深井开采条件下的区域瓦斯治理技术探索

赵志恒

（煤科集团 沈阳研究院有限公司，辽宁 沈阳 110016）

由于近年来我国采矿事业的不断发展，同时也带来了很多负面的影响，比如，对于自然生态的破坏、土地资源的枯竭等，瓦斯的危害等等，其中对于深井开采条件下的瓦斯治理一直是，有关专家和 学者们研究的问题，因为，由于瓦斯的存在给深井的开采工作造成了很严重的危险和危害，而且，对于瓦斯的防范和治理，我国的很多开采单位并没有完全意识到瓦斯的危害之大，因此，每年都会发生多起瓦斯爆炸的事件发生，所以对于瓦斯的治理技术是现如今，采矿业研究的重点。

1 瓦斯的地质影响因素

瓦斯主要是在煤的形成过程中产生的，按其成因可分为3 种形成方式，即生物化学作用形成、煤变质形成和油气田的瓦斯侵入。对于瓦斯的在矿井下的含量多少，只要取决于矿物地质的影响，不同的煤田，不同的矿井，同一个矿井的不同位置，其瓦斯含量都是有所不同的，造成这一差异的主要因素来自于地质因素，主要表现在以下几个方面：

1.1 煤体自身性质

造成玩死含量的不同之一就是煤体本生的性质，在煤炭形成的初期，煤体表面具有大量的空隙，所以储存有力的瓦斯含量较大，吸附瓦斯的能力也较强，然而在此阶段期间在成煤物化作用下尚未生成大量瓦斯，随着，煤炭的进一步变质，煤体的表面积出现毛细空隙，其吸附面积进一步增大，使得瓦斯的吸附能力更强，因此，造成瓦斯的进一步堆积，然而，并不是所有情况此时的瓦斯含量最大，瓦斯的堆积还需要一个封闭的空间。

1.2 煤层赋存条件

煤层中的瓦斯还会受到地层中的压力影响，它会随着压力的变化在煤层和地层之间运动，运动的快慢与煤层和围岩的渗透性有关系，煤层和围岩的渗透性越大，其含量就会较少，就会向四周或外部扩散，相反，如果煤层和围岩的渗透性较差，就会造成瓦斯随着压力得出变化而堆积，此时深井中的瓦斯含量较高，而且不易排放。

1.3 地质水含量条件

周所周知瓦斯是溶于水的，所以，在地下水含量丰富的地区或者煤体水分含量较多的深井内，瓦斯的含量较少，基本都会溶于水中，而被水的循环过程，带出煤田。

2 深井瓦斯治理技术

由于瓦斯的种种特性，以及瓦斯的分布石油一定的规律性的，所以对于深井采用瓦斯的区域防治技术还是有很高的成效的，现如今已经形成了多种治理瓦斯的技术手段。

2.1 瓦斯防突技术

为了预防瓦斯燃烧以及煤炭与瓦斯突出的问题，①矿井中设立通风孔，其通风口应当保持一定的风速和风量，使得深井中的瓦斯充分的扩散，并且使矿井内的瓦斯含量能够低于不能爆炸的浓度。②在矿井的内部应当设立瓦斯检测点，每次下井之前都要经过检测，并且如实进行记录并汇报工作界面的瓦斯变化。并及时向现场共制作人员进行汇报。③如果发现大面积的瓦斯堆积，便采取隔离法、分支透风法、引风法及风压法进行瓦斯的隔离或吹散。这一套技术手段能够有效地治理瓦斯和煤炭之间的突出问题。也是目前最常见的技术手段。

2.2 瓦斯抽采技术

瓦斯抽采技术是在煤田区域建立多处地面抽放系统和井下临时抽放系统，其抽放位置大多在，开采的煤层、高位水平岩石、煤层顶板高位巷道以及采空密闭区域进行，所有的抽放都必须转有抽放孔，每个抽放孔深度大约处于地下50 米～100 米之间，在采煤工作面中运巷和运输巷沿走向按孔间距3m，倾角60°，方位角218°，布置抽放钻孔；孔径Φ75mm，孔深42m，封孔长度为8m，钻孔孔口抽采负压为13～14千帕，预抽时间以区域措施效果检验为准，没达到预抽效果严禁停抽同时使用先进的仪器进行地下瓦斯浓度的检测，此项技术可以对底下的瓦斯进行抽放，减少了地下瓦斯的含量，具有十分方便和安全的特点，而且，使用此项技术能够有效地治理深井开采中区域瓦斯的治理和排放。

2.3 遵循安全管理技术

在开采过程中一定要对员工和工人进行规章的管制，提高工人对于瓦斯的了解，所有管理人员一定要对各项检测结果和施工进行要做到，只认结果不认人的态度进行。严禁携带易燃易爆的物品进入工作界面，同时，遵循严格的检测手段和仪器所得到的结果，各个部门和环节都具备自身的权职所在，具备统一协调的管理模式同时，有效地保证工作秩序的正常的进行。

3 对于深井瓦斯治理技术的探讨

对于深井开采来说，对于瓦斯的治理一直是困扰开采工作正常进行的首要问题，因为深井状态下，瓦斯的浓度较大，相对密度也较大，所以造成了瓦斯在深井下的区域面积很难进行治理，所以记忆导致瓦斯爆炸和中毒现象的发生，所以对于目前来说，以上三种技术的运用能够有效地治理深井之中区域瓦斯的含量，其技术手段分别从防治、技术和管理手段进行深井区域瓦斯的治理，保证了所有工作能够正常进行，同时使得深井防治瓦斯得到了更好的技术手段。

瓦斯灾害治理新技术在很多矿区进行了试验和应用，取得了经济、社会、安全环境的多重效益。这些研究成果对我国煤矿生产条件和瓦斯灾害特点具有很强的针对性和适应性。

4 结语

除了本文所述地质影响因素外，煤层的厚度变化、岩浆侵入煤岩层等也对煤层瓦斯含量有一定的影响。所以，影响煤层瓦斯含量的地质因素是多方面交错的结果，在分析时需综合考虑。瓦斯事故的发生，对井下安全生产及人员安全造成了严重的威胁，是矿井生产的重大灾害之一。本文结合瓦斯事故的地质影响因素探讨，从瓦斯安全管理机制、火源安全管理机制和矿工不安全行为控制给出了瓦斯事故的防治措施，对矿山安全生产和可持续发展具有重要的现实意义。所以对于深井开采中瓦斯的治理应当结合科学的技术手段和严格的管理技术手段，做到早发现、早治疗的效果，防范于未然。

［1］陆秋琴,周楠.基于格子Boltzmann 的非均质采空区瓦斯运移仿真方法[J].安全与环境学报,2009(03).

［2］梁运培,胡千庭,张军.谢桥矿采空区瓦斯流动规律的研究[J].矿业安全与环保,2006(06).

［3］董钢锋,胡千庭.工作面瓦斯涌出及采空区瓦斯抽放的COSFLOW 模拟预测[J].矿业安全与环保,2007(02).

［4］张志刚,郑志伟,文光才,孙东玲.顺煤层平行钻孔抽采瓦斯合理布孔参数的确定方法[J].矿业安全与环保,2008(04).

［5］康建宁.煤层瓦斯含量直接测定技术在中岭煤矿瓦斯抽采效果评价中的应用[J].矿业安全与环保,2010(04).

［6］张海军.煤矿新型瓦斯抽采联孔装置的研制和应用[J].矿业安全与环保,2011(02).