矿井瓦斯技术管理体系建设及应用

史庆斌

摘要：矿井瓦斯事故不断发生，威胁人们的生命安全，造成巨大的人员伤亡和财产损失。加大资金的投入，提高矿井瓦斯的治理水平，减少矿井瓦斯事故的发生，保障人们的生命和财产安全。提高矿井采掘的机械化水平，提高资源的利用率。

关键词：矿井瓦斯技术；管理体系；建设及应用

一、矿井瓦斯研究中目前存在的主要问题

理论与实践都己经证明，生产矿井中的瓦斯隐患和瓦斯事故，幾乎无一例外的都与生产矿井中的瓦斯管理工作疏忽或失误有关，因此，从某种意义上讲，搞好了生产矿井中的瓦斯管理工作，就能够有效的防止和杜绝矿井瓦斯隐患与瓦斯事故的发生。

国内外在对矿井瓦斯治理研究中的整体水平与其它行业（如石化_坦业）的技术水平相比还相对落后，尤其在对煤层瓦斯迁移及涌出规律的研究上，理论与实践的结合还有差距；煤岩瓦斯突出的成因和规律还不完全清楚；矿井瓦斯预测预报的精度也还有待进一步提高；在先进的矿井瓦斯管理理念及人的不安全行为控制等方面，有关的理论和技术研究比较少，还相对滞后。

二、瓦斯超限报警原因分析

经长期观测研究，能够引发矿井瓦斯超限报警的原因主要有如下的六种情况：

（一）矿井地质构造变化与瓦斯赋存量大小影响

煤岩地质条件变化以及煤系地层中瓦斯固有赋存规律的变化，是引发生产过程中瓦斯超限报警的关键因素。

（二）矿井动力现象的引发

在矿并生产过程中，主要有如下的三种情况能够诱发矿井瓦斯动力现象的发生：一是工作面初次来压或周期来压期间，工作面密集后直接顶和老顶顶板的大面积垮落，对工作面采空区内部以游离状态形式存在的瓦斯形成了重点冲击，并因此造成采空区瓦斯在短时间内大量涌入工作面回风流中：二是巷道受冲击地压或采动影响的过程中，突然发生冒顶、片帮，造成井巷通风断面急剧缩小，使工作面风量迅速减少；三是工作面遇地质构造带、瓦斯异常带、揭露煤层时，由于地应力和瓦斯原始应力的突然变化，导致瓦斯大量释放。这三种情况均能引起采掘工作面瓦斯超限报警情况。

（三）放炮制度执行不到位

在同一工作面，瓦斯赋存及涌出规律具有相对稳定性，但不是一成不变，只有严格执行放炮管理制度和“一炮三检”制度，不断强化对现场瓦斯、地质情况的观测，掌握好放炮个数与间隔时间，方可有效地减少矿井内部的瓦斯超限报警次数。

（四）工作面实行不适当的串联通风

在某些情况下，掘进工作面需要将其回风经常的引入到回采工作面中去。在这样的情况下，一方面由于工作面实行串联通风，瓦斯报警浓度降为0.5%，不易引起有关人员的注意和重视，往往现场发生瓦斯报警而不觉察；另一方面回采工作面由于引入了乏风，被串工作面瓦斯浓度均较正常情况下明显升高，故易发生瓦斯报警。

（五）瓦斯传感器显示数据不准

在井下实际使用过程中，瓦斯传感器每1.0%允许超差为0.1%。但现场却往往操作不当、调校不准、标校气体混入其他气体等原因，瓦斯传感器可能发生较大超差，并超过了允许范围。

（六）管理人员不到位以及人员素质差

作业人员图省劲、怕麻烦，违章作业，造成工作面风流短路或紊乱，往往易引起瓦斯积聚与超限等。

三、矿井瓦斯技术管理体系构建

建立矿井瓦斯的智能预警平台，主要运用GIS系统综合分析矿产瓦斯的地质状况，对瓦斯地质的相关数据进行整理，建立完善的空间数据库，瓦斯地质图更新的时候，能够进行及时的管理，综合分析矿井瓦斯的地质构造情况，运用相关的技术，建立矿井瓦斯的智能预警平台，当矿井瓦斯的地质发生变化时，矿井瓦斯的智能预警平台能够及时的报警，拓宽了矿井瓦斯信息的获取渠道，能够及时的获取信息，解决问题，加强对矿机瓦斯的治理工作，能够完善矿井瓦斯防突工作的相关措施，预防矿井瓦斯事故的发生。

四、技术管理体系工程实践

智能矿井瓦斯预警平台是基于GIS，利用传感器技术将矿井节点瓦斯浓度、矿井温度和湿度、矿井氧气含量、通风等相关指标参数进行监控，并进行数据传输与信息处理的综合的可视化平台。将上述参数通过计算机进行数据分析，得出矿井瓦斯事故发生系数，进行判断矿井生产的安全性和可靠性。

平台设计特点

（1）编辑解析能力强大。根据矿井内巷道的分布及矿井内各参数的情况，如瓦斯浓度、矿井温湿度、风速等数据录入系统中，构建数据网络，建立矿井巷道元素相关数据库。

（2）存储数据量大。基于平台本身的数据库系统，可实时有序地调用和录入获取的矿井巷道数据信息，并可通过与以往数据的对比分析，及时给用户提供可行性方案计划。

（3）智能参数控制。在整个平台中，可实现对多个参数的同时监控和数据采集、数据处理，也可将同一参数运用到不同的工程中。

（4）快捷查询统计。对巷道所属节点的数据可实现快速阅读与查阅，也可对以往数据进行阅读和查阅。

（5）高精度定位。运用地理信息开发系统、传感器技术和数据库技术，可实现对制定节点的快速查询和浏览，紧急情况下，可实现选择最近的到达路线。

（6）严格权限管理。平台对用户的使用权限进行严格的控制，该功能可根据实际需要合理配置。

总之，对于矿井瓦斯的技术管理工作是一项循序渐进的工作，一方面需要相关部门制定切合实际的规章制度，另一方面需要管理部门、开采公司和检测部门、生产部门通力合作，有效地采取措施预防事故的发生。平台的开发与应用，能以最快的速度，最合理的方式提醒管理者，采取妥善措施，及时预防。当然，这只是瓦斯治理的一个方面，根本的还是采取防突、抽采、通风、监测等综合措施，建立责任体系，加强现场管理，预防瓦斯事故。

参考文献：

[1]王钦恒.矿井瓦斯技术管理体系建设及应用[D].山东科技大学，2005.

[2]余岚.大水头煤矿瓦斯事故风险管理的研究及应用[D].西安科技大学，2007.

[3]张莉.基于云计算的矿井瓦斯监测预警系统设计研究[D].西安科技大学，2015.