矿井开采过程中井下有害气体治理分析

周 凯

（永贵能源开发有限责任公司轿子山分公司，贵州 安顺 561000）

矿井开采地区因环境地质的原因产生大量有害气体，而现有的技术表明了，有害气体出现在矿井开采工作中是不可避免的[1]。因此，为了通过各种手段处理井下有害气体，确保有害气体浓度低于安全标准，防止安全生产事件的发生，成为采矿工作中的重点关注问题。

1 有害气体均压治理现状

第一，当前技术与历史环境下，对于矿井开采的难度越来越大， 因此，随着许多矿井开采施工，各层的深度都在增大。这种现象不仅提高了开采的难度，而且对技术的要求也在提高，与气体浓度相比，矿产资源的深挖、气体浓度和压力等因素也大幅上升[2]。在当前的矿井钻井工作开展中，井下有害气体限制已经远远地超出技术允许的范围，所以在开采过程中井下有害气体安全事故频频发生，这在很大程度上严重影响到了我国矿产资源的开采工作的进行。

第二，有害气体排放设备相对来说较为落后，并且矿井的通风系统缺乏一定的科学性。虽然我国矿井开采技术得到很大的进步与发展，不过依然存在许多矿产资源开采企业因存在侥幸的心理，为了节省资金没有增加更多新的开采设备。特别是矿层加深后，对于逐渐增加的有害气体浓度应该给予多的重视，如果不引进先进的设备，就会在很大程度上影响到矿井开采过程中的安全性[3]。

最后，我国采矿的管理方式不完善。矿层越深，越需要增加更多的开采者，没有深入开采经验的人大量涌入，因此这方面需要比较科学的管理。我国现在的一些民营矿井开采企业，由于自身实力不足，中级管理者的数量和质量不足，开采管理存在比较严重的监督管理不足。这些新进入矿井内部的职员已经进行了短暂的学习，但由于自身实力不足，开采的施工要领学习不够充分，违规操作和错误开采方式被大量利用，引起了很多安全风险。

2 矿井回采工作面有害气体治理的技术措施

2.1 改善通风系统

分析了有害气体对矿产资源开采的危险性后，发现降低矿山的气体浓度可以很好地抑制气体对矿山的影响。因此，在矿井进行相应设备安装是解决当前气体问题的重要手段。一般来说，通风系统的改善主要包括以下两个方面：第一，提高通风系统设计的科学性，现在的通风系统设计时间比较快，都是以比较浅的广东为基础设计的通风系统，随着现在矿床的深度开采，这种通风系统因此，我国根据这个问题设计了多种通风系统设计。现在，在使用反馈效果的情况下，u 型通风系统不仅可以应对复杂的广东地区通风，而且使用方便，维护也容易，因此可以确保通风系统的长时间稳定性。其次，气体在矿产资源采集过程中矿层中有非常丰富的气体，在开采该地区时气体浓度过度上升，因此仅凭通风系统很可能难以满足这种低气体浓度条件。针对这种情况，企业必须仔细调查井下的有害气体含量，当出现产生有害气体的矿层时，使用现在的工作性能更好的有害气体抽放器。

2.2 以设计角度入手治理

第一，在矿井的实际设计过程中，通风系统的设计必须保证稳定有效的通风，以使工作面和矿井内部存在的气体有效减少。可以满足相关规定的标准。同时，有些矿山布置中存在的井下气体，必须及时清理以消除井下的风险。另外，在井下及主要流入和通风巷道部分的设计过程中，在气体增加的情况下，必须确保一定的余量，根据实际需要合理调整气流，确保通风设施的完整性，避免空气泄漏状况的存在，有效地实现气体的管理其次，对于矿山内部的主要机械设备和一些气体容易蓄积的位置，必须设置气体警报器等相关监视设备，装备集中的安全监视系统，自动监视各位置的风水灾害使用情况。另外，在矿山内配置便携式气体探测器，专家进行巡回检查，有效保障安全生产，有效管理气体。

2.3 以管理角度入手治理

在现在的矿井下有害气体管理领域，不仅从矿山设计方面，从矿山管理方面也开始有害气体管理，确保有害气体管理是理想的效果。第一，在矿井管理过程中，要加强通风系统管理，进一步健全通风系统管理机构，负责通风设计和气体管理，建立专用的通风管理和气体管理团队。通风系统的日常管理和维护，矿山系统的各工作面需要专用的气体检查员，每天需要巡回检查，为了确保气体通风的安全性，成为了理想的状态。其次，要重点控制工作方面的第一批、断层和末日、矿井掘进等方面的工作，其中的重点部分要制定专业目的管理战略，得到更好的管理，为有害气体管理提供更好的依据。必须再次加强重点地区的管理。由于气体排放具有不确定性的特征，因此实际管理也需要灵活应对。要通过气体变化的动态掌握来做更好的处理。只有这样，才能得到井下有害气体管理的真正理想效果，确保矿山安全，实现安全生产。

3 矿井回采工作面有害气体治理方案

3.1 抽采方案的进一步设计完善

第一，长钻孔提取方案主要是在矿井开采工作面的开采矿井中，从上到下沿着钻孔，对开采地区进行分段钻孔作业。另外，每个钻头与相邻的钻头平行，两个钻头之间的距离从2m 到3m，有可能贯穿整个开采领域。另外，矿井开采工作面的形式多样，在实际矿井开采工作面的井下气体管理过程中，钻井配置可以根据实际环境合理调整。在这个过程中，无论如何调整钻头的分布位置，都要注意采矿巷道上下两个钻头底部之间的交叉长度在10m 以内。

其次，浅孔提取方案主要是在矿井开采工作面的节眼内设置钻头，在各节设置钻头，根据工作面的位置排列成三眼形状。这样就可以把钻头的位置设定在矿井开采工作面矿层的中间位置。此时，相邻的两个钻头高度为0.5m 0.1m 左右，相邻的两个钻头分别有1.4m 0.2m 左右的倾向。每个矿井开采施工面必须设置两个钻头，根据工作面的位置排列成三眼形。这时，相邻的两个钻头的高度确保在0.5m 0.1m 左右，相邻的每个钻头的孔距离有0.7m 0.1m 左右的倾向。

第三，在高裂缝排水采空区有害气体方案、矿井开采工作面有害气体管理过程中，必须加强高裂缝地区抽放区有害气体的控制能力，使最终管理效果能够满足工作要求。矿井施工过程中抽采区有害气体管理技术的大量实际调查研究表明，矿井开采工作面矿井上方的位置是可以挖掘的。这样可以确保井下施工上板位置的气体有效排水。另一方面，如果顶板位置的龟裂方向沿着钻孔位置延伸到道路的上方，则可以从切断位置向外部以40m 的间隔设置一组气体排水钻孔装置。在这个过程中，钻头的宽度在切断下47m 以内，宽度在广东顶板位置上升了35m 左右。

最后，增加工作面的风量。优化采矿工作面通风系统，适当调节矿井内其他龙风场所的实际气流，减少其他低有害气体供应气流，重点保障井下开采工作面的供应气流。提高通风设施维修质量，降低漏气率，提高有效气流率，增加工作面气流，工作面气流总是在1000 平方米/min 以上。

3.2 优化回采工作面有害气体抽放设计方案

首先，矿层开采中含有的气体的预提取与其他地区的浓度不同，需要气体提取的地区大多在工作面进行，工作面的工作时间长，因此该地区的气体提取需要更细致。为了满足这些要求，企业对这项工作需要更大的监督管理力，开采前进行的钻孔压差必须严格控制在10m～ 15m 之间，以确保这项工作的正确性。

第二是钻井与采矿工作面相邻层卸压有害气体、矿井采集工作时，工作环境非常复杂，各车间之间的分界线方式不太严格。 因此，在进行挖掘作业时，为了保障该作业的安全，必须防止因挖掘作业不完备，周围的气体流入工作面的工作面，气体浓度急剧上升。

4 矿井回采面有害气体事故突发事件的防范对策

第一，井下有害气体区域预防和控制、区域气体爆炸防治对策的主要依据是根据矿山开采中有害气体浓度的特点，实施预防和控制。矿山开采必然会产生大量的气体，但在地区防爆战略的实用化中，及时提取矿山中存在的气体，有效控制作业场所内的气体浓度，将其浓度控制在较低水平是很重要的。通过有效减少工作场所内的气体压力和施工面的气体压力，有效降低气体突发事件发生的可能性，确保安全性，在这些提取的气体处理后可持续利用，提高矿山的生产率，此外，为了更理想地预防井下气体爆炸。

随着矿井施工区域内有害气体爆炸预防战略、现代矿山作业中机械化技术及电子技术的应用，矿山开采作业中的各种机械也被广泛应用，矿山作业的机械化水平也提高了，但矿产资源日益紧张，矿产资源开发的难度和强度也增加了，矿山作业的效率和安全要求也为了更好地解决现在的井下气体爆炸问题，相关工作人员有效地进行地区气体爆炸预防，有效地进行气体局部爆炸预防工作是防止气体爆炸的理想选择效果。在这方面，有必要考虑两点。首先，有效消除可能引起井下气体突发事故的相关危险因素，选择炮弹振动，注入矿层放松等相关措施。 这样可以降井下气体浓度，有效避免井内出现突发事件，保障矿山的安全。其次，通过降低矿层压力，消除有害气体突出条件，可供选择的防突主要是采集矿层气，采取高级钻等相关措施。 在此基础上，有效预防井下局部有害气体爆炸。

三是开发预测预报技术。我国公布的有关规定中有属于气体爆炸矿山的突出矿山。 在预测明显危险的矿山开采矿层方面，也同样分为危险的矿山。 我国矿井矿层基础事故预防的大部分是从地质勘探开始部署的，以周围矿山和环境相似的矿山为基准，分别统计、分类和详细分析了有危险性的信息，得到了有关该矿山危险性的信息。

最后，严格控制矿井内火源，在井下有害气体突发事件的发生中，除了气体浓度外，更重要的影响因素是火源，因此有必要严格控制矿井内点的火源。第一，注意防止电气设备爆炸，防止相关开采设备产生火花，在严格管理电气设备的基础上，可以有效降低气体爆炸的可能性。其次，必须严格控制火炮的过程。为了按照相关的火炮程序操作，避免气体异常引起的气体安全事故，必须在火炮前严格检查，最大限度地降低安全风险。能更好地保障矿山作业的安全。

5 结束语

我国现在的能源结构决定了对矿井开采的依赖，只有保证矿井开采作业的安全性才能促进我国向更安全的方向发展。井下采矿工作面有害气体管理需要根据情况进行合理分析。只有这样才能提高气体的管理效率，满足采矿工作面的正常工作需要，使采矿工作顺利进行，从而保证我国的能源安全，进一步保障社会经济的安全平稳发展。