我國煤礦瓦斯綜合治理的突出現(xiàn)狀及對策探討

黃勵新

摘要：現(xiàn)階段我國煤礦開采力度不斷加大，瓦斯事故發(fā)生概率明顯提升，瓦斯防治工作更加任重道遠。積極推廣應用先進的瓦斯治理經(jīng)驗、理念和技術，實現(xiàn)科學采礦。

關鍵詞：煤礦瓦斯；綜合治理；現(xiàn)狀及對策

煤礦瓦斯事故發(fā)生的原因是多方面的，影響因素眾多。有的原因具有潛在性、突發(fā)性，而事故本身具有破壞性和災難性。但煤礦瓦斯災害事故的發(fā)生也有其一般的規(guī)律，只有掌握了災害發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律性，才能有效地避免事故的發(fā)生和發(fā)展。

一、煤礦瓦斯概述

瓦斯作為一種無色無味、易燃易爆的危險性氣體，在煤礦采掘中直接影響到生產(chǎn)安全，極易誘發(fā)各類安全事故，因此得到煤礦企業(yè)的高度重視?，F(xiàn)階段我國煤礦企業(yè)大范圍使用重型設備，開采強度越來越大，以風定產(chǎn)的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐酝咚钩椴闪慷óa(chǎn)?？梢娒旱V瓦斯防突工作的重要性，換個角度分析其已成為保證煤礦安全生產(chǎn)的關鍵所在。煤礦開采過程中瓦斯含量隨著煤層厚度增加而增加，不但增加掘進難度，還影響開采安全。

二、煤礦瓦斯事故頻發(fā)原因

我國大部分煤礦地質(zhì)條件都很復雜，造成自然災害頻發(fā)，極易引發(fā)重大安全事故。鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦企業(yè)容易出現(xiàn)重大、特大瓦斯事故的原因主要為采煤方式不正規(guī)，造成安全問題產(chǎn)生。我國地質(zhì)構(gòu)造條件不怎么好，自然條件相對惡劣，煤炭埋藏較深且不穩(wěn)定，造成大部分煤礦開采中依舊需要采用人工方式，所有礦井中均存在瓦斯。長時間開采造成深度增加，瓦斯壓力逐漸增大，地溫升高，加大安全威脅，治理難度較大。而造成瓦斯爆炸的主要原因有兩點：

⑴甲烷爆炸。甲烷濃度過高超過安全范圍；氧氣濃度超過失爆氧濃度；引火源能量遠大于最小點燃能、溫度大于最低點燃溫度且點燃時間超過感應期。通常普通礦井中存在足夠的氧氣，當瓦斯大量積存后遇上火源，三者反應產(chǎn)生燃燒進而引發(fā)瓦斯爆炸。

⑵積存瓦斯。瓦斯積存指的是涌出的瓦斯大量聚集在一起，礦井沒有設備或條件短將其沖淡。通常瓦斯大量積存在泄漏涌出的地帶，當煤礦通風設施發(fā)生故障或停止通風后也會造成井內(nèi)大量積存瓦斯。

三、煤礦瓦斯的危害

⑴煤礦安全方面。當瓦斯與空氣混合后，瓦斯?jié)舛仍?～l6%之間，氧氣濃度不低于l2%時，遇到高溫火源就會發(fā)生爆炸，嚴重威脅安全生產(chǎn)，瓦斯爆炸事故是礦井五大自然災害之首；煤與瓦斯突出事故，由于地應力和瓦斯的共同作用發(fā)生的煤與瓦斯突出事故，會對巷道設施和通風系統(tǒng)產(chǎn)生破壞，有時會發(fā)生風流逆轉(zhuǎn)，造成人員窒息和瓦斯爆炸、燃燒及煤流埋人事故；煤礦瓦斯突出及瓦斯爆炸事故頻發(fā)，嚴重影響了礦井的安全生產(chǎn)，對人身健康造成了極大的負面影響，嚴重限制了煤礦的生產(chǎn)進度。

⑵環(huán)境污染方面。煤礦瓦斯含有甲烷，甲烷的溫室效應是二氧化碳的21倍，目前，我國的泛風煤礦瓦斯（由于甲烷濃度低于5 ）排入大氣中，會加劇溫室效應，嚴重地浪費資源和污染環(huán)境。瓦斯事故主要表現(xiàn)為瓦斯爆炸，瓦斯突出和瓦斯窒息等幾種形式。前，瓦斯事故多發(fā)己成為制約我國煤礦安全狀況好轉(zhuǎn)的最主要因素，經(jīng)成為嚴重影響我國煤炭工業(yè)形象、制約煤炭行業(yè)發(fā)展的突出問題主要矛盾，因而必須抓住瓦斯這個煤礦安全生產(chǎn)的關鍵因素，狠抓治，只有這樣才能將瓦斯事故降下來，才能使我國煤礦安全生產(chǎn)局面發(fā)根本性的改變。

四、煤礦瓦斯現(xiàn)狀及問題分析

⑴瓦斯利用現(xiàn)狀。據(jù)國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局統(tǒng)計，在原國有煤礦286處高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井中，實際開展抽采的礦井有264處，占92.3%。2008年我國井下開發(fā)瓦斯約為50億，國有高瓦斯突出礦井平均瓦斯的開發(fā)率僅10%左右。全國45戶安全重點監(jiān)控煤炭企業(yè)，瓦斯裝機功率44000kW，瓦斯實際利用量10億m3。平均利用率達到34.7%。2009年，全國施工瓦斯井800口，超過此前歷年施工井數(shù)的總和。全國瓦斯抽采量達23萬億，利用總量超過10萬億。同時全國煤炭瓦斯事故呈現(xiàn)總體下降的趨勢，在全國煤炭產(chǎn)量同比增長4.4%的情況下，瓦斯事故起數(shù)和死亡人數(shù)分別下降30.6%、45.1%。從以上數(shù)據(jù)可以看出，在國家政策扶持下，瓦斯的合理利用在這幾年得到了更多煤礦企業(yè)的重視，發(fā)展速度也比以前快了很多，而且同時將煤礦瓦斯事故的發(fā)生率降下來了。在這樣的發(fā)展趨勢下，相信在未來的幾年，中國煤礦瓦斯抽采和利用總量和所占的比率都將有大的提高。

⑵瓦斯開發(fā)利用中存在的問題。雖然我國在大力度提倡開發(fā)瓦斯及其利用，但還是存在著諸多主觀和客觀上的原因影響著瓦斯開發(fā)及利用的速度。

①我國地質(zhì)條件復雜。瓦斯儲存普遍存在著低壓低滲低飽和的“三低”現(xiàn)象，基礎理論研究和技術創(chuàng)新不夠，我國煤礦瓦斯抽采利用的技術支撐能力不足，瓦斯抽采理論和技術方面都存在若干關鍵性難題。

②煤礦瓦斯利用受制約。煤礦大多位于偏遠落后的地區(qū)，抽采出來的瓦斯難以得到充分利用，致使大量低濃度瓦斯只能稀釋后排出。瓦斯輸送網(wǎng)基礎設施薄弱，缺乏可利用的天然氣管線，使瓦斯生產(chǎn)區(qū)與市場脫節(jié)。而且發(fā)電上網(wǎng)難，由于部門利益，行業(yè)保護，瓦斯發(fā)電上網(wǎng)存在重重障礙。有的地方雖然允許上網(wǎng)，卻故意壓低上網(wǎng)價格，有的地方干脆不許上網(wǎng)，類似的政策嚴重地限制了瓦斯發(fā)電的發(fā)展，不能最大限度地利用瓦斯資源。

③管理體制不順暢。從目前體制看，煤炭探礦權(quán)管理歸各省區(qū)，瓦斯探礦權(quán)的管理則在國土資源部，在具體開發(fā)中出現(xiàn)礦權(quán)重疊的問題，致使相關部門企業(yè)之間產(chǎn)生了經(jīng)濟利益和管理權(quán)限方面的分歧，各自為政，自行發(fā)展，產(chǎn)業(yè)開發(fā)難成氣候。近幾年，由于我國煤炭供需形勢發(fā)生巨大變化，煤炭價格一路飆升。從而造成國內(nèi)眾多煤礦企業(yè)紛紛擴大勘探領域，千方百計地改擴建現(xiàn)有礦井和新建礦井，追求短期利益，不僅不重視采煤之前的瓦斯開采，而且還對瓦斯企業(yè)的勘探開采設置重重障礙。瓦斯開發(fā)與煤炭間的矛盾日趨嚴重，而煤炭企業(yè)又處于強勢地位，所以我國瓦斯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍步履維艱。

五、煤礦瓦斯治理及防突問題應對措施

煤礦開采過程中采取必要的安全技術措施外，還需要結(jié)合措施防止煤礦瓦斯事故發(fā)生。將具體防治措施歸納總結(jié)如下，從通風管理、火源控制及瓦斯防突三方面進行論述。

⑴做好礦井通風管理。煤礦瓦斯管理的主要途徑就是礦井通風。合理有效的通風工作可以將工作面的瓦斯稀釋，不會引發(fā)爆炸事故。煤礦企業(yè)按照規(guī)定建設與完善井下通風系統(tǒng)，設計風量時考慮礦井實際情況；部分地區(qū)存在大量瓦斯，專業(yè)技術人員對這些抵擋進行重點考察，判斷通風機與風筒安裝是否合理，設備運行狀態(tài)是否正常。這樣可以大大降低瓦斯爆炸事故發(fā)生概率，但礦井通風并不能完全解決瓦斯超限問題，需要定期抽放井內(nèi)瓦斯，將其抽取到地面上，從源頭上掐斷瓦斯爆炸發(fā)生的可能性。

⑵嚴格控制井內(nèi)火源。①避免電氣設備失爆。井內(nèi)電氣設備必須具有防爆合格證，電氣設備失爆會產(chǎn)生大量電氣火花，現(xiàn)階段礦井內(nèi)存在大量機電設備，造成電火花產(chǎn)生的可能性提高，發(fā)生瓦斯爆炸的概率也隨之增加，需要強化電氣設備的管理：設備入井前全面檢查防爆性能；拉入井內(nèi)的電纜間減少碰撞，電纜保持完整；電纜連接時采用漏電保護且接牢；定期檢查漏電保護與接地保護裝置，斷電狀態(tài)進行維修；②嚴格控制放炮環(huán)節(jié)。放炮采煤環(huán)節(jié)涉及到很多工序，每天放炮操作中都需要重復同樣的程序，一旦某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，特別是現(xiàn)場放炮，如果遇上瓦斯異常區(qū)，就會爆發(fā)瓦斯事故。因此放炮中認真檢查瓦斯變化情況，嚴格執(zhí)行一炮三檢制度；為保證安全采用水泥炮，黃泥封孔；及時清理煤粉，嚴格執(zhí)行各類放炮操作程序；嚴格檢查雷管，確保雷管質(zhì)量，強化雷導通環(huán)節(jié)；③提高職工安全意識，學習安全生產(chǎn)方面的法律法規(guī)，嚴厲懲戒各類違規(guī)行為。不定期檢查職工安全生產(chǎn)知識的掌握程度，堅決執(zhí)行不帶煙火入井的規(guī)則，同時對職工進行全身檢查。展開定期或不定期員工培訓，提高員工安全意識。

⑶瓦斯防突的對策。瓦斯防突時重視防突工作，嚴格執(zhí)行瓦斯抽采制度，將煤礦生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的瓦斯最大限度的抽至地面，減少礦井內(nèi)煤層中瓦斯的賦存量，有效降低生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)瓦斯壓力，消除瓦斯隱患，確保開采的安全進行，同時抽出地面的瓦斯還可以作為清潔能源提供給社會。與此同時還需要做好抽采瓦斯鉆孔的設計，鉆孔長度與直徑確定過程中全面參考區(qū)域與工作面瓦斯賦存量，全面檢查煤層，明確瓦斯賦存量方能進行瓦斯抽采；重視煤層注水技術，煤層注水過程中確保煤層濕潤程度均勻，注水孔采用平行布置的方式，嚴格控制鉆孔孔徑，10cm≥孔徑直徑≥5cm，鉆孔長度為200m。除此之外，還需要根據(jù)煤層的滲水性能明確注水時間與注水量，確保煤層達到必須的濕潤程度且煤層含水量≥5%，同時還要保證水壓處于合理范圍內(nèi)，不能因為水壓過大造成煤層斷裂。

六、引發(fā)瓦斯爆炸的突出原因

⑴通風系統(tǒng)不完善，局部通風不合理，風流短路、多次串聯(lián)、循環(huán)風、無風、微風造成瓦斯積聚，導致瓦斯爆炸事故。如：2005年3月18日山西省朔州市平魯?shù)貐^(qū)白堂鄉(xiāng)溪水煤礦發(fā)生一起特別重大瓦斯爆炸事故，爆炸波及相鄰的康家窯煤礦，造成72人死亡（細水煤礦52人，康家窯煤礦20人）直接經(jīng)濟損失2 021.5萬元。事故的直接原因是：礦井通風設施質(zhì)量低劣，漏風嚴重。

⑵高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井按照《煤礦瓦斯抽采基本指標》，瓦斯超前防治措施不到位，抽采不達標，導致的瓦斯爆炸事故。如：2009年2月22日山西焦煤西山煤電集團屯蘭煤礦發(fā)生特別重大瓦斯爆炸事故，造成78人死亡，114人受傷，直接經(jīng)濟損失2 386.94萬元。事故發(fā)生的直接原因是：該礦南四盤區(qū)12403工作面1號聯(lián)絡巷微風瓦斯積聚，電氣開關失爆，產(chǎn)生火花，引起瓦斯爆炸，爆炸破壞瓦斯抽放管路，管路內(nèi)瓦斯參與爆炸。

⑶監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)不完善，不能有效監(jiān)控瓦斯和斷電，導瓦斯爆炸事故。發(fā)生事故的直接原因有礦井通風系統(tǒng)不完善，越界開采的4202工作面處于微風、無風狀態(tài)，造成瓦斯大量積聚，瓦斯檢查制度執(zhí)行不嚴，而沒有使用瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是主要原因。

⑷煤礦管理人員下井不帶瓦檢儀，不檢查瓦斯，瓦斯員配備不足，瓦斯空班漏檢，不執(zhí)行“一炮三檢”和“三人連鎖放炮”制度，違章爆破等引發(fā)事故；還有一些煤礦以包代管、層層轉(zhuǎn)包，無風、微風作業(yè)、通風管理混亂，造成事故發(fā)生；有些煤礦放松瓦斯管理，釀成重大事故等。

七、煤礦瓦斯災害的治理方針與對策

瓦斯治理，通風是治標，抽采是治本，管理和科技是聯(lián)系二者的橋梁和紐帶，所以依靠嚴格的管理和先進的科學技術，能使二者更加緊密的聯(lián)系在一起，最終實現(xiàn)瓦斯的綜合治理。

⑴以人為本，加大日常瓦斯管理力度在瓦斯管理上，要堅持“以人為本”的原則，注重現(xiàn)場瓦斯檢查及治理，不斷擴大瓦斯檢查及監(jiān)控范圍，使瓦斯治理工作關口前移。在瓦斯檢查上，要根據(jù)開采實際，增加測點數(shù)量，完善測點布置。瓦斯檢查員不但檢查工作面、上隅角、回風流及回風硐室的瓦斯?jié)舛?，同時檢查回順高頂、工作面后三角點，綜放面放煤口等風流中的瓦斯。

⑵強化通風管理，整治隱患根源礦井通風管理的好壞，是“一通三防”安全隱患的根源，礦井通風的核心是以風定產(chǎn)，也是治理瓦斯的主要手段?！爸位鹣戎物L”是礦井防火的基本規(guī)律，要作好瓦斯整治及礦井預防自然發(fā)火工作必須緊緊抓住這個核心。處理好二者之間關系須遵循兩個原則：一是“通風為生產(chǎn)服務”的原則。二是“生產(chǎn)必須服從合理通風規(guī)律”的原則。

⑶依靠科技支撐，加大安全系統(tǒng)改造，全面提高礦井的綜合抗災能力引進新產(chǎn)品、新技術，加大安全系統(tǒng)改造，使企業(yè)的科技含量大幅度提高，同時礦井生產(chǎn)的安全系數(shù)也大大提高。安全系統(tǒng)的改造主要體現(xiàn)在五個方面：即，通風系統(tǒng)改造、消火注漿系統(tǒng)改造、監(jiān)測系統(tǒng)改造成、瓦斯抽采系統(tǒng)改造和生產(chǎn)系統(tǒng)改造。

①加快我國在煤礦瓦斯開發(fā)利用，切實增強瓦斯可防可控可治可用的信心和決心，加強宣傳和正確引導。牢固樹立瓦斯資源開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的觀念，消除認識上的誤區(qū)，以科學發(fā)展觀指導中國瓦斯的發(fā)展與建設。

②大力推進瓦斯治理和利用的科技創(chuàng)新，國家在制定科技攻關等重大科研計劃時充分考慮瓦斯產(chǎn)業(yè)的科技攻關項目的立項研究。

③鼓勵瓦斯對外合作，由于瓦斯產(chǎn)業(yè)的投資大、風險大，應強化瓦斯對外合作經(jīng)營權(quán)的管理、簡化項目審批程序、改善投資環(huán)境，保持政策連續(xù)性，通過完善合同條款和退出機制，解決目前對外合作中存在的問題。

八、結(jié)束語

建設一個瓦斯生產(chǎn)基地，除了帶動運輸、鋼鐵、水泥、化工、電力、生活服務等相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展外，還能推動本行業(yè)的相關技術、科研等產(chǎn)業(yè)，促進整個產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展，如鉆機、瓦斯抽取及輸送設備、輸送管道、監(jiān)測監(jiān)控設備、瓦斯瓦斯發(fā)電設備、利用瓦斯生產(chǎn)化工原料設備等產(chǎn)業(yè)。同時，中國油氣資源短缺，但瓦斯資源豐富，是目前最現(xiàn)實的天然氣接替資源。中國又是產(chǎn)煤大國，高瓦斯和瓦斯突出礦井占一半以上。每年由于瓦斯事故給國家財產(chǎn)和人民生命造成巨大損失。同時，由于采煤每年向大氣排放的瓦斯高達300億，對我國大氣環(huán)境造成嚴重的污染。因此資源發(fā)展、煤礦安全生產(chǎn)和環(huán)境保護的多重需求為發(fā)展瓦斯產(chǎn)業(yè)提供了依據(jù)和良好的機遇。搞好煤礦瓦斯開發(fā)和利用，既有安全效益又有環(huán)境效益和社會效益，是一舉多得的舉措。隨著國家和社會各界重視程度的增加，法律政策制度的不斷健全，資金投入的不斷加大，瓦斯基礎研究的突破，特別是我國關于煤礦瓦斯開發(fā)利用新政策的出臺，我國瓦斯的開發(fā)和利用水平必將得到全面提高，瓦斯產(chǎn)業(yè)必將迎來一個快速發(fā)展的新階段，為我國煤炭安全的長治久安和煤炭工業(yè)的健康發(fā)展作出更大的貢獻。

參考文獻：

[1]薛成.煤炭瓦斯抽采與利用的現(xiàn)狀及問題.中國煤炭，2009

[2]程建軍.煤礦瓦斯排放現(xiàn)狀及利用.煤礦開采，2008

[3]張希頂.有關煤礦瓦斯治理對策的研究[J].河南科技，2013（12）：66-68.