煤與瓦斯突出礦井采掘過程中瓦斯防治技術及安全管理

王安勇

摘 要：煤（巖）與瓦斯突出是在地應力和瓦斯的共同作用下，破碎煤、巖和瓦斯由煤體或巖體內突然向采掘空間拋出的異常的動現象，是一種嚴重的災害，不但威脅煤礦安全生產，破壞性也很大。對此，需要采取積極有效預防措施以提高礦井采掘過程中的安全性，降低人員傷亡和經濟損失。本文從煤與瓦斯突出礦井采掘過程中瓦斯防治技術及安全管理入手，分析預防煤與瓦斯突出的瓦斯防治技術，給相關工作者以參考。

關鍵詞：煤與瓦斯突出礦井;礦井采掘;瓦斯防治

引 言

在社會經濟發展迅速的當下，我國各行業能源需求越發增大，尤其是煤炭資源。過去，雖然我國有豐富的煤炭儲備，但開采率較低，當下，隨著機械自動化進步，生產效率顯著提升，但離充分滿足市場生產需求還有一段距離，且礦井采掘環境復雜，煤巖體及空氣中包含了一氧化碳、瓦斯等物質，操作不當，容易出現瓦斯爆炸、煤與瓦斯突出等事故。為降低事故發生，愈來愈多的煤礦企業采用先進的瓦斯治理設備和技術，并采取安全管理措施。由此，本文分析煤與瓦斯突出礦井采掘過程中瓦斯防治技術及安全管理。

一、煤與瓦斯突出預兆與規律

1.預兆

煤與瓦斯突出的預兆通常可歸類為有聲和無聲兩種。其中，有聲預兆包括悶雷聲、煤爆聲、深部煤層或巖石支柱折段聲、破裂聲等;無聲預兆主要為工作面煤礦體或者支架壓力加大、煤壁掉渣、外鼓、煤礦進出與煤層結構從薄變厚、從硬變軟，煤層頂板與底板發生斷裂、煤光澤暗淡，煤巖受到嚴重破壞，瓦斯忽大忽小或者煤塵增加等[1]。

2.規律

煤與瓦斯突出的規律通常和地質結構、瓦斯壓力、煤層構造等方面脫不開關系，且有著延期性變化特質。例如，煤與瓦斯的聯系，煤層瓦斯含量越高，煤與瓦斯突出可能性越大。煤與瓦斯和瓦斯壓力的聯系，煤層瓦斯壓力越大，煤與瓦斯突出可能性越大，但并非絕對，有時瓦斯壓力少或含量少時也可能發生突出狀況。

二、煤與瓦斯突出礦井通風系統管理

1.通風系統與通風設施管理

隨著煤礦不斷開采，井下巷道壓力逐漸增大，巷道變形嚴重，通風阻力增加，不能滿足各采掘工作面和其他用風地點正常通風，煤礦要定期安排人員對礦井通風系統進行巡查，發現問題及時處理，確保通風系統可靠。

通風設施是調節井下風量和風向的重要設施，根據井下安全生產工作需要對各用風地點風量合理分配。加強通風設施管理，減少通風設施漏風，保障各采掘工作面和其他用風地點風量充足，風流穩定，杜絕無風、微風、循環風和瓦斯超限。

2.局部通風

掘進工作面作業前，應根據瓦斯涌出量、工作人員數量及風速等因素合理選擇局部通風機，采用壓入式通風，風筒未端設置風筒傳感器。另外，壓入式局部通風機的供電系統必須是雙風機雙電源雙回路供電，主備風機都采取不同回路專用變壓器、開關、線路，分離風機供電線路和生產線路。如此，便不會出現生產電源與風機電源因為供電條件復雜，從而導致供電不穩，無法發揮供電效果。兩線路獨立互相獨立供電，能提升風機供電可靠性，保證其運行不間斷。

3.設置“三專兩閉鎖”

“三專兩閉鎖”就是指的變壓器、開關、專用電纜、瓦斯電閉鎖、風電閉鎖等裝置。當通風機供風出現問題或瓦斯濃度超過規定值時，能夠自動切斷該作業地點及回風流所有“非本質”安全型電氣設備電源，待正常供風且瓦斯濃度降至規定值后，自動切換回作業狀態。該方法能夠有效降低安全事故發生概率，還可根據煤與瓦斯突出預兆與規律進行預防和處理，提升通風設備尤其是局部通風機的效率，保證連續供風可靠安全。

三、煤與瓦斯突出礦井采掘過程中瓦斯防治技術

1測定煤層參數

煤礦開采過程中，應當測定煤層參數，根據煤層參數選擇合適瓦斯治理方案，例如，煤層堅固性系數在0.3～0.5之間，且埋深小于500m，可以采用順層鉆孔預抽煤巷條帶瓦斯。又如，煤層堅固性系數在小于0.3，不能采用順層鉆孔預抽煤巷條帶瓦斯。

2.選擇先進的瓦斯治理設備

煤礦瓦斯主要是采用抽和排兩種方式進行治理，根據礦井設計生產能力合理選擇主要通風機，滿足礦井供風量。選擇滿足瓦斯治理工作需要的瓦斯抽放泵，瓦斯抽放泵數量應不少于4臺，兩臺工作，兩臺備用，高低負壓分開抽放。各預抽瓦斯地點設置瓦斯計量裝置，對瓦斯抽采量進行計量，計量參數作為瓦斯治理的主要依據。選擇大功率鉆機和鉆孔軌跡儀，提高鉆孔施工質量，同時對鉆孔施工軌跡進行檢測，使鉆孔控制范圍達到要求。

3.編制瓦斯防治技術方案及措施

編制礦井中長期瓦斯治理方案和年度瓦斯治理方案，優先開采保護層，其次是穿層預抽和順煤層預抽。在礦井生產過程中按照已制定的方案進行實施，同時在進行采掘作業過程中按照“一面一策”的要求，制定針對性措施，確保瓦斯治理到位。

4.強化瓦斯防治現場管理

（1）瓦斯抽采管理

各預抽地點按設計要求將瓦斯抽采管路安設到位，鉆孔嚴格按設計進行施工，按照“鉆到位、管到底、孔封嚴、水排干”、“兩堵一壓”封孔和壓風吹孔技術對瓦斯進行治理，同時做好瓦斯抽采達標和消突評判工作。

（2）防突安全管理

在實施防突措施過程中，安檢員和瓦檢員加強監督，防突員在測定數據后需及時匯報，并認真填寫防突牌板，防突牌板懸掛距離迎頭不大于50m，內容填寫要清晰明了，詳細寫出預測位置、數值，限掘距離等。且防突員需要依照防突區科指令要求，懸掛好限掘牌，限掘牌懸掛在當班預測位置，并使用標記、上鎖和其他有效方法在巷道做好標記，限掘牌上要記錄預測位置和限掘距離。不得隨意挪動限掘牌，如果是因為改棚或者其他原因必須挪動，要及時恢復原樣，現場安全管理人員監督落實。防突區科建立防突儀器儀表管理臺帳，并由專人負責管理，凡是新購置、報廢、存儲變化等，都要及時上帳。防突預測儀（包括煤樣罐），要定期校正檢查，并能夠做好相應的記錄。

（3）保證通風系統獨立可靠

突出礦井、突出煤層采區、突出煤層工作面都需要設置獨立回風系統。采區回風巷為專用回風巷。在煤與瓦斯突出煤層中，禁止任何兩個采掘工作面之間串聯通風。另外，煤與瓦斯突出煤層采掘工作中工作面回風側不能設置調節風量的設施。如果是易自燃煤層回采工作需要設置調節設備，需煤礦企業技術負責人批準許可。

結 語

總之，隨著人們對煤炭資源需求的提高，礦井開采不僅要保證煤礦生產整體效益，還要確保煤礦開采安全性，特別是對于煤與瓦斯突出礦井，尤需如此。針對煤與瓦斯突出礦井采掘工作，煤炭企業需要采取科學、先進、適宜的瓦斯治理技術，如壓入式局部通風、開采保護層、預抽煤層瓦斯等，并實施有效安全管理措施，強化瓦斯防治技術和現場管理，保證通風系統獨立可靠，及做好防突安全管理，提高煤與瓦斯礦井采掘安全水平。

參考文獻

[1] 《煤礦安全規程》2016、《防治煤與瓦斯突出細則》2019