礦井通風以及瓦斯治理應用研究

白常春

摘 要：瓦斯是煤礦的安全殺手，瓦斯治理是煤層安全開采的重要內容之一。瓦斯治理主要是預防礦井發生瓦斯爆炸，關鍵在于將巷道風流中瓦斯降低到安全濃度以下，這是通過礦井通風實現的。簡要介紹瓦斯發生爆炸的條件，分析采用通風方式治理礦井瓦斯的幾種關鍵方法，以期為有關技術人員提供一定的參考。

關鍵詞：煤礦生產;瓦斯研究;礦井整治;通風方式

目前，中國已經進入了深礦井開采時代，雖然在開采過程當中，煤礦的產能輸出得到了顯著提升，但很容易導致礦井出現通風的難度增大、礦井內部瓦斯壓力增高、滲出、爆炸的后果。因此，必須加強對礦井瓦斯治理，保證煤礦的生產安全。需要明確的是，在整個礦井生產運作過程當中，“通風性”是非常重要的一項基本措施，也是保障工人生命安全的“生死線”。雖然可以調節巷道內的風量，使瓦斯的濃度降到安全范圍內，但是巷道內的風量不可能無限制增加。也就是說，當瓦斯涌出量較大時，通過礦井通風治理瓦斯的效果存在一定的局限性。針對這種情況，必須要降低煤層中瓦斯含量，減少瓦斯涌出量，而降低煤層中瓦斯含量的關鍵方法是對煤層中瓦斯進行預抽。

1 在礦井運作過程中保持通風，治理瓦斯的必要性

對我國目前的經濟能力進行整體分析，可以得知煤礦生產起到了重要的經濟支柱。礦井作為一項煤礦生產的基本元素，對我國的工業領域起到了非常重要的提升效果。雖然煤炭是一項非常重要的能源原料，但是在開采過程當中，部分礦井追求開采速度，在工作模式上出現了很大的缺陷，導致瓦斯問題越演愈烈。雖然同樣作為一種能源，但瓦斯如不經過整體處理，將會產生極大的危險性。因此，為了避免瓦斯堆積產生爆炸的危險，我國通過有效條款限制礦井開采單位的過度開采。同時，積極推廣有效的防治措施，在防治措施當中，“瓦斯抽采法”可以起到有效的緩解效果。但在整體的應用過程當中，由于礦井自身的特殊性，整體透氣性能較差，整體的應用效果有待提升。此外，我國工業領域的逐步加強最大限度地提升了經濟，使整體礦井的施工規模呈現爆發式增長。雖然對我國經濟實力起到了有效的決定性作用，但隨之而來的便是瓦斯涌出量的問題，涌出的瓦斯導致整體的治理工作出現“整治難”“處理難”的問題。

2 在礦井通風中，瓦斯治理存在的問題

2.1 管理意識不高

在礦井開采過程當中，受當地實際因素以及施工部門技術的限制，必須采取有效的開采方案對實際情況進行分析。通過提前預定，避免瓦斯量涌出。但對我國現有的施工方案進行整體排查，發現在開采期間，相關管理層對于整體預判工作重視程度較低，導致事故頻發。很多礦井的管理模式亟待提升，明知礦井具有隱藏危險，依然對日常工作的安全性未形成有效檢查。在礦井生產過程當中，部分工人的自我管理意識較為薄弱，在下井時未能穿戴有效的防護設備。對礦井施工人員整體的綜合素質進行分析，可以得知因年齡、力氣、經驗、性價比等因素，礦井工人大部分均為進城務農民工。這些工人的自我防護意識以及自我學習能力較低，這對后續的管理產生了較大的難度，也為礦井災害的出現提供了有利條件。

2.2 礦井處理設備老化

對礦井處理工作而言，要想保證瓦斯涌出量減少，提升礦井整體的生產能力，必須對現有設備進行提升，保證整體的更新。但是在實際工作的過程當中，很多礦井的設備嚴重老化，且維護頻率較低，在生產工作當中具有明顯的潛在隱患。

3 如何在礦井運作過程中提高礦井通風，加強瓦斯治理效果的措施

3.1 在開采過程中堅持“采煤一體化煤”與“瓦斯共采”

鑒于瓦斯也是一種清潔能源，有一定的開發價值，所以，可以在采煤之前先抽取煤層中的瓦斯。鑒于此，很多煤礦都將煤與瓦斯共采作為煤炭開采的一個重要指標。煤與瓦斯共采的關鍵在于采用一定的方式來抽取煤層中的瓦斯，常用的有地面鉆井法和井下鉆孔瓦斯抽采法。地面鉆井抽取煤層中的瓦斯，也稱為煤層氣開發，其主要是將石油和天然氣開采中的水力壓裂技術引入到煤層氣開采中。鉆井時有水平井技術和垂直井技術，其中，水平井的效果理論上要優于垂直井的效果。美國和澳大利亞的煤層氣產業相當成熟，已經實現了商業化，為煤層氣的開發提供了廣闊的前景。

中國在“十三五”規劃中將煤層氣開發列為國家戰略，給予大量的資金和政策支持。在山西、內蒙古礦區進行大規模的煤層氣開發工業性試驗，并取得一定效果。但開發遇到很多技術難題，在一些煤層氣資源豐富的地區開發煤層氣失敗了，目前中國煤層氣開發還處于嘗試階段。若地面煤層氣開發取得了突破，則礦井開采過程中的瓦斯問題將迎刃而解。

目前，絕大多數煤礦還采用井下鉆孔的方法抽采煤層中的瓦斯，具體做法是在煤層中鉆孔或打穿層孔，通過負壓泵來抽采煤層中的瓦斯，以達到降低煤層中瓦斯含量目的。常見方法有穿層鉆孔方法、順層鉆孔方法和高位鉆孔方法，選擇哪一種抽采方式要看具體情況。但是這些方法抽采煤層中瓦斯的效率極低，需要抽采數月甚至幾年，嚴重影響煤礦開采的進度。主要原因是中國煤層的透氣性比較差不利于抽采。為此，采用水力壓裂、CO2壓裂和深孔爆破等增透措施，取得一定效果，緩解了瓦斯抽采比較困難局面。

3.2 提高開采職工的防瓦斯治理理念

對當前礦井通風以及瓦斯治理現狀進（下轉第57頁）（上接第55頁）行研究，可以得知產生風險的主要因素為防治理念的落后。因此，提升防治理念可以對瓦斯治理起到有效的防控效果，提升相關工作人員的安全意識。管理部門應定期開展專業的培訓，加強工作人員面對風險的緊急處理能力。同時，為了保證整體培訓效果，礦井也可進行模擬練習，對礦井員工進行疏通，保證整體培訓效果的有效性。

3.3 完善礦井整體的管控機制

在礦井開采工作期間，為了保障整體的有效運行，一套科學有效的管理機制是必不可少的。通過集中管理，不僅可以對礦井員工的工作效率進行專項提升，同時還會對整體的工作流程進行合理規劃。在管理過程當中，必須加強對礦井設備以及工作項目的檢查。相關項目的負責人以及工程師借助專業的工具對現場的實際情況進行采集，并通過電腦軟件進行模擬繪制，保證整體施工的安全性。同時，管理層還需制定有效的獎懲措施，提升員工工作氛圍以及整體的工作積極性，對于表現優異的職工，管理成可以給予其資金或職稱獎勵。

3.4 做好礦井地質信息分析工作

要想保證礦井工作的整體有效性，必須對其瓦斯治理的工作流程展開集中強化。在治理過程當中，組建專業的整治小組，并由不同職位的領導人進行擔任。根據分析結果，制定研討方案，基于礦井的實際情況進行改良。需要注意的是，在項目制定過程當中，必須進行嚴格的審核，且審核流程不得少于三次。例如，通常由基層人員進行方案研究，中層領導進行首次審核，再由最高管理層進行二次審核，有效增加整體方案的可行性。

3.5 改善通風系統

對于瓦斯治理來講，礦井通風是必要的因素，同時也是一切工作的前提，只有良好的通風系統，才可以保障礦井開采的安全以及質量。因此，制定有效的通風系統，將對整體的瓦斯治理工作產生良好的提升效果。對內部氣體及外部氣體的交換速率加以管控，并在礦井當中設置獨立的通風管道，縮短整體之間的連接，保證排放效率。此外，加強監管措施，對礦井施工期間的整體風向、風速、濕度等條件進行分析，保證整體的施工效果。

綜上所述，瓦斯治理對于煤礦的安全生產具有十分重要的意義，其主要依賴礦井通風來完成的。礦井通風是通過為井下巷道中的空氣提供一定的動力，使巷道中的空氣不斷更新，排出煤層中涌出的瓦斯，使瓦斯維持在一定的濃度。理論上，只要提供足夠的動力就可以使巷道中瓦斯的體積分數控制在5%以下。而在實際工作中，對巷道中風流的速度都有一定的限制。巷道中的風速過大會導致巷道內的粉塵濃度過高，不利于煤礦井下工人的正?；顒?。為此，需要采取其他措施來改善礦井通風狀況，主要有煤與瓦斯共采，科學防治瓦斯;優化礦井通風網絡，改善礦井通風效果。

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