[科学管理]矿井通风以及瓦斯治理应用研究

本文发表于《中国化工贸易·中旬刊》 2020年7期

白常春

摘 要：瓦斯是煤矿的安全杀手，瓦斯治理是煤层安全开采的重要内容之一。瓦斯治理主要是预防矿井发生瓦斯爆炸，关键在于将巷道风流中瓦斯降低到安全浓度以下，这是通过矿井通风实现的。简要介绍瓦斯发生爆炸的条件，分析采用通风方式治理矿井瓦斯的几种关键方法，以期为有关技术人员提供一定的参考。

关键词：煤矿生产;瓦斯研究;矿井整治;通风方式

目前，中国已经进入了深矿井开采时代，虽然在开采过程当中，煤矿的产能输出得到了显著提升，但很容易导致矿井出现通风的难度增大、矿井内部瓦斯压力增高、渗出、爆炸的后果。因此，必须加强对矿井瓦斯治理，保证煤矿的生产安全。需要明确的是，在整个矿井生产运作过程当中，“通风性”是非常重要的一项基本措施，也是保障工人生命安全的“生死线”。虽然可以调节巷道内的风量，使瓦斯的浓度降到安全范围内，但是巷道内的风量不可能无限制增加。也就是说，当瓦斯涌出量较大时，通过矿井通风治理瓦斯的效果存在一定的局限性。针对这种情况，必须要降低煤层中瓦斯含量，减少瓦斯涌出量，而降低煤层中瓦斯含量的关键方法是对煤层中瓦斯进行预抽。

1 在矿井运作过程中保持通风，治理瓦斯的必要性

对我国目前的经济能力进行整体分析，可以得知煤矿生产起到了重要的经济支柱。矿井作为一项煤矿生产的基本元素，对我国的工业领域起到了非常重要的提升效果。虽然煤炭是一项非常重要的能源原料，但是在开采过程当中，部分矿井追求开采速度，在工作模式上出现了很大的缺陷，导致瓦斯问题越演愈烈。虽然同样作为一种能源，但瓦斯如不经过整体处理，将会产生极大的危险性。因此，为了避免瓦斯堆积产生爆炸的危险，我国通过有效条款限制矿井开采单位的过度开采。同时，积极推广有效的防治措施，在防治措施当中，“瓦斯抽采法”可以起到有效的缓解效果。但在整体的应用过程当中，由于矿井自身的特殊性，整体透气性能较差，整体的应用效果有待提升。此外，我国工业领域的逐步加强最大限度地提升了经济，使整体矿井的施工规模呈现爆发式增长。虽然对我国经济实力起到了有效的决定性作用，但随之而来的便是瓦斯涌出量的问题，涌出的瓦斯导致整体的治理工作出现“整治难”“处理难”的问题。

2 在矿井通风中，瓦斯治理存在的问题

2.1 管理意识不高

在矿井开采过程当中，受当地实际因素以及施工部门技术的限制，必须采取有效的开采方案对实际情况进行分析。通过提前预定，避免瓦斯量涌出。但对我国现有的施工方案进行整体排查，发现在开采期间，相关管理层对于整体预判工作重视程度较低，导致事故频发。很多矿井的管理模式亟待提升，明知矿井具有隐藏危险，依然对日常工作的安全性未形成有效检查。在矿井生产过程当中，部分工人的自我管理意识较为薄弱，在下井时未能穿戴有效的防护设备。对矿井施工人员整体的综合素质进行分析，可以得知因年龄、力气、经验、性价比等因素，矿井工人大部分均为进城务农民工。这些工人的自我防护意识以及自我学习能力较低，这对后续的管理产生了较大的难度，也为矿井灾害的出现提供了有利条件。

2.2 矿井处理设备老化

对矿井处理工作而言，要想保证瓦斯涌出量减少，提升矿井整体的生产能力，必须对现有设备进行提升，保证整体的更新。但是在实际工作的过程当中，很多矿井的设备严重老化，且维护频率较低，在生产工作当中具有明显的潜在隐患。

3 如何在矿井运作过程中提高矿井通风，加强瓦斯治理效果的措施

3.1 在开采过程中坚持“采煤一体化煤”与“瓦斯共采”

鉴于瓦斯也是一种清洁能源，有一定的开发价值，所以，可以在采煤之前先抽取煤层中的瓦斯。鉴于此，很多煤矿都将煤与瓦斯共采作为煤炭开采的一个重要指标。煤与瓦斯共采的关键在于采用一定的方式来抽取煤层中的瓦斯，常用的有地面钻井法和井下钻孔瓦斯抽采法。地面钻井抽取煤层中的瓦斯，也称为煤层气开发，其主要是将石油和天然气开采中的水力压裂技术引入到煤层气开采中。钻井时有水平井技术和垂直井技术，其中，水平井的效果理论上要优于垂直井的效果。美国和澳大利亚的煤层气产业相当成熟，已经实现了商业化，为煤层气的开发提供了广阔的前景。

中国在“十三五”规划中将煤层气开发列为国家战略，给予大量的资金和政策支持。在山西、内蒙古矿区进行大规模的煤层气开发工业性试验，并取得一定效果。但开发遇到很多技术难题，在一些煤层气资源丰富的地区开发煤层气失败了，目前中国煤层气开发还处于尝试阶段。若地面煤层气开发取得了突破，则矿井开采过程中的瓦斯问题将迎刃而解。

目前，绝大多数煤矿还采用井下钻孔的方法抽采煤层中的瓦斯，具体做法是在煤层中钻孔或打穿层孔，通过负压泵来抽采煤层中的瓦斯，以达到降低煤层中瓦斯含量目的。常见方法有穿层钻孔方法、顺层钻孔方法和高位钻孔方法，选择哪一种抽采方式要看具体情况。但是这些方法抽采煤层中瓦斯的效率极低，需要抽采数月甚至几年，严重影响煤矿开采的进度。主要原因是中国煤层的透气性比较差不利于抽采。为此，采用水力压裂、CO2压裂和深孔爆破等增透措施，取得一定效果，缓解了瓦斯抽采比较困难局面。

3.2 提高开采职工的防瓦斯治理理念

对当前矿井通风以及瓦斯治理现状进（下转第57页）（上接第55页）行研究，可以得知产生风险的主要因素为防治理念的落后。因此，提升防治理念可以对瓦斯治理起到有效的防控效果，提升相关工作人员的安全意识。管理部门应定期开展专业的培训，加强工作人员面对风险的紧急处理能力。同时，为了保证整体培训效果，矿井也可进行模拟练习，对矿井员工进行疏通，保证整体培训效果的有效性。

3.3 完善矿井整体的管控机制

在矿井开采工作期间，为了保障整体的有效运行，一套科学有效的管理机制是必不可少的。通过集中管理，不仅可以对矿井员工的工作效率进行专项提升，同时还会对整体的工作流程进行合理规划。在管理过程当中，必须加强对矿井设备以及工作项目的检查。相关项目的负责人以及工程师借助专业的工具对现场的实际情况进行采集，并通过电脑软件进行模拟绘制，保证整体施工的安全性。同时，管理层还需制定有效的奖惩措施，提升员工工作氛围以及整体的工作积极性，对于表现优异的职工，管理成可以给予其资金或职称奖励。

3.4 做好矿井地质信息分析工作

要想保证矿井工作的整体有效性，必须对其瓦斯治理的工作流程展开集中强化。在治理过程当中，组建专业的整治小组，并由不同职位的领导人进行担任。根据分析结果，制定研讨方案，基于矿井的实际情况进行改良。需要注意的是，在项目制定過程当中，必须进行严格的审核，且审核流程不得少于三次。例如，通常由基层人员进行方案研究，中层领导进行首次审核，再由最高管理层进行二次审核，有效增加整体方案的可行性。

3.5 改善通风系统

对于瓦斯治理来讲，矿井通风是必要的因素，同时也是一切工作的前提，只有良好的通风系统，才可以保障矿井开采的安全以及质量。因此，制定有效的通风系统，将对整体的瓦斯治理工作产生良好的提升效果。对内部气体及外部气体的交换速率加以管控，并在矿井当中设置独立的通风管道，缩短整体之间的连接，保证排放效率。此外，加强监管措施，对矿井施工期间的整体风向、风速、湿度等条件进行分析，保证整体的施工效果。

综上所述，瓦斯治理对于煤矿的安全生产具有十分重要的意义，其主要依赖矿井通风来完成的。矿井通风是通过为井下巷道中的空气提供一定的动力，使巷道中的空气不断更新，排出煤层中涌出的瓦斯，使瓦斯维持在一定的浓度。理论上，只要提供足够的动力就可以使巷道中瓦斯的体积分数控制在5%以下。而在实际工作中，对巷道中风流的速度都有一定的限制。巷道中的风速过大会导致巷道内的粉尘浓度过高，不利于煤矿井下工人的正常活动。为此，需要采取其他措施来改善矿井通风状况，主要有煤与瓦斯共采，科学防治瓦斯;优化矿井通风网络，改善矿井通风效果。

参考文献：

[1]王大伟.矿井通风瓦斯治理探究[J].能源与节能，2020（2）： 17-18.

[2]朱杰.矿井通风以及瓦斯治理探讨[J].西部探矿工程，2019，31（9）：113-115.

[3]魏亚飞.矿井通风与瓦斯治理技术的探讨[J].内蒙古煤炭经济，2018（16）：102.

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2021/10/31