超化煤矿瓦斯灾害现状与防治对策研究

超化煤矿瓦斯灾害现状与防治对策研究

汤明红

郑州煤电股份有限公司超化煤矿，河南新密452385

摘要：主要分析了煤矿瓦斯主要成分及爆炸条件，重点介绍了煤矿瓦斯爆炸和传播机理，通过对煤矿瓦斯灾害防治技术进行研究，以期能够确保煤矿各个环节生产工作的安全、可靠进行，为煤矿企业提供更大的经济效益和社会效益。

关键词：煤矿瓦斯；灾害；防治技术

引言

煤矿瓦斯灾害是煤矿的主要灾害之一，严重制约煤矿的安全生产和煤炭工业的可持续发展。煤矿瓦斯灾害主要指瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出和瓦斯窒息等事故，其中，瓦斯爆炸由于发时间短、影响范围大、破坏性强等特点，是煤矿瓦斯防治的重中之重。因此，有关煤矿瓦斯灾害防治的研究，对煤炭资源的绿色、高效和安全开采具有重要意义。我国煤炭资源不仅储量丰富，而且赋存条件复杂，瓦斯煤矿较多，且瓦斯含量丰富。另外，近几年来随着煤矿开采深度的不断加深及大规模集约化生产的进行，矿井瓦斯涌出量越来越大，瓦斯治理问题越来越严峻。

一、煤矿瓦斯爆炸和传播机理

在进行煤矿开采时，需要对煤矿瓦斯爆炸和传播机理进行全面、系统的分析和研究，通常情况下，瓦斯爆炸的过程通常是在外界热源激发下甲烷气体所发生的剧烈热化学反应。通过对煤矿瓦斯化学动力学进行分析可以更好地了解和掌握甲烷爆炸阶段所发生的各种反应。实际上，甲烷爆炸点火阶段将会诱发一系列的基元反应组合，并发生支链型链式反应。大量的理论分析和实验研究发现，煤矿开采阶段瓦斯爆炸一般是以冲击波的方式传播，并随着传播时间和空间的推移，而使冲击波的结构出现一系列的变化。

二、煤矿灾害概况

煤矿自然条件差,伴生灾害多我国煤矿自然条件差,地质条件复杂。我国大陆是由众多小型地块多幕次汇聚形成的,主要煤田经受了多期次、多方向、强度较大的改造,造成煤田地质条件复杂,伴生灾害多。我国煤矿多为有瓦斯涌出的矿井,全国煤矿的年瓦斯涌出量超过100亿m3。国有重点煤矿中,高瓦斯和突出矿井占49.8%,煤炭产量占42%;具有煤尘爆炸危险的矿井占87.4%;煤层具有自然发火危险的矿井占51.3%;地质条件复杂或极其复杂的煤矿占36%,属简单的仅占23%;水文地质条件复杂或极其复杂的煤矿占27%,属简单的仅占34%。在这种复杂的地质条件下,我国的煤矿尤其是瓦斯严重的矿井容易发生灾害事故。通过对我国煤矿发生的大量灾害事故进行系统分析看出,顶板和瓦斯事故是我国煤矿的主要灾害事故类型。瓦斯事故已成为煤矿第一杀手,顶板事故的发生频率最高。以2005年数据为例,顶板事故起数占灾害事故总起数的52.9%,死亡人数占事故总死亡人数的33.3%;瓦斯事故的危害性和危险性最大,2005年,瓦斯事故起数占12-13%,但死亡人数达到36.5%;一次死亡3人以上特大事故中,瓦斯事故占59%;一次死亡10人以上重特大事故中,瓦斯事故占69%;建国以来发生的22起一次死亡百人以上的特别重大事故中,20起为瓦斯煤尘事故,事故起数和死亡人数分别占91%和94%。因此,瓦斯灾害事故防治是煤矿安全工作的重中之重。

三、煤矿瓦斯灾害防治技术分析

1.矿井通风技术。进行煤矿开采时，借助矿井通风技术可以实现对矿井瓦斯浓度的有效稀释，但是目前我国大部分高瓦斯突出矿井都或多或少存在风流调节空难、通风系统复杂、风量不足、稳定性差与风流控制难度较大等问题，其会影响矿井的通风效果。要想使上述问题得到有效解决，则需要适当增加矿井的供风量和进回风巷道，选择更大功率的通风设备，并对已有的通风网络进行改善和优化，从而有效降低通风阻力。同时还需要提高通风系统的稳定性和可调控性，并对现有的采掘部署进行相应调整，并对通风设施进行完善，以更好地达到生产集约化管理的目的。在提升煤矿开采能力阶段，会在一定程度上受限于瓦斯浓度，当加大通风量时，会使巷道中的氧气浓度增加，从而加速煤炭的自燃，严重的时候还会诱发煤尘爆炸事故。

2.调结构。调结构包括两个方面。第一个方面是从减少危险源角度，抓住东南沿海煤炭进口大幅增长、煤炭市场整体低迷的有利时机，进一步深化煤炭产业结调整，不断降低高突矿井数量和产能在煤炭产业中的比重，切实推动瓦斯灾害严重、不具备防治能力的矿井有序退出。第二个方面是从煤炭市场供需结构角度，通过加快建设运煤通道，加大煤炭调入能力建设和进口煤的利用，改善煤炭调入省份和地区的煤炭供应结构，为淘汰当地不具备瓦斯防治能力的落后产能创造条件。强管理。从管理角度来说，强化瓦斯防治工作包括以下几个方面：一是强化矿井瓦斯地质工作，在矿井设计前，必须采用三维地震勘探等各类地质勘探手段查明矿井地质构造以及瓦斯等灾害情况；二是坚持把先抽后采、抽采达标、区域消突等瓦斯区域治理工作作为降低煤层瓦斯含量和减少井下瓦斯涌出量的核心手段和预防瓦斯事故的根本措施；三是推动企业科学合理安排生产，把矿井瓦斯抽采达标煤量作为高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井生产能力核定的一项指标，产量安排大于抽采能力的要进行核减，确保“抽采掘平衡”；四是进一步推进企业建立瓦斯零超限目标管理制度，把防治瓦斯超限作为加强现场管理的重要环节，严格落实瓦斯超限立即停产撤人的规定。

3.开展科技攻关,突破关键技术。根据煤矿安全生产的重大科技需求,科技发展的新形势,经济和社会发展的新要求,在总结煤矿安全科技攻关成果和积累的经验基础上,以全面保障煤矿安全生产为目的。十一五期间将按照重大灾害防治、事故应急救援、煤矿安全管理与监察技术、典型灾害矿井灾害治理技术集成与示范工程的总体思路开展研究。重点围绕煤矿安全生产中的瓦斯、火灾、水害及冲击地压等主要灾害类型,开展煤矿灾害事故预测预警防控关键技术及装备的研究与开发,攻克煤矿安全生产与管理中的重大技术难题,为构建本质安全型煤矿提供科学基础与技术支持。技术创新与成果集成相结合,解决安全生产中新的技术问题,建立不同灾害类型具有典型性的技术示范矿井(区),提高示范点的防灾抗灾能力;研究煤矿应急救援的实用技术与装备,开发煤矿安全监察和检测检验的技术与装备,为煤矿安全监察技术水平的提高、事故应急处置能力的提高提供技术支撑;研究煤矿安全生产技术条件,完善煤矿安全技术标准体系,为规范企业生产行为、夯实行业技术基础提供技术支持。在国家的支持下,通过产学研相结合,显著提升全国煤矿安全技术与装备水平,为遏制煤矿灾害事故的发生、促进安全生产形势根本好转打下坚实基础。

结束语：

对于煤矿企业而言，煤矿安全管理是煤矿开采过程中比较关键的一个环节，需要相关部门对其给予高度重视。尤其是瓦斯灾害的防治需要严格按照要求执行，以确保煤炭产业的的健康、可持续发展，更好地造福于人类。虽然，近些年来我国对煤矿瓦斯灾害的防治工作给予了高度的重视，并取得了非常理想的成绩，但是在社会经济发展过程中，需要对其产业结构进行优化和调整，对瓦斯灾害治理工作给予重视，其主要从以下方面着手。针对矿区生产条件的不同、煤层条件的差异，应对一些成功的瓦斯灾害防治技术和经验进行借鉴，并在基础上研究出一套全新的瓦斯灾害治理，并将传感技术、自控技术、通信技术及计算机技术引入其中，这样不仅可以有效解决煤矿安全管理过程中所遇到的技术不兼容问题，并促进相关部门的有效交流与沟通，以确保煤矿瓦斯灾害得到有效的防治。

参考文献：

［1］段军，孙有明．煤矿瓦斯防治技术的现状与存在的问题［J］．内蒙古煤炭经济，2017，(3):64－65．

［2］宁德义．我国煤矿瓦斯防治技术的研究进展及发展方向［J］．煤矿安全，2016，47(2):161－165．