煤礦運(yùn)行過程中煤和瓦斯的治理問題研究

王富強(qiáng)

摘 要：煤礦在工業(yè)生產(chǎn)中處于十分重要的位置。隨著煤礦探測(cè)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)成為了全球第一大產(chǎn)煤國(guó)，國(guó)內(nèi)大大小小的煤礦數(shù)不勝數(shù)。但是，在煤礦不斷發(fā)展的過程中，存在許多潛在危險(xiǎn)，比如煤和瓦斯的問題。簡(jiǎn)要分析了煤礦運(yùn)行過程中煤和瓦斯方面存在的問題及其治理方法，以期保證煤礦的運(yùn)行安全，為日后的相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：煤礦；瓦斯；挖掘工作面；回采工作面

中圖分類號(hào)：TD713+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.05.067

我國(guó)作為世界第一大產(chǎn)煤國(guó)，煤礦企業(yè)較多，而且不同的煤礦所處的地理環(huán)境不同，所以，在煤礦運(yùn)行過程中，要高度關(guān)注煤和瓦斯對(duì)其的威脅。相關(guān)資料顯示，從我國(guó)第一起煤和瓦斯事故發(fā)生以來，全國(guó)各地煤礦因煤和瓦斯問題所引發(fā)的煤礦事故有2萬多起，累計(jì)死亡人數(shù)多達(dá)千人，嚴(yán)重影響了我國(guó)煤礦企業(yè)的正常運(yùn)行，給從事煤礦工作的人員造成很大的心理負(fù)擔(dān)。因此，經(jīng)過研究，提出了解決煤和瓦斯問題的方法，以保證煤礦企業(yè)的運(yùn)行安全。

1 煤和瓦斯突出發(fā)展的過程分析

煤和瓦斯突出發(fā)展的過程是一個(gè)由量變到質(zhì)變的過程，而且它在發(fā)展過程中還會(huì)多次循環(huán)，不是僅出現(xiàn)一次循環(huán)就會(huì)形成突出。因此，整個(gè)突出過程可細(xì)分為4個(gè)層次。

1.1 準(zhǔn)備時(shí)期

準(zhǔn)備時(shí)期主要是指煤巖體中的能量由少變多的過程。在這一時(shí)期，煤體受到的外界阻力會(huì)減小，其內(nèi)部的能量則會(huì)不斷提升。當(dāng)其受到的阻力不斷減小時(shí)，煤層中的瓦斯壓力就會(huì)升高；當(dāng)其處于能量提升期時(shí)，煤層自身的能量就會(huì)不斷提升。

1.2 激發(fā)時(shí)期

這一時(shí)期煤巖體的內(nèi)部壓力會(huì)極速提升，進(jìn)而對(duì)煤體造成較大的沖擊。當(dāng)這種情況發(fā)展到一定時(shí)期時(shí)，就會(huì)對(duì)工作面造成較大的影響，甚至還會(huì)出現(xiàn)裂痕。此時(shí)，工作面受到的壓力會(huì)提升幾十倍，最終在煤礦礦道中形成一條瓦斯流。

1.3 發(fā)展時(shí)期

發(fā)展到這一時(shí)期，因?yàn)橥咚沟膲毫υ诓粩嗵嵘裕瑫?huì)造成連鎖的破碎反應(yīng)，而煤在一連串的破碎力作用下會(huì)散落到煤礦礦道中。這些反應(yīng)會(huì)讓煤層發(fā)生新的變化。當(dāng)外層的煤散落到礦道中后，會(huì)露出新的煤層，而新出現(xiàn)的煤層會(huì)影響煤礦的整體壓力。瓦斯流的出現(xiàn)會(huì)破壞和運(yùn)移煤體，因此，在這種情況下，突出情況會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。如果瓦斯流未將散落到礦道中的煤體運(yùn)送走或破壞掉，那么，散落的煤體就會(huì)越積越多，進(jìn)而阻礙突出的發(fā)展。

1.4 停止時(shí)期

停止時(shí)期的定義包括兩部分：①瓦斯壓力有限，對(duì)煤層的破壞力較小，甚至沒有能力破壞煤層；②散落在礦道中的煤堵住了整個(gè)礦道，增大瓦斯壓力。

2 煤礦局部防突措施分析

在煤礦運(yùn)行的過程中，如果發(fā)生突出情況，就要及時(shí)采取有效的處理措施。

2.1 挖掘工作面

如果礦道內(nèi)發(fā)生突出情況，就需要在工作面鉆孔。鉆孔時(shí)，孔直徑約為75 mm，深度約為20 mm，各個(gè)開孔的間距為0.3 m，而且其數(shù)量是由工作面的長(zhǎng)度決定的。另外，鉆孔時(shí)，要盡量將孔開在軟分層上，還要根據(jù)不同地區(qū)煤層的變化實(shí)時(shí)調(diào)整鉆孔，以保證煤礦的運(yùn)行安全。同時(shí)，在鉆孔過程中，一定要采取相應(yīng)的安全保護(hù)措施，避免危險(xiǎn)的發(fā)生。

2.2 回采工作面

如果煤礦發(fā)生突出情況，還可以在回采工作面排放鉆孔。所謂“排放鉆孔”，即采取預(yù)測(cè)的方法鉆孔，但常常會(huì)出現(xiàn)孔超標(biāo)或存在異常的情況。因此，為了進(jìn)一步解決潛在的威脅，要及時(shí)采取相應(yīng)的補(bǔ)救策略。如果在正常鉆孔時(shí)發(fā)生了異常情況，或者是大部分鉆孔都超標(biāo)，那么，就需要對(duì)整個(gè)工作面進(jìn)行排放鉆孔操作，以防突出進(jìn)一步發(fā)展。排放鉆孔時(shí)，孔的直徑約為75 mm，深度約為13 mm，各個(gè)孔之間的距離保持在0.8 m左右，而且排放孔位于煤層中部。

2.3 石門揭煤工作面

在石門揭煤工作面施工時(shí)，要根據(jù)工作面的具體情況分段處理。石門揭煤排放鉆孔方法適用于石門與煤層的最小法向距離為5 m前。采用這種方法所鉆的孔直徑為75 mm，并且孔要透過煤層。另外，對(duì)石門與工作面下部的距離、兩邊的距離都有嚴(yán)格的要求，其距離基本要保持在3～5 m。

當(dāng)鉆孔施工完成后，一定要保證這些鉆孔有大約4 h的時(shí)間排放突出。當(dāng)突出被充分排放后，需要檢測(cè)、分析最終的結(jié)果，如果結(jié)果未達(dá)標(biāo)，需要重新處理工作面。

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