煤矿瓦斯突出矿井安全探讨

唐保忠

摘要：我国的煤矿资源相当丰富，但开采条件比较复杂，存在着很多严重的自然灾害，在煤炭矿井中，高瓦斯或瓦斯突出的矿井高达47%。近年来，国家、地方政府对矿井安全工作高度重视，尤其是矿井防突工作更是安全管理的重点。本文对瓦斯突出的含义入手，对瓦斯突出的原理与机制以及瓦斯突出的防治方面做了探讨。

关键词：煤矿 瓦斯突出 安全管理

1 瓦斯突出的含义

瓦斯突出是一个灾害的专业术语，指随着煤矿开采深度以及瓦斯含量的增加，在煤层中形成了在地应力作用下，瓦斯释放的引力作用下，使软弱煤层突破抵抗线，瞬间释放大量瓦斯和煤而造成的一种地质灾害。瓦斯突出是一种复杂的动力现象，也是矿井“一通三防”的重大灾害中的一种，瓦斯突出往往会给矿井带来严重的破坏。截至目前，人們对瓦斯突出的原理、机制以及规律仍未完全掌握，煤与瓦斯突出仍然是制约目前煤炭工业发展的一个世界性难题。

2 瓦斯突出的原理与机制

目前对瓦斯突出的原理与机制的认识，绝大多数人都认为是瓦斯压力、地应力、煤的物理学性质以及规程措施的编审、执行等多种原因的综合作用的结果。就我国目前的装备水平、科技技术以及经济实力而言，把地应力充分卸掉，改变煤的物理学性质是比较困难的，但是规程措施和瓦斯力是可以控制的，故对瓦斯突出原理与机制应当统一三点认识：

2.1 左右瓦斯突出的主导因素是瓦斯压力。通过对实际生产和事故统计的调查分析，低瓦斯矿井发生瓦斯爆炸和瓦斯燃烧的事故时有发生，但突出事故确是较少发生，所以瓦斯突出的主导影响是瓦斯压力。另外，地应力、地质构造段以及煤的物理学性质都会不断发生变化，增大了瓦斯突出的危险性，相当于起到“火上浇油”的作用，需要严加防范。

2.2 瓦斯突出的根本原因是未卸掉瓦斯压力以及未落实规程措施。尽管各个矿区的煤与瓦斯的自然条件存在着差异，导致瓦斯突出的机制与原理千差万别，但集中起来都是防突设计或防突相关参数不合理的选择，导致在技术防突设计不能有效地指导防突工作，或是良好的防突设计没有得到贯彻落实，没有卸掉瓦斯力，从而引发突出事故。

2.3 走出防突误区，做好防突工作。有部分人认为瓦斯突出在理论以及技术上都是未解决的世界性难题，并对瓦斯相关防突工作失去了信心，导致事故的发生，必须对这种错误认识立即纠正。应当明确的是：超出常规的异常性突出是比较少见的，我们应当对综合性防突加强探索，并采取相应的防范措施，避免突出事故的发生。

3 瓦斯突出的防治

近年来，我国加大了对煤矿的安全管理，十分重视防突工作，并在瓦斯防突方面积累丰富的经验。现目前我国的瓦斯突出防治主要分为两大类五种情况，它们是区域性防突的大面积预抽、开采层保护和局部防突的煤巷掘进、煤炭工作面防突以及石门揭煤三种情况。对于有条件的矿井，应当采取煤层大面积预抽和开采保护层等区域性防突措施，降低或消除突出的危险程度。没有实施区域防突条件的矿井，应当采取局部防突措施。下面对“煤巷掘进”和“石门揭煤”的防突工作谈几点意见。

3.1 煤巷掘进的防突工作。在突出煤层中掘进的防突方法较多，各个矿区根据自身的矿井的特点和实际开采情况，综合防治。我国目前在突出威胁区域或突出危险区域中的掘进煤巷大多采用“四位一体”的打超前、钻孔、抽放、卸压等综合防治措施，此方法在实际施工时应遵循以下原则：

3.1.1 设计优化。 设计优化，应当对卸压方式（抽放、自然排放等）、钻孔参数（比如钻孔个数、布孔、孔的深度和直径、孔的方位等）、打钻工艺（风力排渣、水力排渣）、钻具选择（无缝钢管、麻花钻、钻机型号）以及安全措施等方面进行优化。

3.1.2 坚持“两个五米”原则。“两个五米”原则是指在钻孔的布孔和参数选择上，必须保持巷道周边和掘进工作面的前方始终有大于五米的“安全卸压煤柱”保护。

3.1.3 钻孔卸压半径。通过对长期的生产实践的研究发现，在突出危险区的煤巷中打第一个卸压孔是存在着比较显著的“动力现象”的，容易发生喷孔、顶钻、卡钻以及夹钻等现象，严重影响了进钻速度。然而打完第一钻后，会在其钻孔周围形成卸压区，后面的钻孔可以充分利用前一个钻孔形成的泄压半径，从而加快打钻进度。

3.1.4 加强支护。加强支护是指为了防止冒顶诱导突出，在施工过程中要加强顶板管理和支护，在必要时可以采取煤层固化、金属骨架等相关措施。

3.1.5 确保卸压充分。确保泄压充分是指在钻孔数、泄压方式以及泄压时间上，一定要确保解突、卸压的充分，采取宁愿把时间放在打钻、抽放以及卸压上，也不冒险掘进的指导思想。

3.2 石门揭煤防突。目前，石门揭煤防突方法有很多，国内大都采用的是通过远距离震动放炮这一科学实用、简便易行的方法来揭开煤层，在实际操作中应当做好以下几方面：

3.2.1 设计方面。矿井工程师在设计时应当做好以下工作：第一，揭煤巷道的位置应当尽量避开应力集中区和地质结构带。白龙山煤矿一井副一井均因为揭C7+8煤石门处于构造带，在突出煤层大于10米时发生了岩煤瓦斯突出。第二要合理选用技术参数。此外，编写的防突设计和规程措施应当具有相对的针对性、指导性、科学性、可行性以及安全性。

3.2.2 施工方面。各类钻孔和巷道的施工必须按照图（上接第201页）纸的设计进行，并确保施工质量到位；为了防止冒顶诱发突出，在揭煤过程中应当加强顶板管理和支护，熟悉“喷孔”和“堵孔”的特征与区别，并能对其进行正确的处理。

3.2.3 验收方面。在验收方面要有高素质的专业技术人员对各类钻孔按照严格的设计标准来逐个验收，并建档管理。安全揭煤的关键环节是技术人员把好各个验收关，应当健全奖惩制度以及各级责任制度，矿井的总工程师应当亲自审阅各类验收报告，并对现场组织不定期地验收质量抽查。白龙山煤矿一井自从由本矿瓦斯检查人员对所有施工的钻孔验孔以来，目前也揭煤数十次且没有发生一次突出，取得了显著的防突效果。

3.2.4 封孔方面。在封孔方面对于采用的是抽取卸压方式的矿井应当采用新技术、新设备、新材料以及新工艺来确保封孔的质量并提高抽放效果。对于测压孔的封孔更加要确保其封孔质量，在必要时可以采用下套管封孔。

3.2.5 卸压方面。对于采用抽放卸压的煤矿，应当采取按表计量的方式来对其进行卸压。

3.2.6 效果检验方面。在揭煤前，必须按照防突规定的相关要求来对矿井进行防突措施的效果检验，且必须在检验合格后才能揭煤。这里需要再次强调的是：左右突出的决定因素是瓦斯压力，突出的根本原因是瓦斯压力没有完全卸掉。在检验指标以及减压方法的选择上，可以采取钻屑量、瓦斯压力等多项不同标准来进行检查，无论使用哪种方法检验，在检验中若出现原有中期预兆的动力消失现象时，一般都不会发生瓦斯突出。

4 结束语

虽说人们对瓦斯突出的原理、机制以及规律仍未完全掌握，煤与瓦斯突出仍然是制约目前煤炭工业发展的一个世界性难题，但我们应当坚强探索，采取针对性的综合防突措施，绝大部分的突出事故是可以避免的。

参考文献：

[1]赵梦涛.刍议煤矿瓦斯突出矿井安全探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2012（34）.

[2]张文明.煤矿安全监测监控系统建设的探讨与分析[J].世界华商经济年鉴·科技财经，2012（10）：126.

[3]王正伟.矿井煤与瓦斯突出防治安全管理[J].科技展望，2010（10）：105-106.

[4]梁浩.关于突出煤层卸压瓦斯抽采消突技术的探讨[J].科海故事博览·科技探索，2013（2）：39.

[5]苑子阳.关于煤矿综掘工作面防突技术的分析[J].神州（上旬刊），2013（5）：56.