煤礦運行過程中煤和瓦斯的治理問題研究

王富強

摘 要：煤礦在工業生產中處于十分重要的位置。隨著煤礦探測技術的發展，我國成為了全球第一大產煤國，國內大大小小的煤礦數不勝數。但是，在煤礦不斷發展的過程中，存在許多潛在危險，比如煤和瓦斯的問題。簡要分析了煤礦運行過程中煤和瓦斯方面存在的問題及其治理方法，以期保證煤礦的運行安全，為日后的相關工作提供參考。

關鍵詞：煤礦；瓦斯；挖掘工作面；回采工作面

中圖分類號：TD713+.3 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.05.067

我國作為世界第一大產煤國，煤礦企業較多，而且不同的煤礦所處的地理環境不同，所以，在煤礦運行過程中，要高度關注煤和瓦斯對其的威脅。相關資料顯示，從我國第一起煤和瓦斯事故發生以來，全國各地煤礦因煤和瓦斯問題所引發的煤礦事故有2萬多起，累計死亡人數多達千人，嚴重影響了我國煤礦企業的正常運行，給從事煤礦工作的人員造成很大的心理負擔。因此，經過研究，提出了解決煤和瓦斯問題的方法，以保證煤礦企業的運行安全。

1 煤和瓦斯突出發展的過程分析

煤和瓦斯突出發展的過程是一個由量變到質變的過程，而且它在發展過程中還會多次循環，不是僅出現一次循環就會形成突出。因此，整個突出過程可細分為4個層次。

1.1 準備時期

準備時期主要是指煤巖體中的能量由少變多的過程。在這一時期，煤體受到的外界阻力會減小，其內部的能量則會不斷提升。當其受到的阻力不斷減小時，煤層中的瓦斯壓力就會升高；當其處于能量提升期時，煤層自身的能量就會不斷提升。

1.2 激發時期

這一時期煤巖體的內部壓力會極速提升，進而對煤體造成較大的沖擊。當這種情況發展到一定時期時，就會對工作面造成較大的影響，甚至還會出現裂痕。此時，工作面受到的壓力會提升幾十倍，最終在煤礦礦道中形成一條瓦斯流。

1.3 發展時期

發展到這一時期，因為瓦斯的壓力在不斷提升，所以，會造成連鎖的破碎反應，而煤在一連串的破碎力作用下會散落到煤礦礦道中。這些反應會讓煤層發生新的變化。當外層的煤散落到礦道中后，會露出新的煤層，而新出現的煤層會影響煤礦的整體壓力。瓦斯流的出現會破壞和運移煤體，因此，在這種情況下，突出情況會進一步發展。如果瓦斯流未將散落到礦道中的煤體運送走或破壞掉，那么，散落的煤體就會越積越多，進而阻礙突出的發展。

1.4 停止時期

停止時期的定義包括兩部分：①瓦斯壓力有限，對煤層的破壞力較小，甚至沒有能力破壞煤層；②散落在礦道中的煤堵住了整個礦道，增大瓦斯壓力。

2 煤礦局部防突措施分析

在煤礦運行的過程中，如果發生突出情況，就要及時采取有效的處理措施。

2.1 挖掘工作面

如果礦道內發生突出情況，就需要在工作面鉆孔。鉆孔時，孔直徑約為75 mm，深度約為20 mm，各個開孔的間距為0.3 m，而且其數量是由工作面的長度決定的。另外，鉆孔時，要盡量將孔開在軟分層上，還要根據不同地區煤層的變化實時調整鉆孔，以保證煤礦的運行安全。同時，在鉆孔過程中，一定要采取相應的安全保護措施，避免危險的發生。

2.2 回采工作面

如果煤礦發生突出情況，還可以在回采工作面排放鉆孔。所謂“排放鉆孔”，即采取預測的方法鉆孔，但常常會出現孔超標或存在異常的情況。因此，為了進一步解決潛在的威脅，要及時采取相應的補救策略。如果在正常鉆孔時發生了異常情況，或者是大部分鉆孔都超標，那么，就需要對整個工作面進行排放鉆孔操作，以防突出進一步發展。排放鉆孔時，孔的直徑約為75 mm，深度約為13 mm，各個孔之間的距離保持在0.8 m左右，而且排放孔位于煤層中部。

2.3 石門揭煤工作面

在石門揭煤工作面施工時，要根據工作面的具體情況分段處理。石門揭煤排放鉆孔方法適用于石門與煤層的最小法向距離為5 m前。采用這種方法所鉆的孔直徑為75 mm，并且孔要透過煤層。另外，對石門與工作面下部的距離、兩邊的距離都有嚴格的要求，其距離基本要保持在3～5 m。

當鉆孔施工完成后，一定要保證這些鉆孔有大約4 h的時間排放突出。當突出被充分排放后，需要檢測、分析最終的結果，如果結果未達標，需要重新處理工作面。

參考文獻

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