煤矿瓦斯治理及防突问题应对策略
摘要
关键词
煤矿安全;瓦斯治理;防突技术;通风系统;抽放工艺
正文
煤矿生产安全受到国家与社会各界的高度关注,瓦斯治理与防突问题应对在煤矿企业可持续发展中具有重要现实意义。近年来,随着开采深度不断增加和开采条件日趋复杂,煤矿瓦斯治理工作面临着新的挑战与机遇。在矿井生产过程中,开展瓦斯治理与防突工作,要求从业人员全面认识瓦斯危害,结合瓦斯事故成因及日益严峻的防突形势,通过科学研究和实践探索,采取有效措施实施常态化管理,以提升煤矿生产的安全性与效率。当前,亟需创新技术手段和管理模式,构建完善的瓦斯防治体系,实现从被动治理向主动预防的根本性转变。本文基于理论分析与实践案例相结合的研究方法,系统探讨煤矿瓦斯治理的关键技术与管理策略,旨在为煤矿安全生产提供有益参考。
一、煤矿瓦斯事故的主要危害类型及特征分析
瓦斯作为一种无色无味但具有强易燃易爆危险性的气体,在煤矿采掘过程中若大量积聚,将直接威胁安全生产,可能引发多种安全事故,严重影响人员生命与企业效益。根据瓦斯事故的物理特征和危害机制,可将其危害类型系统划分为以下几类:首先,瓦斯积聚导致的窒息危害,当瓦斯浓度过高时会降低空气中氧气含量,导致作业人员缺氧窒息;其次,瓦斯爆炸危害,这是最具破坏性的事故类型,往往造成群死群伤的严重后果;第三,煤与瓦斯突出危害,这种动力现象具有突发性强、破坏力大的特点。值得注意的是,不同危害类型之间存在着密切的关联性,往往形成事故链式反应。这种多灾种耦合效应进一步加大了事故的破坏程度和救援难度。从时间特征来看,瓦斯事故具有突发性和季节性规律,通常在矿井通风系统调整期、季节交替气压变化期更易发生。从空间分布来看,采掘工作面、巷道隅角、采空区等通风不良区域是事故高发区段。全面把握瓦斯事故的危害特征和发生规律,是制定有效防治措施的重要前提。
二、煤矿瓦斯事故成因分析
煤矿瓦斯事故的发生受多重因素共同影响,需要从技术、管理、环境等多个维度进行系统分析。在技术层面,主要包括通风系统设计不合理、瓦斯抽采效果不佳、监测监控系统不完善等因素。例如,在正常通风的矿井中,氧气充足,若瓦斯持续积聚且未得到及时稀释,一旦遭遇明火,极易引发燃烧或爆炸。通风系统效果不佳或设备故障,未能有效冲淡瓦斯浓度是导致瓦斯积聚的主要原因。在管理层面,安全责任制不落实、职工培训不到位、应急预案不完善等管理漏洞同样不可忽视。特别是在部分地区,煤炭资源埋藏较深,若采煤方法不科学、工艺不规范,也会增加瓦斯事故风险。环境因素方面,地质构造复杂区域更容易发生瓦斯异常涌出,开采过程中的动力扰动也会改变煤层瓦斯赋存状态,增加突出风险。值得注意的是,随着开采深度的增加,地应力、瓦斯压力和地温三高问题日益突出,进一步加剧了瓦斯治理的难度。技术装备水平、人员素质状况、外部监管力度等非技术因素同样对瓦斯防治效果产生重要影响。因此,在系统分析瓦斯事故危害及成因的基础上,建立技术、管理、环境三位一体的综合治理理念,实现事故的早期防控与有效治理。
三、煤矿瓦斯治理与防突应对策略
1、通风系统优化与动态管理策略
通风管理是防治瓦斯积聚与爆炸的关键措施。煤矿企业应建立健全矿井通风系统,严格按设计规范进行井下通风布局与风量调控。针对段王煤矿的具体条件,建议采用分区通风与局部强化通风相结合的方式,特别是在采掘工作面等重点区域安装备用通风设备,确保通风系统可靠性。实时监测瓦斯浓度变化,建立瓦斯浓度预警机制,当瓦斯浓度接近临界值时自动发出警报,以便及时采取处置措施。在通风设施管理方面,要建立定期巡检制度,对风门、风桥、密闭等通风设施进行动态维护,确保通风系统始终处于良好运行状态。建立通风系统效果评估机制,每月对矿井通风效果进行综合分析,及时发现并解决通风系统中存在的隐患问题。
2、井下火源全面管控体系构建
井下电气设备失爆是引发瓦斯爆炸的重要因素之一。为建立完善的火源管控体系,建议从以下几个方面着手:首先,严格设备准入管理,所有入井电气设备必须取得防爆合格证,并建立设备档案进行跟踪管理。其次,规范电缆敷设与维护流程,采用阻燃电缆并按规定悬挂,防止机械碰撞导致绝缘损坏。第三,完善漏电保护与接地装置,每季度进行性能校验,确保保护装置灵敏可靠。在爆破作业管理方面,必须严格执行"一炮三检"制度,即装药前、爆破前、爆破后分别检查瓦斯浓度,并建立爆破作业审批流程。加强人员携带物品管理,在井口设立智能检身系统,严禁携带烟火等违禁品入井。通过建立全方位的火源管控体系,最大限度消除瓦斯爆炸的触发条件。
3、瓦斯抽采技术升级与工艺优化
针对煤矿瓦斯抽采效果不稳定的问题,建议从技术创新和工艺优化两个层面进行改进。在技术创新方面,可以引进定向长钻孔抽采技术,采用先进的随钻测量系统,确保钻孔轨迹精准控制在目标煤层中。与传统抽采技术相比,定向长钻孔的抽采效率可提高30%以上。在工艺优化方面,要建立钻孔施工质量管控体系,对钻孔直径、深度、方位角等参数进行严格验收。同时,优化抽采系统运行参数,根据瓦斯涌出规律动态调整抽采负压,避免因负压过高导致钻孔塌陷或负压不足影响抽采效果。此外,建议建立抽采效果评估机制,每月对抽采数据进行统计分析,及时发现问题并进行工艺调整。通过技术升级与工艺优化的双重措施,实现瓦斯抽采效率的显著提升。
4、先抽后采原则的细化实施标准
在瓦斯治理过程中,应始终坚持"先抽后采"原则,但要避免简单机械执行,而应根据煤层条件制定差异化的实施标准。对于煤矿这样的高瓦斯矿井,建议将预抽期延长至6个月以上,确保煤层瓦斯含量降至规定标准以下。在实施过程中,要建立抽采达标评价体系,采用直接测定法与间接指标法相结合的方式,综合评估抽采效果。具体而言,既要测定煤层残余瓦斯含量和压力等直接指标,也要考察钻孔瓦斯流量衰减系数等间接指标。只有各项指标均达到安全标准,方可进行采掘作业。同时,要建立抽采与采掘的衔接机制,将瓦斯抽采纳入生产接续计划,实现抽采工程与采掘工程的有机配合,避免因抽采不足影响生产进度。
5、制度化建设与责任体系完善
健全瓦斯防治相关制度是保障治理效果的重要基础。建议建立以岗位责任制为核心的安全管理体系,明确从矿长到一线作业人员各岗位的瓦斯防治职责。在制度建设方面,要重点完善以下内容:首先,建立隐患分级管理制度,将瓦斯隐患按照严重程度分为红、橙、黄三个等级,分别采取相应的处置措施。其次,完善应急响应机制,制定详细的瓦斯超限处置流程,确保事故发生时能够迅速有效应对。第三,建立技术培训体系,定期组织瓦斯防治专项培训,提高从业人员的技术水平。在监督考核方面,要实行重奖重罚政策,对瓦斯防治工作表现突出的单位和个人给予奖励,对违规行为严肃处理。通过制度建设与责任落实的有机结合,形成瓦斯防治的长效机制。
四、结论
煤矿瓦斯治理与防突工作具有系统性与长期性,需在实践中不断总结经验,优化技术手段,提升治理效能。通过研究可以看出,采取系统化的综合治理策略能够有效提升瓦斯防治水平。煤矿企业应在通风管理、抽放技术等方面积极引进新工艺与新设备,强化制度建设与人员培训,在保障安全的前提下提高生产效益。
参考文献:
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