煤矿矿井通风瓦斯防治措施

煤矿矿井通风瓦斯防治措施

梅鑫

义煤集团宜阳义络煤业有限责任公司

摘要：在煤矿生产的过程中，保证运行环境的安全性很重要。因此，需要高度重视矿井通风管理工作，结合实际情况选择合适的防治瓦斯技术，进一步降低矿井内的瓦斯浓度，并确保瓦斯浓度在要求范围内。同时，还应该引入先进的设备和技术，不断完善通风系统，提高瓦斯防治能力，为煤炭行业的长期稳定发展奠定基础，促使国家的经济能够再增长。

关键词：煤矿矿井通风；瓦斯；防治措施

引言

为了提高煤矿矿井内生产工作的安全水平，既要搞好通风安全管理，又要进一步改善瓦斯防治工艺。煤矿企业通过选用新型的通风技术与瓦斯防治措施，进一步健全通风与瓦斯防治制度，加强工作人员安全技术培训，还需要把通风安全控制和瓦斯防治紧密结合起来。这样有利于煤矿矿井顺利进行开采，保障职工生命安全，增加矿井的效益。

1煤矿通风安全管理的重要意义

矿井开采安全为如今煤炭单位最为关注的工作，由于社会的发展管理对于安全开采的关注逐步提高，同时在安全管控方面投入了众多的成本，以期能够保证生产安全。矿井通风安全管控过程中出现频次最高的事故为瓦斯爆炸，瓦斯的稳定性较低，容易受到外部因素的影响而导致爆炸发生，影响到施工人员的生命安全，因此相关工作人员在实际进行开采之前，必须进行有效的设备管控，并且进行相应的通风，应用先进的通风系统稀释瓦斯的浓度，提升整体矿井管控的安全性。

2煤矿瓦斯爆炸的条件及危害

2.1瓦斯爆炸的条件

瓦斯爆炸的产生，一般符合下列三个标准：第一，瓦斯的爆炸浓度。在自然大气环境下，瓦斯爆炸临界浓度为5%-16%，在这一临界点浓度以内，一般就不会产生瓦斯爆炸事件，但瓦斯爆炸边界并非恒定平稳，会受较多环境的负面影响。

第二，瓦斯极限引燃点。瓦斯极限引燃点取决于室内空气中的瓦斯含量、有关环境条件等，如：岩石中的电流、火势大小均会直接影响瓦斯的极限引燃点。一般瓦斯与室内空气混匀后的极限引燃点为650℃，绝热压缩时为565℃。

第三，充足的室内空气含量。自然环境中氧含量虽小于12%，但是人的一般环境中的氧含量为19%~23%左右，所以，在矿井下工作时，这一氧含量过低危害因素是不容忽视的。

2.2瓦斯爆炸的危害性

第一，爆炸发生高热危险。瓦斯爆炸后会发出巨大的热能，导致附近大气水温快速上升，其爆炸瞬时水温为1850~2650℃。这样高的水温足以导致大批伤亡，并诱发大火，对煤矿下机械设备、巷道等基础设施构成重大破坏。

第二，瓦斯爆炸发生热压气体和强烈撞击波。瓦斯爆炸后，导致附近大气水温突然上升，附近大气容积急速扩张，气流压强变大，出现强烈撞击波，使井下工作人员和附近建筑物受到重大损伤。在强烈的撞击波影响下扬起大批煤尘，导致两次相继爆炸，有着极强的危险性。

第三，瓦斯爆炸时生成了巨大的毒性、有害物质。瓦斯爆炸中需要消耗一定量的O2，还生成一定量的毒性、有害物质，主要是：CO、CO2、N2等。有毒气体释放，会导致大批伤亡。据有关统计资料显示，在瓦斯爆炸遇难人数中90%由于CO中毒、窒息死亡。由于第二次爆炸的煤灰还会继续放出巨量CO，从而导致CO含量进一步增加，这是人员伤亡的重要因素之一。

3矿井防治瓦斯技术

3.1瓦斯防突技术

随着煤炭行业的发展，中国对于矿井煤与瓦斯突出事故已经有了预估和防治的措施，并且具有很好的效果。现阶段，智能化技术迅速发展，矿井监测技术也得到了一定的改善，逐渐提高了矿井瓦斯预抽及针对保护层空间性放突工艺的水平，并且在实际应用中取得了比较满意的成果。同时，对于煤与瓦斯突出的危险性判断和预警技术，中国的政策规定，一旦矿井曾经发生过突出的情况，就认为该矿井属于煤与瓦斯突出矿井，可以通过设备和技术、借助数据预估可能发生突出现象的煤层，并将其列入危险性煤层范围。由于矿井生产具有很大的不确定性，一般会将周边的地质条件作为参考，再根据施工过程中的一些具体情况开展防治工作。

3.2瓦斯水合治理技术

在对瓦斯进行治理的期间，气体水合工艺技术的应用比较广泛，其具有很大的优势，例如能够快速吸收甲烷气体。因此在实际应用过程中，可以在水体中添加一些活化剂，再将这些含有活化剂的水体以高压的形式注入煤层当中，这样就可以将甲烷气体转化成水合物，同时能够使得甲烷气体通过液态的形式流出煤层。在具体操作时，液体状态下的瓦斯能够在转换过程中吸收较多能量，使得整个转换过程相对较慢，在此情况下瓦斯能够以液体形态溢出，从而最大程度降低瓦斯爆炸的概率。

3.3水力压裂技术

水力压裂技术也是一种很好的瓦斯治理技术，针对的是一些高浓度瓦斯开采区。在实际应用时，首先需要借助一些设备打孔，再将混有沙子的高压水注入孔中，在此期间不断增大压强，一直到撑破孔隙。这样做的目的就是释放煤层中的流动空间，使得煤层具备一定的透气性，这样瓦斯就可以流通，进一步防止安全事故发生。但是在应用此技术之前需要做好地质勘查工作，并且进行深入分析，掌握煤层中瓦斯浓度范围。在相关开采方案确定之后，也需要定期监测瓦斯浓度，以便于在实际开采时瓦斯浓度变化不会太大。现阶段，水力压裂技术的应用范围比较大，应用的具体步骤如下。

1)选定技术和设备。在选取设备时，需要结合实际的情况，例如电控柜、封隔器、高压压裂系统、管路系统等。根据调查得知，通常高压压裂系统会选择压裂泵，远程监控系统需要具备的要素有显示器、计算机等，这些设备的存在能够使得开采的过程变得简便、安全、可靠，使得无法在井下看到的情况能通过显示屏直观地展现出来。

2)布置压裂孔。设备选好之后，就需要布置压裂孔。首先需要了解煤层的结构，根据结构信息进一步确定钻孔的位置及深度，在钻孔的过程中也可根据实际情况进行调整。钻孔时也应该考虑操作是否便捷，保证材料充足、电源线路畅通等。

3)制备压裂液与封孔材料。所制备的压裂液是一种混合物，在添加剂的作用下，能够很好地利用水力压裂技术治理瓦斯。压裂液主要是使用石英砂和水，按照一定的比例进行混合压裂，最后再引入压裂孔内。在封孔处理之后便可以防止后续漏浆、跑浆情况的出现。封孔材料制备工作非常重要，需要牢记相关注意事项。

3.4瓦斯抽采治理技术

运用该技术时可以通过两种方法进行治理，分别是煤层瓦斯抽采和地面钻井抽采。前者在使用时需要钻孔，可以降低煤层中瓦斯的压力，在钻孔时不需要孔很大、很深，该方法进度比较快，并且治理效果好。后者总共分为三个阶段，包括钻井、排水采气和煤层透气性改造。在第一阶段（钻井），需要进一步保障钻井的质量、套管安装等工作，涉及的设备有钻井机、电测井、套管等；在第二阶段（排水采气），需要降低液面高度，并且符合要求；在第三阶段（煤层透气性改造），需要借助压裂、射孔等技术[8]。在实际操作的过程中，值得注意的就是因施工环境、地质等原因的限制，需要综合考虑并分析，以免最后的瓦斯治理效果不佳。

结束语

近几年来，在矿井瓦斯防治方面，中国已经取得了显著的成效，但还是无法从根源上解决问题。为了进一步提高矿井生产的安全性、稳定性，煤矿企业需要投入大量的成本，引入先进的勘查设备，应用各种防治瓦斯技术，将矿井内的瓦斯事故发生概率降到最低。

参考文献

[1]原双丰.煤矿矿井通风瓦斯防治措施探讨[J].山西化工,2022,42(07):98-99.

[2]李龙.煤矿矿井通风安全管理及瓦斯防治技术研究[J].矿业装备,2022(04):217-219.

[3]张靖昊.煤矿矿井通风瓦斯防治措施探析[J].能源与节能,2022(07):219-221.

[4]王美丽.矿井瓦斯治理及通风系统优化探讨[J].能源与节能,2022(04):179-181.