煤矿高瓦斯治理及防突措施研究

常静蕊

（平顶山市天安煤业股份有限公司十矿职教中心，河南 平顶山 467000）

近年来，随着国家对煤矿安全生产要求的提高，各矿井都已普遍认识到治理瓦斯及有效防止发生煤矿瓦斯突出事故的重要性，矿井瓦斯管理等级越来越高，特别是一些大型矿井，都在努力践行着低瓦斯矿井按高瓦斯矿井管理要求进行管理，对于高瓦斯矿井参照高标准管理要求进行管理，都在力求管控好煤矿开采全过程瓦斯，把矿井瓦斯事故彻底消除，以更好地确保矿井安全生产。

一、影响煤层瓦斯变化的因素

瓦斯气体为一种无色无味气体，当其浓度达到一定程度后，极易发生燃烧与爆炸。当前就矿井的各类安全生产事故而言，各类瓦斯事故越来越多，有效防范各类瓦斯事故已成为确保安全生产的一项重要任务。而近年来，随着煤矿科技的发展，煤矿开采的机械化水平越来越高，很多矿井都引入了重型机械装备，矿井开采强度、深度不断增大，产生的瓦斯气体越来越多。为进一步确保矿井安全生产，传统的以风定产模式已逐步转变为现代化的以瓦斯抽采量来定产。这就对矿井瓦斯治理及防突工作提出了更高要求。

在矿井开采作业中，随开采深度的加深及煤层厚度的增大，煤层瓦斯含量也会越来越高，巷道掘进作业产生的瓦斯气体也会越来越多，巷道安全掘进难度不断增大，加之煤矿采掘过程中偶遇褶曲结构或断层结构，使得矿井瓦斯事故逐步增多。其中地质构造中的褶曲结构会严重影响矿井瓦斯赋存，在背斜部位、向斜部位及轴部、倾伏段等处都易有大量瓦斯积聚，在采掘煤矿时，这些地段较易发生瓦斯事故。当煤层走向发生变化时，煤层内部结构也会出现变化，顶板与底板易产生一大夹角，这样不但会进一步增大煤体中的瓦斯压力，同时煤体瓦斯含量也会增大。在地质构造中，断层结构也会影响瓦斯积聚，当断层为封闭性断层时，通常会含有大量瓦斯气体，易存在较严重的瓦斯突出安全危害。若断层具有很好的透气性，这样即使严重挤压煤层，也不会造成煤层瓦斯含量增大。此外，当煤层地质状况较复杂时，各种类型断层间的彼此挤压，也有可能破坏煤层结构，加大煤层瓦斯含量。

二、高瓦斯煤层巷道掘进瓦斯治理措施

当前，在治理高瓦斯煤层掘进巷道瓦斯气体时，常用的治理对策主要有下列三种：增大掘进工作面实际供风量；应用边掘边抽方法治理瓦斯；对巷道实施喷涂作业。应用这些治理方法来治理高瓦斯矿井巷道掘进瓦斯，可取得良好的治理效果，但在实际应用中人们发现这些方法也存在不少缺陷：1.对于通过增大掘进工作面供风量来治理巷道瓦斯而言，当前人们应用最多的措施是布设两趟风筒，来使掘进工作面实际供风量增大。采用该方法治理矿井瓦斯时，主要存在下列两种缺陷：布设两趟风筒占用空间较大，易影响掘进头作业空间；风筒布置数量的增加，易造成掘进头实际供风量过大，对工作人员施工作业造成影响；风筒维护作业量增大；在风筒过长的情况下，在巷道外部由于沿途瓦斯的不断释放，易引发矿井瓦斯超限[3]；2.采用边掘边抽方法治理矿井瓦斯。因瓦斯抽采时间的限制而对瓦斯抽采效果造成影响，是该方法主要存在的缺陷；采用巷道喷涂法治理矿井瓦斯。当前化学材料是人们进行巷道喷涂时主要应用的喷涂材料。这些化学材料一方面会污染掘进工作面，另一方面是成本较高，再者进行喷涂封堵操作后的巷道，在使用巷道时巷道表面喷涂层易发生开裂，可能又会使瓦斯涌出。

三、防止瓦斯突出事故发生的措施

在实际开采煤矿时，为更好地保障安全生产，一方面除了应积极采取相关安全技术措施来有效防止，甚至消除瓦斯事故外，另一方还应采取相关措施来防止发生煤矿瓦斯突出事故。基于多年瓦斯治理实践，认为对于煤矿瓦斯突出事故的防范，应重点从区域瓦斯防突方面与局部瓦斯防突方面着手，结合矿井实际情况来制订行之有效的防突对策。

（一）区域瓦斯防突对策

对于区域瓦斯防突工作而言，首先应重视瓦斯防突工作，在进行煤矿开采作业时，应严格落实好瓦斯抽采工作，先抽后采，只有把煤层中所含的瓦斯气体尽可能地抽出，让煤层中赋存的瓦斯量尽量少，才能把生产区域内瓦斯压力逐步释放，最终降低施工作业面瓦斯压力，消除瓦斯安全隐患，更好地保障安全生产，并可充分利用矿井瓦斯，给人们生产生活提供大量清洁能源[4]。其次，要想把区域瓦斯防突工作进一步做好，还应科学、合理地设计抽采瓦斯钻孔，应依据区域瓦斯情况及工作面瓦斯具体赋存量，把钻孔的孔深及位置，角度，孔径等都确定好。应全面彻底地检查煤层情况，把煤层瓦斯赋存量弄清楚后，再具体抽采煤层瓦斯。再者在进行区域瓦斯防突作业时，应重视进行煤层注水，进行煤层注水作业时，注水煤层的实际湿润度应尽量均匀，各注水孔应平行布置，同时应严格控制钻孔孔径，孔径最好应控制在50 mm以上、100 mm以下，钻孔孔深可控制在200 m左右。此外，应依据煤层实际渗水性能，来对注水时间及具体注水量进行科学、合理的确定，不仅应确保煤体湿润度足够，使煤层含水量高于5%，而且也不能造成煤层由于水压过大，而引发断裂现象；

（二）局部瓦斯防突对策

近年来，随着煤矿开采机械化水平的提高，开采强度越来越大，开采地质条件恶化加速，开采作业面瓦斯涌出量逐步增多，为更好地防治矿井瓦斯突出，不仅应做好矿井区域瓦斯防突工作，且应做好局部瓦斯防突工作，应依据局部煤体中实际瓦斯赋存情况，因地制宜采取有针对性的治理措施。具体治理措施主要可分为两种：依据煤层实际情况，应用相关措施来把可能引发煤与瓦斯突出的危险因素消除，如采用放炮振动松爆、注水疏松煤层等措施；通过降低煤层压力，来把煤与瓦斯突出条件消除，如可采用抽采煤层瓦斯，进行超前钻孔等措施，来防治局部瓦斯突出。

四、结语

虽然矿井瓦斯事故具有一定的隐蔽性、突发性，但在实际生产中，矿井瓦斯事故具有可防可治性。通过论述可知煤矿地质构造与瓦斯突出事故关系密切，且瓦斯分布规律清晰可循性。只要长期坚持装备管理并重原则，应用好防突装备，同时应做好职工技能培训工作，让他们彻底熟悉设备性能，并具备高度负责意识，严格执行先抽后采制度，准确预测瓦斯，及时处理瓦斯，这样完全可有效避免瓦斯事故的发生，实现安全开采，让煤矿企业安全效益与经济效益实现双丰收。