煤矿瓦斯治理过程控制理论及应用研究

张仲宝（六枝工矿(集团)恒达勘察设计有限公司　贵州省六盘水市　553400）

煤矿瓦斯治理过程控制理论及应用研究

张仲宝
（六枝工矿(集团)恒达勘察设计有限公司贵州省六盘水市553400）

随着社会经济的进步，我国煤矿业也取到了很大的发展，因此对于煤矿的安全治理也相应的提出了更高的标准和要求。在实际的煤矿经营中，瓦斯事故是比较常见且影响巨大的安全事故，不仅给煤矿企业造成较大的经济损失，同时也危及到矿井员工的生命安全。煤矿对瓦斯治理过程的控制是一项至关重要的内容。基于此，本文结合理论与管理实践，对煤矿瓦斯治理过程控制的相关理论及其应用进行深入地研究，并指出治理控制过程中所存在的问题，最后提出几点针对性的建议。

煤矿瓦斯；治理过程；控制理论

煤炭作为我国社会发展所需的重要能源之一，不仅对工业生产有积极作用，对于社会发展建设也有重要意义。所以煤矿的安全生产工作变得至关重要。瓦斯事故作为煤矿事故中影响巨大的一项事故类型，不仅对煤矿员工的生命安全有极大的威胁，同时对于社会可持续发展也有重要的影响。尤其是近年来，虽然我国加大了对煤矿的治理，但仍然无法避免瓦斯爆炸等事故的发生。随着现阶段煤矿开采规模的不断扩大，瓦斯治理的难度也逐步增加，寻求加强治理的解决对策刻不容缓。

1　煤矿瓦斯治理过程控制相关理论分析

1.1煤矿瓦斯治理过程的内涵

煤矿瓦斯事故主要有瓦斯爆炸、瓦斯突出、瓦斯燃烧以及瓦斯窒息等类型。瓦斯治理过程就是对这些事故进行跟踪控制，防治这些事故发生。

从某一层面而言，瓦斯事故的治理过程是一项比较特殊的过程，不仅接受瓦斯赋存、煤层赋存以及地质构造等资料作为输入内容，同时也需要投入大量的管理人员、技术人员等人力资源以及通风系统、生产系统、监控系统等物理资源[1]。通过瓦斯治理工程施工参数的跟踪控制、瓦斯抽采和排放参数的跟踪控制以及若干过程节点的控制防止瓦斯事故的发生。

1.2煤矿瓦斯治理过程控制的特点

（1）人工辅助的控制方式。当前的瓦斯治理中，自动化程度较低，因此大量的过程参数测量与记录都需要依托人工操作来完成，其中控制方法等应用也需要依靠人工实现[2]。

（2）多种控制方法相结合。在瓦斯治理过程中，其主要的控制方法有施工过程跟踪控制法、瓦斯抽采与排放过程跟踪控制法以及节点控制法。这几种方法的原理、检验参数、制图工具都不同，但是在实际的过程控制中，需要协作完成才能发挥较好的瓦斯治理控制效果。

（3）抽象的控制过程。在瓦斯治理过程控制中，同石油、化工、电子以及机械制造等工程控制研究不存在产品以及物料的出现，而是基于过程特征参数与模型来进行操作。

2　煤矿瓦斯治理过程控制中存在的问题

2.1复杂的地质结构导致万斯治理难度大

在煤矿开采中，通常需要面临复杂的地质结构，因此很大程度上加大了煤矿的开采难度，进而加大了瓦斯事故产生的几率。煤矿开采的深度不断加大，那么面临的地质结构就越复杂，矿井下的瓦斯浓度也随着增加，瓦斯事故更加容易发生。因此，结合地质结构特征来防治瓦斯事故是当前瓦斯治理过程控制的重要内容[3]。

2.2瓦斯压力加大了瓦斯事故发生的可能性

在煤矿开采的过程中，煤矿开采的深度加大会使瓦斯的压力也会随之增大。当前，对瓦斯事故治理采用较多的方法是抽样控制法。但基于此种传统的瓦斯治理控制方法已经无法满足当下煤矿的开采。因此要实现煤矿的安全开采，寻求积极的治理控制措施显得至关重要。

2.3多种因素控制不利导致瓦斯事故增多

根据研究资料表明，导致瓦斯事故发生的原因是多种多样的，因此加强对瓦斯事故风险源的控制是十分必要的。比如，加强对开采技术的控制是防止瓦斯事故增加的重要措施之一。在煤矿开采中，不少企业为了获得更大的经济利润空间，通常采用降低瓦斯控制力度的方法来实现成本的节约与控制，反而导致开采中发生“卡钻”等现象，进而加大了煤矿开采的安全隐患。因此，加大开采技术的控制，也是煤矿瓦斯治理控制过程中的一项重要内容[4]。

3　加强煤矿瓦斯治理过程控制的措施

3.1加强煤矿瓦斯治理过程控制理论知识的应用

理论是指导实践的基础，因此在瓦斯治理过程中加强各种理论知识的灵活应用是十分必要的。在实际的瓦斯治理过程控制中，应积极采用过程系统特征进行各项参数分析，包括煤层赋存、空间位置、地质构造以及瓦斯参数与赋存等情况的描述。尤其是瓦斯抽采浓度、流量、温度以及负压等情况应具体掌握与分析。除此之外，灵活应用治理过程中的跟踪控制理论，对穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯工程施工过程、穿层钻孔抽采煤巷条带瓦斯过程、煤巷掘进过程、顺层钻孔施工过程、顺层钻孔抽采回采区域瓦斯过程以及工作面回采过程进行跟踪控制，确保煤矿生产的安全与稳定。同时，还应注重节点控制理论的应用，节点在瓦斯治理过程系统中为时间点概念，结合治理目标，节点控制主要包含以下几个方面的内容：设计方案、危险预测、质量验收、采掘条件审核以及防治效果的验证等。总而言之，加强专业理论知识的灵活应用是提高瓦斯治理过程控制效率的重要途径[5]。

3.2提高煤矿安全开采的控制力度

①为有效防止瓦斯事故的发生，应加大矿井通风。通风直接影响到瓦斯的浓度，因此建立科学的通风系统，保证矿井的通风效果，对于控制瓦斯事故的发生有积极的作用[6]。②加大安全治理的力度。一方面，要加大员工的安全生产意识。在开采过程中，不仅要掌握瓦斯治理的相关知识，同时还要懂得如何防治瓦斯事故，以此保证开采的安全、顺利。另一方面，加大制度管理。在煤矿生产中使各项工作都有章可循、有法可依，是保障生产工艺正常进行的必要前提，同时也是减少瓦斯事故发生的重要方法。

3.3加强煤矿的基础设施建设

有效控制瓦斯事故的影响范围对于煤矿企业的发展十分必要，降低瓦斯事故影响的程度也是非常关键的。因此，在实际的瓦斯治理过程中，要加强各项基础设施的建设。比如，在通风口设置安全防爆门，并且安装隔爆装置，让每个员工配备相关的自救以及救援器材等，以此保证瓦斯治理过程的万无一失。

4　结束语

在煤矿的安全治理中，高效的瓦斯治理是煤矿安全生产的前提。因此对瓦斯治理过程的控制，不仅需要加强安全意识，而且还要不断地改进煤矿瓦斯治理的控制方法。使煤矿生产处于相对安全与稳定的环境中，降低瓦斯事故发生的几率，保障煤矿健康长远的发展。本文从理论与应用的角度对瓦斯治理进行了深入的分析，对于维护社会的稳定以及促进煤矿企业的和谐发展有非常现实的意义。

[1]邹照胜，李龙飞，程金晓.煤矿瓦斯治理过程控制方法探讨[J].内蒙古煤炭经济，2015（11）：99～100.

[2]高毅.煤矿瓦斯治理过程控制方法研究[J].科技创新导报，2012（32）：59～59..

[3]于志强.浅谈煤矿瓦斯治理过程控制方法[J].技术与市场，2014（09）：307～308.

[4]程远平，王海锋，侯少杰.煤矿瓦斯治理过程控制方法研究[J].中国煤炭，2010（08）：15～19.

[5]田如成，龙傲雪.岩层控制理论在煤矿瓦斯灾害治理中的应用[J].中州煤炭，2010（08）：103～105.

[6]毛振丙.煤矿瓦斯治理中的过程控制策略探索[J].产业与科技论坛，2015（13）：237～238.

TD712

A

1673-0038（2015）51-0196-02

2015-12-4

张仲宝（1976-），男，山东人，助理工程师，本科，从事瓦斯治理工作。