煤矿瓦斯治理过程控制理论及应用研究

高原

摘要：瓦斯灾害是煤矿井工矿的主要灾害，今年来，经过治理，瓦斯灾害得到了有效控制，但形势依然严峻，其仍然是煤矿安全生产的大敌。治理瓦斯灾害，防范瓦斯事故，始终是煤矿安全和全国安全生产工作的重中之重。依靠传统的加大通风量、优化巷道布置体系的方法，不能从根本上解决瓦斯灾害问题。怎样才能够经济有效的治理瓦斯灾害，成为煤矿工作者的一个重要课题。鉴于此，本文主要分析探讨了煤矿瓦斯治理过程控制理论及应用情况，以供参阅。

关键词：煤矿;瓦斯治理;控制理论;应用

引言

煤矿行业在社会中给人们留下的印象几乎都是负面的，这主要是由于近年来煤矿瓦斯事故频频发生，人们心中不自觉的会认为瓦斯和煤矿就是会给人带来消极影响的。但是通过对矿井瓦斯治理过程的掌握，有效控制煤矿瓦斯治理过程，其实是可以保证煤矿瓦斯治理取得预期效果的。对煤矿瓦斯进行治理的过程实际上就是对治理过程的控制，这种控制是以分析瓦斯治理过程中存在的各种特征参数为前提的，通过一些合适的手段与方法，使瓦斯治理工程施工中的瓦斯开采、跟踪控制以及排放过程受到控制，实现瓦斯治理工程施工质量的验收等节点的控制，保证整个过程处于一种非常稳定的状态，最终达到我们预期理想的瓦斯治理效果。

1煤矿瓦斯治理过程相关控制理论

1.1煤矿瓦斯治理过程控制内涵

常见的瓦斯事故主要包括瓦斯突出、瓦斯爆炸、瓦斯燃烧及瓦斯窒息等，在瓦斯治理过程中，通过对瓦斯事故的全过程进行跟踪和控制，可以有效避免瓦斯安全事故的发生概率。瓦斯治理过程复杂，需要收集矿区的地质构造、煤层赋存及瓦斯赋存等资料;同时，还需要投入大量的技术人员、管理人员等人力资源，构建监控系统、通风系统及生产系统等物力资源;明确瓦斯排放抽采等技术参数，以有效防止瓦斯安全事故地产生。

1.2煤矿瓦斯治理过程控制特点

（1）人工辅助的控制方式。当前的瓦斯治理中，自动化程度较低，因此大量的过程参数测量与记录都需要依托人工操作来完成，其中控制方法等应用也需要依靠人工实现。（2）多种控制方法相结合。在瓦斯治理过程中，其主要的控制方法有施工过程跟踪控制法、瓦斯抽采与排放过程跟踪控制法以及节点控制法。这几种方法的原理、检验参数、制图工具都不同，但是在实际的过程控制中，需要协作完成才能发挥较好的瓦斯治理控制效果。（3）抽象的控制过程。在瓦斯治理过程控制中，同石油、化工、电子以及机械制造等工程控制研究不存在产品以及物料的出现，而是基于过程特征参数与模型来进行操作。

2煤矿瓦斯治理过程中控制方面出现的问题

尽管各种新能源的开发和利用日渐成熟，但是煤炭资源在我国的能源架构中仍然处于主体位置。尽管我国的煤炭资源位列世界第三，但我国负载的地形地貌给煤炭的开采带来了不少的难度。相当数量的煤矿地质松软，不够稳定，易发生地形灾害。一些煤体甚至产生了的大范围的破碎现象，加上煤层的透气性差。这些都给瓦斯治理的过程控制带来了不小的挑战。直接抽采瓦斯的效果往往不尽如人意，易留下安全隐患。尤其是某些埋藏较深的煤矿，需要建构很深的开采矿井，瓦斯治理更加困难。瓦斯压力、应力和含量随着开采深度的增加而增加，且具有相对更低的渗透性。仅仅采用普通的瓦斯抽采处理，效果差，抽采率不高，远远达不到煤矿安全生产的标准要求。这也是煤矿出现瓦斯灾害的重要原因。另外，井下煤矿的开采与瓦斯的抽取工序必须保持一致。既要保证煤矿开采的工作效率，又要保证瓦斯抽采的效果，二者相互协调，做到煤矿生产效率和生产安全的和谐统一。受到煤矿生产技术手段和瓦斯治理控制方法的限制，煤矿开采和瓦斯抽采不够协调的现象时有发生，这也是许多瓦斯事故的重要诱因。

3煤矿瓦斯治理过程控制方法的策略

3.1深入研究煤矿瓦斯治理过程控制理论的应用

为了取得良好的控制效果，应该对其理论进行全面分析，进而指导实践的顺利展开，在瓦斯治理过程中，要灵活应用相关的理论知识，在过程系统特征中，应该对相关的参数进行深入研究，主要涉及了煤层赋存、地质构造，还有空问位置等诸多方面，特别是抽采浓度、负压、流量，以及温度等，一定要全面掌握。不仅如此，需要对跟踪控制理论进行合理应用，在各个环节中，全面展开跟踪控制工作，保证煤矿的安全生产，另外，还要合理使用节点控制理论，合理控制各个时间点，明确治理目标，在节点控制中，需要对设计方案进行深入分析，做好危险预测等效果工作，进而取得良好的防治效果。

3.2加大煤矿开采单位对安全的控制力度

煤矿开采单位还应该加大对生产安全治理控制的力度，不能仅仅关注煤矿开采的成本而忽视了瓦斯事故治理控制的投入。对煤矿开采工作人员来说，他们应该严格按照相关的瓦斯事故安全控制标准来开展煤矿开采工作，尤其应该加大先进煤矿开采技术的应用，从而促进瓦斯事故治理控制方法和安全生产工艺的提高。煤矿开采单位只有重视瓦斯事故安全的控制，才能进一步降低煤矿瓦斯事故的发生概率。

3.3控制瓦斯灾害的规模和危害

煤矿中如果有瓦斯事故发生，一定要及时采取有效的措施对瓦斯灾害的规模和危害进行控制。矿井中的管理人员应该对矿井中的开采情况进行严密的监督和控制，如果有瓦斯事故发生，管理人员应该第一时间通知相关人员及时撤离，将人员伤亡损失降到最小。煤矿企业应该将与安全生产相关的宣传工作做好，不断培养相关人员形成必要的安全意识，对井下工作人员进行有关求生技能的培训。

3.4加强矿井的通风条件

煤矿企业应该创造一定的条件，为每个联络巷科学合理设置井下通风设备，条件允许的话，如每个联络巷基本处于進风和回风巷之间，应该砌筑起永久性风墙，严格按照设计要求和标准，将进风门、回风门和连锁的正向风门安置在风井安全出口和相应的联络巷之中。采空区要及时进行封闭，而且要根据采矿工作面的逐步推进，将通至采空区的联通巷道逐个封闭。在工作面开采结束后，将所有与采区相连通的巷道中全部封闭。

3.5加强封堵，提高抽采效果

随着科技水平的不断提高，而煤矿瓦斯治理难度增加，传统瓦斯治理方法难以满足现阶段煤矿开采和瓦斯治理的需要，为了提高抽采效果，就需要加强对井下矿区的封堵，在采面机头、机尾每进1.2m在切顶线处施工一道封堵墙，封堵墙向里不能超过切顶线，封堵墙使用泡沫砖打设牢固（墙厚0.6m左右），缝隙处使用编织袋或黄泥充填严密。搭接处使用黄泥抹面，搭接严密防止漏风，施工完毕后紧贴封堵墙打设单体柱，柱距800mm，防止风墙倒塌。此外，防突队要每天24小时巡查抽放管路，负责己15—23240采面上隅角、高抽巷抽采系统的管理，确保管路无积水、无漏气，确保抽采量。当采面上隅角断开管路时，必须拆卸管路连接螺丝后断开，严禁损坏抽放管，且断开处使用金属篦子遮挡，防止堵塞抽放管口，降低抽放效果。

结束语

总之，在煤矿瓦斯治理过程中加强控制方法，对于煤矿企业乃至于对整个社会具有重要的意义，暨能够有效防治发生瓦斯爆炸事故，减少企业损失，保障人民的生命安全，还可以提高煤矿开采效率，提升煤矿的竞争力。所以，煤矿企业必须充分认识到瓦斯治理的重要性和必要性，通过建章立制，形成科学完善的管理制度，并增加投入，改善瓦斯治理的技术，实现有效治理煤矿瓦斯过程控制。

参考文献

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