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[摘 要]为有效防止矿井的事故发生，文章主要从瓦斯的瓦斯的结构及爆炸的条件，并提出对瓦斯治理的措施。
[关键词]煤矿；瓦斯；结构；治理；措施
中图分类号：TD712.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）34-0273-01
一、瓦斯的结构
瓦斯在煤体或围岩中是以游离状态和吸着状态存在的。游离状态也称为自由状态，这种瓦斯以自由气体状态存在于煤体或围岩的裂缝、孔隙之中，其量的大小主要决定于贮存空间的体积、压力和温度。
吸着状态又称结合状态，其特点是瓦斯与煤或某些岩石结合成一体，不再以自由气态形式存在。按其结合形式不同又可分为吸附及吸收两种。吸附状态是由于固体粒子与气体分子之间分子吸引力的作用，使气体分子在固体粒子表面上紧密附着一个薄层；吸收状态是气体分子已进入煤分子团的内部。
二、瓦斯爆炸的条件
矿井瓦斯爆炸是一种热一链式反应（也叫链锁反应）。当爆炸混合物吸收一定能量（通常是引火源给予的热能）后，反应分子的链即行断裂，离解成两个或两个以上的游离基（也叫自由基）。这类游离基具有很大的化学活性，成为反应连续进行的活化中心。在适合的条件下，每一个游离基又可以进一步分解，再产生两个或两上以上的游离基。这样循环不已，游离基越来越多，化学反应速度也越来越快，最后就可以发展为燃烧或爆炸式的氧化反应。所以，瓦斯爆炸就其本质来说，是一定浓度的甲烷和空气中度作用下产生的激烈氧化反应。
（1） 瓦斯浓度
瓦斯爆炸有一定的浓度范围，我们把在空气中瓦斯遇火后能引起爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限为5%～16% 当瓦斯浓度低于5%时，遇火不爆炸，但能在火焰外围形成燃烧层，当瓦斯浓度为9.5%时，其爆炸威力最大（氧和瓦斯完全反应）；瓦斯浓度在16%以上时，失去其爆炸性，但在空气中遇火仍会燃烧。
瓦斯爆炸界限并不是固定不變的，它还受温度、压力以及煤尘、其它可燃性气体、惰性气体的混入等因素的影响。
（2）引火温度
瓦斯的引火温度，即点燃瓦斯的最低温度。一般认为，瓦斯的引火温度为650℃～750℃。但因受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素影响而变化。当瓦斯含量在7%一8%时，最易引燃；当混合气体的压力增高时，引燃温度即降低；在引火温度相同时，火源面积越大、点火时间越长，越易引燃瓦斯。
高温火源的存在，是引起瓦斯爆炸的必要条件之一。井下抽烟、电气火花、违章放炮、煤炭自燃、明火作业等都易引起瓦斯爆炸。所以，在有瓦斯的矿井中作业，必须严格遵照《煤矿安全规程》的有关规定。
（3）氧的浓度
实践证明，空气中的氧气浓度降低时，瓦斯爆炸界限随之缩小，当氧气浓度减少到12%以下时，瓦斯混合气体即失去爆炸性。这一性质对井下密闭的火区有很大影响，在密闭的火区内往往积存大量瓦斯，且有火源存在，但因氧的浓度低，并不会发生爆炸。如果有新鲜空气进入，氧气浓度达到12%以上，就可能发生爆炸。因此，对火区应严加管理，在启封火区时更应格外慎重，必须在火熄灭后才能启封。
瓦斯爆炸产生的高温高压，促使爆源附近的气体以极大的速度向外冲击，造成人员伤亡，破坏巷道和器材设施，扬起大量煤尘并使之参与爆炸，产生更大的破坏力。另外，爆炸后生成大量的有害气体，造成人员中毒死亡。
三、2.2机构设置和管理制度
配备充足的通风、瓦斯管理、防突、瓦斯抽放、防尘安全监测等工程技术人员和专业队伍。 为保障矿井建设期间的通风瓦斯管理，制定了《关于强化“一通三防”管理的若干规定》、《关于加强通风、瓦斯、防突管理的操作要求》、《瓦斯管理制度》等安全管理制度。
2.3 加强局部通风
建设初期在通风系统未形成前，主、副平硐、回风斜井及6中S102轨道、运输顺槽五个掘进工作面均采用大功率2×45KW供风量为750m3/min-300m3/min，风压为400-6500P大风筒直径来满足五个掘进工作面施工的需要。
局部通风实现“双风机、双电源、自动换机、自动分风”技术和“三专两闭锁”。
2.4 瓦斯管理
建立健全各项瓦斯管理制度，严格落实“先抽后采，监测监控，以风定产”的十二字方针。从管理上构建安全管理闭环控制系统，建立瓦斯管理各项制度能得到有效落实的长效机制。
2.5 监测监控
根据高瓦斯矿井的实际情况，建井初期，对掘进工作面安装甲烷风电闭锁装置和甲烷报警断电仪。主、副平硐与中央回风斜井贯通后，本矿井安全与生产监测监控设备选用KJ95型煤矿综合监控装置。
2.6 防止煤（岩）与瓦斯突出
2.6.1 加强地质工作和矿井瓦斯地质工作
为防止掘进过程中，误穿小窑、老巷、地质构造带（断层、破碎带、向、背斜轴部、煤层变化带），在原井田勘探报告提供的基础上开展地质勘探工作，进一步查明地质构造情况。
2.6.2 坚持“有疑必探，先探后掘，有疑必抽”的防突措施
首先，揭开煤层前请有资质单位重新对煤层突出危险性进行鉴定，测定各煤层瓦斯含量，瓦斯压力、f值及煤层透气性系数等瓦斯基础参数。以便为制定防突技术措施提供可靠依据。
2.6.3 石门揭煤防突措施
石门揭煤前选用综合指标法，钻屑瓦斯解吸指标法或其它经验证实有效的方法预测工作面突出危险性。 防治石门突出措施可选用抽放瓦斯、水力冲孔、排放钻孔、水力冲刷或金属骨架等措施。
2.6.4 采掘工作面防突
掘进工作面立体消突措施有：在巷道两帮交替布置钻场，打抽放钻孔对本煤层进行钻孔抽放的措施，如果采用本煤层钻孔抽放达不到消突目的的，采用顶（底）板专用抽放巷穿层钻孔抽放配合本煤层钻孔抽放进行消突。回采工作面立体消突措施主要采取本煤层钻孔抽放（沿工作面顺槽上下交叉布置钻孔进行抽放）、开采上（下）保护层配合专用抽放巷穿层钻孔抽放、高位抽放及工作面短孔排放、深孔卸压排放、采空压预埋管抽放等措施。
2.7 瓦斯抽放
2.7.1永久抽放系统
高负压选用2BE3-42型水环式真空泵2台，1台工作，1台备用。高负压预抽瓦斯主（干）管采用无缝钢管，规格为D459×9
中低负压选用2BE3-52型水环式真空泵z台，1台工作，1台备用，中低负压抽放瓦斯主（干）管采用无缝钢管规格为D560×10，支管采用D325×7和D273×7无缝钢管。
2.7.2采掘进工作面的瓦斯抽放
采用本煤层钻孔预抽、穿煤层钻孔预抽、高位钻场高位钻孔抽放、边掘边抽（耳巷抽放）等。 采用水泥沙浆封孔，孔口段围岩条件好，构造简单，孔口负压中等时，封孔长度为3～5m，高负压时封孔长度为5～8m；煤层或围岩较为破碎的岩石钻孔封孔长度8～10m。视具体条件以不漏气为准，尽量缩短封孔长度。
2.8 安全培训
强化安全培训工作，努力提高职工队伍的整体素质。分批组织干部、职工到周边大、中型煤矿学习防治瓦斯的先进经验。积极与煤炭院校和科研单位共同研究防治煤与瓦斯突出的防治技术和方法。达到逐步适应“本质安全型”矿井建设的需求，进一步提高广大职工的安全意识。自觉完成瓦斯治理工作，保障矿井安全生产。
四、结束语
总之。煤矿地质条件非常复杂，煤层赋存极不稳定。为防止误揭煤层，杜绝瓦斯突出事故的发生，必须严格执行先探后掘的原则，探明煤层赋存情况、瓦斯压力等防突指标，落实好瓦斯治理十二字方针。
[关键词]煤矿；瓦斯；结构；治理；措施
中图分类号：TD712.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）34-0273-01
一、瓦斯的结构
瓦斯在煤体或围岩中是以游离状态和吸着状态存在的。游离状态也称为自由状态，这种瓦斯以自由气体状态存在于煤体或围岩的裂缝、孔隙之中，其量的大小主要决定于贮存空间的体积、压力和温度。
吸着状态又称结合状态，其特点是瓦斯与煤或某些岩石结合成一体，不再以自由气态形式存在。按其结合形式不同又可分为吸附及吸收两种。吸附状态是由于固体粒子与气体分子之间分子吸引力的作用，使气体分子在固体粒子表面上紧密附着一个薄层；吸收状态是气体分子已进入煤分子团的内部。
二、瓦斯爆炸的条件
矿井瓦斯爆炸是一种热一链式反应（也叫链锁反应）。当爆炸混合物吸收一定能量（通常是引火源给予的热能）后，反应分子的链即行断裂，离解成两个或两个以上的游离基（也叫自由基）。这类游离基具有很大的化学活性，成为反应连续进行的活化中心。在适合的条件下，每一个游离基又可以进一步分解，再产生两个或两上以上的游离基。这样循环不已，游离基越来越多，化学反应速度也越来越快，最后就可以发展为燃烧或爆炸式的氧化反应。所以，瓦斯爆炸就其本质来说，是一定浓度的甲烷和空气中度作用下产生的激烈氧化反应。
（1） 瓦斯浓度
瓦斯爆炸有一定的浓度范围，我们把在空气中瓦斯遇火后能引起爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限为5%～16% 当瓦斯浓度低于5%时，遇火不爆炸，但能在火焰外围形成燃烧层，当瓦斯浓度为9.5%时，其爆炸威力最大（氧和瓦斯完全反应）；瓦斯浓度在16%以上时，失去其爆炸性，但在空气中遇火仍会燃烧。
瓦斯爆炸界限并不是固定不變的，它还受温度、压力以及煤尘、其它可燃性气体、惰性气体的混入等因素的影响。
（2）引火温度
瓦斯的引火温度，即点燃瓦斯的最低温度。一般认为，瓦斯的引火温度为650℃～750℃。但因受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素影响而变化。当瓦斯含量在7%一8%时，最易引燃；当混合气体的压力增高时，引燃温度即降低；在引火温度相同时，火源面积越大、点火时间越长，越易引燃瓦斯。
高温火源的存在，是引起瓦斯爆炸的必要条件之一。井下抽烟、电气火花、违章放炮、煤炭自燃、明火作业等都易引起瓦斯爆炸。所以，在有瓦斯的矿井中作业，必须严格遵照《煤矿安全规程》的有关规定。
（3）氧的浓度
实践证明，空气中的氧气浓度降低时，瓦斯爆炸界限随之缩小，当氧气浓度减少到12%以下时，瓦斯混合气体即失去爆炸性。这一性质对井下密闭的火区有很大影响，在密闭的火区内往往积存大量瓦斯，且有火源存在，但因氧的浓度低，并不会发生爆炸。如果有新鲜空气进入，氧气浓度达到12%以上，就可能发生爆炸。因此，对火区应严加管理，在启封火区时更应格外慎重，必须在火熄灭后才能启封。
瓦斯爆炸产生的高温高压，促使爆源附近的气体以极大的速度向外冲击，造成人员伤亡，破坏巷道和器材设施，扬起大量煤尘并使之参与爆炸，产生更大的破坏力。另外，爆炸后生成大量的有害气体，造成人员中毒死亡。
三、2.2机构设置和管理制度
配备充足的通风、瓦斯管理、防突、瓦斯抽放、防尘安全监测等工程技术人员和专业队伍。 为保障矿井建设期间的通风瓦斯管理，制定了《关于强化“一通三防”管理的若干规定》、《关于加强通风、瓦斯、防突管理的操作要求》、《瓦斯管理制度》等安全管理制度。
2.3 加强局部通风
建设初期在通风系统未形成前，主、副平硐、回风斜井及6中S102轨道、运输顺槽五个掘进工作面均采用大功率2×45KW供风量为750m3/min-300m3/min，风压为400-6500P大风筒直径来满足五个掘进工作面施工的需要。
局部通风实现“双风机、双电源、自动换机、自动分风”技术和“三专两闭锁”。
2.4 瓦斯管理
建立健全各项瓦斯管理制度，严格落实“先抽后采，监测监控，以风定产”的十二字方针。从管理上构建安全管理闭环控制系统，建立瓦斯管理各项制度能得到有效落实的长效机制。
2.5 监测监控
根据高瓦斯矿井的实际情况，建井初期，对掘进工作面安装甲烷风电闭锁装置和甲烷报警断电仪。主、副平硐与中央回风斜井贯通后，本矿井安全与生产监测监控设备选用KJ95型煤矿综合监控装置。
2.6 防止煤（岩）与瓦斯突出
2.6.1 加强地质工作和矿井瓦斯地质工作
为防止掘进过程中，误穿小窑、老巷、地质构造带（断层、破碎带、向、背斜轴部、煤层变化带），在原井田勘探报告提供的基础上开展地质勘探工作，进一步查明地质构造情况。
2.6.2 坚持“有疑必探，先探后掘，有疑必抽”的防突措施
首先，揭开煤层前请有资质单位重新对煤层突出危险性进行鉴定，测定各煤层瓦斯含量，瓦斯压力、f值及煤层透气性系数等瓦斯基础参数。以便为制定防突技术措施提供可靠依据。
2.6.3 石门揭煤防突措施
石门揭煤前选用综合指标法，钻屑瓦斯解吸指标法或其它经验证实有效的方法预测工作面突出危险性。 防治石门突出措施可选用抽放瓦斯、水力冲孔、排放钻孔、水力冲刷或金属骨架等措施。
2.6.4 采掘工作面防突
掘进工作面立体消突措施有：在巷道两帮交替布置钻场，打抽放钻孔对本煤层进行钻孔抽放的措施，如果采用本煤层钻孔抽放达不到消突目的的，采用顶（底）板专用抽放巷穿层钻孔抽放配合本煤层钻孔抽放进行消突。回采工作面立体消突措施主要采取本煤层钻孔抽放（沿工作面顺槽上下交叉布置钻孔进行抽放）、开采上（下）保护层配合专用抽放巷穿层钻孔抽放、高位抽放及工作面短孔排放、深孔卸压排放、采空压预埋管抽放等措施。
2.7 瓦斯抽放
2.7.1永久抽放系统
高负压选用2BE3-42型水环式真空泵2台，1台工作，1台备用。高负压预抽瓦斯主（干）管采用无缝钢管，规格为D459×9
中低负压选用2BE3-52型水环式真空泵z台，1台工作，1台备用，中低负压抽放瓦斯主（干）管采用无缝钢管规格为D560×10，支管采用D325×7和D273×7无缝钢管。
2.7.2采掘进工作面的瓦斯抽放
采用本煤层钻孔预抽、穿煤层钻孔预抽、高位钻场高位钻孔抽放、边掘边抽（耳巷抽放）等。 采用水泥沙浆封孔，孔口段围岩条件好，构造简单，孔口负压中等时，封孔长度为3～5m，高负压时封孔长度为5～8m；煤层或围岩较为破碎的岩石钻孔封孔长度8～10m。视具体条件以不漏气为准，尽量缩短封孔长度。
2.8 安全培训
强化安全培训工作，努力提高职工队伍的整体素质。分批组织干部、职工到周边大、中型煤矿学习防治瓦斯的先进经验。积极与煤炭院校和科研单位共同研究防治煤与瓦斯突出的防治技术和方法。达到逐步适应“本质安全型”矿井建设的需求，进一步提高广大职工的安全意识。自觉完成瓦斯治理工作，保障矿井安全生产。
四、结束语
总之。煤矿地质条件非常复杂，煤层赋存极不稳定。为防止误揭煤层，杜绝瓦斯突出事故的发生，必须严格执行先探后掘的原则，探明煤层赋存情况、瓦斯压力等防突指标，落实好瓦斯治理十二字方针。