我国煤矿瓦斯综合治理的突出现状及对策探讨

黄励新

摘要：现阶段我国煤矿开采力度不断加大，瓦斯事故发生概率明显提升，瓦斯防治工作更加任重道远。积极推广应用先进的瓦斯治理经验、理念和技术，实现科学采矿。

关键词：煤矿瓦斯；综合治理；现状及对策

煤矿瓦斯事故发生的原因是多方面的，影响因素众多。有的原因具有潜在性、突发性，而事故本身具有破坏性和灾难性。但煤矿瓦斯灾害事故的发生也有其一般的规律，只有掌握了灾害发生、发展的规律性，才能有效地避免事故的发生和发展。

一、煤矿瓦斯概述

瓦斯作为一种无色无味、易燃易爆的危险性气体，在煤矿采掘中直接影响到生产安全，极易诱发各类安全事故，因此得到煤矿企业的高度重视。现阶段我国煤矿企业大范围使用重型设备，开采强度越来越大，以风定产的生产模式转变为以瓦斯抽采量定产。可见煤矿瓦斯防突工作的重要性，换个角度分析其已成为保证煤矿安全生产的关键所在。煤矿开采过程中瓦斯含量随着煤层厚度增加而增加，不但增加掘进难度，还影响开采安全。

二、煤矿瓦斯事故频发原因

我国大部分煤矿地质条件都很复杂，造成自然灾害频发，极易引发重大安全事故。乡镇煤矿企业容易出现重大、特大瓦斯事故的原因主要为采煤方式不正规，造成安全问题产生。我国地质构造条件不怎么好，自然条件相对恶劣，煤炭埋藏较深且不稳定，造成大部分煤矿开采中依旧需要采用人工方式，所有矿井中均存在瓦斯。长时间开采造成深度增加，瓦斯压力逐渐增大，地温升高，加大安全威胁，治理难度较大。而造成瓦斯爆炸的主要原因有两点：

⑴甲烷爆炸。甲烷浓度过高超过安全范围；氧气浓度超过失爆氧浓度；引火源能量远大于最小点燃能、温度大于最低点燃温度且点燃时间超过感应期。通常普通矿井中存在足够的氧气，当瓦斯大量积存后遇上火源，三者反应产生燃烧进而引发瓦斯爆炸。

⑵积存瓦斯。瓦斯积存指的是涌出的瓦斯大量聚集在一起，矿井没有设备或条件短将其冲淡。通常瓦斯大量积存在泄漏涌出的地带，当煤矿通风设施发生故障或停止通风后也会造成井内大量积存瓦斯。

三、煤矿瓦斯的危害

⑴煤矿安全方面。当瓦斯与空气混合后，瓦斯浓度在5～l6%之间，氧气浓度不低于l2%时，遇到高温火源就会发生爆炸，严重威胁安全生产，瓦斯爆炸事故是矿井五大自然灾害之首；煤与瓦斯突出事故，由于地应力和瓦斯的共同作用发生的煤与瓦斯突出事故，会对巷道设施和通风系统产生破坏，有时会发生风流逆转，造成人员窒息和瓦斯爆炸、燃烧及煤流埋人事故；煤矿瓦斯突出及瓦斯爆炸事故频发，严重影响了矿井的安全生产，对人身健康造成了极大的负面影响，严重限制了煤矿的生产进度。

⑵环境污染方面。煤矿瓦斯含有甲烷，甲烷的温室效应是二氧化碳的21倍，目前，我国的泛风煤矿瓦斯（由于甲烷浓度低于5 ）排入大气中，会加剧温室效应，严重地浪费资源和污染环境。瓦斯事故主要表现为瓦斯爆炸，瓦斯突出和瓦斯窒息等几种形式。前，瓦斯事故多发己成为制约我国煤矿安全状况好转的最主要因素，经成为严重影响我国煤炭工业形象、制约煤炭行业发展的突出问题主要矛盾，因而必须抓住瓦斯这个煤矿安全生产的关键因素，狠抓治，只有这样才能将瓦斯事故降下来，才能使我国煤矿安全生产局面发根本性的改变。

四、煤矿瓦斯现状及问题分析

⑴瓦斯利用现状。据国家安全生产监督管理总局统计，在原国有煤矿286处高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井中，实际开展抽采的矿井有264处，占92.3%。2008年我国井下开发瓦斯约为50亿，国有高瓦斯突出矿井平均瓦斯的开发率仅10%左右。全国45户安全重点监控煤炭企业，瓦斯装机功率44000kW，瓦斯实际利用量10亿m3。平均利用率达到34.7%。2009年，全国施工瓦斯井800口，超过此前历年施工井数的总和。全国瓦斯抽采量达23万亿，利用总量超过10万亿。同时全国煤炭瓦斯事故呈现总体下降的趋势，在全国煤炭产量同比增长4.4%的情况下，瓦斯事故起数和死亡人数分别下降30.6%、45.1%。从以上数据可以看出，在国家政策扶持下，瓦斯的合理利用在这几年得到了更多煤矿企业的重视，发展速度也比以前快了很多，而且同时将煤矿瓦斯事故的发生率降下来了。在这样的发展趋势下，相信在未来的几年，中国煤矿瓦斯抽采和利用总量和所占的比率都將有大的提高。

⑵瓦斯开发利用中存在的问题。虽然我国在大力度提倡开发瓦斯及其利用，但还是存在着诸多主观和客观上的原因影响着瓦斯开发及利用的速度。

①我国地质条件复杂。瓦斯储存普遍存在着低压低渗低饱和的“三低”现象，基础理论研究和技术创新不够，我国煤矿瓦斯抽采利用的技术支撑能力不足，瓦斯抽采理论和技术方面都存在若干关键性难题。

②煤矿瓦斯利用受制约。煤矿大多位于偏远落后的地区，抽采出来的瓦斯难以得到充分利用，致使大量低浓度瓦斯只能稀释后排出。瓦斯输送网基础设施薄弱，缺乏可利用的天然气管线，使瓦斯生产区与市场脱节。而且发电上网难，由于部门利益，行业保护，瓦斯发电上网存在重重障碍。有的地方虽然允许上网，却故意压低上网价格，有的地方干脆不许上网，类似的政策严重地限制了瓦斯发电的发展，不能最大限度地利用瓦斯资源。

③管理体制不顺畅。从目前体制看，煤炭探矿权管理归各省区，瓦斯探矿权的管理则在国土资源部，在具体开发中出现矿权重叠的问题，致使相关部门企业之间产生了经济利益和管理权限方面的分歧，各自为政，自行发展，产业开发难成气候。近几年，由于我国煤炭供需形势发生巨大变化，煤炭价格一路飙升。从而造成国内众多煤矿企业纷纷扩大勘探领域，千方百计地改扩建现有矿井和新建矿井，追求短期利益，不仅不重视采煤之前的瓦斯开采，而且还对瓦斯企业的勘探开采设置重重障碍。瓦斯开发与煤炭间的矛盾日趋严重，而煤炭企业又处于强势地位，所以我国瓦斯产业的发展仍步履维艰。

五、煤矿瓦斯治理及防突问题应对措施

煤矿开采过程中采取必要的安全技术措施外，还需要结合措施防止煤矿瓦斯事故发生。将具体防治措施归纳总结如下，从通风管理、火源控制及瓦斯防突三方面进行论述。

⑴做好矿井通风管理。煤矿瓦斯管理的主要途径就是矿井通风。合理有效的通风工作可以将工作面的瓦斯稀释，不会引发爆炸事故。煤矿企业按照规定建设与完善井下通风系统，设计风量时考虑矿井实际情况；部分地区存在大量瓦斯，专业技术人员对这些抵挡进行重点考察，判断通风机与风筒安装是否合理，设备运行状态是否正常。这样可以大大降低瓦斯爆炸事故发生概率，但矿井通风并不能完全解决瓦斯超限问题，需要定期抽放井内瓦斯，将其抽取到地面上，从源头上掐断瓦斯爆炸发生的可能性。

⑵严格控制井内火源。①避免电气设备失爆。井内电气设备必须具有防爆合格证，电气设备失爆会产生大量电气火花，现阶段矿井内存在大量机电设备，造成电火花产生的可能性提高，发生瓦斯爆炸的概率也随之增加，需要强化电气设备的管理：设备入井前全面检查防爆性能；拉入井内的电缆间减少碰撞，电缆保持完整；电缆连接时采用漏电保护且接牢；定期检查漏电保护与接地保护装置，断电状态进行维修；②严格控制放炮环节。放炮采煤环节涉及到很多工序，每天放炮操作中都需要重复同样的程序，一旦某个环节出现问题，特别是现场放炮，如果遇上瓦斯异常区，就会爆发瓦斯事故。因此放炮中认真检查瓦斯变化情况，严格执行一炮三检制度；为保证安全采用水泥炮，黄泥封孔；及时清理煤粉，严格执行各类放炮操作程序；严格检查雷管，确保雷管质量，强化雷导通环节；③提高职工安全意识，学习安全生产方面的法律法规，严厉惩戒各类违规行为。不定期检查职工安全生产知识的掌握程度，坚决执行不带烟火入井的规则，同时对职工进行全身检查。展开定期或不定期员工培训，提高员工安全意识。

⑶瓦斯防突的对策。瓦斯防突时重视防突工作，严格执行瓦斯抽采制度，将煤矿生产过程中产生的瓦斯最大限度的抽至地面，减少矿井内煤层中瓦斯的赋存量，有效降低生产区域内瓦斯压力，消除瓦斯隐患，确保开采的安全进行，同时抽出地面的瓦斯还可以作为清洁能源提供给社会。与此同时还需要做好抽采瓦斯钻孔的设计，钻孔长度与直径确定过程中全面参考区域与工作面瓦斯赋存量，全面检查煤层，明确瓦斯赋存量方能进行瓦斯抽采；重视煤层注水技术，煤层注水过程中确保煤层湿润程度均匀，注水孔采用平行布置的方式，严格控制钻孔孔径，10cm≥孔径直径≥5cm，钻孔长度为200m。除此之外，还需要根据煤层的渗水性能明确注水时间与注水量，确保煤层达到必须的湿润程度且煤层含水量≥5%，同时还要保证水压处于合理范围内，不能因为水压过大造成煤层断裂。

六、引发瓦斯爆炸的突出原因

⑴通风系统不完善，局部通风不合理，风流短路、多次串联、循环风、无风、微风造成瓦斯积聚，导致瓦斯爆炸事故。如：2005年3月18日山西省朔州市平鲁地区白堂乡溪水煤矿发生一起特别重大瓦斯爆炸事故，爆炸波及相邻的康家窑煤矿，造成72人死亡（细水煤矿52人，康家窑煤矿20人）直接经济损失2 021.5万元。事故的直接原因是：矿井通风设施质量低劣，漏风严重。

⑵高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井按照《煤矿瓦斯抽采基本指标》，瓦斯超前防治措施不到位，抽采不达标，导致的瓦斯爆炸事故。如：2009年2月22日山西焦煤西山煤电集团屯兰煤矿发生特别重大瓦斯爆炸事故，造成78人死亡，114人受伤，直接经济损失2 386.94万元。事故发生的直接原因是：该矿南四盘区12403工作面1号联络巷微风瓦斯积聚，电气开关失爆，产生火花，引起瓦斯爆炸，爆炸破坏瓦斯抽放管路，管路内瓦斯参与爆炸。

⑶监测监控系统不完善，不能有效监控瓦斯和断电，导瓦斯爆炸事故。发生事故的直接原因有矿井通风系统不完善，越界开采的4202工作面处于微风、无风状态，造成瓦斯大量积聚，瓦斯检查制度执行不严，而没有使用瓦斯监测监控系统是主要原因。

⑷煤矿管理人员下井不带瓦检仪，不检查瓦斯，瓦斯员配备不足，瓦斯空班漏检，不执行“一炮三检”和“三人连锁放炮”制度，违章爆破等引发事故；还有一些煤矿以包代管、层层转包，无风、微风作业、通风管理混乱，造成事故发生；有些煤矿放松瓦斯管理，酿成重大事故等。

七、煤矿瓦斯灾害的治理方针与对策

瓦斯治理，通风是治标，抽采是治本，管理和科技是联系二者的桥梁和纽带，所以依靠严格的管理和先进的科学技术，能使二者更加紧密的联系在一起，最终实现瓦斯的综合治理。

⑴以人为本，加大日常瓦斯管理力度在瓦斯管理上，要坚持“以人为本”的原则，注重现场瓦斯检查及治理，不断扩大瓦斯检查及监控范围，使瓦斯治理工作关口前移。在瓦斯检查上，要根据开采实际，增加测点数量，完善测点布置。瓦斯检查员不但检查工作面、上隅角、回风流及回风硐室的瓦斯浓度，同时检查回顺高顶、工作面后三角点，综放面放煤口等风流中的瓦斯。

⑵强化通风管理，整治隐患根源矿井通风管理的好坏，是“一通三防”安全隐患的根源，矿井通风的核心是以风定产，也是治理瓦斯的主要手段。“治火先治风”是矿井防火的基本规律，要作好瓦斯整治及矿井预防自然发火工作必须紧紧抓住这个核心。处理好二者之间关系须遵循两个原则：一是“通风为生产服务”的原则。二是“生产必须服从合理通风规律”的原则。

⑶依靠科技支撑，加大安全系统改造，全面提高矿井的综合抗灾能力引进新产品、新技术，加大安全系统改造，使企业的科技含量大幅度提高，同时矿井生产的安全系数也大大提高。安全系统的改造主要体现在五个方面：即，通风系统改造、消火注浆系统改造、监测系统改造成、瓦斯抽采系统改造和生产系统改造。

①加快我國在煤矿瓦斯开发利用，切实增强瓦斯可防可控可治可用的信心和决心，加强宣传和正确引导。牢固树立瓦斯资源开发利用产业化发展的观念，消除认识上的误区，以科学发展观指导中国瓦斯的发展与建设。

②大力推进瓦斯治理和利用的科技创新，国家在制定科技攻关等重大科研计划时充分考虑瓦斯产业的科技攻关项目的立项研究。

③鼓励瓦斯对外合作，由于瓦斯产业的投资大、风险大，应强化瓦斯对外合作经营权的管理、简化项目审批程序、改善投资环境，保持政策连续性，通过完善合同条款和退出机制，解决目前对外合作中存在的问题。

八、结束语

建设一个瓦斯生产基地，除了带动运输、钢铁、水泥、化工、电力、生活服务等相关产业的发展外，还能推动本行业的相关技术、科研等产业，促进整个产业的良性发展，如钻机、瓦斯抽取及输送设备、输送管道、监测监控设备、瓦斯瓦斯发电设备、利用瓦斯生产化工原料设备等产业。同时，中国油气资源短缺，但瓦斯资源丰富，是目前最现实的天然气接替资源。中国又是产煤大国，高瓦斯和瓦斯突出矿井占一半以上。每年由于瓦斯事故给国家财产和人民生命造成巨大损失。同时，由于采煤每年向大气排放的瓦斯高达300亿，对我国大气环境造成严重的污染。因此资源发展、煤矿安全生产和环境保护的多重需求为发展瓦斯产业提供了依据和良好的机遇。搞好煤矿瓦斯开发和利用，既有安全效益又有环境效益和社会效益，是一举多得的举措。随着国家和社会各界重视程度的增加，法律政策制度的不断健全，资金投入的不断加大，瓦斯基础研究的突破，特别是我国关于煤矿瓦斯开发利用新政策的出台，我国瓦斯的开发和利用水平必将得到全面提高，瓦斯产业必将迎来一个快速发展的新阶段，为我国煤炭安全的长治久安和煤炭工业的健康发展作出更大的贡献。

参考文献：

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[2]程建军.煤矿瓦斯排放现状及利用.煤矿开采，2008

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