关于煤矿井下通风瓦斯的防治技术分析

中图分类号：TU756 文献标识码：A

1、引言

煤矿是我国能源结构的重要支柱，安全生产关乎国家能源安全与社会稳定。但井下瓦斯事故频发，尤其是爆炸事故，造成重大伤亡、财产损失，制约行业可持续发展。在我国煤矿事故中，瓦斯事故占比超 70% ，爆炸事故致死率最高。瓦斯防治核心是控制浓度，通风系统是稀释和排出瓦斯的关键，其有效性决定防治成败，研究相关防治技术刻不容缓。

2、煤矿井下瓦斯积聚成因分析

2.1、地质构造因素

煤矿地质条件复杂多变，断层、褶皱、裂隙等构造发育，为瓦斯运移和积聚提供了通道。例如，某矿井在开采过程中，因未充分评估断层对瓦斯运移的影响，导致工作面瓦斯涌出量突然增大，通风系统无法及时稀释，最终引发瓦斯爆炸事故。此外，煤层赋存状态（如厚度、倾角）也会影响瓦斯分布，厚煤层开采时，瓦斯涌出量通常较大，需采取针对性防治措施。

2.2、通风系统缺陷

通风系统是瓦斯防治的“生命线”，其设计不合理或管理不善是瓦斯积聚的主因。常见问题包括：

通风方式不当：部分矿井采用串联通风，导致风流污染，瓦斯浓度逐级升高；

风量不足：通风设备选型不合理或维护不到位，导致工作面风量低于安全标准 (≥0.25m/s) ）；

风流短路：风门、密闭等通风设施损坏，导致风流短路，局部区域无风或微风；

循环风：局部通风机安装位置不当，形成循环风，使瓦斯在局部区域反复积聚。

2.3、瓦斯抽采不足

瓦斯抽采是降低煤层瓦斯含量、减少瓦斯涌出的根本措施。然而，部分矿井存在抽采系统不完善、抽采方法不合理等问题，导致抽采效率低下。例如，某矿井因抽采钻孔布置不合理，未覆盖高瓦斯区域，导致工作面瓦斯浓度超标，被迫停产整改。

2.4、火源管理失控

瓦斯爆炸需同时满足瓦斯浓度、火源和氧气浓度三个条件。火源管理失控是瓦斯事故的直接诱因，常见火源包括：

电气火花：电气设备失爆、电缆破损等产生电火花；

机械摩擦：采煤机截齿与煤层摩擦产生高温火花；

爆破作业：使用不合格炸药、充填长度不足等引发爆破火焰；

明火作业：井下吸烟、焊接作业等违规使用明火。

3、煤矿井下通风瓦斯防治技术体系

3.1、通风系统优化技术（1）合理选择通风方式

根据矿井地质条件和开采布局，优先采用分区式通风，确保各采区、工作面有独立通风系统，避免串联通风。对于高瓦斯矿井，可采用对角式或混合式通风，提高通风效率。

（2）精准调控风量

通过风速传感器、风量测定仪等设备，实时监测工作面风量，并根据瓦斯涌出量动态调整通风设备功率。例如，某矿井采用智能通风系统，通过算法自动优化风量分配，使瓦斯浓度降低30%以上。

（3）强化通风设施管理

定期检查风门、密闭、调节风窗等设施，确保其完好性；采用自动风门、远程监控等技术，减少人为操作失误；对通风巷道进行定期维护，降低通风阻力。

3.2、瓦斯抽采技术

（1）本煤层抽采

通过顺层钻孔、网格式穿层钻孔等方法，预抽煤层瓦斯，降低开采时瓦斯涌出量。例如，某矿井采用水力压裂增透技术，使煤层透气性提高5-8 倍，抽采效率显著提升。

（2）邻近层抽采

针对上、下邻近层瓦斯，采用穿层钻孔抽采，减少回采时瓦斯涌出。某矿井通过优化邻近层抽采参数，使作面瓦斯浓度降低 40% 。

（3）采空区抽采

对封闭式采空区，采用埋管抽采；对开放式采空区，采用高抽巷抽采，防止瓦斯向工作面涌出。某矿井通

过采空区抽采，使瓦斯利用率提高至60%以上。

3.3、瓦斯监测监控技（1）实时监测系统

在采掘工作面、回风巷等关键位置安装瓦斯传感器，实时监测瓦斯浓度，并通过光纤传输至地面监控中心。当瓦斯浓度超限时，系统自动报警并切断电源。

（2）智能预警平台

结合大数据分析技术，构建瓦斯浓度预测模型，提前识别瓦斯积聚风险。例如，某矿井通过智能预警平台，成功预警多起瓦斯超限事故，避免人员伤亡。

3.4、火源管控技术（1）电气防爆

选用ExdⅠ级防爆电气设备，定期进行失爆检查；采用本质安全型电路，减少电气火花产生。

（2）爆破规范

使用三级煤矿许用炸药，充填长度超过爆破孔深1/3；严格执行“一炮三检”制度，确保爆破前后瓦斯浓度在安全范围内。

在瓦斯高浓度区域，减少机械摩擦作业；对截齿、链条等易产生火花的部件，采用耐磨、低摩擦系数材料。

3.5、人员培训与应急管理（1）安全培训

定期组织矿工进行瓦斯防治知识培训，提高其安全意识和操作技能。例如，某矿井通过模拟瓦斯爆炸事故演练，使矿工应急处置能力显著提升。

（2）应急预案

制定瓦斯事故应急预案，明确救援流程、责任分工；配备自救器、压风自救装置等应急设备，确保事故发生时人员能够迅速撤离。

4、案例分析：某矿井瓦斯防治实践

4.1、矿井概况

某矿井属于典型的高瓦斯矿井，所开采煤层的瓦斯含量极高，每吨煤的瓦斯含量远超安全阈值，这给矿井安全生产带来了巨大隐患。同时，该矿井地质构造极为复杂，存在多条断层、褶皱以及大量的裂隙发育。在过去的生产过程中，该矿井曾多次发生瓦斯超限事故。瓦斯浓度频繁超出安全标准，不仅导致工作面频繁停产整改，严重影响了生产效率，而且对矿工的生命安全构成了直接威胁。

为了有效解决瓦斯问题，保障矿井的安全生产，该矿井经过深入研究和论证，决定实施一系列综合防治措施。这些措施涵盖了通风系统优化、瓦斯抽采强化以及监测监控升级等多个关键领域，旨在从源头上减少瓦斯涌出、及时稀释和排出瓦斯，并实时掌握瓦斯动态，为矿井安全生产提供全方位的保障。

4.2、防治效果

在通风系统优化方面，采用分区式通风方式，并根据实际需求增设了多台局部通风机。这一举措显著改善了工作面的通风条件，使工作面风量提高至规定标准的 120% ，有效稀释了瓦斯浓度，将其降低至 0.3% 以下。在瓦斯抽采强化上，实施本煤层、邻近层联合抽采技术，年抽采量达到 ，瓦斯利用率提高至 50% ，大大减少了瓦斯向工作面的涌出。监测监控升级后，安装的智能瓦斯监测系统实现了瓦斯浓度实时预警，事故发生率降低 80% ，为矿井安全筑牢了坚实防线。

5、结束语

煤矿井下通风瓦斯防治是一项系统性工程，需从通风系统优化、瓦斯抽采、监测监控、火源管控等多方面综合施策。未来，随着物联网、大数据、人工智能等技术的发展，瓦斯防治将向智能化、精准化方向迈进。煤矿企业应加大技术创新投入，完善管理制度，强化人员培训，构建“人-机-环-管”四位一体的瓦斯防治体系，为煤矿安全生产提供坚实保障。

1]隋欣. 关于煤矿井下通风瓦斯的防治技术分析[J].中国设备工程,2021,(11):216-217.

[2]巴德民. 煤矿井下通风与瓦斯防治技术研究[J].能源与节能,2017,(04):34-35.

[3]杨晨光. 煤矿井下通风瓦斯防治技术[J].山东工业技术,2015,(23):52.

[4]王振峰. 煤矿井下通风和瓦斯防治技术[J].能源与节能,2015,(07):37-38.