煤礦瓦斯的防治及綜合利用研究

袁榮偉

（六盤水師范學(xué)院 礦業(yè)工程系，貴州 六盤水 553000）

煤礦瓦斯的防治及綜合利用研究

袁榮偉

（六盤水師范學(xué)院 礦業(yè)工程系，貴州 六盤水 553000）

煤礦開采過程中一旦瓦斯發(fā)生爆炸，就會帶來嚴(yán)重的后果，造成無法估量的損失。因此在開采中，必須做好瓦斯保護(hù)與預(yù)防，同時(shí)不斷研究瓦斯特性，提高利用水平，實(shí)現(xiàn)煤礦開采與瓦斯利用共同發(fā)展，資源共享。

煤礦瓦斯；防治；利用

1 煤礦瓦斯的概述

煤礦瓦斯也稱為煤層氣，亦或是煤層瓦斯，是煤與圍巖中釋放的甲烷、二氧化碳及氮等共同形成的一種混合氣體。具體而言，烷烴主要以甲烷為主，同時(shí)還有少量乙烷、丙烷及丁烷，此外還包含硫化氫、氮、水、二氧化碳及微量惰性氣體氦與氬等。如果遇到明火，就會發(fā)生燃燒，從而引起瓦斯爆炸。

煤礦瓦斯的利弊同時(shí)存在。一方面，瓦斯對環(huán)境污染與破壞比較嚴(yán)重，釋放出的甲烷及二氧化碳等氣體，加劇了溫室效應(yīng)。瓦斯?jié)舛冗_(dá)到一定值時(shí)，極易造成窒息。在瓦斯?jié)舛雀叱?3%時(shí)，人就會出現(xiàn)呼吸短促；濃度超過57%，就會使人昏迷；如果濃度更高，就會使人休克。瓦斯屬于易燃?xì)怏w，在其濃度低于5%或超過15%時(shí)，會造成瓦斯燃燒；如果濃度在5%～15%，就會導(dǎo)致瓦斯爆炸，而且煤礦瓦斯極易發(fā)生煤與瓦斯相沖突事故。另一方面，煤礦瓦斯屬于一種新型清潔能源，可以綜合利用。目前，我國對煤礦瓦斯采用的是“先抽后采、抽采達(dá)標(biāo)”相結(jié)合的方式進(jìn)行開發(fā)利用。通過煤礦瓦斯的綜合利用，可以有效解決能源不足問題。實(shí)際生活中可以作為煤氣資源，用于鍋爐與窯爐等燃料，可以作為燃料進(jìn)行發(fā)電，亦或是作為化工原料生產(chǎn)產(chǎn)品。

2 煤礦瓦斯加強(qiáng)防治的必要性

在我國煤礦礦井總量中，高瓦斯礦井與瓦斯突出礦井約占1/2，每年全國瓦斯涌出量超過1000億立方米，危害性主要表現(xiàn)為：①礦井中瓦斯含量過高造成工作人員窒息；②礦井瓦斯含量達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，遇到明火發(fā)生燃燒或爆炸。而當(dāng)其燃燒時(shí)，溫度高達(dá)1850℃以上，還會形成強(qiáng)大的壓力與沖擊波，嚴(yán)重影響到人員生命與設(shè)備安全；③瓦斯爆炸形成大量有毒有害氣體，降低井內(nèi)氧氣含量，造成人員中毒。在我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，煤炭屬于一種最基本、最重要的能源。隨著礦井的不斷開發(fā)與深入挖掘，由于瓦斯超限與積聚而引發(fā)的安全事故不斷增加，為了確保煤炭行業(yè)的安全順利發(fā)展，非常必要加強(qiáng)煤礦瓦斯治理。

3 煤礦瓦斯的防治及綜合利用

3.1 煤礦瓦斯的防治工作

隨著煤礦開采量不斷提高，其開采深度也不斷增加，開采難度逐步加大，瓦斯防治工作難度逐步加大；煤層機(jī)構(gòu)日益復(fù)雜，變質(zhì)變形程度也日益突出，吸附力越來越強(qiáng)，這些都增加了瓦斯防治的難度，為煤礦開采增加了一定的不安全因素。目前，我國煤礦瓦斯預(yù)警系統(tǒng)還不夠完善，振波頻率比較低，對煤礦安全管理工作者的判斷有或多或少的影響。比如，煤層構(gòu)造出現(xiàn)韌性變形，造成煤層空隙出現(xiàn)變化，瓦斯的通風(fēng)透氣受到間接的影響，可能造成煤與瓦斯發(fā)生突出，提高了瓦斯防治工作的難度與強(qiáng)度。根據(jù)以上分析不難看出，在煤礦開采中，瓦斯防治非常重要，必須要高度重視?，F(xiàn)階段，我國煤礦開采中的瓦斯防治主要以礦井通風(fēng)為主，同時(shí)加強(qiáng)對瓦斯突出預(yù)測與檢測預(yù)警。此外，應(yīng)用先進(jìn)的抽采利用瓦斯技術(shù)，將危險(xiǎn)轉(zhuǎn)換為資源，逐步降低煤礦瓦斯的突出危險(xiǎn)性。

3.2 綜合利用

煤與瓦斯息息相關(guān)，這就要求在日常開采中，要將兩者融為一體，共同利用，實(shí)現(xiàn)互利互贏。針對瓦斯與煤層，建立相應(yīng)的資源管理庫，充分發(fā)揮鉆探開采技術(shù)的作用。地面鉆井時(shí)，全面考慮抽采瓦斯的有效性及煤礦開采的安全性，在此基礎(chǔ)上將煤礦開采與瓦斯抽采相結(jié)合，盡可能實(shí)現(xiàn)一井多用。下井開采時(shí)，必須確保井下開采人員的生命安全，將采煤與瓦斯抽采有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)共同開發(fā)煤與瓦斯資源。煤層與瓦斯賦存條件比較復(fù)雜，必須實(shí)事求是操作，根據(jù)先容易后復(fù)雜的原則，開發(fā)利用資源。

3.3 煤與瓦斯的作用

盡管瓦斯極易發(fā)生保障，但如果有效利用，則可以用于發(fā)電或民用等，降低煤炭使用率，增強(qiáng)煤礦安全性，達(dá)到環(huán)保要求。瓦斯是一種非常稀有的清潔資源，可用于化工、制造及民用等行業(yè)領(lǐng)域。通過有效利用瓦斯資源，不但可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，一定程度上還能夠有效保護(hù)環(huán)境。

4 改變意識，重新認(rèn)識瓦斯利用

長期以來，我國煤炭行業(yè)礦井開采都是以解決安全問題為煤層氣開發(fā)工作的主要目的。煤氣層開發(fā)后以廢氣形式進(jìn)入大氣，造成了能源浪費(fèi)，還污染了環(huán)境。由于我國能源比較短缺，各項(xiàng)資源都非常寶貴。因此，必須要重新認(rèn)知礦井瓦斯利用，不能單純的為了解決問題而將其抽放，隨意排放至大氣，而是要綜合治理并利用瓦斯，變廢為寶，為工業(yè)生產(chǎn)與居民生活提供更好的服務(wù)。在實(shí)際工作中，應(yīng)該通過全面分析與深入研究，掌握瓦斯分布規(guī)律，結(jié)合經(jīng)濟(jì)與可行性角度加以論證，確定可利用瓦斯并進(jìn)行抽放，綜合治理不適合抽放利用的瓦斯資源。

5 結(jié)束語

煤礦瓦斯防治是一項(xiàng)長期而艱巨的任務(wù)，需要在實(shí)踐中不斷完善，探尋解決策略。在實(shí)際防治中，必須加強(qiáng)管理，采取更合理的措施，提高警覺意識，做好基礎(chǔ)工作的同時(shí)不斷創(chuàng)新，研究新技術(shù)與手段，從而促進(jìn)我國煤礦瓦斯實(shí)現(xiàn)更科學(xué)、系統(tǒng)及規(guī)范化的防治技術(shù)。

[1]趙長宏.煤礦機(jī)電管理現(xiàn)狀及應(yīng)對策略[J].南方農(nóng)機(jī),2016,(4): 86+88.

[2]張建國,趙麗彬.煤礦瓦斯防治技術(shù)現(xiàn)狀及對策分析[J].山東煤炭科技,2014,(12):192－194．

TD82

A

2096-2789（2016）12-0254-01

袁榮偉（1992-），男，貴州仁懷人，六盤水師范學(xué)院在讀本科生，研究方向：采礦工程。