煤矿瓦斯开发利用的现状及事故防治探讨

臧继冬 王 慎

（皖北煤电集团钱营孜煤矿瓦斯防治办公室，安徽 宿州234000）

近年来，煤矿重大瓦斯爆炸事故呈现多发趋势。如2014年皖北煤电任楼煤矿事故、贵州黔西南州兴仁县振兴煤矿事故等均为瓦斯事故。煤矿瓦斯爆炸必须同时具备以下两个条件：一是空气中瓦斯含量达到爆炸范围内，即瓦斯的体积分数为5%～16%时；二是存在引爆的火源，且其时间长度大于瓦斯引火感应期长度。所以，在煤矿实际作业环境中，对瓦斯爆炸事故的防控重点应放在防止瓦斯积聚和限制火源上。本文探讨了煤的自身性质、煤层赋存条件和煤矿瓦斯开发利用，最后又从管理角度给出了瓦斯事故防治的措施。

1 煤体自身性质

煤体对瓦斯的吸附能力主要取决于煤体的孔隙率和煤质，煤的变质程度不同，孔隙大小不同，其所含瓦斯的量就不同。成煤初期，煤的结构疏松，孔隙率大，储存游离瓦斯的空间大，瓦斯的吸附能力也很强。但此时煤质以褐煤为主，在成煤物化作用下尚未生成大量瓦斯，因此煤体中所含瓦斯量较少。

2 煤层赋存条件

煤层中的瓦斯会受到来自地层的压力，从而使其在煤层中不断地运动，而运动的速度与煤层和围岩的渗透性有关。渗透性越大，瓦斯就越容易逸散，反之瓦斯则容易保存在煤层之中；如果煤层的围岩致密完整，煤层中的瓦斯就容易保存下来，反之，瓦斯容易逸散。

3 煤矿瓦斯开发利用

3.1 瓦斯的危害

煤矿瓦斯(又称煤层气)是煤层的一种伴生气体。在煤矿开采过程中以不同形式从煤层中涌出，是矿井中一种最常见的有害气体。具体体现在两个方面：①瓦斯具有燃烧爆炸的危险，②煤与瓦斯突出的危险。而且他们具有难预测的特点。一旦发生，不仅造成大量的人员伤亡而且造成巨大的经济损失，严重地威胁着煤矿的安全生产。因此，对煤矿瓦斯的治理和利用迫在眉睫。

3.2 煤矿瓦斯的利用价值

瓦斯虽然对人类产生危害及灾难，但同时又是一种已生的优质能源，它具有很高的利用价值。主要体现在以下几方面：

（1）煤矿抽放的高浓度(30%)瓦斯是一种清洁能源。

（2）瓦斯发电。

（3）瓦斯还可以用来生产碳黑，生产甲醛，用作汽车燃料等。

4 矿井瓦斯事故防治措施

1）建立瓦斯安全管理机制瓦斯是导致瓦斯爆炸事故发生的物质源，作为引发事故的主要物质因素而存在，为了预防和控制瓦斯爆炸事故的发生，做好瓦斯安全管理工作是控制瓦斯爆炸事故的重要前提。首先，消除瓦斯爆炸的物质危险源。最大限度地抽放瓦斯，抽出开采煤层、邻近煤层和采空区等瓦斯源中的瓦斯，减少井下瓦斯涌出量，是提前预防和控制瓦斯事故的根本措施，可实现瓦斯环境中采煤本质上的安全。对于局部聚集的瓦斯，可采用隔离法、分支通风法、引风法等措施来隔离或者吹散巷道内聚集的瓦斯，保障生产安全。其次，建立健全可靠的通风系统。强化通风的安全管理，保证整个矿井和井下各个工作面上都有足够的风量，有效、稳定和连续不断，保持足够的风速，足以用来稀释工作面的瓦斯和驱散涌出的瓦斯，这是防止瓦斯聚积含量超限，避免瓦斯爆炸事故发生最根本和最有效的措施。因此，要求矿井必须拥有完善的通风系统，按要求为井下提供足够的风量。最后，建立矿井瓦斯监测系统。如果有瓦斯积聚超限的异常状况，应及时采取措施，使之达到安全要求，真正做到及时发现及时改变，杜绝瓦斯事故的发生。

2）建立火源安全管理机制

引爆火源的特征源主要有电气火花、放炮火源、摩擦撞击、吸烟明火等，火源安全管理应包括明火、电火花、放炮火花等的管理。通过对引爆火源的安全管理，可从根本上阻断瓦斯爆炸所必需的温度条件，从而有利于控制瓦斯爆炸事故。

（1）加强矿井用电安全管理。矿工长期在低电压供电线路中所养成的带电接线、搭火、换灯泡等习惯，如果在井下高压电力作业中仍然如此则后果不堪设想。

（2）加强矿井用火安全管理。严禁在井下吸烟和生火取暖。瓦斯泵房及附近20 m以内不许存在明火。在井下不准进行电焊和气焊等焊接作业，如确实需要则必须严格执行报批手续。

（3）加强井下放炮的安全管理。井下作业时要对火药和雷管进行严格管理，实行审批使用程序。

3）矿工不安全行为控制

造成煤矿瓦斯爆炸事故的原因是多方面的，有客观原因，也有主观原因；有直接原因，也有间接原因。依据安全学原理，引发事故的原因不外乎人（人的不安全行为）、物（物的不安全状态）、环（不安全的环境）三大因素，而人为因素往往是引发事故最直接、最常见的原因。矿工可通过安全教育掌握安全检测技术水平和提高安全控制技术，搞好事故预防，起到保护自身和他人安全的作用。

5 结语

煤层的厚度变化、岩浆侵入煤岩层等都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。

［1］车树成，张荣伟.煤矿地质学[M].徐州：中国矿业大学出版社,2006.

［2］薛成.煤炭瓦斯抽采与利用的现状及问题[J].中国煤炭，2009.