煤礦高瓦斯治理及防突措施研究

常靜蕊

（平頂山市天安煤業股份有限公司十礦職教中心，河南 平頂山 467000）

近年來，隨著國家對煤礦安全生產要求的提高，各礦井都已普遍認識到治理瓦斯及有效防止發生煤礦瓦斯突出事故的重要性，礦井瓦斯管理等級越來越高，特別是一些大型礦井，都在努力踐行著低瓦斯礦井按高瓦斯礦井管理要求進行管理，對于高瓦斯礦井參照高標準管理要求進行管理，都在力求管控好煤礦開采全過程瓦斯，把礦井瓦斯事故徹底消除，以更好地確保礦井安全生產。

一、影響煤層瓦斯變化的因素

瓦斯氣體為一種無色無味氣體，當其濃度達到一定程度后，極易發生燃燒與爆炸。當前就礦井的各類安全生產事故而言，各類瓦斯事故越來越多，有效防范各類瓦斯事故已成為確保安全生產的一項重要任務。而近年來，隨著煤礦科技的發展，煤礦開采的機械化水平越來越高，很多礦井都引入了重型機械裝備，礦井開采強度、深度不斷增大，產生的瓦斯氣體越來越多。為進一步確保礦井安全生產，傳統的以風定產模式已逐步轉變為現代化的以瓦斯抽采量來定產。這就對礦井瓦斯治理及防突工作提出了更高要求。

在礦井開采作業中，隨開采深度的加深及煤層厚度的增大，煤層瓦斯含量也會越來越高，巷道掘進作業產生的瓦斯氣體也會越來越多，巷道安全掘進難度不斷增大，加之煤礦采掘過程中偶遇褶曲結構或斷層結構，使得礦井瓦斯事故逐步增多。其中地質構造中的褶曲結構會嚴重影響礦井瓦斯賦存，在背斜部位、向斜部位及軸部、傾伏段等處都易有大量瓦斯積聚，在采掘煤礦時，這些地段較易發生瓦斯事故。當煤層走向發生變化時，煤層內部結構也會出現變化，頂板與底板易產生一大夾角，這樣不但會進一步增大煤體中的瓦斯壓力，同時煤體瓦斯含量也會增大。在地質構造中，斷層結構也會影響瓦斯積聚，當斷層為封閉性斷層時，通常會含有大量瓦斯氣體，易存在較嚴重的瓦斯突出安全危害。若斷層具有很好的透氣性，這樣即使嚴重擠壓煤層，也不會造成煤層瓦斯含量增大。此外，當煤層地質狀況較復雜時，各種類型斷層間的彼此擠壓，也有可能破壞煤層結構，加大煤層瓦斯含量。

二、高瓦斯煤層巷道掘進瓦斯治理措施

當前，在治理高瓦斯煤層掘進巷道瓦斯氣體時，常用的治理對策主要有下列三種：增大掘進工作面實際供風量；應用邊掘邊抽方法治理瓦斯；對巷道實施噴涂作業。應用這些治理方法來治理高瓦斯礦井巷道掘進瓦斯，可取得良好的治理效果，但在實際應用中人們發現這些方法也存在不少缺陷：1.對于通過增大掘進工作面供風量來治理巷道瓦斯而言，當前人們應用最多的措施是布設兩趟風筒，來使掘進工作面實際供風量增大。采用該方法治理礦井瓦斯時，主要存在下列兩種缺陷：布設兩趟風筒占用空間較大，易影響掘進頭作業空間；風筒布置數量的增加，易造成掘進頭實際供風量過大，對工作人員施工作業造成影響；風筒維護作業量增大；在風筒過長的情況下，在巷道外部由于沿途瓦斯的不斷釋放，易引發礦井瓦斯超限[3]；2.采用邊掘邊抽方法治理礦井瓦斯。因瓦斯抽采時間的限制而對瓦斯抽采效果造成影響，是該方法主要存在的缺陷；采用巷道噴涂法治理礦井瓦斯。當前化學材料是人們進行巷道噴涂時主要應用的噴涂材料。這些化學材料一方面會污染掘進工作面，另一方面是成本較高，再者進行噴涂封堵操作后的巷道，在使用巷道時巷道表面噴涂層易發生開裂，可能又會使瓦斯涌出。

三、防止瓦斯突出事故發生的措施

在實際開采煤礦時，為更好地保障安全生產，一方面除了應積極采取相關安全技術措施來有效防止，甚至消除瓦斯事故外，另一方還應采取相關措施來防止發生煤礦瓦斯突出事故。基于多年瓦斯治理實踐，認為對于煤礦瓦斯突出事故的防范，應重點從區域瓦斯防突方面與局部瓦斯防突方面著手，結合礦井實際情況來制訂行之有效的防突對策。

（一）區域瓦斯防突對策

對于區域瓦斯防突工作而言，首先應重視瓦斯防突工作，在進行煤礦開采作業時，應嚴格落實好瓦斯抽采工作，先抽后采，只有把煤層中所含的瓦斯氣體盡可能地抽出，讓煤層中賦存的瓦斯量盡量少，才能把生產區域內瓦斯壓力逐步釋放，最終降低施工作業面瓦斯壓力，消除瓦斯安全隱患，更好地保障安全生產，并可充分利用礦井瓦斯，給人們生產生活提供大量清潔能源[4]。其次，要想把區域瓦斯防突工作進一步做好，還應科學、合理地設計抽采瓦斯鉆孔，應依據區域瓦斯情況及工作面瓦斯具體賦存量，把鉆孔的孔深及位置，角度，孔徑等都確定好。應全面徹底地檢查煤層情況，把煤層瓦斯賦存量弄清楚后，再具體抽采煤層瓦斯。再者在進行區域瓦斯防突作業時，應重視進行煤層注水，進行煤層注水作業時，注水煤層的實際濕潤度應盡量均勻，各注水孔應平行布置，同時應嚴格控制鉆孔孔徑，孔徑最好應控制在50 mm以上、100 mm以下，鉆孔孔深可控制在200 m左右。此外，應依據煤層實際滲水性能，來對注水時間及具體注水量進行科學、合理的確定，不僅應確保煤體濕潤度足夠，使煤層含水量高于5%，而且也不能造成煤層由于水壓過大，而引發斷裂現象；

（二）局部瓦斯防突對策

近年來，隨著煤礦開采機械化水平的提高，開采強度越來越大，開采地質條件惡化加速，開采作業面瓦斯涌出量逐步增多，為更好地防治礦井瓦斯突出，不僅應做好礦井區域瓦斯防突工作，且應做好局部瓦斯防突工作，應依據局部煤體中實際瓦斯賦存情況，因地制宜采取有針對性的治理措施。具體治理措施主要可分為兩種：依據煤層實際情況，應用相關措施來把可能引發煤與瓦斯突出的危險因素消除，如采用放炮振動松爆、注水疏松煤層等措施；通過降低煤層壓力，來把煤與瓦斯突出條件消除，如可采用抽采煤層瓦斯，進行超前鉆孔等措施，來防治局部瓦斯突出。

四、結語

雖然礦井瓦斯事故具有一定的隱蔽性、突發性，但在實際生產中，礦井瓦斯事故具有可防可治性。通過論述可知煤礦地質構造與瓦斯突出事故關系密切，且瓦斯分布規律清晰可循性。只要長期堅持裝備管理并重原則，應用好防突裝備，同時應做好職工技能培訓工作，讓他們徹底熟悉設備性能，并具備高度負責意識，嚴格執行先抽后采制度，準確預測瓦斯，及時處理瓦斯，這樣完全可有效避免瓦斯事故的發生，實現安全開采，讓煤礦企業安全效益與經濟效益實現雙豐收。