摘要：煤炭是保障中国经济持续发展的一种重要能源。由于中国煤炭开采的地质条件比较复杂，如何实现煤炭的安全高效开采是一个重要课题。根据统计，中国煤矿每年因瓦斯而引发的事故高达上万起，死亡人数位于矿井灾害之首。矿井瓦斯对煤矿工人生命安全存在重大威胁，因此，一定要采取有效措施预防矿井瓦斯灾害的发生。目前，中国瓦斯矿井只划分为两类：瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井。所以在煤矿开采过程中，必须采取有效方法预防回采巷道中瓦斯浓度超限问题。总的来说，只要通风的有效性得到保证，瓦斯灾害是可以防治的。
关键词：矿井通风；瓦斯；治理
引言
现阶段，中国社会经济发展的速度比较稳定，现在所处的时代是一个知识经济的时代，各项科学技术发展和应用都得到了一定程度的提升，人民的生活质量及工业的发展速度都得到了一定程度的提升，从而对能源提出了更高的要求，在中国煤炭开采行业发展的过程中起到一定的促进作用，但是，中国是世界范围内煤矿瓦斯问题最严重的国家之一。
1矿井通风相关计算
1.1对矿井通风的总量进行计算
矿井通风的总量，应根据采煤工作面实际需求量、矿井通风系数等进行计算，计算公式如下：
Qkj=（∑Qcj+∑Qjj+∑Qdj+∑Qgj）Kkj
其中，Qkj是指矿井总进风量，m3/min；∑Qcj是指采煤工作面实际需风量总和，m3/min；∑Qjj是指掘进工作面实际需要风量总和，m3/min；∑Qdj是指独立通风的硐室实际需要风量总和，m3/min；∑Qgj是指矿井中除采煤、掘进和硐室以外其他井巷需在通风量总和，m3/min；Kkj是指矿井中通风系数，包括矿井内部漏风和配风不均等因素，数值最好在1.15～1.25。
通过对矿井通风总量的计算，能够为通风系统的选型、方法选择等提供良好的信息，能够为安全管理奠定良好的基础。
1.2对通风阻力进行计算
通风阻力也是安全技术管理的重要环节，要想计算通风阻力，应先计算主扇的风量，计算公式如下：
Q扇=（1.05-1.10）Q矿
在计算出了主扇的风量之后，我们可以根据这个公式计算出各个区段井巷的摩擦阻力。
其中：
L—各井巷的长度，m。
V—各井巷的周长，m。
S—各井巷的净断面积，m2。
2建立完善的通风系统
2.1优化通风系统，降低通风阻力
对通风系统进行相关的优化，首先需要合理设置通风系统的设备，使得设备能够在矿井中发挥其有利的治理瓦斯作用。由于矿井下的巷道比较多，且各巷道的风量并不相同，使得在对其进行通风系统设置时，需要根据巷道的情况来进行通风风量设置。主要通风机安装的矿井巷道必须是安全性较高的巷道，且各个矿井巷道之间需要有着联络，并且这些联络的巷道之间互通，以保证风量可以在进行矿井巷道中进行互换，从而来降低巷道风量的通风阻力。
2.2对通风系统的机型和电机进行合理选择
通风系统中有很多机械设备，做好对这些设备的选型，是通风系统性能发挥的重要基础。在保障功能的同时，我们也应注重对运行成本的考量，尽可能地选择物美价廉的机型，并使其工作效率提升，从而使得通风系统更加经济、实惠。电机也是矿井通风系统中的重要组成，在设计阶段，很多电机设备和通风设备的选择，都是按照供风容易期和困难期两个使其来进行选择的。在矿井刚投入生产的时候，产量比较低，实际生产量与设计生产量相比具有很大的差距，使得电机的运行效率并不高，从而降低了通风系统的效率。我们应根据实际情况，来适当对电机进行更换，从而达到良好的通风效果。
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2.3煤矿风量方法的合理选用与调节
第一，减少风阻，主要是降低巷道之中的内阻力，能够实现风量的均衡。一般来说，扩大巷道断面积，修复并联报废的巷道，或者是开凿新的并联巷道，就可以降低总风阻，做好调节处理。第二，增加风阻，主要是在阻力偏小的风路上添加阻力，确保风路受阻，进而对风路流向加以改善，实现阻力的平衡，按照需求来供应。在巷道之中设计风窗是最常见的一种方式。第三，辅助通风就是利用辅助通风机来减少风路的运行风阻，这样的方法可行性较高，并且操作简单，相比其余的两种方法，安全性有所欠缺，同时管理也存在一定的难度。
3矿井瓦斯治理措施
3.1保护层开采防治煤与瓦斯突出
1）开采保护层。它是最为有效的治理煤与瓦斯突出的区域性措施。
2）开采保护层结合瓦斯抽采。在开采层间距小于30～50m的煤层群时，层间没有较厚的硬岩层，突出层卸压后，大量瓦斯会通过层间裂隙涌向开采层，进而引起开采层瓦斯超限，而靠通风并不能解决瓦斯超限问题。因此，需结合瓦斯抽采来降低瓦斯向工作面和上隅角的涌出。而开采层瓦斯主要来源于采空区与邻近层，所以采用采空区抽采结合钻孔抽采，能够减少本煤层开采的瓦斯向上隅角和回风巷排放的压力，同时加快被保护层的瓦斯释放速度，进而提高采掘进度。
3）利用钻卸法开采极薄保护层。钻卸法是以打大直径钻孔为手段，通过利用地应力、瓦斯压力等破坏保护层的极薄煤层，从而达到开采保护层的目的。其具体做法是在突出煤层上方极薄煤层的运输巷或中间巷，沿极薄煤层仰斜打一些平行间距不大的大直径钻孔，使煤层的应力重新分布，煤柱产生集中应力，当煤柱均被压碎，则在突出煤层的上方形成一个连续的卸压空间，进而起到开采保护层防治突出的作用。
3.2突出煤层瓦斯抽采
1）穿层钻孔条带瓦斯抽采是在突出煤层以外的岩石巷道或非突出煤层巷道打穿层钻孔，它能降低预抽条带瓦斯压力，减少煤层瓦斯含量，使该条带应力重新分布，增加透气性，降低煤层的煤与瓦斯突出危险性，使突出煤层可以顺利掘进巷道，形成采煤工作面。
2）网格式穿层钻孔适用于松软低透气性突出煤层的瓦斯抽采，能解决突出煤层打顺层孔时喷孔、塌孔问题。
3）在无底板巷道的突出矿井多采用顺层钻孔抽采瓦斯，顺层钻孔抽采的是本煤层瓦斯，是从已形成的进风或回风巷抽采该工作面的瓦斯。本煤层抽采是为了降低煤层瓦斯含量缓解煤体应力状态，从而达到防治煤与瓦斯突出的作用。此抽采方法多数单层煤开采常用来防治煤与瓦斯突出。因煤层瓦斯来源不同，随着采深增加，瓦斯涌出量也在增加，采用单一抽采方式可能无法解决问题，因此，在许多情况下采用综合抽采方式。
3.3防治煤与瓦斯突出的水力化措施
水力化措施是在抽采瓦斯的基础上增加煤层透气性，提高抽采率，尽快降低煤层瓦斯压力和含量的一种手段。防治煤与瓦斯突出的水力化措施从工作方式上可分为2种：一种是在煤体中形成空洞，利用形成空洞后的地应力重新分布，扩大卸压影响范围，并利用形成的空洞疏通通道，排出煤层中的瓦斯。另一种是改善煤体的力学性质，增加其强度，提高其稳定性，扩大其卸压范围，并将其脆性破坏转变为塑性破坏。利用水的不可压缩性，来完成水力冲孔、水力压裂、水力挤压、水力冲刷和煤层注水。通过所达到的目的不同可将水力化措施分为2类：将水作为湿润剂，向煤层注水湿润煤体，增加煤层的塑性、降低煤层的解吸速度，从而起到防治突出的目的；将水作为工具，在煤层中形成人工空腔，或使已形成的槽缝、裂缝扩大，促使煤体位移，如水力冲刷、水力割缝、水力压裂和水力挤出等。其主要目的是使煤体破裂和位移，从而使煤体中的应力趋于缓和或重新分布，使瓦斯得到排放，从而起到防治突出的作用。
结语
瓦斯是影响中国煤矿安全生产的重要因素。由于中国的煤层透气性很低、瓦斯抽采效果差，中国矿井瓦斯的防治相当困难。所以在目前情况下，改善矿井通风状况是预防矿井瓦斯灾害的主要手段。因此，采取有效措施来增强通风系统的可靠性十分必要。
参考文献
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[2]毕国文.高瓦斯矿井下瓦斯的通风防治技术研究[J].科技展望，2014(17):61.
[3]李彦鹏.高瓦斯矿井瓦斯综合治理技术研究[J].山西焦煤科技，2015(5):32-34.
论文作者:常兴林
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/17
标签：瓦斯论文; 煤层论文; 矿井论文; 巷道论文; 风量论文; 水力论文; 保护层论文; 《基层建设》2018年第31期论文;