1、煤矿矿井瓦斯防治综述 - 1 - 煤矿煤矿矿井矿井瓦斯防治综瓦斯防治综述述 摘要摘要 随着中国煤矿开采深度的增加,煤与瓦斯突出矿井和突出煤层的数量不断增 加。这对我国煤炭企业安全生产形成了巨大威胁，同时也给煤炭研究工作者提出 了更大的挑战。当前，区域性、局部性瓦斯防突结合，以保护层开采及卸压瓦斯 抽采技术和强化预抽煤层瓦斯技术为代表的区域性瓦斯治理技术,得到了长足发 展。同时，煤炭化工的探索、计算机技术的发展以及神经网络理论、模糊理论的 兴起，也为催化氧化技术，数字化瓦斯预测及神经网络预测模型等新兴瓦斯综合 治理技术提供了理论基础和实现可能。本文概述了我国瓦斯防治的发展历程，发 展现状和方向，
2、以及当前瓦斯防突治理的相关新技术。 关键字关键字：瓦斯防突；瓦斯抽采；神经网络；催化氧化 1. 矿井矿井瓦斯及瓦斯瓦斯及瓦斯灾害处理的必要性灾害处理的必要性 1.1 矿井瓦斯矿井瓦斯 矿井瓦斯是煤矿生产过程中，从煤、岩内涌出的各种气体的总称。煤矿术语 中的瓦斯主要成分就是甲烷。甲烷是一种无色无味无毒的气体；微溶于水。标准 状态时的密度为 0.716 3 mkg，与空气的相对密度为 0.554；其扩散速度是空气的 1.34 倍，当巷道风速低、风流含有瓦斯时，容易在顶板附近想成瓦斯集聚层。另 外， 甲烷具有强烈温室效应的气体,其温室效应为二氧化碳的 21 倍,对臭氧层的破 坏能力是 2 CO的 7
3、 倍。 21 1.2 瓦斯突出灾害瓦斯突出灾害处理的必要性处理的必要性 煤炭是中国的主要能源,约占一次能源的 70%,同时中国也是世界上煤与瓦 斯突出灾害最严重的国家。 据统计 43 ， 从 1950 年吉林省辽源矿务局富国西二坑 在垂深 280 m 煤巷掘进发生第一次有记载突出以来,到 1995 年底,国有重点煤矿 煤矿矿井瓦斯防治综述 - 2 - 中先后有 138 个矿井发生了 10 815 次煤与瓦斯突出,死亡 1 266 人。在 10 521 次有突出煤量记录的煤与瓦斯突出中,共突出煤炭 81.58 万 t,平均突出强度为 77.5 t/次。在有瓦斯量记录的 4 675 次煤与瓦斯突出
4、中,共突出瓦斯量 6 798.3 万 3 m,平均每次突出瓦斯量 1.45 万 3 m。 事故造成的人员伤亡和经济损失为企业 和矿井的生产和效益带来了严重威胁。 2004 年，全国大中型煤矿平均开采深度 456 m。平均采深华东约 620 m，东 北约 530 m，西南约 430 m，中南约 420 m，华北约 360 m，西北约 280 m。采深 超过 1 000 m 的煤矿有 8 处，超过 800 m 的有 15 处。采深大于 600 m 的矿井产 量占 28.47%。全国煤矿开采以每年约 1020 m(最快近 50 m)的速度向深部延深。 随着矿井开采深度的增加,传统的煤与瓦斯突出矿区，
5、突出危险性更加严重。一 些过去煤与瓦斯突出不严重的矿区，突出灾害日趋严重，且发生了千吨级以上的 特大型煤与瓦斯突出，如淮南、淮北、郑州、平顶山等矿区。 2.2. 我国煤矿瓦斯治理技术的发展我国煤矿瓦斯治理技术的发展 2.12.1 我国煤矿瓦斯治理技术的发展的我国煤矿瓦斯治理技术的发展的 3 3 个阶个阶段段 5 : : 2.1.12.1.1 探索阶段：探索阶段： 20 世纪 5080 年代,主要摸清煤与瓦斯突出规律,引进消化和吸收国外煤与 瓦斯突出防治技术和经验,研究适合中国特点的煤与瓦斯突出预测方法和突出防 治工程方法。 2.1.22.1.2 局部措施为主阶段局部措施为主阶段： 20 世纪
6、8090 年代末,主要贯彻落实“四位一体”综合防突措施,以 1988 年 防治煤与瓦斯突出细则 出版和 1995 年的修订为代表,研究重点是煤与瓦斯突 煤矿矿井瓦斯防治综述 - 3 - 出危险性预测方法与预测指标,同时兼顾突出防治工程方法的深化研究。 2.1.32.1.3 区域性治理与局部治理并重阶区域性治理与局部治理并重阶段：段： 自本世纪初开始,淮南矿业集团在长期瓦斯治理经验总结的基础上,提出了 “可保尽保,应抽尽抽”的瓦斯治理战略。长期理论研究和突出危险煤层的开采 实践证明,开采保护层和预抽煤层瓦斯是有效地防治煤与瓦斯突出的区域性措 施。我国煤矿安全规程第一百九十二条规定:“对于有突出危险煤层,应采取 开采保护层或预抽煤层瓦斯等区域性防治突出措施” 。第一百九十三条规定:“在 突出矿井开采煤层群时,应优先选择开采保护层防治突出措施” 。 第一百九十八条 规定:“开采保护层时,应同时抽采被保护层瓦斯” 。2005 年 1 月,国家安全生产 监督管理局、国家煤矿安全监察局下发了国有煤矿瓦斯治理规定,第五条明 确规定:“突出矿井必须首
