煤矿瓦斯治理的特点与研究

曹开节（淮北矿业集团 芦岭煤矿 瓦斯办，安徽 淮北 235000）

煤矿瓦斯治理的特点与研究

曹开节（淮北矿业集团 芦岭煤矿 瓦斯办，安徽 淮北 235000）

瓦斯治理对于煤矿企业来说是保证安全生产的重中之重。本文首先探讨了煤矿瓦斯治理的特点，然后研究了突出矿井瓦斯治理的发展过程，最后根据瓦斯来源的不同，对瓦斯抽采的技术做出了对比分析。

煤矿；瓦斯；安全

0 引言

矿井瓦斯灾害是煤矿行业五大安全自然灾害中最重要的，一直制约着我国各个煤矿生产效率的不断提高，一直以来严重威胁着煤矿的日常生活生产和井下每一位工人的生命安全。我国已经成为世界上煤与瓦斯突出灾害最严重的国家，煤与瓦斯突出灾害的发生次数和突出强度为世界之最，煤矿安全形势十分严峻。

1 瓦斯治理的特点

根据近年来煤矿瓦斯治理的相关数据分析可以看出，我国煤矿瓦斯治理具有以下特点：(1)煤矿瓦斯事故虽然在逐年减少，但是重特大瓦斯事故仍然没有得到有效的遏制；(2)煤与瓦斯突出事故排在年煤矿瓦斯重特大事故的首位，煤与瓦斯突出事故呈严重趋势；(3)近年来我国煤矿瓦斯抽采量增长较快，但是瓦斯抽采和利用率增长较为缓慢，需要进一步加强煤矿瓦斯的减排和利用，以减少瓦斯排放对环境的污染，缓解我国天然气供给压力。

由上述分析可知，近些年来我国煤矿瓦斯治理形势有所好转，但相比其它国家，我国煤矿瓦斯事故尤其是重大突出事故的发生频率较高，瓦斯利用率较低，对环境影响较大，易造成不良的社会影响。因此，必须进一步提高我国突出矿井瓦斯治理水平，加强突出矿井瓦斯治理的相关研究工作。

2 突出矿井瓦斯治理的发展过程

随着科技的快速发展，突出矿井瓦斯治理的理念、突出预测、防突技术及装备等都有了较大发展。 突出矿井瓦斯治理理念先后经历了四个阶段，依次为“局部防突措施为主”、“先抽后采”、“抽采达标”和“区域防突措施先行”。

50 年代～80 年代，研究的重点是探索煤与瓦斯突出规律，引进并吸收国外的煤与瓦斯突出防治技术与经验。到了 80 年代～90 年代末，研究的重点是煤与瓦斯突出危险性预测方法和预测指标。

2002 年 8 月 30 日，提出了“先抽后采，监测监控，以风定产”的十二字方针。2005年 3 月提出了区域性治理与局部治理并重，实施“可保尽保，应抽尽抽”的瓦斯治理方针。

2008 年 7 月 8 日，提出了 “通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”和 “强化多措并举、应抽尽抽、可保尽保、抽采平衡的技术措施，确保抽采达标” 的瓦斯治理理念。

2009 年颁布了《防治煤与瓦斯突出规定》，在规定中明确提出：煤与瓦斯突出防治工作坚持“区域防突措施先行、局部防突措施补充”的原则，未采取区域综合防突措施并未达到指标要求的区域严禁进行采掘活动。

3 抽采瓦斯技术

按照瓦斯的来源不同，抽采瓦斯主要包括以下几类技术：

1）抽采正在开采的煤层的瓦斯 开采煤层的瓦斯抽采，就是在煤层开采之前，煤层采掘的同时，用钻孔或巷道的方法对该煤层的瓦斯进行抽采。这种方法主要有卸压抽采和未卸压抽采两种形式。未卸压抽采顾名思义就是在工作面回采前的抽采，而受到采掘工程影响范围内的抽采，叫做卸压抽采。本煤层的透气性系数是决定本煤层抽采效果的关键性因素。对于煤层透气性系数小的工作面，未卸压抽采的效果差，实际意义不大。在这类煤层内需要打钻孔抽放时，即使抽采之初的抽出量较大，但是衰减很快，在很短时间内就能减少，从而失去了抽采的意义。所以这类煤层必须要在卸压的情况下，采用专门的技术措施使煤层的透气性系数增大才能抽出瓦斯，目前主要有深孔爆破、煤层注水、交叉钻孔、水力压裂、水力割缝、酸液处理等等。

2）邻近层的瓦斯抽放。邻近层的瓦斯抽放是指：在相对于本煤层的有瓦斯赋存的邻近层内，预先掘进抽采瓦斯的巷道，或预先从本煤层或围岩大巷内对邻近层进行打钻，将邻近层内赋存的瓦斯进行抽出。前一种方法称为巷道法，后一种方法称为钻孔法。 国内外广泛采用的方法是钻孔法，就是在开采煤层的进、回风巷道或围岩大巷内，向邻近层打钻孔进行瓦斯抽采。如果当采煤工作面接近瓦斯钻孔时，岩体会因为卸压而变的膨胀变形，使得透气性系数会增大，这样钻孔瓦斯的涌出量会有所增加，这样抽采效果会有所提高。而钻孔的瓦斯抽采量会随着工作面的推进变得逐渐增大，达到最大值后，能以稳定的瓦斯抽采量维持一段时间。由于采空区逐渐压实，透气性系数逐渐恢复，抽出量也将随之减少，直到抽出量减少到失去抽放意义，便可停止抽放。

3）采空区抽放。在与工作面相邻的采空区内，通常会聚集着大量瓦斯，往往是因为被漏风而带入工作面，这样非常容易造成上隅角瓦斯积聚，会造成工作面瓦斯超限而影响生产，而对采空区的瓦斯进行抽采，可以解决该处瓦斯涌出所带来的一系列问题。采空区瓦斯抽采方式主要有全封闭式抽采和半封闭式抽采两种。 因此要求在对采空区进行瓦斯抽采前要对密闭墙进行加固，这样可以减少漏风，还可以在老空区的密闭墙外再增加另外一道密闭墙，在两密闭墙之间用沙土填充满，再进行抽放；半封闭式抽放指的是针现采空区进行瓦斯抽采，主要步骤是在采空区的上部开掘一条瓦斯排放巷，然后在封闭采空区入口的同时，在瓦斯巷中向采空区打钻孔，就可以对邻近层涌入下部各区段采空区中的瓦斯进行抽采。 将采空区的瓦斯抽出，主要效果是：可直接减少工作面的瓦斯浓度，使工作面得以安全和顺利回采。

4 结语

我国煤矿开采地质条件复杂，矿井瓦斯事故在煤矿各类事故中占有很大的比例，因此在煤矿生产过程中要加强管理，提高认识，管理好通风装备设施、抽采设备设施，瓦斯采取连续不断的监测。只有把安全放在首位，健全各项规章制度，合理加大安全投入，瓦斯爆炸事故将会大幅度地减少，才能给煤矿生产创造良好安全的环境，才能将瓦斯变废为宝加以利用。

[1]国家煤矿安全监察局.防治煤与瓦斯突出规定[M].北京：煤炭工业出版社，2009.

[2]于不凡.煤矿瓦斯灾害防治及利用手册[M].煤炭工业出版社，2005.

[3]王凯，俞启香.煤与瓦斯突出的非线性特征及预测模型[M].徐州：中国矿业大学出版社，2005.

[4]张铁岗.矿井瓦斯综合治理技术[M].北京：煤炭工业出版社，2001.