摘要：在重特大事故中，瓦斯煤尘爆炸事故的死亡人数已多年占据首位。分析瓦斯煤尘爆炸事故原因可知，均是由于瓦斯煤尘达到爆炸浓度界限，遇到火源引起爆炸，强烈的爆炸波对人员生命和矿井设施安全造成重大损害。研究瓦斯爆炸特性及其防治技术尤为重要。
关键词：煤矿灾害；矿井安全；防治技术
1煤矿灾害的主要类型
1.1瓦斯灾害
瓦斯灾害是煤矿最严重的灾害之一，主要表现在瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出，一旦发生，直接摧毁矿井设施，威胁人员生命安全，甚至迫使煤矿停产中国煤矿几乎全是有瓦斯涌出的矿井，全国煤矿每年的瓦斯涌出量超过，国有重点煤矿中高瓦斯和突出矿井占值得注意的是，随着矿井开采深度的增加，煤层瓦斯压力增加，不少原来浅部为非突出的矿井转化为突出矿井，突出强度和频度随深度增加而明显增大。
1.2矿井火灾
矿井火灾是煤矿主要灾害之一，矿井火灾一旦发生，轻则影响安全生产，重则烧毁煤炭资源和物资设备，造成人员伤亡，甚至引发瓦斯、煤尘爆炸。中国是一个矿井火灾灾害较严重的国家，几乎所有的产煤区都存在自然发火危险。据不完全统计，全国每年因煤层自燃形成的矿井火灾数百起以上，其中以内因火灾居多，影响煤量上百亿吨，煤炭资源损失量在2亿t左右，平均发火率为0.318次/Mt。
1.4矿井水灾
矿井水害煤矿在建设和生产过程中，常常受到水的危害。煤矿水害主要是矿井突水，由于来势凶猛、水量大，一旦防范措施采取不力或排水能力不足，往往会造成严重经济损失甚至人员伤亡。中国是世界上受水灾危害最严重的主要产煤国之一，据统计，目前国有重点煤矿中受水害威胁的矿井约占矿井总数的0.48以上。以2010年山西华晋焦煤王家岭煤矿328特大透水事故为例，事故由小窑老空水透水所致，造成153人被困井下，后经全力抢救，115人获救，另有38名矿工遇难。事故造成经济损失数亿元，仅抢险花费就超过1亿元，共排出水量约45900m³
2 煤矿灾害防治技术研究现状
2.1 瓦斯灾害防治技术
矿井瓦斯灾害的治本措施是煤层瓦斯抽放，包括本煤层、邻近煤层、穿煤层和采空区等不同层位和地点瓦斯的抽放。近年来，试验研究成功多种实用的瓦斯抽放技术，如本煤层工作面边掘边抽技术，邻近层开采卸压瓦斯抽放技术，穿层上向钻孔瓦斯抽放技术和采空区埋管抽放技术、瓦斯灾害治理的重点是煤与瓦斯突出防治和瓦斯爆炸预防，前者的主要成果是建立了具有中国特色的四位一体$防突技术体系，即突出危险性预测#防治突出措施#防突措施效果检验和安全防护措施，近几年研究的重点在突出区域的预测和监测方面，研制成功以钻孔钻屑量来判断煤层突出危险的瓦斯突出预测仪和基于声发射、电磁辐射原理的工作面突出危险性连续监测技术与设备，后者的主要成果是开发了瓦斯爆炸危险性预测评价技术和防治专家系统，建立了矿井瓦斯爆炸危险性评价模型，并引进和研制了基于光学、热学原理的 测定仪和传感器，为煤矿井下提供了新的瓦斯检测和报警技术。
2.2 煤尘灾害防治技术
由于煤炭开采必然产生煤尘，使得采煤工作面成为煤矿井下粉尘的主要来源，因此工作面防尘技术是煤尘灾害防治的重点，包括对采煤产生的粉尘实施高压水喷雾降尘技术措施，从源头减少煤尘的产生量；在液压支架#放煤口实施自动控水喷雾降尘技术，进一步降低粉尘浓度；在转载点安装气流循环除尘装置，用密闭罩将尘源与外界隔离，在罩内引射气流循环除尘"主要研究成果有：改进和完善了系列湿式除尘器的技术特性，提高了除尘效率；研究了声波雾化#磁化水#预荷电喷雾降尘等新技术，提高了水喷雾降尘的效果；重点开发了布袋除尘器，总粉尘和呼吸性粉尘的除尘效率分别达99.5和 95.5，有效控制了呼吸性粉尘。
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2.3矿井水害防治技术
煤矿水害是矿井基建、生产过程中一种常见的灾害，长期以来中国在煤矿防治水技术方面取得了长足的发展。水源探测方面，开发了基于不同原理的各种探测技术和设备，包括三维地震勘探技术、瞬变电磁探测技术、音频电透探测技术、I}J117型矿井水情实时监测系统、ARISE数字地震勘探仪和YJSY（A）型水位遥测仪等；②水害治理方面，特别针对矿井水患的预处理，研究了局部注浆加固、底板改造技术、帷幕截流、主动疏水降压技术和防隔水煤（岩）柱留设等技术措施。
2.5顶板事故防治技术
顶板事故防治包括工作面（采场）顶板事故防治和巷道顶板事故防治。①工作面（采场）顶板事故防治：近年来，采煤工作面普遍采用单体支柱、综采支架和滑移支架等先进支护装备，有效控制了顶板的大面积冒顶现象。②巷道顶板事故防治.不同类型的巷道支护技术各不相同。对于服务年限较长、地位比较重要的开拓大巷和车场酮室，要求支护强度高，一般采用锚网索+喷射混凝土支护技术；对于服务年限较短、地质条件较好的采准巷道。
3煤矿灾害防治技术发展中存在的问题
尽管中国在煤矿重大灾害防治技术领域取得了突出成绩，井下安全生产形势也呈现逐步好转的态势，近几年煤矿安全生产情况见表1，事故起数和伤亡人数依然偏高如图1所示，说明现阶段煤矿灾害防治技术发展仍显不足，还存在以下几方面问题。
（1）煤矿防灾技术理论基础薄弱。长期以来，由于缺乏足够的重视和支持，中国煤矿科技资金投入严重不足，研发设施落后，科研力量分散，导致煤矿防灾技术的基础理论研究薄弱，对诸如煤与瓦斯突出、矿井突水和火灾爆炸等主要灾害发生机理的认识仍停留在假说阶段，对灾害演化过程的了解不全面，从而影响了灾害预测预报与控制技术的发展。
（2）防灾技术现场推广与应用受到制约。由于煤矿生产地质条件差异性大，井下作业场所流动性频繁，灾害防治技术工艺性强、可复制性差，使得一些适用的防灾技术和科研成果在现场的全面推广与应用受到制约，特别是最新的先进防灾设备没有得到及时采用，导致完善的煤矿安全科技支撑体系尚未形成。
4煤矿灾害防治技术的发展趋势
（1）瓦斯灾害治理技术。研究的重点应放在研究适合高地应力、高瓦斯、松软突出煤层条件下的超长定向水平钻孔钻机与钻进工艺及瓦斯抽放技术上；进一步提高煤层瓦斯含量和突出危险性预报的准确性，实现瓦斯地质绘图的自动化；此外，研究井下与地面、煤与煤层气协调开发技术也是今后的发展方向。
（2）煤尘治理技术。研发与采掘机械配套的大风量高效率除尘器，最大限度地降低采掘工作面的产尘量，从源头减少全矿井的尘源；研究新型实用除尘技术，如泡沫活化剂除尘、生物试剂除尘、磁化水除尘和超声波除尘；个体防护技术也是解决防尘的重要手段，开发高阻尘率送风防尘口罩、压风呼吸器和防尘安全帽等。
（3）火灾防治技术。探索煤层自然发火期快速测试方法，提高火灾监测传感器的稳定性和精度，是火灾预测预报技术的发展方向；隐蔽火源探测一直是火灾防治领域的世界性难题，今后可以借助某些辅助手段（如红外线、雷达波、预埋探测器）在提高探测准确度方面进行探索性研究。
（4）水害防治技术。开展超前突水探测技术的可靠性研究，确定深部富水带位置与地下水流速、矿井隐伏导水构造及老空区积水状态等；随着现代计算技术发展起来的数值模拟方法为矿井水害防治技术研究提供了新的手段，使得矿井突水过程的三维仿真及突水位置的准确预测成为可能。
5结语
由于煤矿生产地质条件复杂多变，时时受到瓦斯、煤尘、水、火和顶板等灾害的威肋、；煤矿生产是多系统交叉作业，生产工艺繁杂；还存在人员素质不高，安全装备水平低下，防灾技术基础薄弱等客观现实和条件，导致中国煤炭工业健康发展状况与其主导地位不对称。因此，只有依靠科技进步，研究和掌握灾害发生的规律和特性，将矿井采掘活动与冲击地压、冒顶片帮、煤与瓦斯突出、透水等各种矿山灾害有机的联系在一起，形成一套完整的煤矿安全开采与矿井灾害控制体系，有效降低事故发生率，减少死亡人数，实现安全科学采煤。
论文作者:付龙飞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期
论文发表时间:2018/7/23
标签：矿井论文; 瓦斯论文; 技术论文; 灾害论文; 煤矿论文; 煤尘论文; 煤层论文; 《基层建设》2018年第15期论文;