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[關(guān)鍵詞]煤與瓦斯 突出 防治 研究
[中圖分類號] TD713 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-12-24-1
若想要有效的解決煤與瓦斯突出的問題，首先，就要加強(qiáng)對瓦斯地質(zhì)的研究與勘探，掌握煤與瓦斯突出的內(nèi)在影響因素和規(guī)律，只有這樣，才能制定出有效的預(yù)防煤與瓦斯突出的事故，并且針對突發(fā)的事故也能夠妥善的處理，盡可能的減少煤與瓦斯突出事故產(chǎn)生的危害，解決煤炭行業(yè)中危害最大的問題，保證煤炭行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。
1煤與瓦斯突出問題概述
所謂的煤與瓦斯突出，是指煤礦在生產(chǎn)的過程中出現(xiàn)的一種極其復(fù)雜的礦井瓦斯動力現(xiàn)象。煤與瓦斯現(xiàn)象產(chǎn)生時，煤體能夠向巷道或者采場空間拋出大量的煤炭，噴出大量的瓦斯，并且這些現(xiàn)象是在相當(dāng)短的時間內(nèi)完成的[1]。
一旦發(fā)生煤與瓦斯突出的現(xiàn)象，不僅會給施工人員帶來極大的生命安全威脅，還會給煤礦企業(yè)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，最終影響社會經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的各個方面和各個環(huán)節(jié)，制約國民經(jīng)濟(jì)的健康持續(xù)發(fā)展。
由此可見，有效的預(yù)防煤與瓦斯突出的重要性。
2加強(qiáng)瓦斯地質(zhì)研究和勘探，把握煤與瓦斯突出的影響因素及規(guī)律
2.1煤與瓦斯突出的影響因素
造成煤與瓦斯突出的影響因素主要包括兩方面的原因，首先就是受到煤與瓦斯的地質(zhì)條件影響而產(chǎn)生的煤與瓦斯突出現(xiàn)象[2]。
在自然界中，瓦斯主要以氣體、液體和固體三種形式存在，但是在煤礦中，瓦斯主要是以氣體的形式存在，在煤礦巷道和采場中最常見到的也是氣體的瓦斯。因此，在煤炭系統(tǒng)中，也將瓦斯作為一種氣體地質(zhì)體，這也是瓦斯區(qū)別于其他地質(zhì)體的主要特征。
然而，導(dǎo)致煤與瓦斯突出的地質(zhì)條件卻是一套相互有成因聯(lián)系的地質(zhì)因素組合[2]。之所以說煤與瓦斯突出的地質(zhì)條件是一個組合體，主要就是因為煤與瓦斯存在于不同的地質(zhì)構(gòu)造類型中，并且表現(xiàn)出的存在形式也有很大的差別。煤礦存在于井田地質(zhì)構(gòu)造中，而整個地質(zhì)構(gòu)造的類型，以及煤層的厚度又決定了煤礦的分布結(jié)構(gòu)，這又是影響瓦斯突出區(qū)域分布的原因。
這些因素之間是相互影響、相互制約、相互之間有成因的聯(lián)系的，將這些因素組合在一起，就是煤與瓦斯突出的影響因素。
2.2瓦斯地質(zhì)條件的基本特征和規(guī)律成因
在煤與瓦斯形成、分布、運(yùn)移、賦存、聚集等各種特征和規(guī)律的作用下，形成了煤與瓦斯突出的基本特征和規(guī)律，這是進(jìn)行煤與瓦斯突出問題研究的基礎(chǔ)[3]。
我國的整體地質(zhì)構(gòu)造是相當(dāng)復(fù)雜的，而這種復(fù)雜性又導(dǎo)致煤與瓦斯的分布也具有一定的特點和規(guī)律，在地質(zhì)構(gòu)造不斷發(fā)生變化的同時，煤與瓦斯的分布也在不斷的變化，就導(dǎo)致煤礦企業(yè)對煤與瓦斯的分布特點和規(guī)律的把握難度變大，不能及時預(yù)測出煤與瓦斯突出事故，在發(fā)生突出事件時也不能采取有效的對策。
3加強(qiáng)瓦斯地質(zhì)研究，防治煤與瓦斯突出的對策
3.1加強(qiáng)對煤與瓦斯的地質(zhì)勘探工作
煤礦企業(yè)在進(jìn)行煤礦資源的開采時，首先要對煤與瓦斯的地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)特點進(jìn)行全面的勘測，這是煤礦開采的首要前提。
首先，煤礦企業(yè)應(yīng)該采用先進(jìn)的技術(shù)，進(jìn)行全面的地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)特點的勘測，保證勘測環(huán)節(jié)的有效性，使勘測出的數(shù)據(jù)真實可靠。
其次，要將勘測出的這些數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的分析和處理，綜合評定煤與瓦斯的地質(zhì)特點，并將其做成煤與瓦斯地質(zhì)圖，為企業(yè)的開采活動提供重要的依據(jù)。
3.2制定有效的防治煤與瓦斯突出事件的對策
根據(jù)煤與瓦斯地質(zhì)圖，并且結(jié)合礦區(qū)自身的特點，制定出有效防治煤與瓦斯突出問題的規(guī)定和對策，并且要嚴(yán)格按照這些規(guī)定來進(jìn)行煤礦的開采。
在開采的過程中務(wù)必要注意隨時掌握礦區(qū)的地質(zhì)變化，根據(jù)這些變化制定出相應(yīng)的預(yù)防措施，并且在煤礦開采的過程中，還應(yīng)該隨時根據(jù)煤與瓦斯地質(zhì)條件的變化，改變和完善預(yù)防及應(yīng)對的措施，加強(qiáng)各個部門之間的合作，盡可能的減少發(fā)生煤與瓦斯突出事件造成的影響和危害。
3.3加強(qiáng)對煤與瓦斯地質(zhì)預(yù)報工作
煤礦企業(yè)應(yīng)該將煤與瓦斯預(yù)報工作放在工作中的重要位置上，加強(qiáng)預(yù)報工作對開采工作的指導(dǎo)作用，這是有效預(yù)防煤與瓦斯突出事件，降低損失的重要手段。
預(yù)報工作的內(nèi)容主要是以重點呈現(xiàn)煤與瓦斯易產(chǎn)生突出的地質(zhì)構(gòu)造區(qū)為主，對其他的非重點區(qū)域也不能放松。
另外，還要結(jié)合過去發(fā)生煤與瓦斯突出事件的特點、嚴(yán)重程度和當(dāng)時采取措施的有效程度來進(jìn)行解決當(dāng)前煤與瓦斯突出事件的有效解決對策，務(wù)必要保證采取這些對策的科學(xué)性、合理性和可行性。
只有這樣，才能保證在煤與瓦斯突出事件發(fā)生之前能夠進(jìn)行人員和設(shè)備的轉(zhuǎn)移，才不至于在發(fā)生煤與瓦斯突出事件時不知所措。
4總結(jié)
通過上文的分析，我們能夠總結(jié)出，煤與瓦斯的突出產(chǎn)生的危害是無法估量的，這就需要不斷的加強(qiáng)對瓦斯地質(zhì)的研究工作，找到煤與瓦斯地質(zhì)條件的影響因素和規(guī)律，制定出有效的預(yù)防和應(yīng)對措施，最大程度的減少煤與瓦斯突出造成的危害和影響。
參考文獻(xiàn)
[1]張超.煤巷掘進(jìn)中深孔松動控制爆破防治煤與瓦斯突出技術(shù)的研究[J].中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2010，4（05）：119-120.
【關(guān)鍵詞】煤礦；瓦斯；治理
【中圖分類號】TD713 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1672－5158(2012)09－0440－01
1、煤礦瓦斯治理的現(xiàn)狀
國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的基礎(chǔ)能源是煤炭，在我國所使用的一次能源中，它占居主體的位置，在我國一次能源的生產(chǎn)及消費結(jié)構(gòu)中占據(jù)著約70％的比例。據(jù)統(tǒng)計，在2010年我國煤炭使用率約占60％，而到2050年將占一半以上，為此，煤炭做為我國的主要能源將在相當(dāng)長的時期內(nèi)使用。礦井中的瓦斯爆炸、井下瓦斯超限和瓦斯積聚事故頻頻發(fā)生，令人震驚，更嚴(yán)重的是在煤礦井下發(fā)生瓦斯爆炸，直接威脅著煤礦的生產(chǎn)安全和對從業(yè)人員的生命安全。隨著高瓦斯和突出礦井?dāng)?shù)量逐年增多，其不斷增加的開采深度，使瓦斯對采礦安全的威脅日趨嚴(yán)重，治理瓦斯安全工作形勢十分嚴(yán)峻，迫在眉睫。如今，經(jīng)濟(jì)的快速增長，對煤炭行業(yè)的發(fā)展提出了更高的要求。當(dāng)前的主要任務(wù)是如何確保煤炭工業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定、健康地發(fā)展，更大限度地遏制重特大事故的發(fā)生，瓦斯治理工作是當(dāng)前的主要工作內(nèi)容。
2、瓦斯治理存在的問題
2.1 資金投入不足，技術(shù)裝備亟待升級
在國民經(jīng)濟(jì)的快速增長的同時，也推動著能源需求的不斷增長，使得煤炭在供應(yīng)方面的日趨緊張，導(dǎo)致煤炭價格隨著煤炭需求的激增方面而加速增長。在經(jīng)濟(jì)利益方面，煤礦行業(yè)利潤是很可觀的，為了使自己的收益更大些，很多從事煤礦開采的企業(yè)降低生產(chǎn)成本對減少瓦斯治理的投入方面，使得利潤最大化。由此帶來的不僅僅是引發(fā)行業(yè)內(nèi)部之間的惡性競爭，還使其它的煤礦企業(yè)頻頻模仿，在減少瓦斯治理投入的同時，獲取更高經(jīng)濟(jì)效益，最終使瓦斯安全隱患的不斷產(chǎn)生。與此同時，將本該用在培訓(xùn)專業(yè)的瓦斯防護(hù)知識方面的資金通通投資在煤礦的其他生產(chǎn)方面，這些生產(chǎn)者只為追求高額利潤，完全漠視瓦斯防護(hù)投入或瓦斯處理裝備老化陳舊，這樣一來，更為瓦斯安全事故出現(xiàn)埋下隱患。同先進(jìn)產(chǎn)煤國家相比，我國煤炭行業(yè)整體技術(shù)裝備水平只占其二分之一左右，因此在瓦斯治理裝備中，主扇風(fēng)機(jī)增補(bǔ)和改造、局部通風(fēng)機(jī)、抽采鉆機(jī)和瓦斯檢測儀器的裝備制造都急需升級改造。
2.2 一些礦井通風(fēng)系統(tǒng)不完善、不合理
在礦井通風(fēng)方面，一方面部分礦井的新采區(qū)并沒有形成完善的通風(fēng)和排水系統(tǒng)，就急于實行“剃頭”開采，這樣很容易導(dǎo)致事故的發(fā)生。另一方面有些礦井在增加開采深度后，仍然采用中央并列式或使用淺部風(fēng)井回風(fēng)方法，風(fēng)速的超限，使得礦井通風(fēng)系統(tǒng)抗災(zāi)能力減弱。治理瓦斯的基礎(chǔ)是通風(fēng)，通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠可以有效的減少重大瓦斯事故的發(fā)生情況。因而要進(jìn)一步在降低通風(fēng)阻力、保證通風(fēng)斷面、完善系統(tǒng)這些重大問題上進(jìn)行提高。
2.3 瓦斯抽放方法單一
首先，國外的煤礦瓦斯抽放大多是采取地面抽放方式，并且直接液化。而我國在煤礦瓦斯抽放多采用的是井下抽放方式，在對地面大鉆孔直接抽放方式上，基本沒有得到更新的應(yīng)用。其次是使用落后的瓦斯抽放裝備，在利用瓦斯的研究和使用上都需進(jìn)一步提高。
2.4 監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)需要完善和更新
隨著安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在多數(shù)煤礦里的建立，在使用上，有些問題在上還存在著不足：其一，盡管實現(xiàn)了礦井內(nèi)局域聯(lián)網(wǎng)的連接，但相應(yīng)的配套設(shè)施不全，如信息化管理和應(yīng)急處置在使用上的差距，故而造成聯(lián)網(wǎng)效果不理想；其二，在瓦斯超限等現(xiàn)場應(yīng)急分析處理不及時時，現(xiàn)場管理和維護(hù)技術(shù)人員嚴(yán)重稀缺，以及操作和維護(hù)人員整體素質(zhì)偏低的情況，從而造成系統(tǒng)維護(hù)不到位的后果；其三，在《煤炭安全規(guī)程》要求中，一氧化碳傳感器和監(jiān)測分站配置數(shù)量沒能達(dá)到要求，也使得安全監(jiān)控系統(tǒng)傳感器普遍配置的相對簡單化。
3、煤礦瓦斯治理的對策
3.1 提高裝備水平
第一，煤礦企業(yè)在生產(chǎn)時，盡量避免煤礦瓦斯事故的發(fā)生，在完善科技水平、加速技術(shù)創(chuàng)新、強(qiáng)制消除存在有安全隱患的裝備和工藝以及解決過去欠賬問題的同時，提高煤礦裝備現(xiàn)代化水平，即而不斷提高煤礦企業(yè)的安全技術(shù)水平和降低瓦斯事故發(fā)生的頻率。第二，煤礦生產(chǎn)企業(yè)要提高與相關(guān)科研院校的合作水平，把重心放在煤礦瓦斯區(qū)域和瓦斯涌出量的預(yù)測、瓦斯爆炸預(yù)警信號，以及煤礦粉塵、火災(zāi)等主要災(zāi)害防治與重特大事故搶險救援的必要技術(shù)上，用新的技術(shù)實現(xiàn)計算機(jī)虛擬現(xiàn)實，從而加快推廣與轉(zhuǎn)化由煤礦安全科技所帶來的成果。
在投入瓦斯裝備使用時，首先做到系統(tǒng)可靠性、裝備起源化、風(fēng)流穩(wěn)定性和風(fēng)量充足等優(yōu)化礦井通風(fēng)系統(tǒng)。要優(yōu)先選擇高負(fù)壓大流量水環(huán)式真空泵并配備各類超長抽采鉆機(jī)和必要的移動抽采泵來完善瓦斯抽采系統(tǒng)，做到多措并舉、應(yīng)抽盡抽、先抽后采、抽采平衡構(gòu)建立體化的瓦斯抽采系統(tǒng)。
3.2 建立完善的通風(fēng)系統(tǒng)
通風(fēng)系統(tǒng)即煤礦瓦斯治理的基礎(chǔ)，更是礦井在安全生產(chǎn)中的重要組成部分，為此實現(xiàn)礦井高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效的先決條件是合理的通風(fēng)系統(tǒng)。獨立、穩(wěn)定、可靠礦井通風(fēng)系統(tǒng)的重要性，在生產(chǎn)工作時要保證有足夠的新鮮空氣流動，才不會使瓦斯積聚、超限，從而大大減少瓦斯事故的發(fā)生。合理的系統(tǒng)管理、完善的設(shè)施裝備、充足的新鮮空氣、穩(wěn)定的風(fēng)向流動，才能從本質(zhì)上達(dá)到安全生產(chǎn)的要求。在實際操作時，要以優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，適當(dāng)降低通風(fēng)阻力提高通風(fēng)能力等，完成系統(tǒng)可靠性的最終目的。
3.3 完善礦井瓦斯抽采技術(shù)
我國的地質(zhì)情況較為復(fù)雜，其煤層的深埋度大多較深，大約一半以上的煤田不適宜地面大范圍開采，因而在使用抽采的方法時，要根據(jù)每個煤礦的地質(zhì)情況進(jìn)行，充分以井下抽放與地面抽放立體化、多元化相結(jié)合的模式，最大限度地提高瓦斯抽放率和瓦斯抽放量。
3.4 建立完善的監(jiān)控系統(tǒng)
運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)，建立視頻、語音、數(shù)據(jù)為一體的綜合化信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，并加強(qiáng)監(jiān)督檢查力度，完善安全生責(zé)任制，使用規(guī)范化管理，采用分級管理、分級響應(yīng)的方法，實行全局聯(lián)網(wǎng)并派專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行不間斷全程監(jiān)控，當(dāng)情況發(fā)生異常時，以齊全的裝備、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)、可靠的斷電和迅速處置的方法迅速排查和去除瓦斯危險源頭，從根本意義上消滅事故的發(fā)生。
根據(jù)**安排，10月7日我們二中隊由***隊長、***副隊長帶領(lǐng)兩個小隊一行19人到***煤礦執(zhí)行3408皮帶順槽排放瓦斯任務(wù)。10點40分到達(dá)到達(dá)礦井后，首先整理了小隊儀器裝備，并召開了全體人員會議，在會議上大隊長做了戰(zhàn)前動員廣大指戰(zhàn)員熱情高漲。
啟封前期我們大隊已經(jīng)根據(jù)礦方制定的啟封措施結(jié)合我們工作的特點，又專門制定了我們大隊的火區(qū)啟封行動計劃和火區(qū)啟封工期計劃。啟封前我們****嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》和《救護(hù)規(guī)程》的要求對啟封措施和兩個計劃進(jìn)行了認(rèn)真學(xué)習(xí)和討論，并按照要求做好了人員分工。參加人員全部寫出了安全承諾書，確保在啟封過程中一切從安全出發(fā)，一切行動聽指揮；工作中做到分工明確、檢查細(xì)致、工作有序、每戰(zhàn)必，偵察中前進(jìn)冷靜謹(jǐn)慎、撤退果敢迅速、工作全面細(xì)致。
本次啟封任務(wù)截止到18日二中隊總共下井十二隊87人次。在啟封過程中全體人員嚴(yán)格按照規(guī)程措施要求進(jìn)行施工安全圓滿的完成了各項任務(wù)。在啟封過程中中隊所有人員都能夠嚴(yán)格遵守救護(hù)隊各項規(guī)章制度，并認(rèn)真總結(jié)評比。在本次啟封任務(wù)中，存在的問題中隊認(rèn)真進(jìn)行了分析總結(jié)，根據(jù)工作情況總結(jié)，具體有以下幾點：
一、好的方面：
1、到達(dá)現(xiàn)場后，立即建立井下基地，將小隊攜帶裝備進(jìn)行統(tǒng)一管理。建立井下臨時裝備庫，并安排專人管理。
2、對氣體進(jìn)行檢測，時間為每1小時檢測1次，做到了實時檢測。
3、對現(xiàn)場啟封密閉所有工具進(jìn)行了測試，工具全部牢固可靠，完好可用
4、嚴(yán)格按照措施在回風(fēng)側(cè)設(shè)柵欄，禁止任何人進(jìn)出，并設(shè)雙崗，對回風(fēng)側(cè)氣體及巷道口氣體進(jìn)行實時監(jiān)測，并在規(guī)定時間匯報。
5、安排兩名隊員在井下基地警戒線處站崗，禁止無關(guān)人員進(jìn)入。
6、接風(fēng)筒時年輕隊員能積極與老隊員配合，把風(fēng)筒上方先對準(zhǔn)，鐵絲斜剪留出尖頭，能夠很容易插入風(fēng)筒固定，加快了風(fēng)筒鏈接速度，提高了工作效率。
二、啟封過程存在的問題。
1、對破拆工具，風(fēng)鎬的使用熟練程度欠佳，在使用技巧，力度方法上還需要向?qū)I(yè)人員進(jìn)行交流學(xué)習(xí)，來達(dá)到進(jìn)一步提高。
2、破拆密閉墻過程中，大部分施工人員對個人的防塵措施，保護(hù)措施，做的還不到位。
3、個別隊員對周圍環(huán)境觀察不夠細(xì)致，沒有全方位的檢查。
在皮帶上方接風(fēng)筒時，很多隊員安全意識淡薄，沒有時刻注意好腳下狀況。
4、在工作中不夠主動積極，說一步干一步，不善于思考，不會舉一反三，說完量邊柱就不會主動去量中柱。
三、今后工作努力的方向
1、繼續(xù)加強(qiáng)隊員的思想教育工作，營造良好氛圍，增強(qiáng)學(xué)習(xí)積極性，提高隊伍的綜合素質(zhì)。
2、根據(jù)訓(xùn)練計劃開展好各項目的訓(xùn)練工作，嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，嚴(yán)考核，提高隊伍的整體能力。
3、加強(qiáng)隊員對礦山設(shè)備的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，特別是風(fēng)鎬等工具，利用下礦熟檢的時間讓他們增加實用性。
通過這次***啟封任務(wù)，為下一步的中隊工作積累了經(jīng)驗，鍛煉了隊伍，特別是讓年輕隊員有了次歷練的機(jī)會，為更好地推動二中隊今后的工作奠定了基礎(chǔ)。在今后的工作中我們一定再接再厲把本職工作做好。
關(guān)鍵詞：礦井；瓦斯；突出
Abstract: coal and gas outburst is a serious threat to coal mine safety production of natural disasters. China is a country with coal and gas outburst more serious countries. Therefore, learning, mastery of the outburst of coal and gas outburst prevention knowledge, do well the work, ensure safe production, is a broad colliery worker is a long and arduous task. The gas generation process, hazard, coal and gas outburst hazards and the necessary conditions are analyzed, finally the coal and gas outburst prevention measures.
Key words: coal mine; gas; outstanding
中圖分類號：TD712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
1、引言
煤與瓦斯突出事故是煤礦生產(chǎn)中最嚴(yán)重的災(zāi)害之一。近幾年來，隨著礦井開采深度的不斷增加，煤與瓦斯突出日益嚴(yán)重，煤與瓦斯突出事故連續(xù)發(fā)生，造成了大量人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此要及時采取有針對性地預(yù)防煤與瓦斯突出的技術(shù)措施，就能避免煤與瓦斯突出的發(fā)生，確保礦井安全生產(chǎn)。
2、瓦斯的生成過程及危害
首先我們來了解瓦斯的生成過程。煤層瓦斯是腐植型有機(jī)物在成煤過程中生成的，成氣過程可分為兩個階段。
(1)生物化學(xué)成氣時期
在植物沉積成煤初期的泥炭化過程中，有機(jī)物在隔絕外部氧氣進(jìn)入和溫度不超過650C的條件下，被厭氧微生物分解為CH4、CO2和H2O。在這個階段生成的泥炭層，埋深淺，生成的瓦斯易排放到古大氣中去，一般不會保留在現(xiàn)有煤層內(nèi)。隨著泥炭層下沉，上覆蓋層變厚，溫度和壓力增高，生物化學(xué)作用逐漸減弱直至結(jié)束，在較高的壓力與溫度作用下泥炭轉(zhuǎn)化成褐煤，并逐漸進(jìn)入煤化變質(zhì)作用階段。
(2)煤化變質(zhì)作用成氣時期
褐煤進(jìn)一步沉降，壓力與溫度作用加劇，便進(jìn)入煤化變質(zhì)作用造氣階段。有機(jī)物在高溫、高壓作用下，揮發(fā)分減少，固定碳增加，這時生成的氣體主要為CH4和CO2 。從褐煤到無煙煤，煤的變質(zhì)程度越高，生成的瓦斯量也越多。
瓦斯的危害：污染環(huán)境，加劇大氣“溫室效應(yīng)”；可造成瓦斯窒息事故；可釀成瓦斯燃燒事故；引起瓦斯爆炸事故；產(chǎn)生煤與瓦斯突出事故。
3、煤與瓦斯突出的危害及發(fā)生必要條件
煤與瓦斯突出是煤開采過程中嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，是井工開采煤礦井下發(fā)生的一種復(fù)雜的有煤、巖和瓦斯（個別有二氧化碳）參與的瓦斯動力現(xiàn)象。在煤礦井下采掘過程中，在極短的時間內(nèi)（幾秒或幾十秒），在瓦斯和地應(yīng)力的作用下，突然從煤巖體內(nèi)噴出大量的煤巖與瓦斯的現(xiàn)象，稱為煤與瓦斯突出。是一種伴有聲響和猛烈力能效應(yīng)的動力現(xiàn)象，是煤礦最為嚴(yán)重的災(zāi)害之一。
煤與瓦斯突出的危害主要有：
（1）突出煤流充塞巷道，摧毀巷道設(shè)施，破壞通風(fēng)統(tǒng)；
（2）突出煤流埋人造成人員傷亡，高濃度瓦斯造成人員窒息死亡；
（3）遇火源引發(fā)瓦斯燃燒和爆炸；
（4）破壞正常的采掘生產(chǎn)，嚴(yán)重制約礦井勞動生產(chǎn)率的提高，突出礦井噸煤成本高，采掘速度慢，采掘關(guān)系緊張、經(jīng)濟(jì)效益差。
煤與瓦斯突出發(fā)生必要條件：
地應(yīng)力條件：圍巖或煤層的彈性潛能釋放作功，使煤體產(chǎn)生突然破壞和位移；地應(yīng)力場對瓦斯壓力場起控制作用；地應(yīng)力狀態(tài)對煤層的透氣性起到一定的控制作用。
瓦斯條件：高壓游離瓦斯產(chǎn)生的瓦斯膨脹能；高壓瓦斯分子全面縮煤的骨架，促使煤體中產(chǎn)生彈性潛能；吸附在微孔表面的瓦斯分子對微孔起楔子作用，降低 煤的強(qiáng)度；工作面前方形成的瓦斯壓力梯度，造成作用于壓力降低方向的力。
煤結(jié)構(gòu)和力學(xué)性質(zhì)條件：強(qiáng)度條件：煤愈硬，所需的破碎功愈大；瓦斯解析和放散能力；煤層透氣性能；不均質(zhì)性條件。
4、防治煤與瓦斯突出措施
隨著我國煤炭工業(yè)的迅速發(fā)展，開采范圍不斷擴(kuò)大，開采深度逐漸加深，礦井突出危險性日趨嚴(yán)重。我國《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》規(guī)定：“開采突出煤層時，必須采取包括突出危險性預(yù)測、防治突出措施、措施效果檢驗和安全防護(hù)措施的綜合措施。當(dāng)前對突出理論的認(rèn)識是：煤層（包括圍巖）中地應(yīng)力和瓦斯壓力是突出的主要原動力；煤層是受力體，是被破碎和拋出的對象；采掘工藝條件是突出發(fā)生的外部誘導(dǎo)因素。基于這種認(rèn)識，制定防治突出措施，可歸結(jié)為以下幾點：
（1）巷道布置和開采方式要提供足夠的時間和空間，有利于實施綜合防突措施；煤層巷道應(yīng)盡量布置在非突出煤層或突出煤層的保護(hù)區(qū)內(nèi)；保護(hù)層實行連續(xù)開采不留煤柱；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的礦井，則應(yīng)按地質(zhì)構(gòu)造劃分盤區(qū)，每個盤區(qū)自成一個開采系統(tǒng)。
（2）部分卸除煤層區(qū)域或采掘工作面前方煤體的應(yīng)力，使煤體卸壓并將集中應(yīng)力區(qū)推移至遠(yuǎn)離工作面。
（3）部分排放煤層區(qū)域或采掘工作面前方煤體中的瓦斯，降低瓦斯壓力（含量），減小工作面前方煤體中的瓦斯壓力梯度。
（4）增大工作面附近煤體的承載能力，提高煤體穩(wěn)定性，如金屬骨架、超前支護(hù)和注漿加固煤體等。
（5）改變煤體的性質(zhì)，使其不易于突出。如煤層注水后，煤體彈性減小，塑性增大，煤的放散瓦斯初速度降低，使突出不易發(fā)生。
（6）改變采掘工藝條件，使采掘工作面前方煤體應(yīng)力和瓦斯壓力狀態(tài)平緩變化，達(dá)到工作面自身卸壓和排放瓦斯，消除和減小突出危險性。如水平分層開采、刨煤機(jī)和淺截深機(jī)組采煤、間歇作業(yè)等皆屬此類。
5、結(jié)論
總之，煤與瓦斯突然襲擊出防治工作是一項長期復(fù)雜的系統(tǒng)工程。在礦井生產(chǎn)過程中，必須堅持相關(guān)規(guī)定的貫徹落實，要結(jié)合本礦的實際情況，采取有效的措施和方法，長期堅持，從根本上達(dá)到有效防治突出的目的。防突工作，重在落實，避免事故，狠抓管理，要建立一套行之有效的防突工作管理機(jī)制，層層落實，層層監(jiān)督，確保監(jiān)督到位，措施落實到位，只有這樣，才有可能避免突出事故的發(fā)生，實現(xiàn)礦井的安全生產(chǎn)。
參考文獻(xiàn)
[1］蔣承林，俞啟香，煤與瓦斯突出球殼失德機(jī)理及防治技術(shù)IM］．徐州：中國獷業(yè)大學(xué)出版社，1998
【關(guān)鍵詞】高瓦斯 壓力測定 抽采技術(shù)
【中圖分類號】TD712
【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A
【文章編號】1672-5158（2012）12-0126-01
引言
瓦斯從其本身物理和化學(xué)性能來考慮，具有一定的使用價值。然而在煤礦礦井中，瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定值則會引起瓦斯爆炸，給施工人員的生命財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅，從而形成嚴(yán)重的自然災(zāi)害。礦井中頻頻出現(xiàn)瓦斯爆炸事故直接威脅礦上職工人員的生命，準(zhǔn)確測定煤礦礦井中瓦斯的濃度并能及時處理礦井中瓦斯將會給煤礦代來很好的生產(chǎn)效益，為礦井的安全生產(chǎn)提供可靠保證。
另外，抽采技術(shù)的提高也將為煤礦礦井中瓦斯?jié)舛鹊慕档吞峁┯欣麠l件。瓦斯抽采技術(shù)的創(chuàng)新和不斷提高，給降低煤礦瓦斯爆炸事故的等級提供了有力保證，更有可能的是，利用瓦斯本身的特性，通過科學(xué)研究和創(chuàng)新發(fā)明，可以把從煤礦中抽出來的瓦斯變廢為寶，在降低礦難事故發(fā)生頻率的同時也可以使瓦斯服務(wù)于我們的現(xiàn)實生活。本文通過直接測定法和間接測定法對煤層瓦斯的測定等兩種方法的介紹和研究，以及瓦斯抽采技術(shù)的引入和探究來實現(xiàn)煤礦瓦斯安全控制的目標(biāo)。
一、如何運(yùn)用直接法測定煤礦中煤層的瓦斯壓力
在煤層中，瓦斯壓力采用直接法來進(jìn)行測定，主要是對煤巷或巖巷進(jìn)行煤層鉆孔，主要是通過在鉆孔內(nèi)下測壓管的壓力值來實現(xiàn)煤層壓力的測定，封孔材料可以根據(jù)測壓的需要和封孔毆巖石的破碎程度和致密程度采用黃泥、水泥漿、膠圈或采用膠囊壓力黏液。當(dāng)封孔段巖層堅硬致密時一般采用水泥沙漿加入膨脹劑封孔，當(dāng)封孔段巖性為泥巖或者有煤線或者直接在煤層中打測壓鉆孔時一般采用膠囊壓力黏液封孔。
水泥漿的稀稠、是否存在顆粒對封閉是否嚴(yán)密有著直接影響，水泥漿過稀將導(dǎo)致凝固后存在較大的空間，測量室增大。鉆孔傾角變化將影響測量室長度的變化，測量室過長則封孔段長度將減小，在鉆孔壁破碎的情況下必然封孔不嚴(yán)密，鉆孔內(nèi)的瓦斯在壓力梯度的影響下將沿著裂隙向巷道涌出，在這種晴況下，所測定出來的瓦斯壓力小于實際瓦斯壓力值。
測定出來的壓力是否為煤層實際瓦斯壓力將取決于泡沫封孔段的長度與黏液段的長度和黏液的壓力，當(dāng)鉆孔深度較長時，可以多設(shè)置幾段黏液段，中間用泡沫封孔段隔開。測定煤層瓦斯壓力之前估計一個煤層瓦斯壓力P1，黏液的壓力P2可以通過連接在黏液管外面的注液泵來調(diào)節(jié)，在測定過程中始終保持P2>P1，壓力表穩(wěn)定時所測得的壓力即煤層的瓦斯壓力。這種封孔方法可以在巖層破碎段或煤線段通過注黏液來封堵鉆孔內(nèi)的裂隙，較采用水泥漿封孔所測得的瓦斯壓力更接近煤層的實際瓦斯壓力。缺點在于當(dāng)鉆孔內(nèi)破碎段較多或者煤線較多時，封孔工藝復(fù)雜并且黏液管始終連接著注液泵，設(shè)備浪費較大。
二、如何運(yùn)用間接法測定煤礦中煤層的瓦斯壓力
眾所周知，瓦斯在煤體中呈現(xiàn)出兩種狀態(tài)，在滲透空間內(nèi)的瓦斯主要呈自由狀態(tài)，稱為自由瓦斯或游離瓦斯，由于瓦斯分子的自由熱運(yùn)動，顯示出相應(yīng)的瓦斯壓力，這種狀態(tài)的瓦斯服從氣體狀態(tài)方程。另一種在微孔內(nèi)主要呈吸附狀態(tài)存在于微孔表面上和煤的粒子內(nèi)部占據(jù)著煤分子結(jié)構(gòu)的孔隙或煤分子之間的空間，這部分瓦斯稱為吸附瓦斯。在煤層中施工鉆孔后，由于煤體瓦斯與外界大氣之間存在壓力差，煤體中的游離瓦斯將隨著煤體的暴露逐漸解吸出來，直到煤體瓦斯與外界大氣之間壓力平衡。此時，煤體內(nèi)能解吸出來的瓦斯已經(jīng)全部解吸出來，只剩下不能解吸的那部分瓦斯，在煤層瓦斯含量測定過程中，這部分瓦斯也叫殘余瓦斯。間接法測定煤層瓦斯壓力就是通過測定煤層最大解吸瓦斯量，利用實驗室測定的煤樣吸附常數(shù)來反算煤層瓦斯壓力。
測定煤層瓦斯含量時，在煤巷掘進(jìn)面向原始煤體打2個直徑42mm的鉆孔，鉆孔深度大于10m，從第4m開始，每2m用德國產(chǎn)EL，KD_02型電容柵瓦斯解吸儀測定一次煤層瓦斯含量。測量結(jié)束后在打鉆地點取全斷面煤層煤樣送實驗室測定煤層瓦斯吸附常數(shù)，以便計算煤層的殘余瓦斯含量。
直接法測定得到的煤層瓦斯壓力與間接法測定的煤層瓦斯壓力在數(shù)值上相差很小，誤差完全在可以接受的范圍內(nèi)，因而在斷層等構(gòu)造不能采用直接法測定煤層瓦斯壓力的地方，完全可以采用間接法來測定煤層的瓦斯壓力。并且，在同一地點也可以采用直接法與間接法相結(jié)合來測定煤層瓦斯壓力，以保證所測定出來的瓦斯壓力為真實準(zhǔn)確的。
三、直接發(fā)測定法和間接法測定法的相互比較
（一）直接法與間接法兩者相比較，直接法比間接法較復(fù)雜，同時需要施工測壓進(jìn)行鉆孔，材料浪費等方面比間接法多等缺點。間接法具有操作簡單、不需要施工測壓鉆孔、材料浪費少等優(yōu)點，尤其是不受斷層、褶曲等地質(zhì)構(gòu)造的影響，可廣泛應(yīng)用在探構(gòu)造、揭石門等場所。
（二）與間接法測定煤層瓦斯壓力相比，直接法具有不取樣進(jìn)行試驗室測定、操作技術(shù)容易掌握等優(yōu)點，但受地質(zhì)構(gòu)造的影響大，布孔以前需對附近的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行考察。
（三）從測定結(jié)果看，直接法所測定得到的瓦斯壓力普遍必間接法測定得到的瓦斯壓力值小，原因在于采用直接法測定時瓦斯壓力受封孔質(zhì)量等的影響，但相差很小，誤差在許可的范圍內(nèi)，在實際測定中可以同時采用這兩種方法互相驗證，確保測得的瓦斯壓力真實準(zhǔn)確。
四、創(chuàng)新高瓦斯煤礦抽采技術(shù)
煤礦礦井在生產(chǎn)中，瓦斯的濃度直接威脅礦井工作人員的生命安全。抽采技術(shù)的改進(jìn)，有利于煤礦礦井瓦斯高的降低和較少煤礦礦難發(fā)生的平率。從當(dāng)前瓦斯抽采技術(shù)的現(xiàn)狀研究來看，瓦斯抽采技術(shù)還停留在國際后進(jìn)技術(shù)的行列，我國當(dāng)前瓦斯抽采技術(shù)還處在國際的低等水平線上，而且，我國高瓦斯煤礦準(zhǔn)據(jù)整過煤礦企業(yè)的92%以上，這就更需要解決煤礦企業(yè)高瓦斯抽采技術(shù)方面的問題，實現(xiàn)我國煤礦企業(yè)安全問題的有效解決。
如何實現(xiàn)我國當(dāng)前煤礦礦井高瓦斯抽采技術(shù)創(chuàng)新，是當(dāng)前煤礦安全生產(chǎn)研究機(jī)構(gòu)和相關(guān)部門所要面臨的問題。然而，從當(dāng)前的瓦斯抽采技術(shù)來看，我國專研和重視力度還不夠高，基礎(chǔ)專研人才都不到30%的幾率，高級研究人員更是奇缺，這就在煤礦高瓦斯抽采技術(shù)上無法實現(xiàn)嶄新的以免，更難擺脫當(dāng)前的現(xiàn)狀。
針對當(dāng)前的具體情況，國家相關(guān)部門應(yīng)該在政策和資金上加大扶持力度，同時在制度創(chuàng)新方面實現(xiàn)建立和加強(qiáng)。另外，煤礦企業(yè)在開發(fā)和科研方面進(jìn)一步加大力度培養(yǎng)和應(yīng)經(jīng)高端科研人才，鼓勵創(chuàng)新，用財政和行政手段實現(xiàn)煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)方面的提高可創(chuàng)新研究，把瓦斯的難題轉(zhuǎn)變?yōu)樽儚U為寶的資源開發(fā)問題。
【關(guān)鍵詞】瓦斯；參數(shù)測定；涌出因素；防治措施
瓦斯治理工作的重心一直側(cè)重于高瓦斯礦井，對于低瓦斯礦井的瓦斯異常涌出問題人們不夠重視。這使得低瓦斯礦井發(fā)生局部瓦斯積聚和爆炸事故的頻發(fā)。一方面低瓦斯礦井對瓦斯基本參數(shù)和瓦斯涌出規(guī)律的研究非常薄弱，加之生產(chǎn)管理上重視不夠，防范不力；另一方面，我國在低瓦斯地區(qū)新建大量高產(chǎn)高效礦井，采用綜采放頂煤及無煤柱開采等新技術(shù)，開采強(qiáng)度不斷增加，礦井產(chǎn)量大，礦井絕對瓦斯涌出量大，通風(fēng)效果不佳，頻頻出現(xiàn)瓦斯積聚及隅角超限現(xiàn)象。
1 宜興煤礦概況
宜興煤礦位于山西省中部，呂梁山東麓。井田范圍為35.5km2，礦井生產(chǎn)能力120萬t/a，礦井服務(wù)年限73.3a，本礦井采用抽出式通風(fēng)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)為二期中央分列式。礦井分別由主斜井、副斜井、副立井進(jìn)風(fēng)，二號回風(fēng)立井回風(fēng)。礦井風(fēng)量為200m3/s。
本井田可采煤層有：山西組的2號、3號煤層，太原組的5號、9號、10+11號等，各煤層特征如下：
2號煤層：煤厚0～4.50m，平均厚度1.63m，結(jié)構(gòu)簡單，煤層頂板為泥巖、砂質(zhì)泥巖，局部為細(xì)砂巖，底板為泥巖或砂質(zhì)泥巖。屬局部可采的較穩(wěn)定煤層。
3號煤：煤層厚度0.30～2.00m，平均厚度1.20m。結(jié)構(gòu)簡單，頂板多為泥巖或砂質(zhì)泥巖，底板多為泥巖、砂質(zhì)泥巖，局部見有細(xì)粒砂巖。
5號煤層：煤層厚度0～2.10m，平均厚度0.73m，為不穩(wěn)定的局部可采煤層。頂板為黑色泥巖。底板以中、細(xì)粒砂巖為主，間有砂質(zhì)泥巖。
9號煤層：煤層厚度1.15～1.70m之間，平均厚度1.44m，屬穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層。老頂K2灰?guī)r平均厚度5.80 m，底板巖性為泥巖、炭質(zhì)泥巖。
10+11號煤層：煤層厚度在3.74～8.89m之間，平均厚度6.55m，屬穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層。煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常含1～4層夾矸，頂板為泥巖或砂質(zhì)泥巖；底板為泥巖，少數(shù)為炭質(zhì)泥巖或砂質(zhì)泥巖。
2 煤層瓦斯參數(shù)測定
煤層瓦斯參數(shù)是研究煤層瓦斯賦存規(guī)律的基礎(chǔ)，是標(biāo)志著煤層蘊(yùn)含瓦斯的能力、抽采瓦斯難易程度的重要指標(biāo)。它包括煤層瓦斯含量、瓦斯壓力以及煤的透氣性系數(shù)等。為了探明瓦斯涌出規(guī)律、瓦斯賦存情況，宜興煤礦對3#煤層和9#煤層進(jìn)行了煤層瓦斯參數(shù)測定。
2.1 煤層瓦斯壓力測定
煤層瓦斯壓力是指煤孔隙中所含游離瓦斯的氣體壓力，即氣體作用于孔隙壁的壓力。它是煤層瓦斯賦存與涌出的基本參數(shù)，亦是煤層瓦斯流動的動力。它與煤層瓦斯含量與涌出量有著密切的關(guān)系。
從表1中我們可以看出3號煤層瓦斯壓力最大為0.3MPa，9號煤層瓦斯壓力最大為0.07，兩煤層瓦斯壓力均較小。
2.2 煤層瓦斯含量測定
煤層瓦斯含量是指單位重量的煤體中所含有的瓦斯量，常用m3/t作為計量單位。煤層原始瓦斯含量是煤層瓦斯主要參數(shù)之一，它是計算礦井瓦斯儲量和預(yù)測瓦斯涌出量的基礎(chǔ)。 從表2中我們可以看出9號煤層瓦斯含量最大為2.12m3/t。
2.3 煤層透氣性系數(shù)測定
煤是一種多孔介質(zhì)，在一定的壓力梯度下，瓦斯可以在煤體內(nèi)流動，煤層瓦斯流動難易程度通常用煤層透氣性系數(shù)來表示。其物理意義是：在1m長的煤體上，當(dāng)瓦斯壓力平方差為1MPa2時，通過1m2煤層斷面每日流過的瓦斯立方米數(shù)。由表3可知，3號煤層的透氣性系數(shù)為0.311m2/MPa2?d、、9號煤層的透氣性系數(shù)為5.03m2/MPa2?d。
3 礦井目前瓦斯涌出情況
宜興煤業(yè)2011年度礦井瓦斯等級鑒定結(jié)果批復(fù)為低瓦斯礦井，絕對瓦斯涌出量為1.27m3/min，相對瓦斯涌出量為1.34m3/min。
根據(jù)對1203綜采工作面瓦斯涌出情況進(jìn)行統(tǒng)計，礦井在2、3、4月的工作面瓦斯涌出量最大為3.125m3/min，此時產(chǎn)量為4200t/d，相對瓦斯量為1.07 m3/min。3個月中該工作面平均瓦斯涌出量為1.649 m3/min。具體瓦斯涌出情況 見圖1所示。
計算得出1203工作面瓦斯涌出最大量為3.125m3/min。通過參數(shù)測定及瓦斯涌出量分析，可以看出宜興煤礦煤層瓦斯含量低，煤層透氣性好，煤層瓦斯涌出量小，目前采掘過程中未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的瓦斯涌出異?，F(xiàn)象。但值得注意的是。隨著開采煤層的增加，開采深度的加深，以及采空區(qū)面積的擴(kuò)大，宜興煤礦仍然有可能出現(xiàn)煤層瓦斯涌出異常的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)瓦斯超限及瓦斯聚集的隱患，絕對不能放松瓦斯防治的意識。
4 影響瓦斯涌出異常的因素
影響煤層瓦斯涌出特征的因素主要有地質(zhì)因素和采掘因素。雖然影響煤層瓦斯涌出異常的地質(zhì)因素有很多，但通過現(xiàn)有的技術(shù)手段及探測技術(shù)已經(jīng)能夠較為準(zhǔn)確的探測和有效的治理，相對而言采掘技術(shù)條件是隨礦井生產(chǎn)動態(tài)變化的，許多因素是可變的，因此開采條件對于瓦斯涌出異常影響特征需要在煤礦開采過程總不斷的總結(jié)積累。
5 瓦斯異常區(qū)的防治措施
根據(jù)以上分析和宜興煤礦實際掘進(jìn)情況來看，宜興煤礦屬于低瓦斯礦井存在局部瓦斯異?，F(xiàn)象，而且隨著開采深度的加深，瓦斯涌出量會增大。為了防止瓦斯事故，必須根據(jù)礦井實際情況采取綜合措施，控制煤層瓦斯涌出，確保礦井安全生產(chǎn)。
（1）加強(qiáng)礦井采掘區(qū)地質(zhì)條件的綜合分析研究，對地質(zhì)條件控制的瓦斯異常帶進(jìn)行預(yù)測預(yù)報和相關(guān)的地質(zhì)編錄，以便及時采取針對性的防范措施。
（2）加強(qiáng)通風(fēng)系統(tǒng)管理，建立穩(wěn)定可靠的通風(fēng)系統(tǒng)。掘進(jìn)巷道使用雙風(fēng)機(jī)、雙電源、自動分風(fēng)和“三專兩閉鎖”裝置，并有專人檢查試驗其性能，保證完好。采用均壓通風(fēng)，通過構(gòu)筑有效的通風(fēng)設(shè)施，使整個采空區(qū)處于一個較為相對穩(wěn)定的無風(fēng)范圍內(nèi)，減少漏風(fēng)，抑制采空區(qū)和工作面瓦斯涌出。制訂調(diào)改風(fēng)方案時進(jìn)行必要的風(fēng)流場分析，加強(qiáng)相關(guān)地點瓦斯監(jiān)測，避免瓦斯超限和局部聚積。
（3）加強(qiáng)瓦斯檢查與監(jiān)測。嚴(yán)格落實“先抽后采、監(jiān)測監(jiān)控、以風(fēng)定產(chǎn)”瓦斯綜合治理12字方針。每一個采掘工作面均有瓦斯檢查人員，一人一面，配備便攜式甲烷報警儀，利用煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)測采掘工作面及其回風(fēng)流中瓦濃度和各采區(qū)的風(fēng)速、風(fēng)量，做到瓦斯人工監(jiān)測和自動監(jiān)測、監(jiān)控的有機(jī)結(jié)合。
（4）認(rèn)真落實“一通三防”管理制度和瓦斯管理措施。實行簽訂“開工證”制度，“一通三防”安全設(shè)施配備不齊全，禁止開工生產(chǎn)。并對通風(fēng)設(shè)施進(jìn)行責(zé)任區(qū)域劃分、掛牌管理，專人檢查。
（5）加強(qiáng)隅角瓦斯管理。對采煤工作面隅角瓦斯超限采取向隅角供風(fēng)稀釋，如掛風(fēng)簾、用局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)等。瓦斯涌出較大時施工裂隙孔利用瓦斯抽放泵進(jìn)行抽放，同時派技術(shù)素質(zhì)高、責(zé)任心強(qiáng)的專職瓦斯檢查員檢查瓦斯，在隅角安設(shè)報警斷電儀探頭進(jìn)行監(jiān)測，針對工作面情況制定專門的工作面瓦斯管理技術(shù)措施。
【參考文獻(xiàn)】
Abstract： China is the biggest coal production country in the world， the coal's safety of production accident is one of the Chinese significant security accidents. This article mainly analyzes the coal mine security and its controlling according to the data provided in article and the related management regulation of coal industry， and gives the solutions.
關(guān)鍵詞： 瓦斯?jié)舛?；煤塵；通風(fēng)量
Key words： gas density；coal dust；ventilation volume
中圖分類號：TD82-9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）29-0077-02
1 問題的提出與分析
中國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，煤炭的需求量不斷增長。而煤礦安全生產(chǎn)是我國目前亟待解決的問題之一，瓦斯和煤塵是影響煤礦安全的主要因素，為了實現(xiàn)安全生產(chǎn)，我們必須對井下瓦斯和煤塵進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測與控制。
試驗表明，一般情況下煤塵的爆炸濃度范圍是30～2000g/m3，而當(dāng)?shù)V井空氣中瓦斯?jié)舛仍黾訒r，會使煤塵爆炸下限降低，其變化情況如附表1所示。
本文結(jié)合附表1的監(jiān)測數(shù)據(jù)，我們要按照煤礦開采的實際情況來研究和解決下列問題：
①根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的分類標(biāo)準(zhǔn)，既計算瓦斯相對涌出量和瓦斯絕對涌出量的范圍來鑒別該礦是屬于“低瓦斯礦井”還是“高瓦斯礦井”。
②根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，不同工作面和回風(fēng)巷的甲烷傳感器報警濃度，斷電濃度，復(fù)電濃度和斷電范圍，并參照附表1瓦斯?jié)舛扰c煤塵爆炸下限濃度關(guān)系，來判斷該煤礦發(fā)生爆炸事故的可能性有多大？
③為了保障安全生產(chǎn)，利用兩個可控風(fēng)門調(diào)節(jié)各采煤工作面的風(fēng)量，通過一個局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒實現(xiàn)掘進(jìn)巷的通風(fēng)。根據(jù)各井巷風(fēng)量的分流情況、對各井巷中風(fēng)速的要求，以及瓦斯和煤塵等因素的影響，確定該煤礦所需要的最佳（總）通風(fēng)量，以及兩個采煤工作面所需要的風(fēng)量和局部通風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)量（實際中，井巷可能會出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象）。
2 模型的分析
在模型建立時，首先要對瓦斯的絕對涌出量和相對涌出量作以了解。
瓦斯絕對涌出量：是指單位時間內(nèi)涌入采掘空間的瓦斯量（單位：m3/min）。
瓦斯相對涌出量：是指礦井在正常生產(chǎn)情況下，月平均生產(chǎn)一噸煤所涌出的瓦斯量（單位：m3/t）。
要判斷該礦井屬于低瓦斯礦井，還是屬于高瓦斯礦井。就要根據(jù)國家《煤礦安全規(guī)程》中對瓦斯防治的規(guī)定：低瓦斯礦井瓦斯相對涌出量小于等于10m3/t且絕對涌出量小于等于40m3/min；高瓦斯礦井中相對涌出量大于10m3/t或絕對涌出量大于40m3/min。因此將此問題可以轉(zhuǎn)化為計算瓦斯相對涌出量和絕對涌出量，計算出各個工作面的瓦斯絕對涌出量，判斷出該礦井的瓦斯絕對涌出量的值，通過瓦斯絕對涌出量來計算瓦斯相對涌出量，并與國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，判斷此礦井是否是高瓦斯礦井問題。
通過對實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析可知不會出現(xiàn)煤塵爆炸的現(xiàn)象。所以在建立模型時，我們只考慮瓦斯爆炸的情況。通過判斷瓦斯?jié)舛葋碛嬎悴话踩潭鹊拇笮 ?/p>
問題③是一個最優(yōu)化模型問題，要求該礦井所需的最佳（總）通風(fēng)量，以及工作面和局部通風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)量。對于求最佳（總）通風(fēng)量，就是說在保證瓦斯在安全范圍內(nèi)，要求風(fēng)速盡可能的小。而風(fēng)速和瓦斯?jié)舛扔执嬖谥笖?shù)關(guān)系，從而找出最佳瓦斯?jié)舛龋鶕?jù)數(shù)據(jù)和圖示分析計算出總風(fēng)量，繼續(xù)分析各個局部的風(fēng)速。
3 模型的建立與求解
問題①：通過上述的分析以及定義，我們建立了關(guān)于瓦斯相對涌出量和絕對涌出量的公式：
①絕對涌出量=（風(fēng)速*橫截面積*瓦斯體積比*60）
即：Q=v*S*C*60
②相對涌出量=（絕對涌出量*一天的時間*工作天數(shù)）/月生產(chǎn)煤總量
即：q=（Q*t*n）/A；
由公式可計算出各個工作面的瓦斯絕對涌出量如下：
工作面Ⅰ絕對涌出平均值Q1=3.794547m3/min，工作面Ⅱ絕對涌出平均值Q2=4.402101m3/min，掘進(jìn)工作面絕對涌出平均值Q3=0.012339m3/min，回風(fēng)巷Ⅰ絕對涌出平均值Q4=3.655376m3/min，回風(fēng)巷Ⅱ絕對涌出平均值 Q5=4.6948m3/min總回風(fēng)巷絕對涌出平均值 Q=9.75358m3/min。
注意：該礦井的瓦斯絕對涌出平均值是指總回風(fēng)巷的瓦斯絕對涌出平均值，因為所有工作面的瓦斯量都會通過總回風(fēng)巷流出。所以該礦井的瓦斯絕對涌出平均值為：Q=9.75358m3/min；
由礦井的瓦斯相對涌出量的計算公式可計算出該礦井的瓦斯相對涌出量：該礦井的瓦斯相對涌出平均值為：q=23.196404641m3/t；
關(guān)鍵詞：煤；瓦斯；沿空留巷；支護(hù)；三位一體
1 技術(shù)產(chǎn)生背景
我國薄煤層的儲量約占總儲量的20%，但其開采利用率很低，僅占全國總產(chǎn)量的10.4%；近年來，我國大部分煤礦隨著開采年限的增加，每年以10-20m的速度在向下延伸，下延速度快，開采難度增加；深部巖石力學(xué)行為特殊，賦存的環(huán)境差，治理難度大，工程量繁多,瓦斯的涌出量大，突出威脅急劇增大[1]。如何才能在確保安全的情況下提高煤炭的利用率，減少煤炭損失、增加煤礦的效益；如何才能將危害人身安全的瓦斯得以利用；薄煤層沿空留巷Y型通風(fēng)無煤柱煤與瓦斯共采技術(shù)就能很好的解決這一問題。采用Y型通風(fēng)方式不僅解決了U型通風(fēng)工作面上隅角瓦斯積聚超限的難題，也降低了工作面回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛?，進(jìn)而將少瓦斯事故的發(fā)生。
2 薄煤層群無煤柱煤與瓦斯共采技術(shù)的應(yīng)用
薄煤層群無煤柱煤與瓦斯共采技術(shù)采用沿空留巷Y型通風(fēng)一體化針對深井高地應(yīng)力、高瓦斯含量、低滲透率、三軟復(fù)合頂板煤層群有著良好的效果與作用；
具體實施方案：
（1）首采關(guān)鍵卸壓層，沿首采面采空區(qū)邊緣快速機(jī)械化構(gòu)筑高強(qiáng)支撐墻體將回采巷道保留下來。
無煤柱沿空留巷鉆孔法抽采瓦斯（圖1）
（2）在留巷內(nèi)布置鉆孔抽采鄰近層及采空區(qū)卸壓瓦斯；采用無煤柱連續(xù)開采，實現(xiàn)被保護(hù)層全面卸壓；同步推進(jìn)綜采工作面采煤與卸壓瓦斯抽采，實現(xiàn)了煤與瓦斯安全高效共采（如圖1）；抽采的高、低濃度瓦斯分開輸送到地面加以利用，實現(xiàn)節(jié)能減排，經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境效益顯著[2]。
3 薄煤層群無煤柱煤與瓦斯共采技術(shù)要求
理論與實踐表明，當(dāng)工作面自切眼向前推進(jìn)一段距離后，懸露的基本頂隨長度的增長而出現(xiàn)斷裂、掉矸、下沉，甚至出現(xiàn)將巷道冒實的情況；所以沿空留巷如果只由巷道周圍錨桿支護(hù)、巷旁充填墻體構(gòu)成；該結(jié)構(gòu)如果在巷道來壓過程中受到強(qiáng)烈的破壞，所以要加大支護(hù)強(qiáng)度。巷道組合錨桿支護(hù)、巷旁充填墻體、巷內(nèi)輔助加強(qiáng)支架"三位一體"的沿空留巷圍巖整體支護(hù)原理和一套新型“三高”錨桿支護(hù)、高強(qiáng)錨索桁架式結(jié)構(gòu)（如圖2）與自移式強(qiáng)力控頂支架（如圖3）輔助補(bǔ)強(qiáng)的留巷支護(hù)技術(shù)體系解決了這一問題[3]。
桁架結(jié)構(gòu)（圖2） 自移式輔助加強(qiáng)支架（圖3）
留巷支護(hù)技術(shù)體系中采用的自移式輔助加強(qiáng)支架已形成系列產(chǎn)品，可以成功解決不同開采條件下的采動影響期巷道圍巖穩(wěn)定控制問題。該支架采用液壓支架結(jié)構(gòu)設(shè)計，具有支護(hù)強(qiáng)度高、護(hù)頂面積大和自移功能（圖3為ZT2×4000/18/35型輔助加強(qiáng)支架在井下工作狀況）。
在沿空留巷技術(shù)方面不僅要求高強(qiáng)度的支護(hù)，還需要對巷旁的充填有較高的要求，充填材料必須具有早強(qiáng)、高增阻、可縮性且實現(xiàn)可遠(yuǎn)距離泵送施工的大流態(tài)、自密實的等性質(zhì)。新型CHCT可解決這一難題，其組成成分主要有水泥，粉煤灰，粗、細(xì)骨料，復(fù)合泵送劑，復(fù)合早強(qiáng)劑和水等。配比范圍：水泥為10～30%、粉煤灰為7～40%、石子為15～40%、砂為15～30%、水為10～30%；材料性能：充填料漿塌落度120～260mm，可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離泵送，最長水平泵送距離達(dá)1200m，泵送入模后自密實；充填結(jié)束后2～3h可脫模[4]；1d、2d、3d、7d、28d抗壓強(qiáng)度分別可達(dá)5MPa、10MPa、12MPa、15MPa和28MPa；具有良好的壓縮變形性能，壓縮率5～10%，殘余強(qiáng)度可達(dá)極限抗壓強(qiáng)度的35～60%。該材料實現(xiàn)了多套組合配方，能根據(jù)不同的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律和巷道變形特性要求配制，具有良好的承載特性和壓縮變形性能且適宜遠(yuǎn)距離泵送施工，已形成了多種不同產(chǎn)能的工業(yè)化生產(chǎn)模式。
快速留巷巷旁充填工藝系統(tǒng)包括：地面干混充填料制備系統(tǒng)、地面至井下干混充填料泵站運(yùn)輸系統(tǒng)、充填泵料斗干混充填料上料系統(tǒng)、充填料漿的制備與泵送系統(tǒng)和充填支架模板系統(tǒng)。
主要充填工藝過程為：由地面專門生產(chǎn)線按設(shè)計配比生產(chǎn)出干混充填材料，以袋裝或?qū)Ｓ眉b箱散裝運(yùn)至井下泵站；用螺旋輸送機(jī)或皮帶輸送機(jī)將干混料送至充填泵料斗；在充填泵中加水?dāng)嚢杈鶆蚝蠼?jīng)充填管路泵送至充填模內(nèi)；充填料漿在充填模內(nèi)自流平密實，自然養(yǎng)護(hù)，待硬化產(chǎn)生一定強(qiáng)度后拆模?？焖倭粝锵锱猿涮罟に嚵鞒倘缦聢D4所示：
圖4 快速留巷巷旁充填工藝流程
4 采區(qū)巷道布置方式
利用邊界回風(fēng)巷道構(gòu)筑Y型通風(fēng)。在采區(qū)（下轉(zhuǎn)第6頁）邊界布置一條回風(fēng)上山，采區(qū)各工作面在切眼位置施工回風(fēng)聯(lián)巷與邊界回風(fēng)上山連通，形成Y型通風(fēng)道[5]，如下圖5所示。
圖5 Y型通風(fēng)系統(tǒng)
5 結(jié)語
通過薄煤層群無煤柱煤與瓦斯共采技術(shù)的應(yīng)用，可以降低噸煤成本、提高瓦斯的利用率、降低煤與瓦斯事故的發(fā)生，所以薄煤層群無煤柱煤與瓦斯共采技術(shù)的應(yīng)用是我國現(xiàn)代煤礦今后發(fā)展的一個重要組成部分。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】高濃度；瓦斯抽放；啟封；密閉
引言
煤礦生產(chǎn)需要掘進(jìn)大量的巷道，受接替順序、生產(chǎn)系統(tǒng)及防突等諸多因素的限制會造成巷道停掘，如果保持正常通風(fēng)，勢必造成噸煤成本增加，若停止送風(fēng)，在巷口必須設(shè)置密閉與之隔絕，當(dāng)生產(chǎn)需要啟用這些盲巷時，就必須排除盲巷瓦斯，瓦斯排放本身就是一種消除安全隱患的安全措施，同樣也是一件危險性大的工作，因此高濃度瓦斯排放就顯得尤其重要，在排放瓦斯過程中極易排出高濃度瓦斯，稍有不慎就可能造成窒息或瓦斯爆炸事故，所以利用瓦斯抽放排放瓦斯對保障煤礦安全生產(chǎn)具有重大意義。
1礦井概述
建新煤礦開采上二迭統(tǒng)龍?zhí)督M老山段B4單一緩傾斜煤層，其核定生產(chǎn)能力為81萬噸/年，屬煤與瓦斯突出礦井。礦井建立了完善的瓦斯抽放系統(tǒng)。以1026風(fēng)巷底抽巷為例，它是臨時封閉的掘進(jìn)工作面，底抽巷是防止1026風(fēng)巷掘進(jìn)發(fā)生突出而專門設(shè)計的專用底抽巷，設(shè)計斷面8.42㎡，走向長度638m。該巷2臺2×15KW局部通風(fēng)機(jī)安裝在1026風(fēng)巷底抽巷風(fēng)門之外的全負(fù)壓通風(fēng)巷道內(nèi)，巷道封閉時已掘進(jìn)230m。
2密閉內(nèi)瓦斯積聚現(xiàn)狀
由于瓦斯防治的需要，底抽巷封閉了3個月后重新啟封，啟封前按要求對其進(jìn)行了檢測，因開采深度加深，開采煤層、圍巖及裂隙瓦斯涌出量不斷增加，巷道內(nèi)瓦斯?jié)舛雀哌_(dá)52%，CO濃度為0，溫度為26℃，按巷道空間體積計算出底抽巷積聚瓦斯量為1007m3。
3瓦斯排放技術(shù)優(yōu)缺點比較
目前我礦排放瓦斯?jié)舛瓤刂品椒梢苑譃樵鲎柘揎L(fēng)法、減風(fēng)限風(fēng)法、逐段排放法。
現(xiàn)將瓦斯抽放排放法與這三種排放瓦斯方法進(jìn)行比較：（1）前兩種方法排放原理都是減少向工作面供風(fēng)，將盲巷內(nèi)瓦斯整體外推，使盲巷瓦斯在全風(fēng)處稀釋。優(yōu)點是工藝簡單、易于操作，缺點瓦斯向外移動慢、排放時間長、在開始排放時風(fēng)量不易掌握，易造成全風(fēng)壓處瓦斯?jié)舛瘸?、影響相關(guān)排瓦斯地點生產(chǎn)時間較長；（2）第三種方法的排放原理為分段排放盲巷瓦斯，逐段稀釋瓦斯。優(yōu)點是工藝簡單、瓦斯?jié)舛纫卓刂?，缺點是排放人員處于濁風(fēng)中，操作不當(dāng)就會存在不安全隱患、相關(guān)排瓦斯地點生產(chǎn)時間較長。（3）瓦斯抽放排放法通過設(shè)管抽放盲巷內(nèi)瓦斯，使瓦斯在總回風(fēng)排放或接入總管抽放的目的。優(yōu)點是安全可靠、基本不影響相關(guān)地點安全生產(chǎn)。
3.1、逐節(jié)法逐段排放所需時間
采用逐節(jié)法逐段稀釋巷中瓦斯，利用1026底抽巷2×15KW局部通風(fēng)機(jī)啟封密閉進(jìn)行瓦斯排放，按風(fēng)機(jī)供風(fēng)量260m3/min，經(jīng)計算得需要的排放時間為258min，中間拆接風(fēng)筒時間為（每節(jié)風(fēng)筒按3min計算）69min。預(yù)計整個啟封全過程總需時327min，因此傳統(tǒng)的啟封巷道密閉排放瓦斯方法已不能保證高濃度瓦斯、高瓦斯量封閉巷道的瓦斯排放安全，還會給瓦斯排放區(qū)域及礦井安全生產(chǎn)帶來影響。
3.2免啟封抽放盲巷瓦斯技術(shù)原理
根據(jù)流體力學(xué)動壓原理，礦井空氣的漂移規(guī)律，封閉時，大部分瓦斯均漂浮于巷道頂板附近，處于均速運(yùn)動或靜止?fàn)顟B(tài)。只要另外施加一個作用力，就能打破平衡，使巷中氣體流動。根據(jù)這一特點，利用預(yù)設(shè)進(jìn)氣管人為的增加一個正壓力，驅(qū)使空氣移動。同時，利用緊跟當(dāng)頭的抽放管在迎頭利用抽放負(fù)壓制造一個負(fù)壓力，形成巷道空氣的持續(xù)定向流動，最后通過瓦斯抽放系統(tǒng)把巷道內(nèi)流動的瓦斯抽出。
3.3實施方案及步驟
根據(jù)以往啟封經(jīng)驗，在封閉巷道前預(yù)設(shè)硬質(zhì)塑料管為進(jìn)氣管，通過1026風(fēng)巷底抽巷已建立有的瓦斯抽放管作為排放通道，用閥門關(guān)閉。在啟封前，打開閥門，抽放時管路上安裝好計量裝置進(jìn)行抽放，利用瓦斯抽放系統(tǒng)對封閉巷道內(nèi)瓦斯進(jìn)行抽放，將絕大部分瓦斯提前抽放，然后再進(jìn)行啟封。
4安全及經(jīng)濟(jì)效果
（1）由于底抽巷位于采區(qū)中部，密閉啟封時，排放風(fēng)流途經(jīng)2個掘進(jìn)工作面回風(fēng)口和2個安全出口，避免了傳統(tǒng)的排放法需停電、撤人、設(shè)崗等影響正常安全生產(chǎn)工作的問題。
（2）盲巷內(nèi)積聚瓦斯?jié)舛雀哌_(dá)52%，需專業(yè)救護(hù)隊人員進(jìn)行排放，排放出的瓦斯?jié)舛入y以保證在規(guī)定范圍之內(nèi)。