煤矿矿井通风安全管理及瓦斯防治技术研究

期刊: 环球科学 2023年第11期 DOI: PDF下载

段昱博

开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司 河北省唐山市 063109

摘要

随着社会的发展,能源的需求不断增加,想要适应如今高速发展的需要,则必须逐步地增加能源开采力度,尤其是煤矿资源的开采速度,逐步加深煤矿的开采深度,方能收获品质更高的煤炭资源。但是由于开采深度的加深,矿井内部瓦斯的储存量也有所提升,严重超过相关规范,在很大程度上影响了开采工人的生命安全,若是发生意外则可能导致瓦斯爆炸等事故,所以开展有效的通风管控,提升瓦斯防治工艺非常关键。


关键词

煤矿通风安全;管理问题;瓦斯防治技术

正文


引言

煤炭资源是我国的重要能源,煤矿开采过程中产生的瓦斯是煤炭工业中的主要安全隐患之一。瓦斯爆炸事故不仅会造成人员伤亡和财产损失,还会对环境造成污染,严重影响煤矿安全生产和可持续发展。因此,瓦斯防治技术的研究和应用对于提高煤矿安全生产水平,保障国家能源安全和环境保护具有重要意义。

一 煤矿通风在煤矿安全管理中的作用

煤矿是非常危险的工作场所,因此,在煤矿安全管理中,煤矿通风显得尤为重要。煤矿通风的作用是使煤矿内的氧气充足,同时排出有害气体和煤尘。这些措施可以有效降低煤矿事故的发生率。煤矿通风在煤矿安全管理中的作用包括3个方面。(1)确保充足的氧气。煤矿中氧气的含量必须保持在适当的水平,以避免因缺氧而导致安全事故。适当的通风可将新鲜空气输送到煤矿作业区域,为工人提供充足的氧气,从而确保工人的健康和安全。(2)排除有害气体和煤尘。煤矿生产过程中会产生大量的有害气体和煤尘,这些物质对人体健康非常有害。适当的通风可以将这些物质清除出煤矿,以保证工人的身体健康。(3)有助于预防火灾和爆炸事故。在煤矿生产过程中,煤尘的积累是造成火灾和爆炸事故的主要原因之一。适当的通风可将煤尘及时清除,避免其积累,减少火灾和爆炸事故的发生。

二 煤矿通风安全管理存在的问题

2.1煤矿通风设施设置不合理

把安全、先进的通风机械安装到巷道相应位置,此项工作的目的在于增加通风量,从而缩减煤矿内部有害物质的占比,进而保证施工工人的生命安全。若是通风设备安装和具体需求出现了差异,则会导致巷道中的有害气体不能良好地排出。

2.2煤矿附近的地质条件比较复杂

地下施工为如今矿井开采工人重要的施工方式,不过因为地下施工难度较高,施工条件较为繁琐,众多先进的机械都不能被运用到施工过程中,同时因为生态条件的干预,出现了众多无法掌控的情况,还可能由于人为干预导致各种问题的发生,一般是地震与塌陷事故,出现爆炸现象之后,会严重影响周边的地质环境,并且无法恢复。施工工人需要围绕进风管路与回风管路展开有效的管控,同时融合具体的地质情况展开通风与相关机械的布设,有效地提升矿井施工期间的安全性。

三 煤矿矿井瓦斯防治技术应用策略

3.1通风防治瓦斯技术

局部通风技术是通过针对性的通风措施对煤矿井下特定的瓦斯危险区域进行通风,将瓦斯排放到井外,降低瓦斯浓度,达到防治瓦斯事故的目的。局部通风主要包括点式通风和局部通风帷幕两种形式。点式通风是通过在瓦斯源地区设置专门的通风设备,将瓦斯抽到井外,有效控制了瓦斯浓度,防止了瓦斯爆炸事故的发生。局部通风帷幕则是在井下特定区域设置一定数量的通风帷幕,隔离该区域,有效降低了瓦斯浓度,以及瓦斯爆炸事故的风险。全面通风技术主要包括正向通风、反向通风和强制排风3种形式。正向通风是利用矿井自然气流,将新鲜空气从进风井注入矿井,将瓦斯从回风井排出井外,将矿井内的瓦斯浓度控制在安全范围内。反向通风则是从进风井排出瓦斯,从回风井注入新鲜空气,适用于瓦斯浓度较高的区域。强制排风则是通过安装通风设备,增加通风量,保持矿井内的空气流动,将瓦斯浓度保持在安全范围内。

3.2瓦斯抑制剂技术

瓦斯抑制剂技术是指通过加入化学抑制剂或生物抑制剂等,减少煤层中的瓦斯释放的一种技术手段,其原理是在煤层中注入一定量的化学或生物抑制剂,使其与煤层中的瓦斯发生化学反应,从而减少瓦斯的生成和释放量。瓦斯抑制剂技术主要包括化学抑制剂和生物抑制剂两种类型。化学抑制剂主要是指常用的瓦斯抑制剂,如硫酸盐、硫酸铵、硝酸铵等,这些化学物质可以通过化学反应抑制煤层中的瓦斯释放。其中,硫酸盐是一种常见的化学抑制剂,其通过与煤层中的钙离子结合,形成不溶性硫酸钙沉淀,阻碍瓦斯的释放,达到控制瓦斯的目的。生物抑制剂是指利用微生物的代谢活动降低煤层中瓦斯的释放,这种方法在许多煤矿已经开始应用。生物抑制剂主要是指一些耐瓦斯菌和耐瓦斯菌的代谢产物,这些菌类和代谢产物可以抑制煤层中的瓦斯释放,还可以在生态环境中扮演一定角色,起到生态保护和环境治理的作用。

3.3气体水合瓦斯治理技术

气体水合瓦斯治理技术在瓦斯防治过程中运用相对普遍,此项技术的优点为能够迅速地吸附CH4气体。因此,如果在应用期间把压力较大的水注进矿层,同时在水中混入活化剂,就可以把CH4气体转换成水合物,同时确保CH4气体能够以液体的形式存在于矿层中。对于实际的施工环节来说,液体形态的瓦斯可以在转变期间吸入较多的能量。导致整体的转变过程用时较长,在这种条件下瓦斯可以通过液体的形式释放出来,进而在一定程度上降低瓦斯出现爆炸的几率。

3.4微生物治理瓦斯技术

微生物治理瓦斯技术是指运用特定的微生物群落生物降解和利用煤矿瓦斯的技术。该技术通过调节井下环境中的微生物群落,促进微生物生长和代谢,降解瓦斯分子,达到控制瓦斯的目的。该技术具有成本低、环保、安全可靠、效果持久等优点,同时能够将有害的瓦斯转化为可利用的生物质资源,具有较高的经济价值和社会价值。微生物治理瓦斯技术主要包括微生物氧化瓦斯和生物甲烷化两种方式。微生物氧化瓦斯技术是指利用一种特殊的细菌群落将瓦斯分子转化为二氧化碳和水,这种细菌群落通常存在于煤矿井下水文地质条件比较复杂的区域,如水湾、沉积岩层、地下水等。通过对这些区域进行加强通风,利用通风氧化产生的氧气,促进细菌生长和代谢,加速瓦斯的降解和消耗。

3.5瓦斯防突防治技术

瓦斯防突防治技术主要包含以下几种:(1)煤矿综合防突技术。当前国内拥有煤和瓦斯突出预测和整治方案,而且可以有效地进行瓦斯检测和防护,这些工作可以有效地被运用到煤矿安全防治工作中。现在国内在检测工艺研究、围绕大规模瓦斯进行预抽和围绕保护层空间性防突技术的研究规模在逐渐加大,并且在具体施工过程中获得了良好的成效。(2)煤和瓦斯突出危险性的预测与提醒技术。如果煤矿之前发生过突出情况,那么表示这一煤矿是煤和瓦斯突出矿井。针对预测过程中容易发生突出问题的矿层,一样会将此矿层归纳到危险性矿井范围。国内基本煤矿安全问题防护方案,其修订初始时间为项目勘察过程中,并且参考周围地质状况类似的矿井,针对开采过程中存在的可能危害施工安全的条件进行整理与融合,然后进行细致的探究,进而选取和矿井开采施工安全相关的所有参数。

结语

一直以来,工作面煤层的瓦斯突出事故是影响工作面安全性的主要因素之一,而且其危害强度也非常大。因此,煤矿工作面瓦斯的治理工作及其治理效果尤为重要。对于多煤层工作面而言,可通过采用保护层先行开采,煤层预抽放瓦斯等技术实现对工作面煤层瓦斯的治理工作,为工作面的安全生产奠定基础。

参考文献

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[2]赵建民.高瓦斯煤矿采掘工程通风与安全管理探讨[J].能源与节能,2018(10):143-144.

[3]黄源.煤矿通风安全管理及通风事故的防范措施探究[J].当代化工研究,2018(18):41-42.

 

 

 

 


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