龙矿集团北皂煤矿；山东省烟台市龙口市 265700
摘 要：煤与瓦斯突出是采煤过程中发生的严重灾害之一，而我国是世界上突出最严重的国家。目前，我国采用的是“四位一体”综合防突措施，但随着矿井开采深度的逐渐增加，煤层瓦斯含量也逐渐增高，煤层的透气性越来越低，突出危险性也相应增大，所以研究防治突出措施有重要的现实意义。 鉴于瓦斯泄露及煤矿安全事故并非天灾，加之此类事故的出现是可以预防的，所以人们在实际工作中理应采取相关策略，做好煤矿的通风及瓦斯泄露的防治工作。
关键词：煤矿；通风；瓦斯；防治；措施
煤与瓦斯突出是一种极其复杂的动力现象，是煤矿开采中最严重的灾害之一。它是指在采掘过程中，在极短时间内，突然从煤层中喷出大量的瓦斯和煤炭，充满巷道，并在煤内形成特殊形状的空洞。突出的气流会产生强大的动力冲击作用，能够摧毁巷道设施，破坏通风系统，喷出的瓦斯由几百立方米到几十万立方米，会使井巷充满瓦斯，造成人员窒息死亡，引起瓦斯燃烧或爆炸；喷出的煤由几吨到几千吨，会淹埋设备和人员。 鉴于瓦斯的泄露及煤矿安全事故的出现均与瓦斯的防治及煤矿的通风有着或多或少的联系，因此工作人员在实际工作时理应采取一系列行之有效的措施，以减降低安全事故的发生率，切实保护好人们的生命及财产安全。 煤与瓦斯突出是一种受多种因素影响的极其复杂的动力现象，是地压、瓦斯（包括瓦斯压力、含量和吸附瓦斯瞬时解吸速度等）、重力（主要指急倾斜煤层）和煤的物理性质（包括煤的度和破坏类型）综合作用的结果。显然，预测它的突出地点、突出强度和发生时间难度很大。正因为如此，煤与瓦斯突出有明显的突发性特征、破坏性极大，对煤矿的安全生产危害是十分严重的，有效防治煤与瓦斯突出已成为世界煤矿安全技术领域丞待解决的技术难题。我国目前采用的是“四位一体”综合防突措施，即突出危险性预测、防治突出技术措施、防突措施的效果检验和安全防护措施。
1 通风系统
1.1 矿井通风系统
同忻矿矿井的通风方式为分区式通风，主扇的工作方法为抽出式。现有4个进风井和2个回风井：即主斜井、副斜井、北一盘区进风立井、北二盘区进风立井进风，北一盘区回风立井、北二盘区回风立井回风。矿井总进风量为33012m3/min，矿井总回风量为33394 m3/min。矿井通风系统稳定、可靠。
1.2 采煤工作面通风系统
现开采的8103综放工作面采用三巷布置，皮带顺槽、回风顺槽沿3-5#煤层底板布置，顶抽巷沿3-5#煤层顶板布置，与回风顺槽内错15m，采用“U+I”型通风方式，即皮带顺槽进风、回风顺槽、顶抽巷回风。因上覆存在采空区，存在一氧化碳下泄现象，所以工作面开采采用均压通风。
2 突出危险性预测
突出危险性预测是综合措施采取的第一个环节。预测的目的是确定突出危险区域和地点，以便使防突措施更加有的放矢。当预测有突出危险时，可采取防突措施，并对其防突效果进行验证，确定措施有效时，可采取安全防护措施进行采掘作业；当预测无突出危险时，可直接采取安全防护措施进行采掘作业。
突出危险性预测可分为区域预测和工作面预测。区域预测应预测煤层和煤层区域的突出危险性，并在地质勘探新井建设、新水平和新采区开拓或准备开拓时进行。工作面预测是预测工作面附近煤体的突出危险性，应在工作面推进过程中进行。
区域预测一般根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法进行，也可采用其他经试验验证有效的方法。目前采用的判断方法有单项指标法、地质统计法和综合指标法。
3 防治煤与瓦斯突出的技术措施
防治突出措施是综合措施采取的第二个环节，根本任务是消除突出危险，防止突出现象发生。这是防止突出事故发生的第一道防线。防治突出措施仅在预测有突出危险的区域和区段应用，是防突工作的重点。在采取防突措施时，应优先考虑区域性防突措施，如果不具备采取区域性防突措施的条件，必须采取局部防突措施。
3.1 区域性防突措施
3.1.1 开采保护层
开采煤层群时，预先开采没有突出危险或突出危险小的煤层，以消除或削弱突出危险煤层的突出危险。开采保护层后，被保护层中受到保护的地区按无突出煤层进行采掘，未受到保护的地区必须采取防突措施。
3.1.2 预抽煤层瓦斯
对于无保护层可采或开采单一突出危险的煤层，可采取预抽瓦斯作为区域性防突措施。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过预抽瓦斯，降低突出危险煤层的瓦斯压力和瓦斯含量，并使煤层收缩变形，地应力下降，煤的透气性增加和煤的强度提高，使被抽放瓦斯的煤体丧失或减弱其突出危险性。
3.1.3 煤层注水
通过注水湿润煤体，改变煤的物理力学性质，增加煤的可塑性，降低煤的弹性能，使应力均匀化，使弹性能释放速度减少，且水进入煤的空隙，抑制了瓦斯的排放，降低了煤的瓦斯放散初速度和瓦斯潜能的释放功率，从而达到防突目的。
3.2 局部防突措施
3.2.1 松动爆破
松动爆破就是向工作面前方应力集中区打孔装药放炮，使煤体松动，应力集中区向煤体深部转移，同时加快瓦斯的排出，从而在工作面前方形成较长的卸压带，以防突出发生。
3.2.2 超前钻孔排放瓦斯
在石门揭煤或在突出危险的煤层中掘进时，在工作面前方一定距离的煤体内打较大直径的钻孔，用以预排工作面煤层内的瓦斯，使工作面前方保持较长的卸压带，防止突出发生。
3.2.3 水力冲孔、水力冲刷
借助于水压快速破坏钻孔孔底前方的煤体，形成新的暴露面，使钻孔周围的应力发生突变，瓦斯压力梯度陡增，诱发钻孔内产生突出。
3.2.4 金属骨架
金属骨架适用于急倾斜、厚度不大、松软的突出煤层，其作用是增加石门揭煤时巷道上方煤层的稳定性和排除煤体中的瓦斯。
3.3 震动爆破
在石门揭煤或在突出危险煤层中掘进时，采用增加炮眼数目、加大装药量等措施诱导煤与瓦斯突出的特殊爆破作业，是一种避免因突出而造成人员伤亡的安全措施。震动爆破是利用爆破产生的强大震动力，促使工作面前方煤体应力和瓦斯动力状态突然改变而诱导突出的，要求全断面一次揭开煤层。如果未能按要求揭穿煤层，在掘进剩余部分时，必须按照震动爆破的安全要求进行爆破作业，且必须采用抽放瓦斯、排放钻孔、水力冲孔等措施。
3.4 反向风门
在突出危险区设置两道可靠的反向防突风门，爆破时风门关闭。反向风门距工作面的距离应根据掘进工作面的通风系统和预计的突出强度确定。
4.3 远距离爆破
掘进工作面采用远距离爆破时，爆破地点应设在进风侧反向风门之外或避难所内，距工作面距离不得小于300 m。回风系统的采掘工作面及其他有人作业的地点都必须停电撤人，爆破30 min后，方可进入工作面检查。
3.5 避难硐室和压风自救系统
避难硐室应设在采掘工作面附近，爆破时，撤离人员集中地点必须设有直通调试室电话，避难硐室内应根据同时避难的最多人数配备足够数量的隔离式自救器、饮用水。压风自救系统设在井下压风管路上，距采掘工作面25～40 m的巷道内、爆破地点、撤离人员与警戒人员所在位置以及回风道有人作业处。长距离掘进巷道每隔50 m设一组压风自救系统，每组供5～8人使用。
4 防治煤与瓦斯突出措施的效果检验
防突措施效果检验是综合防突措施采取的第三个环节，目的是在防突措施执行后检验预测指标是否降到突出危险临界值以下，以此判断措施是否有效。实践证明，各种防突措施，特别是局部防突措施，尽管经科学实验证实防突是有效的，但在生产中推广应用后，都无一例外地发生过少数的突出。措施失效原因在于井下条件过于复杂，例如煤层赋存条件变化、地质构造条件变化以及采掘工艺条件改变等。为了提高防突措施的可靠性，在防突措施执行后，要求对其防突效果进行检验。如果检验结果无效，则应采取附加防突措施。
4.1 井筒及大巷防尘
主副井、副斜井、辅运大巷、皮带大巷、回风大巷均安设风流净化水幕及主要隔爆水棚，并实现每3天冲洗1次。
4.2 采煤工作面防尘
进风顺槽、回风顺槽各安装3道风流净化水幕，即在距进、回风口50m 范围内设置固定净化水幕1道，距工作面30m 范围内设置2道移动净化水幕，同时回风顺槽回风绕道内加装1道捕尘网水幕；顶抽巷每100m安装1道风流净化水幕。所有水幕开关设在行人侧。
进风顺槽、回风顺槽每200m安装一道隔爆水棚，每天二班对进、回风顺槽冲洗1次。采煤机安装内、外喷雾装置，割煤时喷雾降尘，同时每个支架设置1组架间喷雾，实现降柱、移架或放顶煤时本架和下风侧邻架同步喷雾。转载机及溜煤眼上风侧3-5m各设置1道转载洒水装置，实现开机开水，停机停水。
8103综采工作面安装智能喷雾洒水装置，可实现割煤、放爆、移架时的自动喷雾。
煤体采用静压、动压注水结合的方法进行注水。两顺槽每25m布置一个注水钻孔，动压注水压力约7MPa，静压注水压力为1-4MPa。采用水泥砂浆封孔，封孔深度为20m。回采前，8103顶抽巷全巷道铺洒石沫，平均厚度为3-5cm。
4.3 掘进工作面防尘：
每个掘进工作面设置5道水幕，每200m安装一道隔爆水棚，各转载处均设置机械自动式转载洒水装置，并做到出煤洒水，不出煤停止洒水。每周对巷道冲洗1次。打眼支护时，采取湿式作业；放炮使用水炮泥，放炮前后对放炮地点附近20m范围内巷道进行冲洗。
5 结语
在实践的过程中，相关部门除了应为工人配备符合要求的安全设备及采取一系列有效的对策之外，还应重视安全管理及监督的作用，给予工人安全意识培养充分的重视。惟有如此，煤矿通风及瓦斯防治措施才能得以落实，煤矿开采行业才能得到更好的发展。
参考文献：
[1]詹宝贵.浅谈煤矿瓦斯治理措施[J].科技信息，2011（21）.
[2]朱红汉，刘祖飞.煤矿瓦斯治理关键技术探讨[J].科技资讯，201（02）.
论文作者:智荣臻,王鹏,宋维勇,王耀伟
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/12
标签：瓦斯论文; 工作面论文; 煤层论文; 措施论文; 回风论文; 水幕论文; 危险论文; 《电力设备管理》2017年第3期论文;