也會造成井內大量積存瓦斯。

三、煤礦瓦斯的危害

⑴煤礦安全方面。當瓦斯與空氣混合后，瓦斯濃度在5～l6%之間，氧氣濃度不低于l2%時，遇到高溫火源就會發生爆炸，嚴重威脅安全生產，瓦斯爆炸事故是礦井五大自然災害之首；煤與瓦斯突出事故，由于地應力和瓦斯的共同作用發生的煤與瓦斯突出事故，會對巷道設施和通風系統產生破壞，有時會發生風流逆轉，造成人員窒息和瓦斯爆炸、燃燒及煤流埋人事故；煤礦瓦斯突出及瓦斯爆炸事故頻發，嚴重影響了礦井的安全生產，對人身健康造成了極大的負面影響，嚴重限制了煤礦的生產進度。

⑵環境污染方面。煤礦瓦斯含有甲烷，甲烷的溫室效應是二氧化碳的21倍，目前，我國的泛風煤礦瓦斯（由于甲烷濃度低于5 ）排入大氣中，會加劇溫室效應，嚴重地浪費資源和污染環境。瓦斯事故主要表現為瓦斯爆炸，瓦斯突出和瓦斯窒息等幾種形式。前，瓦斯事故多發己成為制約我國煤礦安全狀況好轉的最主要因素，經成為嚴重影響我國煤炭工業形象、制約煤炭行業發展的突出問題主要矛盾，因而必須抓住瓦斯這個煤礦安全生產的關鍵因素，狠抓治，只有這樣才能將瓦斯事故降下來，才能使我國煤礦安全生產局面發根本性的改變。

四、煤礦瓦斯現狀及問題分析

⑴瓦斯利用現狀。據國家安全生產監督管理總局統計，在原國有煤礦286處高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井中，實際開展抽采的礦井有264處，占92.3%。2008年我國井下開發瓦斯約為50億，國有高瓦斯突出礦井平均瓦斯的開發率僅10%左右。全國45戶安全重點監控煤炭企業，瓦斯裝機功率44000kW，瓦斯實際利用量10億m3。平均利用率達到34.7%。2009年，全國施工瓦斯井800口，超過此前歷年施工井數的總和。全國瓦斯抽采量達23萬億，利用總量超過10萬億。同時全國煤炭瓦斯事故呈現總體下降的趨勢，在全國煤炭產量同比增長4.4%的情況下，瓦斯事故起數和死亡人數分別下降30.6%、45.1%。從以上數據可以看出，在國家政策扶持下，瓦斯的合理利用在這幾年得到了更多煤礦企業的重視，發展速度也比以前快了很多，而且同時將煤礦瓦斯事故的發生率降下來了。在這樣的發展趨勢下，相信在未來的幾年，中國煤礦瓦斯抽采和利用總量和所占的比率都將有大的提高。

⑵瓦斯開發利用中存在的問題。雖然我國在大力度提倡開發瓦斯及其利用，但還是存在著諸多主觀和客觀上的原因影響著瓦斯開發及利用的速度。

①我國地質條件復雜。瓦斯儲存普遍存在著低壓低滲低飽和的“三低”現象，基礎理論研究和技術創新不夠，我國煤礦瓦斯抽采利用的技術支撐能力不足，瓦斯抽采理論和技術方面都存在若干關鍵性難題。

②煤礦瓦斯利用受制約。煤礦大多位于偏遠落后的地區，抽采出來的瓦斯難以得到充分利用，致使大量低濃度瓦斯只能稀釋后排出。瓦斯輸送網基礎設施薄弱，缺乏可利用的天然氣管線，使瓦斯生產區與市場脫節。而且發電上網難，由于部門利益，行業保護，瓦斯發電上網存在重重障礙。有的地方雖然允許上網，卻故意壓低上網價格，有的地方干脆不許上網，類似的政策嚴重地限制了瓦斯發電的發展，不能最大限度地利用瓦斯資源。

③管理體制不順暢。從目前體制看，煤炭探礦權管理歸各省區，瓦斯探礦權的管理則在國土資源部，在具體開發中出現礦權重疊的問題，致使相關部門企業之間產生了經濟利益和管理權限方面的分歧，各自為政，自行發展，產業開發難成氣候。近幾年，由于我國煤炭供需形勢發生巨大變化，煤炭價格一路飆升。從而造成國內眾多煤礦企業紛紛擴大勘探領域，千方百計地改擴建現有礦井和新建礦井，追求短期利益，不僅不重視采煤之前的瓦斯開采，而且還對瓦斯企業的勘探開采設置重重障礙。瓦斯開發與煤炭間的矛盾日趨嚴重，而煤炭企業又處于強勢地位，所以我國瓦斯產業的發展仍步履維艱。

五、煤礦瓦斯治理及防突問題應對措施

煤礦開采過程中采取必要的安全技術措施外，還需要結合措施防止煤礦瓦斯事故發生。將具體防治措施歸納總結如下，從通風管理、火源控制及瓦斯防突三方面進行論述。

⑴做好礦井通風管理。煤礦瓦斯管理的主要途徑就是礦井通風。合理有效的通風工作可以將工作面的瓦斯稀釋，不會引發爆炸事故。煤礦企業按照規定建設與完善井下通風系統，設計風量時考慮礦井實際情況；部分地區存在大量瓦斯，專業技術人員對這些抵擋進行重點考察，判斷通風機與風筒安裝是否合理，設備運行狀態是否正常。這樣可以大大降低瓦斯爆炸事故發生概率，但礦井通風并不能完全解決瓦斯超限問題，需要定期抽放井內瓦斯，將其抽取到地面上，從源頭上掐斷瓦斯爆炸發生的可能性。

⑵嚴格控制井內火源。①避免電氣設備失爆。井內電氣設備必須具有防爆合格證，電氣設備失爆會產生大量電氣火花，現階段礦井內存在大量機電設備，造成電火花產生的可能性提高，發生瓦斯爆炸的概率也隨之增加，需要強化電氣設備的管理：設備入井前全面檢查防爆性能；拉入井內的電纜間減少碰撞，電纜保持完整；電纜連接時采用漏電保護且接牢；定期檢查漏電保護與接地保護裝置，斷電狀態進行維修；②嚴格控制放炮環節。放炮采煤環節涉及到很多工序，每天放炮操作中都需要重復同樣的程序，一旦某個環節出現問題，特別是現場放炮，如果遇上瓦斯異常區，就會爆發瓦斯事故。因此放炮中認真檢查瓦斯變化情況，嚴格執行一炮三檢制度；為保證安全采用水泥炮，黃泥封孔；及時清理煤粉，嚴格執行各類放炮操作程序；嚴格檢查雷管，確保雷管質量，強化雷導通環節；③提高職工安全意識，學習安全生產方面的法律法規，嚴厲懲戒各類違規行為。不定期檢查職工安全生產知識的掌握程度，堅決執行不帶煙火入井的規則，同時對職工進行全身檢查。展開定期或不定期員工培訓，提高員工安全意識。

⑶瓦斯防突的對策。瓦斯防突時重視防突工作，嚴格執行瓦斯抽采制度，將煤礦生產過程中產生的瓦斯最大限度的抽至地面，減少礦井內煤層中瓦斯的賦存量，有效降低生產區域內瓦斯壓力，消除瓦斯隱患，確保開采的安全進行，同時抽出地面的瓦斯還可以作為清潔能源提供給社會。與此同時還需要做好抽采瓦斯鉆孔的設計，鉆孔長度與直徑確定過程中全面參考區域與工作面瓦斯賦存量，全面檢查煤層，明確瓦斯賦存量方能進行瓦斯抽采；重視煤層注水技術，煤層注水過程中確保煤層濕潤程度均勻，注水孔采用平行布置的方式，嚴格控制鉆孔孔徑，10cm≥孔徑直徑≥5cm，鉆孔長度為200m。除此之外，還需要根據煤層的滲水性能明確注水時間與注水量，確保煤層達到必須的濕潤程度且煤層含水量≥5%，同時還要保證水壓處于合理范圍內，不能因為水壓過大造成煤層斷裂。

六、引發瓦斯爆炸的突出原因

⑴通風系統不完善，局部通風不合理，風流短路、多次串聯、循環風、無風、微風造成瓦斯積聚，導致瓦斯爆炸事故。如：2005年3月18日山西省朔州市平魯地區白堂鄉溪水煤礦發生一起特別重大瓦斯爆炸事故，爆炸波及相鄰的康家窯煤礦，造成72人死亡（細水煤礦52人，康家窯煤礦20人）直接經濟損失2 021.5萬元。事故的直接原因是：礦井通風設施質量低劣，漏風嚴重。

⑵高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井按照《煤礦瓦斯抽采基本指標》，瓦斯超前防治措施不到位，抽采不達標，導致的瓦斯爆炸事故。如：2009年2月22日山西焦煤西山煤電集團屯蘭煤礦發生特別重大瓦斯爆炸事故，造成78人死亡，114人受傷，直接經濟損失2 386.94萬元。事故發生的直接原因是：該礦南四盤區12403工作面1號聯絡巷微風瓦斯積聚，電氣開關失爆，產生火花，引起瓦斯爆炸，爆炸破壞瓦斯抽放管路，管路內瓦斯參與爆炸。

⑶監測監控系統不完善，不能有效監控瓦斯和斷電，導瓦斯爆炸事故。發生事故的直接原因有礦井通風系統不完善，越界開采的4202工作面處于微風、無風狀態，造成瓦斯大量積聚，瓦斯檢查制度執行不嚴，而沒有使用瓦斯監測監控系統是主要原因。

⑷煤礦管理人員下井不帶瓦檢儀，不檢查瓦斯，瓦斯員配備不足，瓦斯空班漏檢，不執行“一炮三檢”和“三人連鎖放炮”制度，違章爆破等引發事故；還有一些煤礦以包代管、層層轉包，無風、微風作業、通風管理混亂，造成事故發生；有些煤礦放松瓦斯管理，釀成重大事故等。

七、煤礦瓦斯災害的治理方針與對策

瓦斯治理，通風是治標，抽采是治本，管理和科技是聯系二者的橋梁和紐帶，所以依靠嚴格的管理和先進的科學技術，能使二者更加緊密的聯系在一起，最終實現瓦斯的綜合治理。

⑴以人為本，加大日常瓦斯管理力度在瓦斯管理上，要堅持“以人為本”的原則，注重現場瓦斯檢查及治理，不斷擴大瓦斯檢查及監控范圍，使瓦斯治理工作關口前移。在瓦斯檢查上，要根據開采實際，增加測點數量，完善測點布置。瓦斯檢查員不但檢查工作面、上隅角、回風流及回風硐室的瓦斯濃度，同時檢查回順高頂、工作面后三角點，綜放面放煤口等風流中的瓦斯。

⑵強化通風管理，整治隱患根源礦井通風管理的好壞，是“一通三防”安全隱患的根源，礦井通風的核心是以風定產，也是治理瓦斯的主要手段。“治火先治風”是礦井防火的基本規律，要作好瓦斯整治及礦井預防自然發火工作必須緊緊抓住這個核心。處理好二者之間關系須遵循兩個原則：一是“通風為生產服務”的原則。二是“生產必須服從合理通風規律”的原則。

⑶依靠科技支撐，加大安全系統改造，全面提高礦井的綜合抗災能力引進新產品、新技術，加大安全系統改造，使企業的科技含量大幅度提高，同時礦井生產的安全系數也大大提高。安全系統的改造主要體現在五個方面：即，通風系統改造、消火注漿系統改造、監測系統改造成、瓦斯抽采系統改造和生產系統改造。

①加快我國在煤礦瓦斯開發利用，切實增強瓦斯可防可控可治可用的信心和決心，加強宣傳和正確引導。牢固樹立瓦斯資源開發利用產業化發展的觀念，消除認識上的誤區，以科學發展觀指導中國瓦斯的發展與建設。

②大力推進瓦斯治理和利用的科技創新，國家在制定科技攻關等重大科研計劃時充分考慮瓦斯產業的科技攻關項目的立項研究。

③鼓勵瓦斯對外合作，由于瓦斯產業的投資大、風險大，應強化瓦斯對外合作經營權的管理、簡化項目審批程序、改善投資環境，保持政策連續性，通過完善合同條款和退出機制，解決目前對外合作中存在的問題。

八、結束語

建設一個瓦斯生產基地，除了帶動運輸、鋼鐵、水泥、化工、電力、生活服務等相關產業的發展外，還能推動本行業的相關技術、科研等產業，促進整個產業的良性發展，如鉆機、瓦斯抽取及輸送設備、輸送管道、監測監控設備、瓦斯瓦斯發電設備、利用瓦斯生產化工原料設備等產業。同時，中國油氣資源短缺，但瓦斯資源豐富，是目前最現實的天然氣接替資源。中國又是產煤大國，高瓦斯和瓦斯突出礦井占一半以上。每年由于瓦斯事故給國家財產和人民生命造成巨大損失。同時，由于采煤每年向大氣排放的瓦斯高達300億，對我國大氣環境造成嚴重的污染。因此資源發展、煤礦安全生產和環境保護的多重需求為發展瓦斯產業提供了依據和良好的機遇。搞好煤礦瓦斯開發和利用，既有安全效益又有環境效益和社會效益，是一舉多得的舉措。隨著國家和社會各界重視程度的增加，法律政策制度的不斷健全，資金投入的不斷加大，瓦斯基礎研究的突破，特別是我國關于煤礦瓦斯開發利用新政策的出臺，我國瓦斯的開發和利用水平必將得到全面提高，瓦斯產業必將迎來一個快速發展的新階段，為我國煤炭安全的長治久安和煤炭工業的健康發展作出更大的貢獻。

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