综合治理措施在防治煤与瓦斯突出中的应用

[摘 要]在煤矿开采工作中煤与瓦斯突出是常见的自然灾害之一。我国作为煤炭资源极其丰富的国家在煤矿开采过程中也经常会遇到煤与瓦斯突出的安全事件。我国当前防止煤与瓦斯突出的措施是四位一体法，但是矿井开采逐渐加深，煤层的瓦斯含量也越来越高，煤层透气性能随着开采的深度也逐渐变差，煤与瓦斯突出的安全隐患也逐渐加重。因此针对煤与瓦斯突出安全事故采取综合治理措施对于保证煤矿安全生产具有重大的实际意义。文章主要对防止煤与瓦斯突出的措施进行了阐述和研究，以期能够为我国煤矿安全开采生产做出积极贡献。

[关键词]综合治理措施；煤矿安全生产；措施研究

中图分类号：F530.69 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）44-0366-01

煤炭行业是支撑我国国民经济发展的支柱，也是社会经济发展的基础。煤炭开采的可持续发展与我国经济持续健康稳定发展有着密不可分的关系。在煤矿开采的过程中时常会出现瓦斯喷涌的矿井，并且随着矿井开挖的深度不断增加，瓦斯的涌出量也不断增长，因此煤与瓦斯突出的危害也在不断增强，给煤矿安全生产开采带来了巨大的安全隐患。目前我国对煤与瓦斯突出出现的根本原因仍然有待研究，因此在预测判断煤与瓦斯突出事件中误差较大。为了深入实现煤矿安全生产开采的安全性，让群众的生命财产安全得以保证，需要采用综合措施来对其进行治理和预防，最大程度的减少煤与瓦斯突出带来的损失[1]。

1.煤与瓦斯突出概述

1.1 煤与瓦斯突出类型与规律

煤与瓦斯突出的类型主要包括煤与瓦斯突出、岩石与瓦斯突出、岩石与二氧化碳突出等。根据突出时表现的现象已经导致突出的源动力可以将煤与瓦斯突出分为突然涌出、急速倾出以及慢速压出[2]。在突然涌出和急速倾出的过程中散发的主要为煤尘与瓦斯或二氧化碳的结合体，而慢速压出所散发的气体主要是单瓦斯或二氧化碳。煤与瓦斯突出的出现存在一定的规律，主要表现在以下几个方面：1）矿井开采的深度越深，煤与瓦斯突出的频率与强度也越大；2）煤与瓦斯突出的多发地为地质构造地区，例如断层或褶皱处；3）煤与瓦斯突出过程中对煤矿的破坏程度越大那么煤的强度越小，危险性就越大；4）煤与瓦斯突出大多发生在姐妹与煤层掘进的工作中。

2. 煤与瓦斯突出的综合治理措施

1950年辽源矿务局发生了我国第一次煤与瓦斯突出实践，至此以后煤与瓦斯突出实践在煤矿开采过程中时常发生。近几年国内相关安全技术人员先后使用了松动爆破、超前排放钻孔等多项防突出措施，在一定程度上控制了煤与瓦斯突出的强度与频率，获得了较好的防治效果。因此，选择综合治理措施和技术是防治煤与瓦斯突出工作的核心与重点。以消突出的范围和区域来对其进行划分可以分为区域性和局部防突措施。区域性防突出技术所覆盖的煤层范围较广，而局部防突出技术能够控制局部的煤层突出。

2.1 煤与瓦斯突出区域防治措施

（1） 危险煤层抽放与润湿

将煤层瓦斯进行排放可以让煤体出现收缩变形，从而缓解煤体应力紧张的情况，适当煤体一部分的弹性潜能。随着煤体瓦斯的外排煤体的强度也在逐渐增加。因此，危险煤层的抽放加大了煤与瓦斯突出的阻力，降低了突出威胁。对煤层进行湿润主要是将裂隙与煤层间隙中的瓦斯实现局部封闭，并且强化煤体的可塑性，由此阻止了吸附瓦斯转向自由状态，从而起到了综合防突的效果[3]。

（2） 对保护层实现开采

开采保护层一般就是指预先对保护层进行开采，降低或避免周围煤层突出的现象。而被保护层一般就是后期开采的煤层。被保护层的的位置层分为上下保护层。对保护层进行开采能够降低地面压力，使得其能量能够缓慢适当，从而致使煤层出现变形。当煤层变形所产生的缝隙或裂缝时，瓦斯就会缓慢释放。当煤层中的瓦斯量逐渐减少时，其压力也相应的边变小，则煤层强度提升。

2.2 煤与瓦斯突出局部防治措施

（1） 煤层水力松动

煤层水力松动主要就是在回采工作面或者在巷道工作面的准备工作中，利用钻孔向煤层输入特殊的水溶液，该水溶液会对煤体的结构产生破坏，并且改变工作面周围煤层的瓦斯动力以及应力。输入特殊水溶液的方式为水力压裂，当特殊水溶液通过压力经过裂缝渗透至煤层时，所造成的裂缝一般都是与煤层暴露面平行的。煤层水力松动的原理就是让工作面周围的煤层形成裂缝，当裂缝逐渐增加时煤层的支撑力就会下降，进而导致集中应力向煤体深部转移。煤层在支持能力欠缺的情况下会在工作面周围形成卸压带，与此同时煤体内瓦斯也会部分排放。

（2）煤层水力爆破法

煤层水力爆破法主要就是讲炸药放入充水钻孔中引爆。在进行煤层水利爆破时可以与煤层预先注水工作同时开展。在煤层水力爆破法实施的过程中由于煤体出现松动，引发・工作面周围的煤层集中应力转移以及瓦斯排放，从而防止煤与瓦斯突出的情况出现。因此煤层水力爆破的爆破力度应该满足煤层松动的条件和卸压的排放结果。水力爆破法中充水钻孔是关键环节之一，这是由于在打孔的过程中有可能会导致煤与瓦斯突出，当孔洞直径小于60mm时煤与瓦斯突出的概率处于安全范围内，因此在钻孔时需要着重注意这一问题。

3.煤与瓦斯突出防治技术发展趋势

加拿大、瑞士等国家研制的脉冲雷达、成像技术、距离探测技术等在防治煤与瓦斯突出上都有明显的优势，其能够广泛的应用在厚度变化发、煤体结构复杂的煤与瓦斯突出多发地。我国也积极的开展了煤与瓦斯突出防治工作的研究，绘制了煤与瓦斯突出的多发危险地区分布结构图，该分布结构图的绘制标准是对煤矿的实际瓦斯压力和瓦斯含量等数据进行收集，检测地质构造、动力现象等。

煤与瓦斯突出是具有不可预知性，要想彻底避免其发生是不显示的。因此要根据实际情况加强防治突出的技术与措施，明确其发生区域和范围，采取合理可行的措施转换其突出时的基础条件，从而避免或降低煤与瓦斯突出带来的损失。为了进一步提高煤与瓦斯突出的预测准确度，在预测时应该采取先进的取样设备，保证测试结果的真实性和准确性。综合治理措施在防治煤与瓦斯突出具有不可忽视的现实意义，能够对煤矿安全生产开采起到一定的积极作用。

参考文献

[1] 谢雄刚.石门揭煤过程煤与瓦斯突出的注液冻结防治理论及技术研究[D].中南大学.2010.

[2] 吴满仓.致密围岩煤与瓦斯突出单一煤层瓦斯防治技术应用[J].科技信息， 2009，（05）：365-366+364.

[3] 吴新文.同忻矿8101工作面停采撤架期间瓦斯与火综合防治技术[J].内蒙古煤炭经济，2013，（07）：104-105+141.