引言

瓦斯气由于密度低于空气的平均密度，很容易沿着井下巷道聚集。瓦斯气的主要成分是甲烷，在一定爆炸范围内，与空气混合遇见明火或火光可以迅速燃烧，如果燃烧发生在狭小空间，不能将燃烧能量及时消散，就会导致瓦斯爆炸。为此，煤矿生产企业要高度重视井下瓦斯治理问题，结合以往瓦斯治理的成功案例，不断总结经验教训优化井下通风系统，从而找到适合企业发展的通风策略。

1煤矿瓦斯灾害防治重要性

煤矿瓦斯灾害带来的影响极其严重，轻则可能使井下部分区域人员瓦斯中毒，重则可能引起井下瓦斯爆炸等重大安全生产事故，这不仅会对井下工作人员生命安全造成严重影响，而且还会使煤炭开采工作受到限制，严重影响煤矿整体安全性和经济利益。通过应用煤矿瓦斯灾害防治技术，能够有效降低煤矿瓦斯灾害出现概率，强化矿井通风，带动煤矿井下各区域空气流通，避免瓦斯大量聚集；瓦斯危险性预测技术以及瓦斯自动监测系统能够监测煤矿井下不同区域的瓦斯浓度，一旦瓦斯浓度处于爆炸极限，瓦斯自动监测系统便会自动发出警报，并将相关信息反馈给工作人员，这样，便能够通过煤矿瓦斯灾害防治技术提供的数据，及时处理瓦斯安全隐患问题，提前扼杀瓦斯灾害，尽可能避免煤矿瓦斯灾害发生，保证煤矿开采安全、稳定、顺利进行。

2突出矿井防治措施

2.1瓦斯突出治理技术的适应性

瓦斯突出治理技术适应性是指瓦斯治理技术与煤层瓦斯赋存特征、煤层应力及煤质物理力学特性相适应.若瓦斯治理技术与上述煤储层特性不适应,则会导致瓦斯治理效率低、效果差、成本高等问题,甚至会引发二次灾害。比如地面井煤层瓦斯抽放技术,根据多年来在河东煤田、沁水盆地、淮北矿区等地施工的多口煤层气井研究结果,该技术应用于渗透率较高、打钻容易、成孔性好、煤层厚度为中厚以上、倾角为缓倾斜的煤储层时,可以取得较好的效果,同时施工时应尽量选择地表较平坦,具备钻井、压装、抽放施工条件的区域;而应用于低渗透、打钻难、成孔性差的煤储层时,效果却是微乎其微,如阳泉一矿3号煤层,尽管有时钻孔瓦斯流量增加的倍数很大,但总抽放量仍然较小,对开采煤层回采时瓦斯涌出量的减少效果不明显。再比如水力冲孔、割缝、压裂等水力化煤层强化增透瓦斯突出治理技术,在我国平顶山、松藻及两淮等一些矿井突出煤层进行了多次现场应用,有效提升了煤层透气性和瓦斯抽采率,但仍存在局限性,一些矿井采取上述措施后出现了诱发突出、巷道垮塌等事故。通过进一步研究发现,水力冲孔技术在淮南矿区潘北、潘三等松软低透突出煤层区域抽采消突中应用效果显著,但仍存在穿层钻孔不宜过深、钻孔周边煤体易失稳、孔内煤体易坍塌堵孔及抱钻、钻孔周围煤体应力集中区所积聚潜能变大、临近区穿层钻孔易喷孔、坚固性系数f>0.5的煤体难以破坏等问题;水力割缝技术由于设备最大工作压力高于水力冲孔,具有更大的影响范围,然而,在f<0.5的煤层施工时难以形成缝槽,因此,该技术适用于f>0.5的煤层,煤层硬度越大,形成缝槽越规整,卸压效果越好;水力压裂技术已被证实能够大幅提高煤层透气性和钻孔瓦斯抽采效果,应用于松软煤层时,虽能在压裂初期产生一些裂缝,然而由于煤体的高泊松比以及低力学强度,在三维地应力的作用下,会使开裂的裂缝变形闭合,在裂缝周围形成一个高应力、低渗透的吸能屏障,阻碍裂缝进一步向外扩展。此外,对于坚固性系数较大的煤体,会导致压裂后形成的裂缝数目少,裂缝形态单一.黏土矿物的存在则会使压裂后的裂缝吸水膨胀,堵塞瓦斯流动通道.因此,该技术对坚固性系数f<0.2和f>1的煤层及含黏土性矿物质较多的煤层应用效果较差。由此可知,在应用瓦斯突出治理技术前,对煤储层特性开展充分研究,了解瓦斯突出治理技术的适应性,选择最优的瓦斯突出治理技术,对于瓦斯突出治理效率提高及成本降低具有重要意义。

2.2煤层瓦斯基本参数精细化测试

煤层瓦斯赋存不均匀,呈现强分区特征,现有瓦斯压力、瓦斯含量测试不能完全满足瓦斯突出危险性预测、瓦斯抽采和抽采达标精准评判的要求,应系统发展不同煤层瓦斯参数精细化测试分析。

2.3瓦斯危险性预测技术

瓦斯危险性预测技术是煤矿应用较为广泛的一种瓦斯灾害防治技术，通过瓦斯危险性预测技术，能够精准预测瓦斯含量，为瓦斯疏散等工作提供重要数据支持。瓦斯的气体状态和化学特性较为特别，需要通过特殊的手段才能检测出来。瓦斯危险性预测技术能够有效预测矿井瓦斯气体含量，主要是通过对煤炭分布及分布区域形态特点等数据分析，精准预测瓦斯含量，以此辅助瓦斯抽放、煤炭资源开采。现阶段瓦斯危险性预测技术主要分为三种，分别是趋向于煤炭分布形态及煤层特点进行瓦斯含量预测的区域预测技术、对同一区域不同分布形态或密度的煤层部位进行瓦斯含量预测的局部预测技术和通过煤矿工作数据变化情况进行瓦斯含量预测的突出危险性预测技术，这三种瓦斯危险性预测技术分别适用不同状态下的煤矿瓦斯预测环境，但均较为可靠，不仅能够保证预测结果精准性和可靠性，而且还能够保证瓦斯含量预测效率，从根本上起到煤矿瓦斯灾害防治作用。

2.4引入新型瓦斯探测设备

为了充分发挥井下通风系统的作用，提升井下瓦斯探测的准确度，有必要升级改造井下瓦斯探测设备。作为一种常见的矿井瓦斯监测设备，现阶段我国煤矿常用的瓦斯探测传感器主要有两种形式，分别是热导传感器和热效式传感器。①热导传感器依靠瓦斯气与正常空气的热焓值不同，在检测仪器上反映导热数值的差异，从而有效区分瓦斯与正常空气。②热效式传感器依靠监测装置内部化学试剂引燃，通过比对燃烧温度不同来划分瓦斯气含量。在热效传感器的基础上，将位于氧化燃烧电极材料周围铺设二氧化锡热敏性热传导材料，可以提升热效应响应灵敏度和稳定性，提升瓦斯监测的准确性。无论是热导传感器还是热效传感器，在煤矿瓦斯检测中都具有广泛的应用，在实际使用过程中需要注意风量、湿度、粉尘等对监测结果准确度的影响，采用多种手段及时校正瓦斯监测结果，从而确保井下瓦斯监测的准确性。

2.5加强安全检查

在矿井通风设备的具体使用过程中，要针对实际状况经常加以检查和排除。这样不但可以及时处理安全隐患，而且能够把一些隐患扼杀在萌芽阶段，避免一些小事故产生重大事故。在此背景下，煤矿企业将按照实际需要设置和落实安全生产监督管理机构。在日常监督管理活动中，该机构的职责是定期检查地下通风设备的工作状态，尤其要检测通风设备的工作是否正常运转，并按照实际状况对系统做出合理调度。这既有利于及时发现隐患，也有利于提出有针对性的措施进行合理管控。同时，还需要记录所有检查内容，有利于日常查询，也可以确定检查点，为煤矿通风系统的安全运行提供有效保障。

3煤矿瓦斯突出灾害治理展望

3.1煤层地质透明化监测与瓦斯突出灾害预警

实现煤层地质透明化监测与瓦斯突出灾害预警是瓦斯突出治理技术发展的必然趋势,也是实现煤矿安全、高效、绿色、智能开采的有效途径。通过综合地质勘测技术建立高精度煤层三维地质模型,实现煤层地质信息动态透明化;基于所获得的煤层透明地质信息对目标煤层三维瓦斯流动进行建模,确定瓦斯突出灾害隐患高风险区;通过动态数据采集及灾害反演,最终实现煤层地质的透明化监测与瓦斯突出灾害预警。该技术体系集成地质勘测技术、可视化分析技术、虚拟现实技术、四维地理信息技术、灾害预警技术及数字化孪生等技术,以动态透明化的方式充分掌握瓦斯突出灾害风险区的灾害演化信息及评估,进而实现瓦斯突出灾害发生的精准预警。

3.2人工智能化

随着智能化矿井建设愈加成熟，煤矿瓦斯灾害防治技术应当不断趋向于人工智能化，通过人工智能技术，对传统瓦斯灾害防治技术进行不断优化和创新，减少人为因素对煤矿瓦斯灾害防治技术应用效果造成的影响，提高其智能化和自动化水平，使煤矿瓦斯灾害防治技术应用效果得到大幅度提升。例如，在进行煤层瓦斯抽放时，能够通过智能化技术实现精准定位，以科学力量取代人为工作经验，进而更好保证煤层钻孔定位的精准性和可靠性，而且在煤层瓦斯抽放过程中，智能化技术应用也能够实现对瓦斯容量的实时监测统计，即使瓦斯在抽放过程中出现任何问题，通过智能化技术也能及时发现并解决，从而提升煤矿瓦斯灾害防治技术应用效果。

3.3研发并推广瓦斯灾害远程在线智能预警平台

基于多网融合技术和大数据、云技术,实现煤矿典型动力灾害的远程在线智能预警。建立适应于安全管理、安全监管监察、应急管理并进行分级预警的平台,并针对性提出管控技术,提高瓦斯灾害防治水平。

结语

煤矿井下瓦斯治理是保障煤矿企业安全生产的重要前提条件，煤炭企业要高度重视瓦斯治理与优化通风系统设计，结合煤炭企业发展实际，研究适合企业发展的井下瓦斯治理策略，制定出符合企业长远发展规划的通风管理体系。例如加强通风特性监测和动态管理、引进先进瓦斯探测设备和通风控制系统等。

参考文献

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