摘要：煤矿行业的发展在近年来非常迅速，作为传统重工业对我国经济发展起到了极大的促进作用，但是随着该行业的不断发展，矿井深度不断加深，开采难度也不断加大，这种开采现状进而严重威胁到开采人员的生命安全，为此，我们针对矿井深部开采区进行研究，并且综合国内外新技术，创新适宜矿井深部开采的高水平瓦斯综合治理技术。通过研究表明，对于开采区设置保护层，对于瓦斯的抽采中最大程度上降低瓦斯含量，在有效降低瓦斯压力的同时提高开采的安全性，对于煤层中的空气质量可以利用水力化措施进行改善，同上以上管理技术，最大程度保证矿井深部开采的安全性。
关键词：深部矿井；开采瓦斯；综合治理；技术探究
一、深部开采瓦斯治理面临的问题
1.1煤矿深部瓦斯含量和瓦斯压力在成煤过程中达到最高。南桐矿务局开采深度为650—1100m，平均开采深度875m，瓦斯压力5.0～10.0MPa，所开采煤层已大部分成为强突出危险煤层;淮南矿业集团开采深度为600—1000m，平均开采深度达到800m，瓦斯压力4.2～5.6MPa，根据《煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法》规定，这些矿井都已升级为突出矿井，而且突出灾害较为严重。瓦斯涌出量较大，有的已达到100m3/min，甚至更大。
1.2深部开采会导致地应力增高，高地应力会引起矿井围岩、支护变形和破坏，并引发矿井动力现象，是诱发冲击地压、岩爆、煤与瓦斯突出等事故灾害的主要因素。地应力增大可导致煤层和岩层变软，给钻孔施工和维护带来很大难度，造成钻孔成孔率下降和抽采效率降低，同时煤层透气性降低。
二、提升深部煤矿开采瓦斯综合治理技术的措施
对于深部煤矿开采瓦斯综合治理技术来说，可以从两个方面来说，首先，我们要做好防突措施，由于深部煤矿开采的特点是瓦斯含量极大，矿洞的顶部和底部的透气性能极度不好,使得瓦斯在矿洞有限的空间内得不到良好的释放，这是深部煤矿开采中所面临的首要问题，防突就是从这一角度出发，最大限度上降低该层的瓦斯含量，保证矿洞环境的安全性。
2.1对于保护层的开采措施
深度煤矿开采中保护层是及其必要的一个保障措施，对于保护层的开采措施可以具体分为三个步骤，也就是对于保护层的开采、开采保护层的同时要加人瓦斯的抽采、利用先进技术来降低保护层的厚度。对于开采保护层之一步骤来说，其存在的意义在于最高效的解决煤炭和瓦斯突出的问题，对其进行区域性解决，其原理大致为通过对保护层的开采来实现对被保护区域的泄压作用。对于开采保护层时进行瓦斯抽采来说，就是指在开采保护层的时候大量瓦斯将会通过脆弱的岩层涌人开采层，造成开采层极大的瓦斯压力，所以需要通过抽采的方式来保证瓦斯含量在开采保护层时不至于超限存在。利用先进技术来降低保护层的厚度是利用钻卸法进行钻孔，较大的直径能够使得地应力和瓦斯压力单独或者共同作用下保护层下特别薄的煤层，以此来通过外部环境的作用来开采保护层。
2.2针对突出煤层的瓦斯进行抽采
对于突出煤层来说，其承受的瓦斯压力都集中到了一个点，使得煤层承受的瓦斯压力成倍增加，并且该区域的瓦斯含量也特别高，对于矿洞造成很大的安全隐患。降低突出煤层的瓦斯压力和瓦斯含量可以通过对瓦斯进行抽采来实现，当煤矿中出现突出煤层而又没有保护层进行保护的情况下，瓦斯抽采是最为有效的方法，通过合理抽采能够有效降低突出煤层的瓦斯压力，如果运作合理也能使得高浓度的瓦斯得到有效利用，为人们提供方便的资源，同时对煤矿企业来说也能获取一定的经济效益，促进企业的发展。具体来讲瓦斯抽采的方法有很多，最主要的也是上文所提到的进行预先抽采、对临近层进行抽采、对已经采空的地区进行抽采，预先抽采又可以分为很多类，根据情况不同可以进行灵活选择。
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三、深部煤矿开采瓦斯综合治理技术
3.1加强瓦斯气体监控
矿井必须装备完善可靠的瓦斯监控装置，包括矿井监控系统及各类传感器、断电器、风电闭锁、瓦斯电闭锁、便携式甲烷报警仪、两用仪等。所有采掘工作面及规程要求的其他地点按要求安装各类传感器，加强矿井安全监控系统的管理和维护。根据《煤矿安全规程》和其他有关规定，配齐通防仪器仪表，确保便携式甲烷监测报警仪、红外测温仪、CO监测仪等仪器仪表的正常使用。严格执行巡检、值班制度，管理人员按要求参加培训，持证上岗，熟练操作相关设备。
3.2高抽巷抽采
将高抽巷布置上覆岩层裂隙带内，岩层受开采扰动影响断裂、垮落，裂隙充分发育，为瓦斯流动提供通道，是布置高位抽排巷的最佳位置。向上进行穿层钻孔，实现高抽巷的“一巷多用”，有效抽采了裂隙带内的瓦斯，可以避免工作面上隅角瓦斯浓度超限。否则，引起甲烷传感器报警，影响生产。采空区瓦斯抽放就是在采空区顶板施工钻孔进行抽放，通常布置在顶板裂隙带内，利用瓦斯抽放时上邻近层瓦斯向工作面涌进，将其抽采，可以有效降低采空区向工作面的瓦斯涌出量。
3.3地面钻井抽放技术在煤层受到开采扰动后，井下应力稳定区域内残存的保护煤柱、丢煤及其围岩中聚集了大量的瓦斯，通过地面钻井对这一区域的瓦斯进行抽采，可以有效缓解这部分瓦斯的威胁。目前，山西已有许多矿区进行了地面钻井抽放的研究，实现了煤与瓦斯协调开采的开发模式。通过地面钻井抽采、井下顺层和穿层钻孔结合抽采、本煤层与邻近煤层空间联合抽采，在时间上有机结合采前预抽、边采边抽与采空区抽采，形成瓦斯时空治理模式，实现矿井安全一高效一绿色开采。
3.4控制瓦斯的燃烧和爆炸条件
经过研究得知，矿井中瓦斯浓度在7-8％时，瓦斯最容易燃烧并发生爆炸。瓦斯的引火温度在650～750~C之间。当空气中的氧气含量不超过12％时，瓦斯并不会发生爆炸。瓦斯引燃引爆的三个因素就是：氧气浓度、引燃温度和瓦斯浓度。因此，在瓦斯综合治理过程中要注意以上几个方面的控制。对于引火的控制可以对煤矿生产人员进行安全知识培训，并严格进行制度化管理，保证相关的工作人员具备安全生产管理所必须的知识，特别是井下工作人员，一定要按照相应的规范标准进行工作，避免出现明火使矿井发生瓦斯安全事故。对于瓦斯浓度的控制，煤炭企业应按照相应的安全生产标准，对生产设备进行定期的维修和检查，尤其是对矿井中的通风系统，要保证通风系统正常工作，降低巷道内瓦斯的浓度。同时，煤炭企业还应设置专业对瓦斯异常区域进行检查，方便管理人员和技术员能够及时发展瓦斯问题并尽量的处理，防止瓦斯浓度过高产生安全事故。此外，对通风区域的风向也应派人观察，防止风向的变化使矿井内的瓦斯气体无法排出。
结语：
通过对深部煤矿开采瓦斯综合治理技术的研究可以发现，虽然煤矿行业在近年来发展迅速，取得了极大的经济效益，但是随着煤矿深度的逐年加深，深部瓦斯浓度和瓦斯压力的不断增加使得煤矿的开采难度也随之增加，这种现状不仅仅阻碍了煤矿行业的发展，更是威胁到了煤矿工人的生命安全，深部煤矿开采环境一旦处理不当，极有可能引发煤矿事故，造成很严重的后果，因此我们希望煤矿企业能对深部煤矿开采瓦斯综合治理技术提起重视，将先进科技引入煤矿开采中去，以此从技术层面保证深部煤矿开采的安全性。
参考文献
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论文作者:邹保山
论文发表刊物:《新材料.新装饰》2018年10月上
论文发表时间:2019/6/24
标签：瓦斯论文; 煤层论文; 保护层论文; 矿井论文; 煤矿论文; 深部论文; 综合治理论文; 《新材料.新装饰》2018年10月上论文;