摘要:科技的进步,促进人们对能源需求的增多煤炭资源在我国能源发展史上起着非常重要的作用,在煤炭开采过程中相伴而生会出现瓦斯,瓦斯的出现容易导致安全生产事故的发生。随着煤层开挖的逐渐深入和煤炭开采技术的不断更新,相关人员可以通过科学方法来对瓦斯灾害进行有效防治。基于这样的现实,我国煤炭能源在开采的时候需要注重瓦斯预测技术的提升、瓦斯抽样利用技术的改进以及瓦斯安全防治技术的不断提高。本文就煤矿瓦斯综合防治技术展开探讨。
关键词:瓦斯;煤矿事故;防治技术
引言
在煤矿开采中,由于瓦斯的存在会直接影响到安全生产,易发生煤矿开采事故。有效治理瓦斯是煤矿安全管理的重点与难点问题。在近些年的发展中,煤矿瓦斯问题更加注重综合防治技术的应用。许多煤矿企业结合煤矿开采的特点强化防治技术的应用收到了较好的效果。
1煤矿瓦斯管理原则
要提高瓦斯抽放技术的使用效率,必须清楚的了解“先抽后采”的实际意义,对其有一个合理、科学的掌握。之所以强调煤气抽放技术的“先抽后采”,是为了确保开采工作的安全性。“先抽后采”中的前两个字,又被称为“预抽”,由字面意思可以理解,是指在开采或其他工作进行前,先进行瓦斯的抽出,在可行范围内将瓦斯含量降至最低,减小开采过程中的治理难度。实施“预抽”后的煤层通常被认为不存在突出危险性或突出危险性可以忽略,最大限度保障开采工作的安全性。选择抽放方法还要根据实际情况,因为不同地区的地壳构造存在差异,地质发展过程不尽相同,导致我国煤层气田构造也较为复杂,具体情况也不一致。
2瓦斯对煤矿安全的影响
(1)瓦斯会导致火灾的发性。煤层本身存在一定比例的瓦斯,在煤层开采的不同阶段中,矿瓦斯都会诱发火灾的产生。特别是对于较深的矿井,在开采中如果缺少有效的通风措施,瓦斯会发生积聚现象,易发生引燃。从当瓦斯的发生来看,矿井火灾的主要原因由于瓦斯的积聚,遇明火后发生了引燃。(2)开采人员吸入过量的瓦斯会发生窒息。部分矿井内缺少健全的通风系统,大量瓦斯会发生存积。井下通风系统难以及时抽出瓦斯,瓦斯不能得到稀释,造成矿井内容大量聚集瓦斯。人体如果吸入了过量瓦斯,会导致肺部窒息,严重时会发生死亡。(3)矿井会发生瓦斯爆炸。发生瓦斯爆炸的主要原因是由于井内有了明火,瓦斯浓度到达了临界值。矿井瓦斯浓度达到15%的比例,发生瓦斯爆炸的可能性会增大。但是在缺乏氧气条件下发生爆炸的可能性会降低,因此煤矿企业要采取综合性措施来整治瓦斯,避免发生火灾以及爆炸,以保障开采人员的安全。
3煤矿瓦斯综合防治技术
3.1瓦斯危险性预测技术
由于瓦斯的气体状态及化学特性,不通过专门的测量手段人们无法了解到环境中是否存在瓦斯含量过高的情况,因此对瓦斯气体的含量测量的监控工作是最重要的关键性瓦斯防治任务。除了直接对瓦斯含量预测之外,还能够通过地形特点、煤炭分布及分布的区域形态等数据,来预测瓦斯的含量,科学准确的预测才能保证开采的安全性。目前针对瓦斯的危险性预测方法主要有三种,根据煤炭的分布形态及煤层特点实行的区域预测;对同一区域不同分布形态或密度的煤层部位实行的局部预测;以及通过对煤炭开采作业的日常环境数据进行监测后,对开采行为安全性或安全风险进行预测的日常预测。
3.2瓦斯抽样与利用技术
(1)本煤层瓦斯抽采技术。瓦斯抽样与利用技术主要是通过对开采煤层的瓦斯进行抽样或者消除来进一步解除瓦斯对煤矿安全生产的威胁。这项技术主要有顺层状况瓦斯抽采技术、穿层钻孔瓦斯抽采技术、交叉钻孔瓦斯抽采技术、水力化措施或者控制爆炸等强化抽采技术。(2)临近层瓦斯抽采技术。
煤炭瓦斯防治主要使用顶底板瓦斯抽采巷抽采和钻孔抽采或者将这两种方法结合起来进行抽采。顶底板瓦斯抽采的基本原理是将抽采巷或者抽采钻孔的终孔点置于覆岩采动的区域内。瓦斯抽采巷根据相关布置方式的不同可以分为走向高抽巷和外措施走向高抽巷两种主要形式。(3)采空区瓦斯抽采技术。根据采空区的具体实例状况可以分为半封闭采空区抽采以及全封闭采空区抽采。目前随着地面钻井瓦斯抽采技术的不断提高,通过具体方式来采排瓦斯或者通过压裂技术扩大裂缝增加透气性的方式来进一步消除煤和瓦斯对安全生产的威胁,减少煤炭开采过程中的瓦斯涌出量,真正实现煤炭的安全开采和瓦斯资源的有效利用。
3.3通风防治瓦斯技术
(一)巷道及通风系统。巷道是设立在煤层中的,想要降低煤层风化程度并降低瓦斯产出,主要巷道需使用锚网喷支护,利用喷射混凝土封闭巷道四周;通过强制性通风能够有效避免瓦斯积累,保持通风的稳定性和连续性,保证煤矿工作开展地点及生产巷道通风量充足,风速合适,瓦斯浓度控制在《煤矿安全规程》规定的合理范围内;留置两条专用回风巷,通风巷内禁止实施生产工作和放置设备,员工对巷道实施维修时,必须确保瓦斯体积分数在15‰,专用回风巷风速要高于0.5m/s。(二)局部瓦斯聚集处理方法。如果出现局部瓦斯聚集的情况,可以通过以下几种方式来进行处理:(1)引导巷道风流穿过瓦斯聚集局部,稀释瓦斯浓度,这是一种操作方面,且行之有效的方法。需要特别提醒的是,对于瓦斯浓度较高的局部处理时,要检测其出风侧,如果瓦斯浓度过高,要马上降低风量或停止;(2)有关封闭墙前的瓦斯聚集处理,需要从两方面入手:其一,提高堵漏措施效率,从根本上消除;其二,利用伸缩骨架风筒,通过矿井风压导风方法进行处理;(3)关于开采工作面采煤机周围的处理,需要提高工作面进风量,基于对应降尘手段实施的基础上,最大限度提升工作面风速,但要保证低于4m/s;(4)巷道顶板四周的处理,可以通过提高巷道风速的方式,将风速控制在1m/s以内。
3.4综合瓦斯抽放技术
综合瓦斯抽放是除了利用钻孔、埋管等直接手段进行瓦斯抽排外,再通过其它手段促进瓦斯抽放效率的提高,实现综合性瓦斯抽放的技术。瓦斯的产生在煤炭开采的各个环节都是客观存在的,因此综合性瓦斯抽放就要求对煤炭开采之间的预抽、开采过程中同步进行的抽放,到最后区域开采完成后的继续抽排工作,全面实行相应的有效手段,利用恰当的技术及实施时间,保持瓦斯排放的效率和准确,从而保障开采安全。
3.5瓦斯预警与监测监控技术
我国把从国外引进的安全监控系统和我国目前煤炭开采具体安全情况进行有效结合研制出更为先进的瓦斯预警与检测监控技术。这种新技术在安全监测监控方面主要采用现代信息技术数字传导进行信号的相关传递。尤其是近些年来这项技术发展较为成熟,已经得到了广泛的应用。这项技术主要针对煤矿监测和相关信息的掌握对煤矿内部具体情况进行分析与计算,对相关操作界面的危险状况和突发情况进行有效评估,并根据最终的评估结果发出预警信号,相关工作人员可以采取有效的对策来应对危险事故。
结语
总之,瓦斯是煤矿开采必须面对的难题,其不但影响了煤矿安全生产,同时,也制约了煤矿长远发展,正确、科学的选择煤矿瓦斯技术非常重要,只有降低煤矿灾害事故的出现,确保煤矿工作人员的生命安全,煤炭行业才可能更完善的、更平稳的继续。煤炭企业要提高煤矿瓦斯治理的资金投入,真正掌握瓦斯防治技术,并在其基础上不断创新。
参考文献
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