煤矿采空区瓦斯治理技术研究

煤矿采空区瓦斯治理技术研究

高志新

新疆天地华泰采矿工程技术有限公司新疆831200

摘要：煤炭开采的地区因为环境的原因，会出现大量的瓦斯，长期的采集经验表明，瓦斯在煤炭开采中的出现是不可避免的，为此，利用各种手段对瓦斯进行处理，杜绝因为其浓度到达一定的程度所造成不利的影响，成为了当前煤炭开采作业的重要问题。

关键词：煤矿；采空区；瓦斯治理；技术

1瓦斯爆炸的危害

1.1瓦斯爆炸会形成高温环境

瓦斯爆炸事故发生时会释放出巨大的热量，发生爆炸时的温度最高可达2000多摄氏度，如此高的温度会对人员的生命健康安全造成极大的威胁，造成人员伤亡，也会引发火灾，烧毁设备、设施，对巷道产生破坏。

1.2瓦斯爆炸会产生高压

瓦斯爆炸时释放出的热量会使井下温度迅速升高，引起爆炸源附近空气的体积在极短的时间内膨胀，压力迅速增大，从而产生能量很大的气体冲击波。冲击波在巷道内迅速传播对井下的设备设施造成破坏，对人员的生命健康产生威胁。

1.3瓦斯爆炸会在井下产生有害气体

瓦斯爆炸的本质是剧烈的燃烧反应，因此在这一过程中会消耗氧气，同时产生大量的一氧化碳和二氧化碳气体。而在井下发生瓦斯爆炸往往会有煤尘参与，使爆炸的威力更大，产生更多的一氧化碳气体。根据以往的统计数据，瓦斯爆炸事故中很大一部分人员的死亡均是由一氧化碳中毒、窒息造成的。

2瓦斯综合治理存在的问题

2.1不重视安全管理工作

煤矿企业负责人一方面一味追求经济利益，忽视了安全管理工作，导致日常瓦斯管理工作得不到重视，因此瓦斯爆炸事故时有发生；另一方面安全投入力度小，没有广泛推广新技术。在综合治理瓦斯时，安全投入起着至关重要的作用。通过加大安全投入力度、引进先进技术，降低了瓦斯事故的发生几率。

2.2开采、掘进与抽瓦斯不协调

要想降低瓦斯爆炸事故的发生概率，那么做好瓦斯抽放工作非常必要。从相关调查数据了解到，很多矿区的瓦斯抽放时间较短，这就导致开采、掘进与抽放瓦斯不协调，由于没有留出足够多抽放瓦斯的时间，增加了瓦斯爆炸事故发生的概率。从2006年全国煤矿的调查数据中了解到，中国煤矿的抽放率达不到20%，尽管有些国有企业的煤矿已建立了抽放系统，但抽放率不达30%。

2.3瓦斯的利用率不高

对于瓦斯的开发利用来讲，当前依然是处于初级阶段，而且使用的还是传统方法，而瓦斯抽放利用率只有20%左右，所以，就应该加大利用瓦斯的资金投入，以及制定和落实技术攻关计划，不断探索创新瓦斯抽放与利用的新思路。

3采煤工作面瓦斯治理的技术措施

3.1改善通风系统

通过对瓦斯在煤炭开采中的危害性进行分析可以发现，降低瓦斯在矿井中的浓度将能够很好地抑制瓦斯对于采矿的影响，为此，改善矿井通风系统，是当前解决瓦斯问题的重要手段，通常来说，通风系统的改善主要包括如下两个方面，第一，增加通风系统设计的科学性，现在的通风系统的设计时间较早，都是在曾经较为浅的矿洞的基础上进行设计的通风系统，随着当前矿层的深入开采，这一通风系统的工作性能已经满足不了煤炭开采环境的要求，尤其是一些环境较为复杂的矿井内部，这些传统的通风系统根本不能够将新鲜的空气传递到这些区域，使得这一区域范围内的瓦斯浓度持续升高。为此，我国根据这一问题已经设计了多种通风系统的设计方案，就目前的使用反馈效果来说，U型通风系统在使用上不但能够应付复杂矿井区域内的通风情况，并且该系统在使用和维护方面非常便捷，保证了通风系统在长时间工作中的稳定性。第二，瓦斯在煤矿采集过程中很可能会因为煤岩层中有着非常多的瓦斯，使得开采这一区域时瓦斯浓度的上升速度过快，仅仅使用通风系统难以满足作业环境，针对这一状况，企业应该仔细的对煤层的含瓦斯量进行准确的勘测，在出现较高的瓦斯的煤岩层时，使用现在工作性能更好的瓦斯抽采设备，并在工作之前对实地情况进行仔细的检查和计算，保证抽取的力度能够满足这一区域的工作要求。

3.2优化采煤工作面瓦斯抽放设计方案

3.2.1顺层钻孔预抽本煤层瓦斯

在采煤工作面开采前，在工作面上下顺槽布置顺层钻孔，提前预抽本煤层中的瓦斯，做到应抽尽抽，为工作面回采做好充足准备工作，防止采煤过程中瓦斯超限，同时加强抽采管路的管理，提高预抽孔的抽采效率。

3.2.2穿层钻孔预抽采煤工作面邻近层卸压瓦斯

煤矿开采工作环境非常的复杂，各个工作区域之间的分界方式并不是非常的严格，为此在进行钻孔工作时，为了保证这一工作的安全，防止因为钻孔作业的不科学使得周围的瓦斯全部涌入到工作区域的工作面，出现瓦斯浓度突然升高的现象，就需要在工作面布置钻孔对周围邻近的瓦斯进行预抽，并且保证预抽钻孔均匀布置。

3.2.3高位钻孔预抽裂隙带瓦斯

采煤工作面上隅角瓦斯制约着煤矿的安全生产，根据煤矿自身条件摸索三带垮落步距，将高位钻孔布置在裂隙带中，根据煤层顶板情况，在钻孔中全程下套管，防止钻孔塌孔，降低抽采效率，高位孔预抽采空区瓦斯有效的解决隅角瓦斯积聚的现象，也为煤矿安全生产提供保障。

3.3完善矿井瓦斯抽放和监控体系

煤矿瓦斯治理是一项系统和长远的工程，它的治理涉及很多方面，例如设备、技术、通风等环节，所以治理煤矿瓦斯事件应该从最基本的环节人手，要淘汰落后的生产方式，合理设计煤矿的开采、掘进、通风的各个环节，力求创建一个安全、合理、高效的开采方式，严格按照《煤矿安全规程》的要求，做好煤矿开采监控措施。

3.4瓦斯的开发利用的具体措施

新途径的研究：加强对瓦斯的开发利用的新途径的研究，对当前抽放瓦斯供民用，形式过于单一的现状进行改变。对于瓦斯化工、发电、工业燃料利用，需要加大其研究和投入力度，对于低纯浓度的瓦斯，要加大其利用力度。还要扩大瓦斯利用的范围，将瓦斯利用从矿区家属区供气，发展到城镇的用电等。将瓦斯利用当做煤矿行业中效益型的项目进行开发建设，以确保能够合理利用瓦斯。

浓缩储运技术研究：加强对瓦斯的浓缩技术以及储运技术的研究，对于矿井瓦斯的抽放量不稳定，抽放浓度不稳定，远距离输送的成本较高，储存成本较高等这些不利因素，必须消除其因素造成的影响。为了确保气源的供应服务可靠，就需要先确保供气浓度和供气量。

抽放技术研究：加大对瓦斯抽放技术的研究，提升瓦斯抽放的水平，需要对瓦斯进行充分合理地利用，加大对瓦斯抽放的新装备、新工艺、新技术、新技术的研究力度，尽量在最短时间内，最大程度地提升瓦斯抽放水平，提升抽放浓度，确保抽放量的稳定，以达到利用瓦斯的要求。

结论

在瓦斯防突过程中，最好的方案便是高效抽采瓦斯，使其在其它方面得到合理应用。但抽采技术要求较高，难度也较大，在抽采过程中，可能还会伴随其它的安全隐患，相关人员还要做好万全准备，使瓦斯突出问题得到有效预防和治理。在治理瓦斯时，还要注意避免引发其它的安全问题，更要保证治理现场的安然无恙。此外煤矿企业还要引进高级人才和先进设备技术，以使瓦斯防突万无一失。

参考文献：

[1]张占胜.煤矿瓦斯防治技术的现状与存在的问题[J].云南化工，2017，44（09）：100-102.

[2]赵丽英.煤矿瓦斯事故分析及预防措施[J].煤矿现代化，2017（04）：50-52.

[3]曾范永，曹万俊.我国煤矿瓦斯防治的研究进展及方向[J].江苏建筑职业技术学院学报，2017，17（01）：93-96.