煤与瓦斯突出矿井采掘过程中瓦斯防治技术及安全管理

王安勇

摘 要：煤（岩）与瓦斯突出是在地应力和瓦斯的共同作用下，破碎煤、岩和瓦斯由煤体或岩体内突然向采掘空间抛出的异常的动现象，是一种严重的灾害，不但威胁煤矿安全生产，破坏性也很大。对此，需要采取积极有效预防措施以提高矿井采掘过程中的安全性，降低人员伤亡和经济损失。本文从煤与瓦斯突出矿井采掘过程中瓦斯防治技术及安全管理入手，分析预防煤与瓦斯突出的瓦斯防治技术，给相关工作者以参考。

关键词：煤与瓦斯突出矿井;矿井采掘;瓦斯防治

引 言

在社会经济发展迅速的当下，我国各行业能源需求越发增大，尤其是煤炭资源。过去，虽然我国有丰富的煤炭储备，但开采率较低，当下，随着机械自动化进步，生产效率显著提升，但离充分满足市场生产需求还有一段距离，且矿井采掘环境复杂，煤岩体及空气中包含了一氧化碳、瓦斯等物质，操作不当，容易出现瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出等事故。为降低事故发生，愈来愈多的煤矿企业采用先进的瓦斯治理设备和技术，并采取安全管理措施。由此，本文分析煤与瓦斯突出矿井采掘过程中瓦斯防治技术及安全管理。

一、煤与瓦斯突出预兆与规律

1.预兆

煤与瓦斯突出的预兆通常可归类为有声和无声两种。其中，有声预兆包括闷雷声、煤爆声、深部煤层或岩石支柱折段声、破裂声等;无声预兆主要为工作面煤矿体或者支架压力加大、煤壁掉渣、外鼓、煤矿进出与煤层结构从薄变厚、从硬变软，煤层顶板与底板发生断裂、煤光泽暗淡，煤岩受到严重破坏，瓦斯忽大忽小或者煤尘增加等[1]。

2.规律

煤与瓦斯突出的规律通常和地质结构、瓦斯压力、煤层构造等方面脱不开关系，且有着延期性变化特质。例如，煤与瓦斯的联系，煤层瓦斯含量越高，煤与瓦斯突出可能性越大。煤与瓦斯和瓦斯压力的联系，煤层瓦斯压力越大，煤与瓦斯突出可能性越大，但并非绝对，有时瓦斯压力少或含量少时也可能发生突出状况。

二、煤与瓦斯突出矿井通风系统管理

1.通风系统与通风设施管理

随着煤矿不断开采，井下巷道压力逐渐增大，巷道变形严重，通风阻力增加，不能满足各采掘工作面和其他用风地点正常通风，煤矿要定期安排人员对矿井通风系统进行巡查，发现问题及时处理，确保通风系统可靠。

通风设施是调节井下风量和风向的重要设施，根据井下安全生产工作需要对各用风地点风量合理分配。加强通风设施管理，减少通风设施漏风，保障各采掘工作面和其他用风地点风量充足，风流稳定，杜绝无风、微风、循环风和瓦斯超限。

2.局部通风

掘进工作面作业前，应根据瓦斯涌出量、工作人員数量及风速等因素合理选择局部通风机，采用压入式通风，风筒未端设置风筒传感器。另外，压入式局部通风机的供电系统必须是双风机双电源双回路供电，主备风机都采取不同回路专用变压器、开关、线路，分离风机供电线路和生产线路。如此，便不会出现生产电源与风机电源因为供电条件复杂，从而导致供电不稳，无法发挥供电效果。两线路独立互相独立供电，能提升风机供电可靠性，保证其运行不间断。

3.设置“三专两闭锁”

“三专两闭锁”就是指的变压器、开关、专用电缆、瓦斯电闭锁、风电闭锁等装置。当通风机供风出现问题或瓦斯浓度超过规定值时，能够自动切断该作业地点及回风流所有“非本质”安全型电气设备电源，待正常供风且瓦斯浓度降至规定值后，自动切换回作业状态。该方法能够有效降低安全事故发生概率，还可根据煤与瓦斯突出预兆与规律进行预防和处理，提升通风设备尤其是局部通风机的效率，保证连续供风可靠安全。

三、煤与瓦斯突出矿井采掘过程中瓦斯防治技术

1测定煤层参数

煤矿开采过程中，应当测定煤层参数，根据煤层参数选择合适瓦斯治理方案，例如，煤层坚固性系数在0.3～0.5之间，且埋深小于500m，可以采用顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯。又如，煤层坚固性系数在小于0.3，不能采用顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯。

2.选择先进的瓦斯治理设备

煤矿瓦斯主要是采用抽和排两种方式进行治理，根据矿井设计生产能力合理选择主要通风机，满足矿井供风量。选择满足瓦斯治理工作需要的瓦斯抽放泵，瓦斯抽放泵数量应不少于4台，两台工作，两台备用，高低负压分开抽放。各预抽瓦斯地点设置瓦斯计量装置，对瓦斯抽采量进行计量，计量参数作为瓦斯治理的主要依据。选择大功率钻机和钻孔轨迹仪，提高钻孔施工质量，同时对钻孔施工轨迹进行检测，使钻孔控制范围达到要求。

3.编制瓦斯防治技术方案及措施

编制矿井中长期瓦斯治理方案和年度瓦斯治理方案，优先开采保护层，其次是穿层预抽和顺煤层预抽。在矿井生产过程中按照已制定的方案进行实施，同时在进行采掘作业过程中按照“一面一策”的要求，制定针对性措施，确保瓦斯治理到位。

4.强化瓦斯防治现场管理

（1）瓦斯抽采管理

各预抽地点按设计要求将瓦斯抽采管路安设到位，钻孔严格按设计进行施工，按照“钻到位、管到底、孔封严、水排干”、“两堵一压”封孔和压风吹孔技术对瓦斯进行治理，同时做好瓦斯抽采达标和消突评判工作。

（2）防突安全管理

在实施防突措施过程中，安检员和瓦检员加强监督，防突员在测定数据后需及时汇报，并认真填写防突牌板，防突牌板悬挂距离迎头不大于50m，内容填写要清晰明了，详细写出预测位置、数值，限掘距离等。且防突员需要依照防突区科指令要求，悬挂好限掘牌，限掘牌悬挂在当班预测位置，并使用标记、上锁和其他有效方法在巷道做好标记，限掘牌上要记录预测位置和限掘距离。不得随意挪动限掘牌，如果是因为改棚或者其他原因必须挪动，要及时恢复原样，现场安全管理人员监督落实。防突区科建立防突仪器仪表管理台帐，并由专人负责管理，凡是新购置、报废、存储变化等，都要及时上帐。防突预测仪（包括煤样罐），要定期校正检查，并能够做好相应的记录。

（3）保证通风系统独立可靠

突出矿井、突出煤层采区、突出煤层工作面都需要设置独立回风系统。采区回风巷为专用回风巷。在煤与瓦斯突出煤层中，禁止任何两个采掘工作面之间串联通风。另外，煤与瓦斯突出煤层采掘工作中工作面回风侧不能设置调节风量的设施。如果是易自燃煤层回采工作需要设置调节设备，需煤矿企业技术负责人批准许可。

结 语

总之，随着人们对煤炭资源需求的提高，矿井开采不仅要保证煤矿生产整体效益，还要确保煤矿开采安全性，特别是对于煤与瓦斯突出矿井，尤需如此。针对煤与瓦斯突出矿井采掘工作，煤炭企业需要采取科学、先进、适宜的瓦斯治理技术，如压入式局部通风、开采保护层、预抽煤层瓦斯等，并实施有效安全管理措施，强化瓦斯防治技术和现场管理，保证通风系统独立可靠，及做好防突安全管理，提高煤与瓦斯矿井采掘安全水平。

参考文献

[1] 《煤矿安全规程》2016、《防治煤与瓦斯突出细则》2019