深井開采條件下的區域瓦斯治理技術探索

趙志恒

（煤科集團 沈陽研究院有限公司，遼寧 沈陽 110016）

由于近年來我國采礦事業的不斷發展，同時也帶來了很多負面的影響，比如，對于自然生態的破壞、土地資源的枯竭等，瓦斯的危害等等，其中對于深井開采條件下的瓦斯治理一直是，有關專家和 學者們研究的問題，因為，由于瓦斯的存在給深井的開采工作造成了很嚴重的危險和危害，而且，對于瓦斯的防范和治理，我國的很多開采單位并沒有完全意識到瓦斯的危害之大，因此，每年都會發生多起瓦斯爆炸的事件發生，所以對于瓦斯的治理技術是現如今，采礦業研究的重點。

1 瓦斯的地質影響因素

瓦斯主要是在煤的形成過程中產生的，按其成因可分為3 種形成方式，即生物化學作用形成、煤變質形成和油氣田的瓦斯侵入。對于瓦斯的在礦井下的含量多少，只要取決于礦物地質的影響，不同的煤田，不同的礦井，同一個礦井的不同位置，其瓦斯含量都是有所不同的，造成這一差異的主要因素來自于地質因素，主要表現在以下幾個方面：

1.1 煤體自身性質

造成玩死含量的不同之一就是煤體本生的性質，在煤炭形成的初期，煤體表面具有大量的空隙，所以儲存有力的瓦斯含量較大，吸附瓦斯的能力也較強，然而在此階段期間在成煤物化作用下尚未生成大量瓦斯，隨著，煤炭的進一步變質，煤體的表面積出現毛細空隙，其吸附面積進一步增大，使得瓦斯的吸附能力更強，因此，造成瓦斯的進一步堆積，然而，并不是所有情況此時的瓦斯含量最大，瓦斯的堆積還需要一個封閉的空間。

1.2 煤層賦存條件

煤層中的瓦斯還會受到地層中的壓力影響，它會隨著壓力的變化在煤層和地層之間運動，運動的快慢與煤層和圍巖的滲透性有關系，煤層和圍巖的滲透性越大，其含量就會較少，就會向四周或外部擴散，相反，如果煤層和圍巖的滲透性較差，就會造成瓦斯隨著壓力得出變化而堆積，此時深井中的瓦斯含量較高，而且不易排放。

1.3 地質水含量條件

周所周知瓦斯是溶于水的，所以，在地下水含量豐富的地區或者煤體水分含量較多的深井內，瓦斯的含量較少，基本都會溶于水中，而被水的循環過程，帶出煤田。

2 深井瓦斯治理技術

由于瓦斯的種種特性，以及瓦斯的分布石油一定的規律性的，所以對于深井采用瓦斯的區域防治技術還是有很高的成效的，現如今已經形成了多種治理瓦斯的技術手段。

2.1 瓦斯防突技術

為了預防瓦斯燃燒以及煤炭與瓦斯突出的問題，①礦井中設立通風孔，其通風口應當保持一定的風速和風量，使得深井中的瓦斯充分的擴散，并且使礦井內的瓦斯含量能夠低于不能爆炸的濃度。②在礦井的內部應當設立瓦斯檢測點，每次下井之前都要經過檢測，并且如實進行記錄并匯報工作界面的瓦斯變化。并及時向現場共制作人員進行匯報。③如果發現大面積的瓦斯堆積，便采取隔離法、分支透風法、引風法及風壓法進行瓦斯的隔離或吹散。這一套技術手段能夠有效地治理瓦斯和煤炭之間的突出問題。也是目前最常見的技術手段。

2.2 瓦斯抽采技術

瓦斯抽采技術是在煤田區域建立多處地面抽放系統和井下臨時抽放系統，其抽放位置大多在，開采的煤層、高位水平巖石、煤層頂板高位巷道以及采空密閉區域進行，所有的抽放都必須轉有抽放孔，每個抽放孔深度大約處于地下50 米～100 米之間，在采煤工作面中運巷和運輸巷沿走向按孔間距3m，傾角60°，方位角218°，布置抽放鉆孔；孔徑Φ75mm，孔深42m，封孔長度為8m，鉆孔孔口抽采負壓為13～14千帕，預抽時間以區域措施效果檢驗為準，沒達到預抽效果嚴禁停抽同時使用先進的儀器進行地下瓦斯濃度的檢測，此項技術可以對底下的瓦斯進行抽放，減少了地下瓦斯的含量，具有十分方便和安全的特點，而且，使用此項技術能夠有效地治理深井開采中區域瓦斯的治理和排放。

2.3 遵循安全管理技術

在開采過程中一定要對員工和工人進行規章的管制，提高工人對于瓦斯的了解，所有管理人員一定要對各項檢測結果和施工進行要做到，只認結果不認人的態度進行。嚴禁攜帶易燃易爆的物品進入工作界面，同時，遵循嚴格的檢測手段和儀器所得到的結果，各個部門和環節都具備自身的權職所在，具備統一協調的管理模式同時，有效地保證工作秩序的正常的進行。

3 對于深井瓦斯治理技術的探討

對于深井開采來說，對于瓦斯的治理一直是困擾開采工作正常進行的首要問題，因為深井狀態下，瓦斯的濃度較大，相對密度也較大，所以造成了瓦斯在深井下的區域面積很難進行治理，所以記憶導致瓦斯爆炸和中毒現象的發生，所以對于目前來說，以上三種技術的運用能夠有效地治理深井之中區域瓦斯的含量，其技術手段分別從防治、技術和管理手段進行深井區域瓦斯的治理，保證了所有工作能夠正常進行，同時使得深井防治瓦斯得到了更好的技術手段。

瓦斯災害治理新技術在很多礦區進行了試驗和應用，取得了經濟、社會、安全環境的多重效益。這些研究成果對我國煤礦生產條件和瓦斯災害特點具有很強的針對性和適應性。

4 結語

除了本文所述地質影響因素外，煤層的厚度變化、巖漿侵入煤巖層等也對煤層瓦斯含量有一定的影響。所以，影響煤層瓦斯含量的地質因素是多方面交錯的結果，在分析時需綜合考慮。瓦斯事故的發生，對井下安全生產及人員安全造成了嚴重的威脅，是礦井生產的重大災害之一。本文結合瓦斯事故的地質影響因素探討，從瓦斯安全管理機制、火源安全管理機制和礦工不安全行為控制給出了瓦斯事故的防治措施，對礦山安全生產和可持續發展具有重要的現實意義。所以對于深井開采中瓦斯的治理應當結合科學的技術手段和嚴格的管理技術手段，做到早發現、早治療的效果，防范于未然。

［1］陸秋琴,周楠.基于格子Boltzmann 的非均質采空區瓦斯運移仿真方法[J].安全與環境學報,2009(03).

［2］梁運培,胡千庭,張軍.謝橋礦采空區瓦斯流動規律的研究[J].礦業安全與環保,2006(06).

［3］董鋼鋒,胡千庭.工作面瓦斯涌出及采空區瓦斯抽放的COSFLOW 模擬預測[J].礦業安全與環保,2007(02).

［4］張志剛,鄭志偉,文光才,孫東玲.順煤層平行鉆孔抽采瓦斯合理布孔參數的確定方法[J].礦業安全與環保,2008(04).

［5］康建寧.煤層瓦斯含量直接測定技術在中嶺煤礦瓦斯抽采效果評價中的應用[J].礦業安全與環保,2010(04).

［6］張海軍.煤礦新型瓦斯抽采聯孔裝置的研制和應用[J].礦業安全與環保,2011(02).