煤矿瓦斯的防治及综合利用研究

2016-03-13袁荣伟

工程技术研究 2016年12期

关键词：六盘水瓦斯矿井

袁荣伟

（六盘水师范学院矿业工程系，贵州六盘水 553000）

煤矿瓦斯的防治及综合利用研究

袁荣伟

（六盘水师范学院矿业工程系，贵州六盘水 553000）

煤矿开采过程中一旦瓦斯发生爆炸，就会带来严重的后果，造成无法估量的损失。因此在开采中，必须做好瓦斯保护与预防，同时不断研究瓦斯特性，提高利用水平，实现煤矿开采与瓦斯利用共同发展，资源共享。

煤矿瓦斯；防治；利用

1 煤矿瓦斯的概述

煤矿瓦斯也称为煤层气，亦或是煤层瓦斯，是煤与围岩中释放的甲烷、二氧化碳及氮等共同形成的一种混合气体。具体而言，烷烃主要以甲烷为主，同时还有少量乙烷、丙烷及丁烷，此外还包含硫化氢、氮、水、二氧化碳及微量惰性气体氦与氩等。如果遇到明火，就会发生燃烧，从而引起瓦斯爆炸。

煤矿瓦斯的利弊同时存在。一方面，瓦斯对环境污染与破坏比较严重，释放出的甲烷及二氧化碳等气体，加剧了温室效应。瓦斯浓度达到一定值时，极易造成窒息。在瓦斯浓度高出43%时，人就会出现呼吸短促；浓度超过57%，就会使人昏迷；如果浓度更高，就会使人休克。瓦斯属于易燃气体，在其浓度低于5%或超过15%时，会造成瓦斯燃烧；如果浓度在5%～15%，就会导致瓦斯爆炸，而且煤矿瓦斯极易发生煤与瓦斯相冲突事故。另一方面，煤矿瓦斯属于一种新型清洁能源，可以综合利用。目前，我国对煤矿瓦斯采用的是“先抽后采、抽采达标”相结合的方式进行开发利用。通过煤矿瓦斯的综合利用，可以有效解决能源不足问题。实际生活中可以作为煤气资源，用于锅炉与窑炉等燃料，可以作为燃料进行发电，亦或是作为化工原料生产产品。

2 煤矿瓦斯加强防治的必要性

在我国煤矿矿井总量中，高瓦斯矿井与瓦斯突出矿井约占1/2，每年全国瓦斯涌出量超过1000亿立方米，危害性主要表现为：①矿井中瓦斯含量过高造成工作人员窒息；②矿井瓦斯含量达到一定标准，遇到明火发生燃烧或爆炸。而当其燃烧时，温度高达1850℃以上，还会形成强大的压力与冲击波，严重影响到人员生命与设备安全；③瓦斯爆炸形成大量有毒有害气体，降低井内氧气含量，造成人员中毒。在我国社会经济发展中，煤炭属于一种最基本、最重要的能源。随着矿井的不断开发与深入挖掘，由于瓦斯超限与积聚而引发的安全事故不断增加，为了确保煤炭行业的安全顺利发展，非常必要加强煤矿瓦斯治理。

3 煤矿瓦斯的防治及综合利用

3.1 煤矿瓦斯的防治工作

随着煤矿开采量不断提高，其开采深度也不断增加，开采难度逐步加大，瓦斯防治工作难度逐步加大；煤层机构日益复杂，变质变形程度也日益突出，吸附力越来越强，这些都增加了瓦斯防治的难度，为煤矿开采增加了一定的不安全因素。目前，我国煤矿瓦斯预警系统还不够完善，振波频率比较低，对煤矿安全管理工作者的判断有或多或少的影响。比如，煤层构造出现韧性变形，造成煤层空隙出现变化，瓦斯的通风透气受到间接的影响，可能造成煤与瓦斯发生突出，提高了瓦斯防治工作的难度与强度。根据以上分析不难看出，在煤矿开采中，瓦斯防治非常重要，必须要高度重视。现阶段，我国煤矿开采中的瓦斯防治主要以矿井通风为主，同时加强对瓦斯突出预测与检测预警。此外，应用先进的抽采利用瓦斯技术，将危险转换为资源，逐步降低煤矿瓦斯的突出危险性。

3.2 综合利用

煤与瓦斯息息相关，这就要求在日常开采中，要将两者融为一体，共同利用，实现互利互赢。针对瓦斯与煤层，建立相应的资源管理库，充分发挥钻探开采技术的作用。地面钻井时，全面考虑抽采瓦斯的有效性及煤矿开采的安全性，在此基础上将煤矿开采与瓦斯抽采相结合，尽可能实现一井多用。下井开采时，必须确保井下开采人员的生命安全，将采煤与瓦斯抽采有机结合，实现共同开发煤与瓦斯资源。煤层与瓦斯赋存条件比较复杂，必须实事求是操作，根据先容易后复杂的原则，开发利用资源。

3.3 煤与瓦斯的作用

尽管瓦斯极易发生保障，但如果有效利用，则可以用于发电或民用等，降低煤炭使用率，增强煤矿安全性，达到环保要求。瓦斯是一种非常稀有的清洁资源，可用于化工、制造及民用等行业领域。通过有效利用瓦斯资源，不但可以实现节能减排的目标，一定程度上还能够有效保护环境。

4 改变意识，重新认识瓦斯利用

长期以来，我国煤炭行业矿井开采都是以解决安全问题为煤层气开发工作的主要目的。煤气层开发后以废气形式进入大气，造成了能源浪费，还污染了环境。由于我国能源比较短缺，各项资源都非常宝贵。因此，必须要重新认知矿井瓦斯利用，不能单纯的为了解决问题而将其抽放，随意排放至大气，而是要综合治理并利用瓦斯，变废为宝，为工业生产与居民生活提供更好的服务。在实际工作中，应该通过全面分析与深入研究，掌握瓦斯分布规律，结合经济与可行性角度加以论证，确定可利用瓦斯并进行抽放，综合治理不适合抽放利用的瓦斯资源。