瓦斯防治技术现状及趋势
煤矿瓦斯防治技术的现状及发展方向

王英 明( 郑煤集团 郑新公司 , 河南 郑 州 4 5 2 3 0 0 )
摘
要: 本 文从 煤矿 瓦斯事故发 生的原 因入 手 , 分析了当前瓦斯防治过程 中存在的 主要问题 , 阐述 了当前常用 的防 治措施 , 指出
了未来的发展方 向, 为更好防治瓦斯灾害提供借鉴参 考。 关键词 : 煤矿 ; 瓦斯防治技术 ; 现状 ; 措施
中图分类号 : F 4 0 6 . 8 ; T D 7 1 2 文 献 标 志码 : B 文章编号 : 1 0 0 8- 0 1 5 5 ( 2 0 1 4 ) o 4—0 0 2 4— 0 2
煤 矿瓦斯 事故 频发 的原 因 煤矿 瓦斯 事故是 影 响我 国煤 矿 安 全生 产 的重 要 因 素之 一 。而深 入 分 析 我 国煤 矿 瓦 斯 事 故 频 发 的原 因 , 主要 有 以下两 点 。一 方 面 , 我 国地 质条 件 呈 多样 化 , 煤 层条 件差 , 特 别是 高瓦斯 煤 矿 多 , 而且 地 质条 件 大 多 比 较 复杂 。我 国基 本 上 大 型 煤 矿 都 有 瓦 斯 涌 出 , 涌 出 比 例 比较 高 ; 另一 方 面 , 煤 矿 生 产 机 械 化 程 度 低 。 目前 , 虽 然我 国煤 矿 的 生 产 条 件相 比 以前 有 了较 大 改 善 , 但 是 与 国外相 比 , 整体 的装 备 水 平 还 比较 低 。采 掘 的 机 械 化 程度 只有 4 5 %左 右 。特别 是数 量众 多 的 中小型煤 矿, 大 多数 还 处 于 原 始落 后 的 生 产方 式 。而 统 计 资 料 显示 , 瓦斯 死亡 事故 绝 大 多 数 是 发 生 在 机 械 化 程 度 低 的 中小煤矿 。此 外 , 一 些 煤矿 从 业 人员 安 全 意识 淡 薄 、 安全 技能 落后 , 瓦斯 防治 重 视 程 度 低 , 积极 性 差 , 专 业
浅谈煤矿瓦斯治理的现状及发展

科技信息2008年第25期SCIENCE&TECHNO LO GY INFORMATION1.前言综采放顶煤工艺是开采厚煤层的最有效的方法,它具有高产、高效和低耗的优点,综放采煤队已经成为公司高产、高效的主力军。
但是随着放顶煤综采技术的推广应用,出现了一系列亟待解决的问题,其中最为严重的是瓦斯问题。
瓦斯灾害,特别是瓦斯煤尘爆炸和煤与瓦斯突出给煤矿带来的最大危害是威胁井下人员生命,摧毁矿井设施,迫使矿井停产,并投入大量人力物力抢险救灾。
统计表明,2007年1至11月,全国煤矿发生瓦斯事故236起、死亡898人。
通过攻坚,2007年煤矿重特大瓦斯事故起数和死亡人数比2006年分别下降15.4%和6.1%,比2005年分别下降46.3%和65.4%。
但低瓦斯矿井发生重特大事故,同样屡见不鲜。
河南省深度在2000m以下的煤层瓦斯储量约10000亿m3,主要分布在平顶山矿区、郑州矿区、焦作矿区等。
郑州矿区受煤层结构、赋存条件、构造影响,普遍存在煤层瓦斯含量高、煤体破碎、透气性差、瓦斯难以抽放的特点。
因此对瓦斯灾害的预测、防治、监测预警,开展瓦斯灾害控制与防治技术是我们的当务之急。
2.我国目前采用的煤矿瓦斯治理技术2.1瓦斯抽放瓦斯抽放是减少瓦斯涌出的一种最有效的途径,既降低了瓦斯事故,有效减排了温室气体,具有环保效应,又能在一定程度上改善我国的能源结构。
由于我国煤层普遍存在“三低”(低浓度、低压力、低渗透)现象,所以抽放效果欠佳。
目前除进一步深入研究水力压裂、煤体松动爆破和向煤体注入惰性气体的常用方法外,还应结合采动裂隙的O形圈理论,认真的研究采动裂隙形成卸压瓦斯的储存与流动规律,以进一步提高煤层的透气性及煤层瓦斯的抽放率。
瓦斯抽放的方法有:(1)提前预抽煤层瓦斯,(2)掘进巷道超前抽放瓦斯,(3)综放面上、下两巷和顶板瓦斯道超前抽放瓦斯,(4)采空区抽放瓦斯,(5)上隅角埋管抽放瓦斯。
2.2工作面通风优化由于工作面通风不合理可能造成瓦斯积聚和超限,可以通过改变通风方式、增大风量、减少漏风等措施使风量能够解决较大的瓦斯。
煤矿瓦斯治理的现状及措施

煤矿瓦斯治理的现状及措施摘要:瓦斯灾害是煤矿生产中最严重的灾害之一。
瓦斯灾害给煤矿安全生产造成极大的威胁,已成为制约煤炭工业安全和可持续发展的主要矛盾。
有效治理煤矿瓦斯,防范遏制重特大瓦斯事故,是煤矿安全生产的根本目标,对促进煤矿安全生产具有重要意义。
文章分析了当前煤矿瓦斯治理的现状及提升治理水平的措施。
关键词:瓦斯治理;安全;措施我国是一个典型的产煤大国,同时我国大多的煤矿都是高瓦斯或者是煤与瓦斯突出的矿井。
因而,在进行煤矿生产的过程中,矿井瓦斯安全事故是威胁煤矿生产工作的一个最大的敌人。
除此之外,伴随着我国煤矿开采深度的不断增加以及开发强度的不断提高,国内瓦斯灾害的发生频率逐渐增加,尤其是对于一些小型的煤矿,这一问题更加突出。
做好煤矿瓦斯治理工作,是煤矿安全生产工作中的主要任务之一。
1瓦斯治理工作过程中存在着的问题随着煤矿生产的发展, 浅部资源的逐步减少,向深部延伸是目前煤矿开采发展的必然趋势。
我国煤矿开采深度平均每年增加10 一2 0m, 煤层瓦斯压力平均每年增加0.1 一0.3MP 瓦斯涌出量每年增加约15 x 10 9 m 3 。
随着采深的增加, 地质构造均朝复杂或极其复杂发展。
煤矿自然灾害的威胁逐步加重, 绝大多数国有重点煤矿由低瓦斯矿井升级为高瓦斯矿, 治理难度越来越大。
由于瓦斯问题长期以来没有解决, 因而导致煤矿瓦斯事故多发、生产效率低下, 安全高效开采难以实现。
现行的瓦斯治理还存在以下具体问题:①瓦斯抽采浓度不高,影响了瓦斯治理效果。
瓦斯抽采浓度偏低原因很复杂,总的情况来看,主要有几个方面的因素,一是煤层本身透气性差;二是封孔技术发展不均衡,封孔质量差;三是增透技术发展不均衡;四是软煤层中塌孔频繁而后续措施没有跟上。
②煤与瓦斯突出与冲击地压相互强化,加大了防治难度。
随着开采深度的增加,瓦斯压力及含量日益升高,局部区域甚至存在冲击动力显现或征兆,煤岩动力灾害并存,冲击地压和煤层瓦斯压力耦合,互为诱因,互相强化,使灾害的防治变得更加复杂和困难,现有技术、装备难以做到根本治理。
煤矿瓦斯突出安全现状、存在问题及对策建议

煤矿瓦斯突出安全现状、存在问题及对策建议一、现状分析1. 煤矿瓦斯问题严重近年来,随着我国经济的快速发展,对能源的需求也在不断增加。
煤矿作为我国主要的能源资源之一,在能源供给中占据着重要的地位。
然而,煤矿瓦斯问题严重,灾害频发,给煤矿安全生产带来了严重的挑战。
2. 安全生产压力大煤矿瓦斯是煤矿安全生产中的重要隐患,一旦瓦斯突出发生,往往会引发严重的矿井事故,严重威胁矿工们的生命安全。
煤矿企业面临着严峻的安全生产压力,必须加强瓦斯安全管理,有效预防和控制瓦斯突出事故的发生。
二、存在问题1. 技术水平有待提高目前,我国煤矿瓦斯治理技术水平不够高,存在严重缺陷。
传统的瓦斯治理手段无法满足当前煤矿安全生产的需求,必须加强科研力量,不断创新,提高瓦斯治理技术的水平。
2. 安全管理不规范一些煤矿企业在瓦斯安全管理方面存在着不规范的现象,比如安全生产责任落实不到位、瓦斯检测设备不完备等。
安全管理制度不够健全,导致瓦斯突出事故频发。
3. 培训不足一些煤矿工人缺乏对瓦斯治理的理解和掌握,对瓦斯防治措施的意识不强,对潜在危险的认识不足。
矿工的安全意识和技能水平亟待提高,必须加强瓦斯安全生产培训。
三、对策建议1. 加强科技创新应加大科研投入,加强瓦斯治理技术的创新与应用。
开展新技术、新材料、新装备的研发,提高瓦斯治理的效率和精度,推动瓦斯防治技术的发展。
2. 健全安全管理制度煤矿企业应建立健全的瓦斯安全管理制度,加强对瓦斯防治工作的组织领导和监督管理。
明确安全生产责任,完善瓦斯检测、预警、排放和风险评估的全过程管理措施,确保瓦斯安全生产的有效实施。
3. 加强人员培训煤矿企业应加强对矿工的安全生产培训,提高矿工的瓦斯防治意识和技能水平。
通过开展各类培训活动,提高矿工的技术素养和安全意识,增强矿工面对瓦斯突出事故时的应急处置能力。
四、结语煤矿瓦斯突出是煤矿安全生产中的重要隐患,关乎矿工们的生命安全和矿山企业的长期发展。
为保障煤矿安全生产,必须加强瓦斯治理技术的研发与应用,健全安全管理制度,提高矿工的安全生产意识和技能水平。
我国煤与瓦斯突出事故现状及防治对策

防治对策及实践
3.1预防为主的原则
针对煤与瓦斯突出事故,应采取预防为主的原则,通过加强矿井地质工作、 合理选择采煤方法、完善通风系统、优化巷道布置等措施,降低事故发生的风险。 同时,应建立完善的应急预案,加强应急演练,提高应对突发事故的能力。
3.2具体的防治对策和实践
(1)加强矿井地质工作:在采掘过程中,应对矿井的地质条件进行详细勘 查和评估,掌握煤层厚度、煤层结构、顶底板岩性等关键信息。根据地质条件的 变化,及时调整采煤方法和巷道布置,以降低煤与瓦斯突出事故的风险。
(2)合理选择采煤方法:应根据矿井地质条件和生产能力要求,选择合理 的采煤方法。例如,可采用短壁式采煤法或充填采煤法等较为安全的采煤方法, 以降低煤与瓦斯突出事故的发生。
(3)完善通风系统:应建立完善的通风系统,确保矿井的瓦斯浓度得到有 效控制。同时,应定期对通风系统进行检查和维护,确保通风设备的正常运转。
(4)优化巷道布置:在采掘过程中,应根据矿井地质条件和采煤方法的要 求,合理布置巷道。例如,可采用大断面、直墙半圆拱形的巷道断面,以提高巷 道的稳定性,降低煤与瓦斯突出事故的风险。
结论
本次演示从我国煤与瓦斯突出事故现状、原因及影响因素和防治对策三个方 面进行了分析。通过加强矿井地质工作、合理选择采煤方法、完善通风系统和优 化巷道布置等措施,可以降低煤与瓦斯突出事故的风险。预防和控制煤与瓦斯突 出事故的发生对于保障矿工生命安全和煤炭生产的经济效益具有重要意义。
2.1煤与瓦斯突出的根本原因
煤与瓦斯突出的根本原因是地应力和瓦斯压力的共同作用。在煤矿开采过程 中,随着煤层的开采,地应力发生变化,使煤层中原本处于稳定状态的瓦斯气体 受到挤压,当瓦斯压力超过煤层的承受能力时,就会导致煤与瓦斯突出事故的发 生。
煤矿煤与瓦斯突出现状及防治对策

煤矿煤与瓦斯突出现状及防治对策1. 引言1.1 煤矿煤与瓦斯突出现状在当今社会,煤矿煤与瓦斯突出一直是煤矿安全管理面临的重要问题之一。
煤矿煤与瓦斯突出是指在煤矿开采过程中,由于地质构造、矿层瓦斯赋存及煤层开采方式等因素导致瓦斯在煤层中积聚、逐渐增压,突然释放出来,形成爆炸或瓦斯突出事故的现象。
煤矿煤与瓦斯突出严重威胁矿工的生命安全和煤矿生产的正常进行。
随着矿山开采深度的不断增加和煤矿开采规模的扩大,煤矿煤与瓦斯突出问题日益突出。
由于地质条件复杂、矿井深度加大、瓦斯赋存量大等原因,煤矿煤与瓦斯突出事件频发,给煤矿生产安全带来了巨大隐患。
在实际生产中,煤矿煤与瓦斯突出已成为制约矿井生产安全的主要因素之一。
为了有效应对煤矿煤与瓦斯突出的挑战,煤矿企业需要加强对煤矿煤与瓦斯突出现状的深入分析,科学制定防治措施,确保矿工的安全生产。
同时,应加强煤与瓦斯突出事故的调查研究,总结经验,提高煤矿生产安全水平,以实现煤炭生产的可持续发展。
1.2 煤矿瓦斯突出对安全的影响煤矿瓦斯突出是煤矿生产中常见的一种危险情况,对煤矿安全生产造成了严重的影响。
煤矿瓦斯突出会导致矿井内瓦斯浓度升高,进而引发瓦斯爆炸事故,对矿工的生命安全构成直接威胁。
瓦斯爆炸不仅能造成矿井内部设施设备的损坏,还会导致大范围的火灾蔓延,威胁矿工的生命。
煤矿瓦斯突出还会对矿井的通风系统造成严重干扰,影响矿井内部空气的流通,增加了瓦斯积聚的可能性,进一步加剧瓦斯爆炸的风险。
煤矿瓦斯突出还可能引发煤尘爆炸,从而给矿山带来更大的灾难。
煤矿瓦斯突出对安全的影响是极其严重的,必须采取有效的防治措施,确保矿工的生命安全和煤矿的安全生产。
加强瓦斯检测监测,完善瓦斯抽放系统,提高瓦斯利用率,建立健全的瓦斯防治体系,都是有效降低煤矿瓦斯突出对安全的影响的重要举措。
只有不断加强瓦斯治理,持续改进矿井安全生产管理,才能有效遏制煤矿瓦斯突出对安全的不良影响。
1.3 煤矿煤与瓦斯突防治对策重要性煤矿煤与瓦斯突出是煤矿安全生产的重要问题,其对安全生产造成的危害不可忽视。
煤矿瓦斯防治技术现状及对策分析

煤矿瓦斯防治技术现状及对策分析张建国1,赵丽彬2(1.济宁能源发展集团花园煤矿,山东金乡272200;2.辽宁工程技术大学安全科学与工程学院,辽宁葫芦岛125105)摘要该文通过介绍我国煤矿瓦斯事故的基本现状,从多方面分析了瓦斯事故频发的原因,提出了防治瓦斯事故的对策和建议,从而减少和杜绝瓦斯事故,确保职工生命安全和煤矿安全生产。
关键词瓦斯事故煤矿安全控制技术防治措施中图分类号TD712+.7文献标识码AResearch progress and analysis of gas control technology in coal mineZhang Jian -guo ,Zhao Li -binAbstract In this paper ,for controlling gas accidents and ensuring the life safety and safety production in coal mine ,the basic situation of gas accidents was introduced ,the reasons of gas accidents were analysis ,the measures and suggestions were proposed.Key wordsgas accidentmine safetycontrol techniquesprevention measures*收稿日期:2012-07-25作者简介:张建国(1980-),男,山东济宁人,大学本科学历,2005年毕业于山东科技大学信息工程系,现为济宁能源发展集团花园煤矿调度指挥中心技术员。
1我国煤矿瓦斯事故分析近年来,我国通过采取加强安全管理、整合煤炭资源以及设备技术投入等多项措施,使得煤矿安全状况得到明显好转,伤亡人数大幅降低。
但与世界其他主要产煤国相比,我国煤矿事故伤亡人数依然很大,尤其是瓦斯事故造成的群死群伤。
一矿井安全生产形势及瓦斯灾害现状

•二、我国矿井瓦斯灾害现状
• 2002年5月26日18时30分,湖南省娄底市涟源市枫坪镇青 树煤矿发生一起煤与瓦斯突出事故,5人死亡,8人失踪。
一次死亡10人以上特大事故3起,51人死亡 • 1. 1月14日,湖南省娄底市资江煤矿(市属国有
地方矿)发生煤与瓦斯突出事故,18人死亡。 • 2. 5月4日,湖南省娄底市涟源市湄江镇塞海二
•一、煤矿安全生产形势分析
•(三)与国外产煤国相比安全生产形势依然严峻
• 煤矿百万吨死亡率由2001年的5.07下降到2006年的 2.04,但与先进采煤国家相比差距还很大。2006年,我国煤 炭产量约占全球的37%,事故死亡人数则占近80%,煤矿百万 吨死亡率约为美国的70倍、南非的17倍、波兰的10倍、俄罗 斯和印度的7倍。严峻的安全生产状况不仅严重威胁着人民 群众生命安全和健康,也影响到社会和谐及国际形象。
2001年至2005年2月底,全国煤矿发生一次死 亡30人以上的事故28起,死亡1689人。其中,瓦 斯事故24起,死亡1558人,事故起数和死亡人数 分别占85.71%和92.2%。
•一、煤矿安全生产形势分析
“十五”我国煤矿事故类型统计
•矿井瓦斯防治技术
• 二、我国矿井瓦斯灾害现 状
•二、我国矿井瓦斯灾害现状
• 5. 11月22日下午16时30分,山西省吕梁地区中阳县乔家沟
煤矿尚家峪新井(县营煤矿)发生一起瓦斯爆炸事故。这是
山西省9天以内第5次瓦斯爆炸事故。井下当时有54名矿工
,28人脱险,26人被困而遇难……
•
2001年11月14日至22日9天之间,在国
家、地方三令五申关闭不合格矿井的情况下
,山西省接连发生5次瓦斯爆炸事故,死亡
• 1月20日,黑龙江省鸡西矿业集团公司梨树煤矿发 生瓦斯爆炸事故,16人死亡。
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瓦斯防治技术现状及趋势摘要:能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础在我国的自然资源中,基本特点是富煤、贫油、少气,这就决定了煤炭在一次能源中的重要地位。
我国煤炭资源总量为5.6万亿吨,其中已探明储量为1万亿吨,占世界总储量的11%。
我国是世界第一产煤大国,也是煤炭消费的大国。
本文简单介绍了我国的能源利用的背景、我国煤炭生产状况、煤炭生产过程中存在的主要问题以及威胁我国煤炭生产的主要因素。
着重从矿井瓦斯涌出量的测定、矿井瓦斯的抽放、煤与瓦斯突出的防治、上隅角瓦斯积聚的防治、瓦斯煤尘爆炸防治和瓦斯检测系统的发展等方面介绍了世界上主要产煤大国在煤矿瓦斯治理上的技术现状、作用效果及其瓦斯治理的前景和趋势。
关键词:煤矿:瓦斯治理:国内外技术现状:趋势1内容背景能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。
纵观人类社会发展的历史,人类文明的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。
能源的开发利用极大地推进了世界经济和人类社会的发展。
中国是当今世界上最大的发展中国家,发展经济,摆脱贫困,是我我国在相当长一段时期内的主要任务。
能源消费增加是经济社会发展的客观必然。
20世纪70年代末以来,中国作为世界上发展最快的发展中国家,经济社会发展取得了举世瞩目的辉煌成就,能源在其中扮演了不可或缺的作用。
能源供应持续增长,为经济社会发展提供了重要的支撑。
在我国的自然资源中,基本特点是富煤、贫油、少气,这就决定了煤炭在一次能源中的重要地位。
我国煤炭资源总量为5.6万亿吨,其中已探明储量为1万亿吨,占世界总储量的11%,而石油仅占2.4%,天然气仅占1.2%。
"十五"期间,我国煤炭产量由2001年的13.8亿吨已增长到2005年的21.9亿吨,年均增长2.02亿吨,保证了经济和社会发展的需要,支撑着国民经济的快速发展。
我国是世界第一产煤大国,也是煤炭消费的大国。
我国已经形成了煤炭为主体、电力为中心、石油天然气和可再生能源全面发展的能源供应格局,建立了较为完善的能源供应体系。
2004年煤炭在我国一次能源生产和消费结构中的比重分别占75.6%和67.7%。
2006年我国原煤产量达23.7亿吨,列世界第一位。
2我国煤炭生产状况煤炭是我国的重要的基础能源,在国名经济中具有重要的战略地位。
改革开放以来,煤炭工业取得了长足发展,产量持续增长,生产技术逐步提高,安全生产条件有哦所改善,但仍然存在着增长方式粗放,安全事故多发等问题,为我国的发展带来了一系列的政治、经济问题。
近年来我国煤矿瓦斯事故虽然持续下降,但面临的形势依然严峻。
随着科技水平的提高和企业管理的规范,我国煤矿安全生产状况从总体上讲,出现了不断好转的局面。
在开展机械化生产,原煤产量不断提升的情况下,1949年至2000年全国煤矿百万吨死亡率总体趋于稳步下降态势。
近年我国煤炭百万吨死亡率表2.11999年2000年2001年2002年2003年2004年6.086.05.855.04.173.10 煤矿企业2000年发生伤亡事故2863起,死亡5798人;2001共发生死亡事故3082起,死亡5670人;2002年共发生死亡事故4344起,死亡6995人;2004年全年煤矿企业发生各类伤亡事故3853起,死亡6009人。
2003年世界煤炭产量约50亿吨,煤矿事故死亡总数约8000人.当年我国的煤炭产量约占全球的35%,事故死亡人数则占近80%.2003年我国煤矿平均每人每年产煤321吨,全员效率仅为美国的2.2%,南非的8.1%;而百万吨死亡率则是美国的200倍,南非的30倍.2004年全国煤矿百万吨死亡率即使控制在3.1,但与世界上先进产煤国家相比,差距仍然不小.美国2004年产煤10亿吨,仅死亡27人,美国已经连续3年煤矿死亡人数在30人以内。
在煤矿事故中,瓦斯灾害时最严重的一种灾害之一。
瓦斯突出不仅能摧毁巷道设施,破坏矿井通风系统,而且使井巷充满瓦斯和煤(岩)抛出物,造成人员窒息、煤流埋人,甚至引起瓦斯爆炸与火灾事故。
瓦斯爆炸不仅造成大量人员死亡,而且会引起煤尘爆炸、矿井火灾、井巷坍塌等二次事故。
井下煤矿一次死亡人数多达重大事故主要是瓦斯爆炸事故和瓦斯突出事故。
1990-1999年的十年间,我国煤矿共发生3人以上的死亡事故4002次,共死亡27495人,其中瓦斯事故2767次,共死亡20625人,占3人以上死亡事故的69.14%,死亡人数的75.01%。
在03、04、05、06年的死亡百人以上的重特大煤矿事故中瓦斯事故又占绝大多数。
2007年1-9月份,全国煤矿发生瓦斯事故210起,死亡752人。
瓦斯事故死亡人数占煤矿事故死亡总数的比例虽然有所下降,但仍然高达27.8%,全年发生一次死亡3-9人重大瓦斯事故126起、死亡591人,分别占煤矿同等级事故的53.25%和55.1%;一次死亡10人以上的特大和特别重大瓦斯事故26起、死亡490人,分别占煤矿同等级事故的57.78%和50.15%。
重特大瓦斯事故多发,仍然是当前煤矿安全领域的突出问题。
3煤矿瓦斯事故频发的原因我国大多数煤矿地质条件复杂,导致自然灾害多,容易引发重大事故,给安全生产造成极大的困难。
我国煤炭资源分布广,煤炭资源分布总体格局是北富南贫,西多东少。
全国2300多个县(市)中,有1200多个境内有煤炭资源。
煤田总体构造在世界上属于中等偏下,条件较差。
我国煤矿特厚煤层少,埋藏深,决定了我国露天煤矿数量少,这与以露天煤矿为主的美国、澳大利亚相比,我国煤矿的安全生产难度较大。
我国井工煤矿有像神华大柳塔,兖州济宁三矿这样自然条件非常好的矿井,但大部分煤矿存在着地质构造复杂,倾角大,煤层薄,煤层不稳定,灾害严重等这样或那样的问题,造成我国井工煤矿中高产高效矿井不足.我国煤矿绝大多数是井工开采,煤炭总产量中井工矿井产量约占94%。
我国煤矿均为有瓦斯涌出的矿井,全国煤矿的年瓦斯涌出量在100亿立方米以上。
国有重点煤矿中,高瓦斯和突出矿井占49.8%,煤炭产量占42%;有煤尘爆炸危险的矿井占87.4%;煤层具有自然发火危险的矿井占51.3%;地质条件复杂或极其复杂的煤矿占36%,属简单的占23%;水文地质条件复杂或极其复杂的煤矿占27%,属简单的占34%。
在这种复杂的地质条件下,我国的煤矿尤其是瓦斯矿井容易发生灾事故。
我国煤矿开采深度平均每年增加10~20米,随采深的增加,地应力、瓦斯压力、地温也越来越高,煤自然灾害的威胁逐步加重,治理的难度也越来越大。
煤层瓦斯压力平均每年增加0.1~0.3兆帕,绝对瓦斯涌出量每年增加15亿立方米左右。
例如45户重点监控企业中高瓦斯和突出矿井的比例2005年比2004年增加了10%。
因此,控制瓦斯一直成为煤矿安全的主攻方向之一。
4世界各产煤国的瓦斯治理技术瓦斯灾害的防治在世界范围内都是一个难题。
这里主要介绍一下世界上主要产煤国在此项工作上的技术措施。
瓦斯的防治主要从一下几个方面着手:1矿井瓦斯涌出量的测定;2矿井瓦斯的抽放;3煤与瓦斯突出的防治;4上隅角瓦斯积聚的防治;5瓦斯煤尘爆炸防治;6瓦斯检测系统的发展。
4.1矿井瓦斯涌出量研究煤层瓦斯的形成和迁移规律,测定煤矿瓦斯含量,是正确预测瓦斯涌出量的基础。
4.1.1煤层瓦斯含量的测定目前各国主要采用解析法测定煤层瓦斯含量。
用解析法测定瓦斯含量包括三个阶段:第一阶段,确定从钻取试样到把试样装入取样器这段时间内的瓦斯损失量q1;第二阶段,采用野外吸仪测定取样器中的试样解吸瓦斯量q2;第三阶段,用粉碎法确定试样的残存瓦斯量q3。
上述三个瓦斯量相加即得该每样的总瓦斯量。
用解析法测定煤样瓦斯含量的成功率可达98%,精度也较高,而且操作简单,成本低,优于其他方法。
4.1.2矿井瓦斯涌出量的测定生产矿井瓦斯主要来源包括掘进区瓦斯、采煤区瓦斯和采空区瓦斯。
在研究瓦斯来源和瓦斯涌出量时,既要考虑瓦斯地质条件,也要分析采矿技术条件。
目前瓦斯涌出量预测方法主要有三类:矿山统计法、煤层瓦斯含量法和瓦斯分源法。
a统计法。
对于新矿井新水平的瓦斯涌出量预测,目前大多数煤矿仍采用直线外推的矿井统计预测法。
统计法预测方程最早是前苏联于1937年提出的。
矿井统计法分两部进行:第一步采用跟踪法搜集历年的通风报表资料;第二步将统计资料输入计算机进行数据滤波处理,并计算瓦斯梯度和预测某一深度的涌出量。
b瓦斯含量法和分源法。
含量法和分源法计算原则基本相同,主要是采用煤层原始瓦斯含量和涌出系数来预测涌出量,但两着临近煤层瓦斯涌出律方程不同。
各国根据本国煤层特点和经验提出临近层瓦斯涌出率计算公式。
4.1.3各国矿井瓦斯等级大多数国家都划分矿井瓦斯等级,以便采取相应的安全措施。
前苏联矿井瓦斯等级,按照平均日产1吨煤涌出的瓦斯量划分为:一级瓦斯矿井,5以下;二级瓦斯矿井,5-10;三级矿井,10-15;超级瓦斯矿井,15以上。
德国所有的烟煤矿井都划分为瓦斯矿井,但《煤矿安全规程》中没有划分瓦斯危险等级。
工作面绝对瓦斯涌出两大于20/min时,视为特大瓦斯工作面。
我国煤矿瓦斯等级,按照平均日产1t煤涌出的瓦斯量和瓦斯涌出形式分为:低瓦斯矿井,10及其以下;高瓦斯矿井,10以上;煤与瓦斯突出矿井。
4.2矿井瓦斯抽放当用通风方法不能使回采采工作面涌出的瓦斯稀释到《煤矿大全规程》规定的最高允许浓度时,就必须预先抽放瓦斯。
在许多国家,瓦斯抽放已经成为降低工作面瓦斯涌出量和防止突出的一种主要措施。
前苏联一年的瓦斯涌出量为23~24.德国鲁尔、来琛、伊本比伦和萨尔四大硬煤矿区都应用瓦斯抽放措施,平均抽放率大50%,年总抽放量为6亿。
回采工作面瓦斯防治瓦斯措施有区域性措施和局部性措施。
前苏联、波兰、德国、英国等国采用的区域性措施主要有:瓦斯抽放、开采保护层、煤层大面积注水等;局部性措施主要有:松动爆破、超前钻孔、水力冲孔、卸压槽等。
区域性措施放突效果较好,如果煤层无保护层可采,目前主要是采用瓦斯抽放的方法。
4.2.1瓦斯抽放钻孔布置煤层内瓦斯抽放钻孔有下向孔、水平孔和上向孔三种布置方式。
据前苏联的研究,其抽放率之比为1:1.20:1.35,特别是在薄煤层及自然透气性低及中等的煤层,上向孔抽放效果最好。
前苏联卡拉干达、库兹巴斯和沃尔库塔煤矿采用的钻孔参数为:直径80~100mm,孔深150~200m,孔距10~20m,钻孔密度为12~18m/kt 煤,瓦斯抽放率可达30%。
在采取人工增大煤层透气性措施的情况下,抽出率可达55%以上。
针对低透气性煤层难抽问题,前苏联顿巴斯和卡拉干达矿区最先提出并付诸实施了交叉钻孔强化预抽煤层瓦斯的方法。
与平行钻孔相比,交叉钻孔的抽放率一般提高1倍,有时可提高三倍,此技术在独联体国家应用广泛。
在开采深度大的条件下,采用大直径钻孔能有效提高抽放效果。