煤礦瓦斯治理過程控制理論及應用研究

高原

摘要：瓦斯災害是煤礦井工礦的主要災害，今年來，經過治理，瓦斯災害得到了有效控制，但形勢依然嚴峻，其仍然是煤礦安全生產的大敵。治理瓦斯災害，防范瓦斯事故，始終是煤礦安全和全國安全生產工作的重中之重。依靠傳統的加大通風量、優化巷道布置體系的方法，不能從根本上解決瓦斯災害問題。怎樣才能夠經濟有效的治理瓦斯災害，成為煤礦工作者的一個重要課題。鑒于此，本文主要分析探討了煤礦瓦斯治理過程控制理論及應用情況，以供參閱。

關鍵詞：煤礦;瓦斯治理;控制理論;應用

引言

煤礦行業在社會中給人們留下的印象幾乎都是負面的，這主要是由于近年來煤礦瓦斯事故頻頻發生，人們心中不自覺的會認為瓦斯和煤礦就是會給人帶來消極影響的。但是通過對礦井瓦斯治理過程的掌握，有效控制煤礦瓦斯治理過程，其實是可以保證煤礦瓦斯治理取得預期效果的。對煤礦瓦斯進行治理的過程實際上就是對治理過程的控制，這種控制是以分析瓦斯治理過程中存在的各種特征參數為前提的，通過一些合適的手段與方法，使瓦斯治理工程施工中的瓦斯開采、跟蹤控制以及排放過程受到控制，實現瓦斯治理工程施工質量的驗收等節點的控制，保證整個過程處于一種非常穩定的狀態，最終達到我們預期理想的瓦斯治理效果。

1煤礦瓦斯治理過程相關控制理論

1.1煤礦瓦斯治理過程控制內涵

常見的瓦斯事故主要包括瓦斯突出、瓦斯爆炸、瓦斯燃燒及瓦斯窒息等，在瓦斯治理過程中，通過對瓦斯事故的全過程進行跟蹤和控制，可以有效避免瓦斯安全事故的發生概率。瓦斯治理過程復雜，需要收集礦區的地質構造、煤層賦存及瓦斯賦存等資料;同時，還需要投入大量的技術人員、管理人員等人力資源，構建監控系統、通風系統及生產系統等物力資源;明確瓦斯排放抽采等技術參數，以有效防止瓦斯安全事故地產生。

1.2煤礦瓦斯治理過程控制特點

（1）人工輔助的控制方式。當前的瓦斯治理中，自動化程度較低，因此大量的過程參數測量與記錄都需要依托人工操作來完成，其中控制方法等應用也需要依靠人工實現。（2）多種控制方法相結合。在瓦斯治理過程中，其主要的控制方法有施工過程跟蹤控制法、瓦斯抽采與排放過程跟蹤控制法以及節點控制法。這幾種方法的原理、檢驗參數、制圖工具都不同，但是在實際的過程控制中，需要協作完成才能發揮較好的瓦斯治理控制效果。（3）抽象的控制過程。在瓦斯治理過程控制中，同石油、化工、電子以及機械制造等工程控制研究不存在產品以及物料的出現，而是基于過程特征參數與模型來進行操作。

2煤礦瓦斯治理過程中控制方面出現的問題

盡管各種新能源的開發和利用日漸成熟，但是煤炭資源在我國的能源架構中仍然處于主體位置。盡管我國的煤炭資源位列世界第三，但我國負載的地形地貌給煤炭的開采帶來了不少的難度。相當數量的煤礦地質松軟，不夠穩定，易發生地形災害。一些煤體甚至產生了的大范圍的破碎現象，加上煤層的透氣性差。這些都給瓦斯治理的過程控制帶來了不小的挑戰。直接抽采瓦斯的效果往往不盡如人意，易留下安全隱患。尤其是某些埋藏較深的煤礦，需要建構很深的開采礦井，瓦斯治理更加困難。瓦斯壓力、應力和含量隨著開采深度的增加而增加，且具有相對更低的滲透性。僅僅采用普通的瓦斯抽采處理，效果差，抽采率不高，遠遠達不到煤礦安全生產的標準要求。這也是煤礦出現瓦斯災害的重要原因。另外，井下煤礦的開采與瓦斯的抽取工序必須保持一致。既要保證煤礦開采的工作效率，又要保證瓦斯抽采的效果，二者相互協調，做到煤礦生產效率和生產安全的和諧統一。受到煤礦生產技術手段和瓦斯治理控制方法的限制，煤礦開采和瓦斯抽采不夠協調的現象時有發生，這也是許多瓦斯事故的重要誘因。

3煤礦瓦斯治理過程控制方法的策略

3.1深入研究煤礦瓦斯治理過程控制理論的應用

為了取得良好的控制效果，應該對其理論進行全面分析，進而指導實踐的順利展開，在瓦斯治理過程中，要靈活應用相關的理論知識，在過程系統特征中，應該對相關的參數進行深入研究，主要涉及了煤層賦存、地質構造，還有空問位置等諸多方面，特別是抽采濃度、負壓、流量，以及溫度等，一定要全面掌握。不僅如此，需要對跟蹤控制理論進行合理應用，在各個環節中，全面展開跟蹤控制工作，保證煤礦的安全生產，另外，還要合理使用節點控制理論，合理控制各個時間點，明確治理目標，在節點控制中，需要對設計方案進行深入分析，做好危險預測等效果工作，進而取得良好的防治效果。

3.2加大煤礦開采單位對安全的控制力度

煤礦開采單位還應該加大對生產安全治理控制的力度，不能僅僅關注煤礦開采的成本而忽視了瓦斯事故治理控制的投入。對煤礦開采工作人員來說，他們應該嚴格按照相關的瓦斯事故安全控制標準來開展煤礦開采工作，尤其應該加大先進煤礦開采技術的應用，從而促進瓦斯事故治理控制方法和安全生產工藝的提高。煤礦開采單位只有重視瓦斯事故安全的控制，才能進一步降低煤礦瓦斯事故的發生概率。

3.3控制瓦斯災害的規模和危害

煤礦中如果有瓦斯事故發生，一定要及時采取有效的措施對瓦斯災害的規模和危害進行控制。礦井中的管理人員應該對礦井中的開采情況進行嚴密的監督和控制，如果有瓦斯事故發生，管理人員應該第一時間通知相關人員及時撤離，將人員傷亡損失降到最小。煤礦企業應該將與安全生產相關的宣傳工作做好，不斷培養相關人員形成必要的安全意識，對井下工作人員進行有關求生技能的培訓。

3.4加強礦井的通風條件

煤礦企業應該創造一定的條件，為每個聯絡巷科學合理設置井下通風設備，條件允許的話，如每個聯絡巷基本處于進風和回風巷之間，應該砌筑起永久性風墻，嚴格按照設計要求和標準，將進風門、回風門和連鎖的正向風門安置在風井安全出口和相應的聯絡巷之中。采空區要及時進行封閉，而且要根據采礦工作面的逐步推進，將通至采空區的聯通巷道逐個封閉。在工作面開采結束后，將所有與采區相連通的巷道中全部封閉。

3.5加強封堵，提高抽采效果

隨著科技水平的不斷提高，而煤礦瓦斯治理難度增加，傳統瓦斯治理方法難以滿足現階段煤礦開采和瓦斯治理的需要，為了提高抽采效果，就需要加強對井下礦區的封堵，在采面機頭、機尾每進1.2m在切頂線處施工一道封堵墻，封堵墻向里不能超過切頂線，封堵墻使用泡沫磚打設牢固（墻厚0.6m左右），縫隙處使用編織袋或黃泥充填嚴密。搭接處使用黃泥抹面，搭接嚴密防止漏風，施工完畢后緊貼封堵墻打設單體柱，柱距800mm，防止風墻倒塌。此外，防突隊要每天24小時巡查抽放管路，負責己15—23240采面上隅角、高抽巷抽采系統的管理，確保管路無積水、無漏氣，確保抽采量。當采面上隅角斷開管路時，必須拆卸管路連接螺絲后斷開，嚴禁損壞抽放管，且斷開處使用金屬篦子遮擋，防止堵塞抽放管口，降低抽放效果。

結束語

總之，在煤礦瓦斯治理過程中加強控制方法，對于煤礦企業乃至于對整個社會具有重要的意義，暨能夠有效防治發生瓦斯爆炸事故，減少企業損失，保障人民的生命安全，還可以提高煤礦開采效率，提升煤礦的競爭力。所以，煤礦企業必須充分認識到瓦斯治理的重要性和必要性，通過建章立制，形成科學完善的管理制度，并增加投入，改善瓦斯治理的技術，實現有效治理煤礦瓦斯過程控制。

參考文獻

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