矿山瓦斯治理及防突问题应对措施
艾鸥鸥
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艾鸥鸥,. 矿山瓦斯治理及防突问题应对措施[J]. 矿山工程与技术,2023.2. DOI:10.12721/ccn.2023.157339.
摘要:
现如今,在能源资源开发使用的过程中,煤炭资源已成为主导资源,但由于该资源的开发工序以及环境等各种不利因素较多,从而相关的事故发生概率也越来越高,对矿井的工作人员的生命安全以及该行业的持续发展都有着较为严重的影响。根据相关的调查发现,现阶段的煤矿资源多数是通过在地下井矿展开开采,由于地质构造的复杂性和危险性,使得该资源的开采受到了各种环境的制约。在实际的施工过程中,瓦斯突出事故不仅对整个工作的安全生产有着严重的威胁,且对开采工作的深度、瓦斯的压力等方面也有着较多的影响。
关键词: 矿山瓦斯治理防突问题措施
DOI:10.12721/ccn.2023.157339
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1瓦斯突出特点

瓦斯突出特点主要包含6个方面内容:①一旦出现瓦斯突出问题,会在几秒或几分钟内涌出大量瓦斯以及煤尘。②瓦斯突出会将井下巷道岩石或煤体抛出一定距离,导致巷道变形。③瓦斯突出含量远超煤层瓦斯含量,极端情况下可以达到数百万立方米。④瓦斯突出时,经常会伴随着强大的动力效应以及猛烈的声响。在动力效应作用下,巷道内会出现冲击波,对于井下巷道支护结构造成严重威胁。⑤瓦斯突出时会在煤体内形成孔洞,导致煤体结构发生永久性改变。⑥瓦斯突出时会在局部空间内形成高浓度瓦斯,容易引起瓦斯爆炸事故。

2形成瓦斯灾害的条件

瓦斯爆炸为巷道内的瓦斯在满足爆炸条件后出现的燃烧行为。正常来讲瓦斯爆炸需要满足这两个条件:第一,必须遇到明火,这里的明火主要为静电摩擦、电火花等。第二,巷道内的瓦斯浓度不能太高或者太低,必须要控制在一定范围内。通常情况瓦斯灾害主要发生在通风不顺利的空间中,譬如掘进头。因为巷道中的空间比较狭小,所以一旦发生爆炸则会产生极大的冲击波。而且瓦斯在爆炸时,还会出现大量的有害甚至有毒气体,比如CO。瓦斯在爆炸时造成的高温足以毁坏巷道中大量的设施设备。因此在矿井中必须做好通风工作,只有这样才能减少巷道中的瓦斯含量,保护矿工的人身安全。如今瓦斯和煤的突出灾害机制不太明确,一般为煤层中有大量的瓦斯逸出,造成瓦斯聚集在巷道中的某个区域。根据理论研究,大部分学者认为瓦斯突出可能与煤层中的构造煤有重要关系。构造煤的透气性非常差,但孔隙发育较好,可以吸收并保留大量瓦斯,当外界的条件被改变时,就会导致瓦斯突出。

3采取防突措施的意义

3.1保护井下巷道结构完整

对煤炭开采层进行保护时,受到煤层存赋条件限制。在开采单一层煤炭资源,或煤层中间层距离很大时,容易出现瓦斯突出现象。受到井下空间环境的制约,无法对开采仓进行有效保护。因此,要积极采取防突措施,避免出现瓦斯突出现象。随着开采技术的不断发展以及瓦斯抽、防技术快速革新,煤层瓦斯的经济价值逐渐显现。通过大面积预抽煤层瓦斯,一方面提升瓦斯经济价值,另一方面有效防止瓦斯突出,一举多得,在保证井下生产安全的前提下提高经济效益。

3.2释放瓦斯潜能

1970年代,煤炭开采工作人员就开始尝试将预抽煤层瓦斯作为预防瓦斯突出的一种重要途径。经过多年研究,此项技术得到了长足发展。如今,工作人员通过加密钻孔的方式,令煤层瓦斯得到释放,降低煤层瓦斯压力,并对抽出的瓦斯进行收集与储存,减少瓦斯排放。此时,由于煤层内瓦斯被抽出,导致煤体内部结构发生变化,煤体透气能力显著提高,扩大钻孔抽放瓦斯范围。此外,由于煤层瓦斯总量减少,煤体机械强度提高,煤层抗压能力以及抗破坏能力得到增强,进一步提升瓦斯突出防治效率。

4瓦斯治理和防突问题的应对措施

4.1瓦斯治理

在矿井挖掘的过程当中,要时时刻刻都能够确保矿山内处在良好通风状况。只有形成了完整的通风体系,才可以保证井下开采过程当中可以有充足而清新的空气,使矿井下的瓦斯源源不断地抽出,以确保瓦斯不会出现大量积聚的状况。由于矿下的状况比较复杂,很难确定在瓦斯的浓度还没有超过标准值的时刻,为确保安全需要在掘进的过程当中,需要时刻对瓦斯的含量进行监测。如果发现了在某一时刻内瓦斯的含量已经超过标准值,就要及时的做出反应并根据提前订好的事故发生处置预案,现将对在场工作人员进行疏散然后抽离瓦斯保护,以确保员工安全为最首要的前提。在矿井下要绝对限制明火的出现,当瓦斯保护聚集的气体浓度超过国家标准后,如果没有明火进行辅助,发生爆炸等恶性事件的机率就会降低很多。

目前,对于各个矿场队人员的检查条件非常严格,绝对不能有违规的情况出现。但是,在进行挖掘的过程中,小剂量的炸药等爆破手段也是必然会出现的。这就要求炸药破碎的专业人员必须对炸药所采用的剂量以及整个爆破的过程做出准确的统计与分析,以保证没有产生超过国家规定范围的剂量。此外,由于技术的提升,在矿下采用更先进的电气设备的情况也就多了起来,而设备本身也面临着这漏电的状况,所以在采用新电气设备的时候,设备本身就必须要符合要求,并且对线缆的表面也要进行严密的检测;还要严格的对所有的设备进行定期的保养检查,在使用以前和在使用以后都必须要对所有电气设备的情况进行检测保证设备没有出现过渗漏事故;另外,对于电气设备的安放地点也要加以检查,要尽量在瓦斯较易积聚的地点安放使用新电气设备。

4.2防突措施

若要避免瓦斯突出的问题,最关键的办法就是严密的实行抽样开采的机制,在规定的时段当中把矿井下的瓦斯全部提取出来,减少了采矿区内的压力。目前,在已开展现场测试众多的措施当中,瓦斯抽放法是比较好的方式。可以通过合理地降低瓦斯的总排放量,来释放煤层当中瓦斯的总压力。而这个方法在达到避免瓦斯突出的目的同时,还可以把瓦斯这一物产物作为必须的能量进行利用,不仅提高了效率,还对周边环境的维护也产生了效益。在进行发掘的过程当中,需要将严格的发掘面积限制在距煤层瓦斯发现10m以上的区域,并且对于遇到地质情况比较复杂的区域,也要将其距离限制在20m以上。在发掘工作开展之前,必须要及时对矿下的状况进行比较详细的检查,要精确了解矿下的状况,随后做出比较专业的分析。在发掘工作进行以后,必须要实时的监测煤层开采的瓦斯压力,并且一旦出现压力过大的状况必须要及时的联系相关的工程师。工程师在收到消息以后,必须要对突出的危险性进行了分析,并且及时对瓦斯保护压力较大的区域展开泄压。施工人员在进行采掘作业的时候,必须要严格根据制定的规划进行前探后挖,并保证最小的法向间距不得大于5m,并且绝不可以提前对未探测的范围进行施工。如果出现了与原有规划不一致的状况发生,要根据防突措施,先检测是否达到继续工作的基本要求,在条件满足后可继续施工。对管理者和施工人员都必须做好预防突出问题的相关培训工作,使每一位职工都可以把防突的意识记在心里,真真正正的做到安全生产。

结束语:为了更好地保障煤矿开采工作的安全,需对瓦斯防突的安全技术和防治办法加以重视。由于对瓦斯治理和防突工作还不够完全成熟,需要不断地研发相应的治理技术和建立完整的管理体系,通过一系列有效策略来避免和预防事故的发生,进而保障开采人员的生命安全,促进煤矿资源开采工作的可持续发展。

参考文献:

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