矿井瓦斯防治技术的推广应用--中国期刊网

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矿井瓦斯防治技术的推广应用

发表时间：2021/5/10 来源：《基层建设》2021年第1期作者：唐洪

[导读] 摘要：近年来，我国对矿产资源的需求不断增加，矿井的瓦斯防治技术也有了很大进展，为了解决煤矿井下综采面瓦斯涌出量变化异常，给井下综采作业安全带来严重隐患的难题，结合煤矿井下实际情况，提出了矿井瓦斯涌出量规律与影响因素以及矿井瓦斯防治技术措施。

        陕西彬长矿业集团有限公司陕西咸阳市 712021
        摘要：近年来，我国对矿产资源的需求不断增加，矿井的瓦斯防治技术也有了很大进展，为了解决煤矿井下综采面瓦斯涌出量变化异常，给井下综采作业安全带来严重隐患的难题，结合煤矿井下实际情况，提出了矿井瓦斯涌出量规律与影响因素以及矿井瓦斯防治技术措施。
        关键词：生产矿井；瓦斯防治；瓦斯
        引言
        煤矿采空区的瓦斯是经由固定管路抽采至地面进行排空或发电利用。但当瓦斯抽采时，常会因设备运作静电、雷暴等因素而产生一定的安全隐患，且管路与井下采空区相连，一旦发生爆炸将危及矿井安全。因此，瓦斯抽采泵站均需安设多级安全防护装置后再进行排空或发电利用。
        1矿井瓦斯涌出量规律与影响因素
        1）内部因素。钻孔孔壁发生垮塌的力学条件是孔周煤体的应力荷载超过了煤体的自身强度而产生剪切破坏，这表明钻孔稳定性的内部影响因素包括煤体力学性质及应力分布等。煤体的力学性质决定了钻孔承受应力荷载的能力。松软煤层由于受多次的挤压错动等地质构造作用，产生了大量的宏观和微观裂隙，煤体内部连接结构弱化或失效，导致强度与完整性显著降低，因此松软煤层钻孔稳定性较差。应力分布是作用在钻孔周围煤体上的应力大小、方向及梯度等。由于煤体中瓦斯向钻孔空间的流动对孔壁产生径向应力，因此钻孔周围煤体应力应考虑地应力及瓦斯压力的综合作用。2）外部因素。瓦斯抽采钻孔稳定性的外部影响因素主要为钻孔的施工工艺，涉及钻渣返排方式、钻进速度及钻杆振动效应等。钻渣的返排主要有水力排渣、气力排渣和机械螺旋排渣3种方式，其中水力排渣时孔壁会长时间受到水流冲刷，对于遇水易软化、崩解的松软煤层而言，极易造成孔壁的整体垮塌。钻孔的钻进速度过快时，一方面产生大量的钻渣会对煤壁形成挤压；另一方面孔周应力无法及时向深部释放，孔周卸压区的瓦斯排放量少，造成煤体内径向应力梯度增长过快，诱发孔壁失稳。钻杆的振
        动效应指钻杆转动过程中附加的径向运动，这种运动使钻杆持续频繁地撞击孔壁，造成煤体的软化，不利于钻孔的稳定。
        2矿井瓦斯防治技术措施
        2.1通风系统的稳定性
        通风系统的稳定性分析包括通风系统的基础分析、通风网络图分析、风道的通风灵敏度分析、通风构筑物分析等。通风系统基础分析是根据通风期的实际情况对通风网络的基础数据进行解算，同时制定分区通风的基本方案。通风网络图分析是采用计算机软件绘制可视化的通风网络图，对通风网络的风阻、风压等数据进行解算分析，掌握通风网络图的数据信息，进一步对通风网络进行优化。风道的灵敏度是指主要是指当风道的风阻发生变化时，引起风道风量的变化情况，通过风道的灵敏度分析可掌握风阻与风量的关系，为风量的调节提供依据。通风构筑物是实现通风的基础设施，在运行过程中又不可避免的遭受外力的破坏和损伤，因此，应实时掌握通风构筑物的运行状态，避免通风构筑物引起的风流紊乱。
        2.2阻爆装置液压系统控制
        控制系统对油压值进行实时检测时，若油压值工作状态，并将数据信息显示到控制系统显示屏上。电磁启动器通过PLC启动，油泵电动机开始工作，对蓄能器进行充油。控制系统实时检测油温，当温度低于某一特定值时，加热器开始对油箱加热，油温正常后，自动停止加热。此控制系统具有远程控制和就地控制两种状态，两者互锁。为了确保快速蝶阀开启和关闭时不会出现转动过位现象、关闭时能严密关紧，增加了阀体限位检测功能。
        2.3安全信息监控数据跟踪管理
        安全信息监控可通过井下人员定位、瓦斯浓度阈值、通风参数阈值等，实现对井下作业空间安全情况的预警，为安全管理人员提供可靠的安全信息。

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        2.4通风设施和设备
        确保矿井各类通风设施齐全可靠，能够保证通风系统的稳定运行；采空区、报废巷道使用不燃性材料及时封闭；主要通风机按照规定进行性能测试，结果符合要求，测试报告真实有效；主要通风机反风设施齐全，并建立通风设施管理台帐、停电停风记录以及主扇日常维护记录。通过采取各种瓦斯防治技术管理措施，并严格落实“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”十六字瓦斯治理体系。
        2.5通风瓦斯安全分区风险控制系统
        1）通风数据跟踪管理。通风数据跟踪管理可实现对矿井通风系统的风量、风压、风速等通风参数的实时采集和对比分析，依据分析结果，调整通风网络平衡状态，提高通风网络的可靠性和抗风险能力，为通风的中远期规划提供技术资料。2）瓦斯数据跟踪管理。瓦斯随着煤炭的开采而不断产生，可见，瓦斯数据信息十分庞大，而依靠人力对数据进行处理和分析，显然既费时又费力，瓦斯数据跟踪管理系统可将得到的瓦斯数据进行实时处理，提高决策人员对瓦斯风险的识别和管控能力。3）安全信息监控数据跟踪管理。安全信息监控可通过井下人员定位、瓦斯浓度阈值、通风参数阈值等，实现对井下作业空间安全情况的预警，为安全管理人员提供可靠的安全信息。4）日常资料数据跟踪管理。煤矿通风瓦斯安全分区控制体系形成的各类资料可被自动记录形成日志文件，同时实现多种格式的文件输出，服务于矿井的生产和管理。
        2.6针对矿井工作人员进行安全教育与日常的安全宣传
        首先，要制定严格的培训上岗制度。任何一名人员在正式进入工作岗位前，都必须先要进行系统化的学习，通过上岗前的技术考试。其次，针对一些特种工作人员，还需要配备安全上岗资质。并对人员定期举办安全培训教育，提高人员的安全意识与安全技能。最后，在日常的工作与生活中，也要加大安全宣传，将安全二字融入工作人员的核心意识中，成为工作人员一切工作展开的前提。
        2.7矿井中局部聚集瓦斯的通风处理
        矿井下的瓦斯是从煤矿之中和地下的岩石中涌出，因为地下矿质层的不均匀分布，导致瓦斯的涌出量也不尽相同，为了防止出现在矿井下开采过程中，由于瓦斯量超标而导致矿下工人缺氧窒息的情况，应该提前对矿井下的情况做一个全方位的排查，判断瓦斯主要的集中部位和涌出量，由于在回采的过程中上下坡面形成的角度差相对较大，导致巷道里的风很难进入，容易造成瓦斯堆积的情况，可以采取遮挡设备的方式进一步改变，使其进入角落之中，可以达到稀释浓度的效果。另外，也可以采用其他方案，但是相比较而言，生产成本相对较大，所以一般会选取通风防治的方法。煤矿的开采不是独立完成，需要借助一些设备进行辅助，和矿井中其他部位相比，设备周围的瓦斯量会相对较多，需要对附近进行防尘处理，从而减少细碎煤块的大量堆积，工作人员还可以增加设备附近的通风速度，需要严格控制风速在每秒四米之内，如果超出标准和限制容易引发事故。
        结语
        综上所述，在矿井瓦斯治理的过程中，企业可通过制定科学、完善的矿井通风系统安全评价体系、针对瓦斯保障问题，采取更为有效的预防措施、优化与完善掘进作业面瓦斯防治评价工作、建立全方位的安全监测监控系统以及针对矿井工作人员进行安全教育与日常的安全宣传等一系列方法来达到面对。意在从多个角度出发，全面提高我国矿井瓦斯治理的效果，减少安全问题的发生。
        参考文献
        [1]王兆丰．提高煤矿瓦斯抽放效果的技术对策探讨[J]．河南理工大学学报，2013(4):241－246．
        [2]贾明魁，李学臣，郭艳飞，李国栋．定向长钻孔超前预抽煤层瓦斯区域治理技术[J]．煤矿安全，2018(12):68－71．
        [3]袁亮，林柏泉，杨威．我国煤矿水力化技术瓦斯治理研究进展及发展方向[J]．煤炭科学技术，2015，43(1):45－49．