煤礦瓦斯防治技術的現狀與存在的問題

摘要：礦井瓦斯爆炸是煤礦工業中一個嚴重的安全隱患，由于地質構造的多樣性和煤炭開采工藝的復雜性，井下特定的工作環境和地質條件為瓦斯爆炸的發生提供了可能性，對礦工的生命安全和煤礦生產構成巨大威脅。分析了煤礦瓦斯爆炸可能造成的危害，對煤礦瓦斯防治的現狀進行了剖析，提出了當前采礦業在預防瓦斯爆炸和降低相關風險方面所采用的技術措施等，以期為采礦工程師提供有效的風險管理策略，從而確保煤礦生產的安全與穩定。

關鍵詞：煤礦；爆炸；瓦斯防治

地下開采是煤炭資源的主要獲取方式，中國地下礦山的平均開采深度已達到近500 m，并以每年8～10 m的速度持續加深，由于煤層的賦存情況和地下開采條件復雜多變，超過50%的煤層含有較高的瓦斯量。隨著開采深度的增加，瓦斯壓力逐漸增大，瓦斯涌出量也急劇上升，導致重大惡性瓦斯爆炸事故頻發。瓦斯爆炸是由甲烷和氧氣之間發生的劇烈氧化反應引起的，只有在特定的濃度范圍內，甲烷與氧氣的混合物才能發生爆炸，當瓦斯濃度過低或過高時，爆炸的可能性都會降低。足夠的氧氣是維持燃燒的必要條件，通常當空氣中的氧氣濃度低于12%時，瓦斯爆炸的可能性會大大降低。高溫會加速化學反應的速率，從而增大瓦斯爆炸的風險，壓力的提升也會增加瓦斯爆炸的可能性。爆炸產生的沖擊波、高溫和有毒氣體都可能對人員造成傷害，同時還會破壞礦山的結構，導致進一步的災害。

1瓦斯爆炸的危害

瓦斯爆炸的危害主要表現在以下三個方面。

1.1爆炸產生高溫

瓦斯爆炸是一種極其危險的情況，其產生的高溫可造成嚴重的人員傷亡和設備損失，當瓦斯濃度達到9.5%并遇到火源時，會發生爆炸，產生的瞬間溫度極高，在1 850～2 650 ℃范圍。這樣的高溫不僅可以直接燒傷人員，造成皮膚燒傷、呼吸道受損等，而且可能導致生命危險。煤礦瓦斯爆炸產生的高溫具有嚴重的危害，因此必須采取有效措施防止瓦斯爆炸事故的發生，保障煤礦生產的安全和順利進行。

1.2爆炸產生高壓

瓦斯爆炸后的高壓氣體能夠在瞬間釋放出大量的能量，這種沖擊波不僅會對礦井內的設備和結構造成破壞，也可能導致巷道頂部和側壁的巖石或煤體發生破裂和塌落，進一步威脅井下人員的安全。沖擊波的強大力量易引起支架倒塌、巷道和工作面的頂板坍塌，這使得原本安全的作業環境瞬間變得危險，同時會對煤礦井下的各種設備和通風設施造成破壞，如電器設備、通風機、管道等，導致井下的工作環境惡化，甚至影響到救援工作的進行。此外，沖擊波還會產生大量的粉塵和有害氣體，這些物質會隨著沖擊波的擴散而散布到整個礦井中，進一步加劇對人員的傷害。

1.3爆炸產生大量有害氣體

瓦斯爆炸后，空氣中不僅氧氣含量會急劇下降，而且還會釋放出一系列的有害氣體，其中包括致命的一氧化碳，一旦空氣中的一氧化碳濃度攀升至0.4%，人們將面臨中毒死亡的威脅。同時，氧氣濃度的降低也是一個不容忽視的危險因素。當氧氣濃度下滑至10%～12%范圍時，人們將失去知覺，最終因窒息而死亡。除此之外，瓦斯爆炸還可能產生其他的有毒氣體，例如硫化氫和二氧化氮。這些氣體同樣會對人體造成嚴重的傷害，硫化氫具有腐蝕性，二氧化氮則是一種強烈的氧化劑，會刺激眼睛、鼻子和喉嚨，嚴重時可能威脅生命安全。

2煤礦瓦斯防治技術現狀存在的問題

2.1技術落后

當前使用的煤礦瓦斯防治技術相對落后，無法滿足日益增長的煤礦安全生產需求，這可能導致瓦斯泄漏、積聚等問題的頻發，對礦工的生命安全構成威脅。盡管科技在不斷發展，但在煤礦瓦斯防治領域，技術的更新速度似乎并沒有跟上時代的步伐，也許是因為行業內的傳統觀念根深蒂固，對新技術的接受程度不高，或者是因為新技術的推廣和應用受到了一些阻礙。

在一些煤礦企業中，由于缺乏競爭壓力和創新動力，企業往往滿足于現狀，不愿意投入大量資金和資源進行技術研發，這導致了一些落后的技術和設備仍然在煤礦瓦斯防治中得到應用，無法有效提升防治效果。此外，每個煤礦的地質環境、瓦斯含量、開采條件等都有所不同，這給瓦斯防治技術的研發和應用帶來了很大的挑戰，因此需要根據具體的煤礦條件進行技術研發和應用，這也限制了防治技術的發展速度。

2.2設備設施不完善

煤礦瓦斯防治設備設施的更新換代速度較慢，舊設備的使用可能導致治理效果不佳。舊設備可能在設計、技術或性能上存在局限，隨著科技的不斷進步，新的瓦斯防治設備設施在探測精度、處理效率、安全性能等方面往往有顯著的提升，而舊設備可能無法滿足這些新的標準和要求，導致瓦斯治理工作不能達到預期的效果。此外，舊設備可能存在維護困難、故障率高等問題，設備在使用過程中，由于磨損、老化等原因，其性能和可靠性會逐漸下降，這可能會導致瓦斯探測不準確、處理不及時等問題，從而增加煤礦事故的風險。一些煤礦企業在瓦斯治理設備和設施方面的投入不足，這種情況可能導致瓦斯治理設備和設施的數量不足、性能不佳或維護不及時，從而影響瓦斯治理的效果。

2.3操作管理不規范

煤礦瓦斯防治工作需要進行嚴格的操作管理，但在實際操作中，可能存在操作管理不規范的問題，這可能導致瓦斯治理工作的風險增加，甚至引發安全事故。在煤礦瓦斯防治的制度設計上，可能存在不全面或與實際工作脫節的情況，這些制度未能充分考慮煤礦現場的實際情況，導致操作人員在執行時難以遵循或存在模糊地帶。監管是確保安全的重要環節，但如果監管部門或人員執行不力，未能對煤礦企業進行有效的監督和檢查，那么即使存在再好的制度也難以發揮作用。員工缺乏安全意識、操作不規范或未經過專業培訓，都可能導致瓦斯事故的風險增加。在瓦斯事故發生時，及時、有效的應對至關重要，如果煤礦企業缺乏應對瓦斯事故的能力，如應急預案不完善、救援設備不足等，都可能導致事故擴大或造成更嚴重的后果。

2.4缺乏監督檢查

在一些煤礦中，監督檢查不到位，可能導致瓦斯治理工作的質量無法得到有效保證，缺乏監督檢查可能使得瓦斯治理措施的執行情況無法得到及時評估和改進，從而增加了煤礦的安全風險。

煤礦瓦斯防治工作可能存在對安全生產的重視程度不夠，導致對瓦斯防治工作的監督檢查力度不足，對于煤礦瓦斯防治的相關制度和規定，沒有得到有效的執行和落實。例如，對《強化礦井安全監控系統管理特別規定》《強化采煤工作面安裝、拆除管理特別規定》等管理制度的學習不透徹，現場落實不到位，管理不嚴不細，這些都可能導致瓦斯防治工作的監督檢查不到位。同時，工作作風不夠嚴謹、細致，導致在瓦斯防治工作中出現疏漏和失誤；對煤礦瓦斯防治工作的認識和理解不夠深入，沒有將瓦斯防治工作放在足夠重要的位置，這也會影響監督檢查的力度和效果。

3煤礦瓦斯防治技術優化措施

3.1加強瓦斯監測與預警

采用高精度、高可靠性的瓦斯監測儀器，確保實時監測數據的準確性和可靠性。建立瓦斯預警系統，通過數據分析和模型預測，實現對瓦斯超限、積聚等危險情況的提前預警，為應急處置提供時間。根據礦井地質條件和瓦斯賦存情況，合理規劃抽采鉆孔布局，提高瓦斯抽采效率。引進先進抽采技術，采用高效抽采設備和方法，如定向鉆進、水力壓裂等，提高瓦斯抽采量和抽采速度。加大對瓦斯防治領域科技創新的支持力度，鼓勵企業、高校和科研機構開展聯合研發。積極推廣先進的瓦斯防治技術和設備，提高煤礦瓦斯防治的整體水平，如推廣使用自動式抑爆裝置，這些裝置在瓦斯爆炸發生后，可以阻止爆炸的傳播，限制火焰的傳播范圍。

3.2強化瓦斯治理與利用

嚴格執行瓦斯治理措施，如封閉瓦斯涌出區域、限制作業人數等，降低瓦斯事故風險。推進瓦斯利用，加大對瓦斯資源的開發利用力度，如瓦斯發電、瓦斯提純等，實現瓦斯資源的有效利用。強化瓦斯抽采管理，建立完善的瓦斯抽采系統，確保瓦斯抽采的連續性和穩定性，同時加強對瓦斯抽采設備的維護和保養，確保設備的正常運行。積極推廣瓦斯發電、瓦斯制氣等綜合利用技術，提高瓦斯資源的利用效率。加強對瓦斯利用技術的研究和開發，不斷提高瓦斯利用的技術水平。

3.3規范操作管理

瓦檢工、抽放工、監測工等，他們都是煤礦安全生產中不可或缺的角色。為了確保他們能夠勝任工作，需要對他們進行必要的培訓，使他們掌握相關的操作技能和安全知識。同時井下各采掘工作面、硐室及其他行人巷道的配風量必須符合《煤礦安全規程》和《作業規程》的規定。這是為了保證煤礦井下的空氣質量，避免因為風量不足或過大而引發安全事故。生產部門應及時組織人員對失修巷道進行維修，保證巷道的通風斷面達到設計要求，以確保通風效果。這是為了保持煤礦井下的通風系統正常運行，避免因為巷道損壞或者通風不暢而引發安全事故。

3.4完善監督檢查體系

首先，瓦斯檢查責任制是制度的核心。它要求每個參與瓦斯檢查的人員都明確自己的職責和任務，確保檢查工作的順利進行。同時，責任制的實施也有助于提高檢查人員的責任心和工作積極性，從而更好地保障礦山的安全。其次，制定周密的檢查計劃也是必不可少的。這一計劃應詳細規定瓦斯檢查的頻率、地點和方式，確?，F場檢查有計劃、有條不紊地進行。通過計劃的執行，可以及時發現和處理瓦斯隱患，防止事故的發生。此外，現場管理制度的加強同樣重要。這包括確保檢測現場的安全性、嚴格執行“一炮三檢”和“三人連鎖放炮”制度等。通過這些措施的實施，可以有效減少瓦斯事故的發生，保障礦山的安全生產。在瓦斯檢查工作中，還應特別關注可能導致瓦斯爆炸事故的異常行為。這些行為包括違章把火種帶入井下、違章用電、違章放炮、違章敲打礦燈等。通過強化安全生產檢查，及時發現和糾正這些異常行為，可以有效預防瓦斯爆炸事故的發生。

4結論

瓦斯爆炸是一種極其危險的情況，其產生的高溫可造成嚴重的人員傷亡和設備損失，因此必須采取有效措施防止瓦斯爆炸事故的發生，保障煤礦生產的安全和順利進行。煤礦井下復雜的環境條件，要求煤礦經營者慎重選擇防爆管理，增加安全目標實現的可能性。

參考文獻：

［1］馬躍華.煤礦瓦斯治理及防突問題應對策略探討［J］.西部探礦工程，2024，36（3）：4042.

［2］李連成.煤礦瓦斯災害防治技術及其應用研究［J］.內蒙古煤炭經濟，2024（2）：121123.

［3］楊飛.煤礦瓦斯通風系統存在的問題及對策［J］.礦業裝備，2024（1）：111113.

［4］紀卜濤.淺談我國煤礦瓦斯管理的現狀與發展［J］.內蒙古煤炭經濟，2023（13）：163165.