矿井瓦斯治理及防灭火技术研究

蒋浩 张箜箜

摘要：随着目前矿井生产工作的不断发展和进步，在实际的矿井生产中对于矿井开采者的安全性要求越来越高，特别是井下作业的安全性已经成为了当下矿井作业讨论中最为广泛的一个话题。本文围绕矿井瓦斯治理及防灭火技术进行了综合论述，首先对矿井开采工程的井下瓦斯治理工作重要性进行了阐述，然后对近年来井下瓦斯事故发生的主要原因进行了总结和技术分析，最后对整个矿井瓦斯治理工作的优化策略和防灭火技术的实施策略进行了总结。

关键词：矿井;瓦斯治理;防灭火技术;综合探究

引言

在实际的矿井生产中，瓦斯的存在以及一些突发情况的发生都会对矿井作业的安全性产生影响，如果不对瓦斯进行全面处理就会产生极为严重的后果，一些工程事故也会由此产生。因此矿井生产的管理人员应该注意矿井中瓦斯有效质量的控制，并且避免矿井中突发时间引发的严重后果，这样才能够促使矿井生产的安全性要求符合安全生产相关标准，使得矿井开采和生产安全得到良好保障。

一、瓦斯治理工作的重要性

伴随着煤矿生产任务的推进过程中，煤矿层中会存在大量的瓦斯气体，这些瓦斯气体随着占比增大，产生的内部压力也会逐渐增大，出现这种情况会对矿井井下的安全治理产生极大挑战，同时对于瓦斯的治理任务和预防任务会产生十分不利的影响。在一般的生产环节中，因为矿井的地质结构较为复杂，开采的任务不合格、井下管理机制存在问题、生产体系不健全、相关监督人员和管理条例不完善等都会对矿井瓦斯治理和防护任务产生较大冲击，严重时可能会直接造成煤矿停产或者安全生产事故等严重后果发生，为了避免出现这些问题，应该从瓦斯的治理任务角度出发，提出更高的治理标准，同时落实每一项瓦斯治理任务，提高机械设备在瓦斯治理当中的使用率和利用效率，这样才能够促使瓦斯治理任务得到加强。总体来说，矿井瓦斯治理工作关系重大并且迫在眉睫，是非常重要的任务之一。

二、瓦斯事故频发的根本原因

1甲烷爆炸

甲烷在空气中达到一定浓度就会产生爆炸，因此甲烷在空气中的浓度有一个安全数值空间，当安全浓度值小于这个区间时，甲烷处于相对稳定的状态;当浓度大于区间范围值，只要沾上一点火星或者压力过大就会产生爆炸现象，从而产生严重的安全事故，对矿业从业人员的人身安全造成极大影响，引起甲烷爆炸的主要原因是浓度原因，其次是压力因素和引燃时间等因素。

2瓦斯聚集

在煤矿中，甲烷气体具体到一定数量时就会产生瓦斯爆炸这种极为严重的安全事故。在矿井中如果该没有通风装置或者瓦斯排放装置，就会很容易造成瓦斯在某一个区域聚集的现象，长期的聚集会使得这一区域的瓦斯浓度突破临界值，超出临界值的瓦斯就具备极高的危险性，从而在一定程度上提高了瓦斯爆炸事故发生的风险概率[1]。

三、矿井瓦斯治理以及防灭火技术研究

1区域性瓦斯防突

从现有的技术和经验上来说，为了从根源上治理瓦斯浓度过高的现象，应该从相关矿业从业人员的安全认识角度入手，加强这些从业人员对于瓦斯爆炸危险性的认知程度，同时加强他们的瓦斯防范任务重视程度。在实际开展每一个任务之前，首先需要检查下矿工作安排。检查下矿工作安排的主要目的是预防瓦斯带来的一系列安全问题，如果在井下作业过程中发现某一区域瓦斯聚集，就应该及时地进行上报，并做好瓦斯抽出工作，促使瓦斯浓度不至于接触临界值，缓解井下操作人员在施工期间隐藏的瓦斯压力。

对于已经排除的瓦斯进行集中回收并重复利用，可以作为当地人民日常起居所使用的燃气之一，这种瓦斯属于清洁能源，是能够被再利用的，因此对于井下瓦斯的收集工作也是矿井环境保护工作的重点之一[2]。

在一般的瓦斯防护任务中，生产团队最为重要且关键的任务是采取适当的措施来实施每层注水。煤层的注水任务具备较强的应用可行性，首先这种手段能够降低煤层内部的瓦斯浓度，使得瓦斯溶解于水，不至于扩散到空气中导致局部瓦斯聚集，同时这种手段的实施成本较低，使用效果良好，上手难度也较为容易，因此这种瓦斯治理手段是当下矿井瓦斯治理中常用的措施之一。在实施注水任务的过程中需要注意的是，虽然这种手段的操作难度相对较小，但是注水过程中应该保证煤矿中各个层级的湿润度保持一致，要求在钻孔孔深保持在200米左右的范围中，钻孔的孔径也有严格要求。钻孔的孔深和孔径在规定范围內才能够确保煤矿中层级的含水量不会差别过大，维持在5%的差别度，从而确保井下瓦斯治理工作的质量。如果孔径没有达到相关要求或者操作人员在注水的过程中没有控制好注水量，那么就会导致层级的含水量过大，从而导致层级之间的压力过大，这种压力会直接导致煤层出现开裂现象，并且产生坍塌等一系列问题，从而对井下的开采工作造成困难，并且也会产生安全威胁。操作人员在实际的煤层注水期间应该时刻监测煤层的渗水情况，并确保用最为科学合理的方式来控制注水量。

2做好矿井的通风管理

矿井内部需要创立起完善的通风系统，同时应该保证通风系统的可靠性能，这样才能够保证矿井内部采区范围内的采掘工作能够得到风力供给，使得矿区生产满足安全生产的需求。从最大限度上减少事故的发生概率，要想确保井下整体的通风效果，使得通风效果的科学合理性得到增强，就应该从通风系统的优化设计方向入手，使得通风系统得到优化改造，从设备、人员调配、风力供给等全方位进行统筹，从而设计出改造方案，并且设计方案应该体现不同矿井的不同现实情况，然后采取必要的安全措施，充分考虑到井下因素和人员因素等多方面因素，让通风系统的改造工作能够顺利进行。

通过矿井通风网络的等效简化工作，能够不断地优化矿井内部传感器的调控设施布置方案，无论是井下通风设备的气压、风速、温度、除尘效果、除甲烷效果等，都应该配备相应的传感器，使得井下的空气质量整体达到最佳，同时还应该布施风门、风窗等常见的通风设施，这些设施能够提高矿井的通风质量，实现风道、风阻的传感调控，并让自然风压和热力风压的管理得到加强，传感器能够感知当前矿井的通风状态和井下的空气质量状态，从而能够随时随地的为井下作业人员提供安全可靠的通风支持，从而降低由通风系统安全性不良而导致的一些负面问题[3]。

通过对矿井内部环境参数的预知，能够充分了解到环境发展状态以及环境中涉及到的指标参数，实现对通风网络的智能调控，提高井下环境的整体质量，提高智能通风系统在矿井中的应用质量，根据目前的矿井通风状态来看，从其效果进行分析，需要考虑到在使用时如何提高矿井整体属性的稳定性，同时利用智能通风系统的智能调度来调节软件，从而计算出矿井的通风系统状态和使用情况，无论是智能通风系统的调节设备还是智能动力设备都应该保证在全局最优状态，然后发布调控指令，实现矿井通风系统的远程调控。

3严格控制井内火源

造成瓦斯气体爆炸的最直接原因就是井内明火产生，瓦斯浓度到达临界值以上，遇到很小的火源就会产生剧烈爆炸，因此点火源是导致井下瓦斯爆炸的重要原因之一。因此应该注意煤矿井下的火源监控工作。

首先要防止电气设备爆炸，矿井内部在实际开采的过程中会应用到大量的机械设备和电气设备，这些设备的开采设置应该首先明确防止电火花出现，经过电气设备的严格监控，能够防止电气设备在开关和使用的过程中出现电火花，从减少瓦斯爆炸发生的概率。对于电气和机械设备的监控工作应该从漏电维修、效能测试、接地保护等方面入手。

其次应该严格监控放炮布置，炮采是当下井下煤矿开采的主要手段之一，并且也是煤炭开发项目中的关键步骤，实际的炮采工艺实施存在很多的技术问题，应该对这些技术问题进行严格控制，使得井下放炮工序严格依据相关安全准则进行，这也是防止瓦斯非正常浓度聚集和爆炸的防治措施之一，在放炮前应该安排好相关的检查任务，并且使得放炮工序能够符合相关规定，这样才能够使得井下开采工作达到安全生产标准，减少安全隐患产生。

最后应该加强矿采工序流程以及相关安全知识的安全培训工作，安全教育在任何工程中都必不可少，增加安全培训能够提高相关操作人员和管理人員的职责认识和安全意识，从而使得安全生产标准得到更好落实。在平时的安全培训中应该尽量加入一些实操训练，这样才能够使得安全生产内容更直观地被相关操作人员和管理人员接受，同时也能够使得安全培训的效果更加良好[4]。

建立安全监督体系也是瓦斯治理及防灭火技术的关键点之一，只有使得安全监督体系完善并且能够将责任落实到个人，才能够确保安全生产得到全面落实，首先应该加强矿井信息化管理的水平，将最新的监控设备应用于井下生产中，同时对采集到的数据资料进行收集、统计、整合、储备，这样才能够为之后的矿井瓦斯防治工作和安全事故预案提供可靠依据，从而推动整个矿井安全生产任务实施。

四、结束语

综上所述，在新时期的矿井瓦斯治理工作以及防灭火技术的实施中，应该注重人员的安全意识提升和相关技能提升，这样做的目的是确保矿产资源的有效开发，同时也是保障相关从业人员个人安全的基础。

参考文献：

[1]霍艳昭.高瓦斯矿井瓦斯治理措施研究[J].石化技术，2020，27（01）：218+220.

[2]李奇，高中宁，张怡，杜宏罡.高产高效矿井瓦斯综合治理技术研究[J].中国煤炭地质，2019，31（10）：45-48.

[3]王卫鹏.浅析如何提高矿井瓦斯治理水平[J].内蒙古煤炭经济，2020（02）：147.

[4]徐伟.矿井瓦斯治理工艺措施研究[J].山西冶金，2020（03）：190-192.