防治煤矿瓦斯超限的方法研究

＊侯建龙

（晋能控股煤业集团赵庄二号井 山西 046000）

前言

在煤矿安全生产过程中，瓦斯隐患一直都是威胁较大的因素，号称“第一杀手”。所以一定要做好瓦斯超限的防控提醒，增大防控装备的购买，融入先进的科技水平，达到可控-可防-可治瓦斯气体隐患，全面加强煤矿管理。以2020年某企业大型煤矿瓦斯超限的数据统计为例，深入挖掘造成瓦斯超限的因素，最终制定了相应的措施去解决瓦斯超限的安全隐患问题。

1.分析造成瓦斯超限的几种因素

据统计，大概有十六种原因可以导致瓦斯超限的发生，主要有：风流在上隅角的流通性不好；传感器等元器件因为泡水受潮；顶板的采空区在工作面回采时垮落，造成瓦斯泄露；瓦斯泄漏，由于封堵的钻孔不密封；监控出现系统故障；治理瓦斯时，没有制定合理的措施；传感器因操作不合理，发生损坏；瓦斯通风时的风量不合理，出现“一风吹”；巷道掘进过程，出现风筒断开，随机停风；不合理的通风调整，出现在巷道贯通的地区；采空区因人员操作失误，超前了传感器；瓦斯超限的情况，大多发生在特殊地质构造区；监控设备流通了不稳定的电压；贯通或探通了异常区，如小窑等；无故出现停运的抽放系统；没有合理的做好密闭维护，导致漏风。

2020年的瓦斯超限事故，仅某企业大型煤矿就高达55次。瓦斯超限事故发生的比重如下：42.7%的原因是出现了7次的不规范把控特殊作业的操作；30.9%的原因是出现了17次的顶板垮落在采空区；16.4%的原因是出现了9次的无效治理瓦斯的措施；12.7%的原因是出现了7次的通风管理不合适；9.1%的原因是出现了5次的不规范管理钻孔；5.5%的原因是出现了3次不合理管控传感器。全面分析了瓦斯超限发生的55次隐患，总结了下面两种主要的因素：

（1）没有制定有效的技术措施。事故发生机率达到了65.5%，有36次的瓦斯超限都是因为这个原因：①综采巷道工作面的上隅角，没有充足的风量；②只在上隅角采用埋管的方式去抽放瓦斯的措施；③火层岩掘进时出现不合理的瓦斯泄露；④没有提前抽煤，导致二百米范围的末采工作面出现异常；⑤风流短路因塌通的机道和出现顶回风巷的工作面；⑥垮落的采空顶板。

（2）没有合理管控人为因素。事故发生机率达到了34.5%，有19次的瓦斯超限都是因为这个原因：①采空区因人员操作失误，超前了传感器；②瓦斯从钻孔泄露，因掘进时挖断了抽放的主管和软管；③传感器在上隅角位置被损坏；④传感器在工作面掘进过程中脱落到煤堆里；⑤主换风机和备风机在开关过程中同时停风；⑥没有封严钻孔，导致抽煤时泄露了瓦斯；⑦工作面掘进时出现风筒折断。

2.治理瓦斯超限的措施

(1)规范人员管理

重视瓦斯超限带来的后果，加强人员作业规范，减少人为因素导致的瓦斯超限隐患，主要做到：

①工作面掘进时加强管理风筒。工作面排瓦斯和切换用的三通材质，一定要选择铁质的。配置专人维护风筒并巡查，减少人为失误出现的瓦斯超限及风筒断开。

②严肃瓦斯排放与密闭启封工序，严格管理备案并提级管控。只允许救护队实施密闭启封工作，合理控制风量，杜绝出现“一风吹”。

③严肃封孔环节，各类废孔和不用的钻孔，要提高封孔质量，杜绝从钻孔中泄露瓦斯。

④加强维护管理传感器，尤其是监控设备，按照“三规范”实现调校和吊挂以及布线的规范。减少以下现象出现的传感器无效报警：线路砸断或接错和受潮的传感器以及煤堆掉入等。严格依据厂家要求进行操作，日常维护频率也要提高，杜绝故障发生。

(2)强化技术规范

人员思想坚定“可防-可治-可控瓦斯超限”，根据治理瓦斯的措施，去实现抽采达标，杜绝瓦斯超限的发生，主要措施是：

①瓦斯抽放环节满足“应抽尽抽”的严格要求。执行原则是“分类施策”以及“一面一策”，治理瓦斯要采用工程手段，结合穿层钻孔和高抽巷以及煤体预抽和抽放钻孔高位还有埋管选择上隅角地段等方式，综合治理瓦斯。

②顶板要加强管理。工作面综采时的前后端头都要退锚及时，加强顶板防水压破裂的手段，强度显现是依据减弱来压，避免了压落顶板产生的瓦斯泄露；计算矿压规律，实施措施在周期到达前，减少瓦斯超限。

③采煤过程的工艺要尽量规范化，支架数量要合理化，保证煤壁的1.5m外才是尾端支架，增大后溜尾与大隅角的风流量，充分稀释瓦斯。

④预测地质要超前完成，了解摸排地质特殊构造位置，重点加强这些位置的监查与检测瓦斯浓度的工作，了解瓦斯实时情况。当瓦斯突然增多时，要加大通风机局部数量并选择功率大的通风机，加大供风量，杜绝瓦斯超限的机率。

⑤制定文件，优化管理瓦斯的技术指导，抽放和排放瓦斯的环节要重点关注，做好密闭启封工作，严肃处理引发瓦斯超限的人员，巩固制度的地位性。

(3)制定措施，应对抽采瓦斯的突发情况

①矿井抽采网络，采用井下移动式结合地面永久式的系统去抽采，煤巷掘进时，要预抽巷帮煤层和岩巷穿层的钻孔，实现“分区计量”与“分源抽放”。

②加强探测地质的流程，分析钻孔在掘进底板巷产生的数据，提前了解地质构造并探测煤层，坚守“边掘边探，先探后掘”的模式，提前画好巷道的剖图，当某些地质构造的煤层厚度有很大的落差时，要模仿石门揭煤的方法去进行。

③制定综合防突“四位一体”的措施。原则是局部先行和补充措施；严格管理预抽穿层，保证穿层钻孔在底板巷的瓦斯浓度低，定时维护抽采设施，定时对抽采孔排水；保证浅孔密集的排放卸压程度，采取封孔连抽在两帮钻孔的位置，保证6个基本钻孔，绘制预测防突图。

④加强质量管控和实施防突时的安全管理，健全检查和实施以及审批和验收的综合防突管理制度，将防突实施次数和瓦斯预警以及区域验证和实施成果等环节做好记录，依据科学技术去完善矿井防突效果。加强钻孔抽采的监控，安装甲烷式的传感器，实现一个视频一个孔，可追溯过程，杜绝作假行为。

⑤建立健全每日分析瓦斯通风的环节，及时了解瓦斯泄露前状，杜绝出现卡钻或顶钻甚至喷孔后果。

3.完善实施技术

(1)通风系统优化

治理瓦斯最重要的就是通风，牢记“系统顺、设施牢、断面够、风量足”的原则。优化掘进煤巷的方案，改变通风方式的合理性，保证通风网络良好，建立高质量的挡风密闭墙。运输通道及行人安全出口，要安装永久风门。

(2)合理设置局部通风

当煤巷掘进是长距离的工作面时：选择的通风机是大功率的，才能保证长距离无阻供风以及大风量的运行；选择供风能力强的大直径风筒，保证供风能力；选择双层风筒设置在高阻力的拐弯位置，加强抗风压的力度，减少风筒撕裂因高风压原因的20%发生率。

(3)优化封孔

通过使用新式的两堵一注技术，而后对得到的结果进行抽取采样对比结果进行分析我们可以发现，在使用了囊式带压并辅之以两堵一注的新型封孔技术后，穿层钻孔得到的孔洞的密封效果明显相比以往得到了很大的改善，在相同条件下抽到的纯量更多。在相同条件下，采用上述的新型封孔技术后，单个孔洞所抽取到的瓦斯浓度更高更纯，普遍可以在50%-85%之间且最高可以达到98%，而如果采用传统的方法，得到的瓦斯浓度就只能有14%-28%且最低可以跌到3%而最高也不过只有40%，连新式工艺的下限都没有达到。这就使得抽取瓦斯的纯度提高了3-10倍且最高达到了15倍，而单孔抽取的瓦斯可以达到传统工艺纯度的2-3.6倍。

(4)升级优化安全保障体系

据国家相关标准要求，为做好新时代煤炭矿井安全保障体系改造升级事宜，我们将对矿井进行一系列的改动以达到国家标准要求，具体方案如下：现今打算将八四八五号线路改造为光纤数字的传输形式；我部拟定将矿井内的网络重新铺设一遍，以此来使得数据的传输更强更稳定；与此同时，矿井内原有的传感器尤其是甲烷传感器都将进行一系列的升级改造，改为量程更远、能耗更低、精度更高的新式传感器，使得误差更少精度更高。

4.分析效果

通过上述的一系列升级优化改造，使得煤矿内部的安全等级比以往更加高级，以矿井通风性能的改造为例，对于通风的改造升级，使得在较长距离的掘进煤巷通风更好，而这又间接保证了煤矿内瓦斯浓度在一个合理可接受的范围内。夹杂在风中的百分之零点五以下的瓦斯使得井下员工的生产工作更加的安全。

5.结语

安全无小事。事关安全，煤矿瓦斯浓度与井内员工的生命安全息息相关，对于瓦斯的安全管理程度直接就决定了井内员工的生命安全等级，因此，在处理煤矿瓦斯问题时，必须谨慎处理，无论如何瓦斯的相关管理必须落实到位。对于煤矿内瓦斯的安全管理不仅仅需要加强人手方面的管理，还要加强对相关技术方面的提升，希望本篇文章可以为煤矿瓦斯的安全管理提供有用的方案。