国家能源集团神东煤炭公司布尔台煤矿 内蒙古鄂尔多斯市 017209
摘要:本文首先分析了瓦斯灾害分布的特点,然后结合现状分析煤矿瓦斯防治取得的成绩以及存在的问题,最后提出提高煤矿瓦斯防治能力的对策。
关键词:煤矿瓦斯;瓦斯治理技术;现状分析;防治对策
1、引言
我国是煤矿生产大国,但同时煤矿瓦斯事故频发也是制约我国煤矿进一步发展的一大阻碍,因此瓦斯治理技术是煤矿安全生产管理工作中的重中之重。我国煤炭产量在全世界煤炭总产量中占有37%的份额,每年由于煤矿生产造成人员死亡的份额占全世界的70%以上,从这一数据可以看出,我国煤矿瓦斯防治技术需要尽快完善,通过全国开展瓦斯治理工作,进一步改善和深化煤矿瓦斯防治工作,尽可能减少煤矿事故的发生,确保人民生命和财产的安全。
2、瓦斯灾害分布特点
我国煤田构造演化变化比较大,加上煤层在生成和保存的过程中有较大的变化,所以煤层中瓦斯的含量在空间上存在着较大的差异,结合中国煤层瓦斯地质图可以将我国煤矿划分为20个瓦斯区域,8个属于高瓦斯区域,其他12个属于低瓦斯区,瓦斯赋存情况大致呈现出南高北低和东高西低的状态,在东北地区,大部分是深部开采,所以在地应力的主导下,瓦斯动力灾害比较严重;在西北地区,瓦斯灾害的危险程度相比较而言比较小,尤其是新疆地区的瓦斯灾害,最近几年才开始显现出来;在中东部和华北地区,随着煤层逐渐向深部开采,瓦斯灾害相对比较严重;随着对煤层深部的开采,逐渐呈现出突出—冲击地压复合型的地质灾害特点。
高突矿井主要集中在中南和西南地区,其中河南、山西、四川、重庆、湖南、江西、贵州和云南8个省市的高瓦斯矿井和突出矿井就有2800多处,在全国高瓦斯和突出矿井中占80%以上,其中,河南、山西、四川、重庆、湖南、江西、贵州和云南8个省市的高瓦斯矿井共有1800多处,在全国高瓦斯矿井中占88%以上,河南、山西、四川、重庆、湖南、江西、贵州和云南8个省市的突出矿井共有1000多处,在全国突出矿井中占89%以上,所以我们需要加强这8个省市的瓦斯防治工作,将此区域作为瓦斯防治工作的重点区域。
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这些突出矿井主要集中在乡镇和一些小型煤矿,乡镇煤矿中高瓦斯和突出矿井有2400多处,占全国高瓦斯和突出矿井的74%以上,在此范围内,突出矿井有800多处,占全国突出矿井的67%以上,高瓦斯矿井有1600多处,占全国高瓦斯矿井的78%以上。小型煤矿中高瓦斯和突出矿井有2600多处,占全国高瓦斯和突出矿井的79%以上,在此范围内,突出矿井有900多处,占全国突出矿井的76%以上,高瓦斯矿井有1700多处,占全国高瓦斯矿井的80%以上。
富含瓦斯的煤层主要集中在二叠纪和深部地区,其中石炭二叠纪、早中侏罗纪和晚期二叠纪的瓦斯含量占有全国瓦斯总含量的95%以上,由于华北含有石炭二叠纪和南方晚二叠纪的煤矿数量比较多,其占有全国瓦斯总量的50%以上,突出煤层主要在二叠系中分布,大部分的突出矿井的煤层都属于二叠系,根据有关资料调查发现,1000米以上2000米以内的煤层瓦斯含量约占全国瓦斯总含量的60%以上。随着煤层开采深度的增加,原来高瓦斯矿井,甚至有些低瓦斯矿井也在逐步变成突出矿井,所以随着开采深度的增加,瓦斯灾害将整体呈现加重的趋势,所以我们需要进一步加强瓦斯灾害防治的能力,防止事故的发生,保证人民的生命和生产的安全。
3、煤矿瓦斯防治现状分析
3.1煤矿瓦斯治理取得的成绩
(1)随着科学技术水平的不断发展,我国煤矿瓦斯抽放技术得到了一定的发展,在高瓦斯和突出矿井中,瓦斯抽放技术得到了广泛的推广和应用。大多数矿井引进了新型的抽放设备,其抽放设备具有“大负压、大流量和大管径”的特点,对提高煤矿安全生产有着重要意义。另外,我国还积极推广和应用大功率的液压钻机和采用新型的钻具,采取这一设备可以大大提高钻孔的长度和成孔的效率。还有一些矿井引用了新型的封孔材料,在不断改善封孔工艺的基础上可以极大提高煤矿抽放的效果。
(2)根据相应规定的要求,我国大型煤矿逐渐完善了安全监控系统,此外,市、县和煤矿企业进行了联网,可以随时监控煤矿企业安全生产情况,极大提升了安全监控水平,改善煤矿安全生产的条件。
(3)我国对煤矿瓦斯等级进行了明确规定,各级煤矿生产企业也都按照煤矿瓦斯来源进行分析,然后做好煤矿瓦斯防范工作,一些企业还落实了分级管控制度,既要控制瓦斯治理的基础工作,还要有效的对煤矿瓦斯进行控制。
(4)随着安全投入资金的使用,在煤矿瓦斯综合治理方面有了严格的资金投入,随着安全投入的增加,原来的旧设备也逐步得到改善,进而提高了煤矿抵御灾害事故的能力。
3.2煤矿瓦斯防治存在的问题
随着煤矿产量的增加,开采深度也在不断加深,由于煤矿在开采过程中存在严重的瓦斯安全问题、资源浪费问题以及对周边环境造成污染问题,所以还需要不断完善煤矿瓦斯防治问题,根据瓦斯灾害分布的特点和现有开采技术水平进行分析,我国煤矿在开采过程中存在最大的问题是发生煤矿瓦斯事故率高,而对瓦斯的抽采率比较低,再加上有些煤矿安全生产意识的薄弱,这样就会给煤矿的安全生产带来极大的挑战。
(1)安全防护意识薄弱,安全培训力度不够。煤矿瓦斯治理工作从业人员的安全意识薄弱,安全教育培训知识表面做文章,没有落实到实处,其主要体现在安全生产管理意识薄弱;煤矿开采作业人员文化水平比较低,不能很好的掌握工作流程和相应规范,从而很大程度上增加了煤矿瓦斯事故的概率;培训力度不够,很多小型企业存在没有对从业人员进行培训就上岗的现象。
(2)机械化程度较低,很多煤矿的采掘设备机械化程度不够高,这样会影响煤矿瓦斯的预测工作,另外缺少安全设施的投入,最终会影响煤矿瓦斯防治工作的进一步开展,降低了煤矿瓦斯防治的安全系数。
(3)煤矿瓦斯预测存在一定的难度,对煤矿日常生产突出预测和效果检验、确定敏感性指标及临界值、制定防突措施的首要条件就是要有准确的预测数据,由于井下作业环境比较恶劣,加上一些工作人员自身问题和仪器设备、工具的原因,所以就很容易造成测量数据不准确的问题,从而会直接影响后续工作的开展。
4.提高煤矿瓦斯防治能力的对策
4.1进一步完善煤矿瓦斯监控系统,加大瓦斯预测的力度
造成煤矿安全事故频发的其中原因之一就是煤矿瓦斯监控体系不完善,虽然最近几年我国加大了煤矿瓦斯监控体系的建设,但是仍需要进一步的提高监控系统,一套精确的瓦斯监控系统可以实时动态监测煤矿井下的瓦斯浓度、负压以及风速等信息,这样可以及时了解井下安全生产情况,在发生异常现象的第一时间采取有效的防治措施,防止事故的进一步扩大。另外一套精确的监控体系还可以通过分析煤炭分布、地形特点和具体分布形态等数据来合理预测煤矿瓦斯含量,确保煤矿的安全生产。现阶段预测方法主要有3种:(1)根据煤层特点和煤炭的分布形态来进行预测;(2)对相同区域中不同密度和不同形态的煤层部位,来进行局部预测;(3)通过对煤矿开采数据进行监测,对开采行为的安全性和风险性进行合理的预测。
4.2采用合理的抽放技术
合理的抽放技术对煤矿瓦斯治理有着非常重要的作用,随着采煤技术的不断发展和机械设备的投入,瓦斯涌出量将会成倍幅度的增长,这就对采区瓦斯平衡造成了极大的威胁。采用传统的单一瓦斯抽采方法,将不适用于高效工作面多瓦斯涌出量和高瓦斯涌出量的采区,所以要结合现场实际条件,在分析煤矿地质情况的基础上采取综合抽采瓦斯技术。综合抽采瓦斯技术就是将瓦斯采前预抽、边采边抽、卸压邻近层的瓦斯和采空区瓦斯采后抽采的方式结合在一起进行综合使用,从而为瓦斯抽采创造更多的条件。在工艺和方式上,将井下抽采和地面抽采相结合,将钻孔抽采和巷道抽采相结合,将垂直钻孔抽采技术和水平钻孔抽采技术相结合,将常规抽采技术和强化抽采技术相结合的形式,从而最大限度的利用时间和空间采取合理抽采技术,尽可能的增加瓦斯抽采量。
4.3提高煤矿瓦斯的抽采率
我国煤矿大部分属于低透性煤层,这种低透性煤层在进行瓦斯预采时比较困难,虽然可以通过大钻孔和长时间抽采来实现预采工作,但是耗时比较长,和采掘作业有着较大冲突,所以需要采取有效措施来提高瓦斯抽采率,通常可以从以下三个方面来提高,一是增大钻孔的直径,二是提高抽采的负压,三是提高煤层的透气性来增加瓦斯抽出量。
5、结语
随着科学技术水平的提高和采煤技术手段的提升,煤炭产量也在不断增加,煤矿瓦斯涌出量也在不断增加,这就要求我们提高煤矿瓦斯防治能力,提高瓦斯治理技术,这样不仅可以确保煤矿工作人员的生命安全,还可以保证煤矿企业的经济效益,所以就要求煤矿企业要不断引进新型技术来提高瓦斯治理的效果。
参考文献:
[1]蒋承林,杨胜强.矿井瓦斯灾害防治与利用[M];徐州:中国矿业大学出版社,2012.
[2]赵若鹏.浅谈国内煤矿瓦斯治理技术的现状[J];技术研发,2015.(7):159-160.
论文作者:刘鹏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/12
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