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1 矿井通风与瓦斯治理的关系分析
瓦斯是煤形成过程中释放的一种气体，其主要成分是甲烷 (CH)4，达到一定条件后会爆炸。由于煤矿井下作业空间狭小，瓦斯爆炸时会产生较大的冲击和有毒有害气体，对人体或井下设施会产生极大的损害。可以说瓦斯是威胁煤矿安全的__杀手。瓦斯爆炸必须满足 3 个条件[3]，即：a) 空气中瓦斯的体积分数在 5%～16%之间;b) O2 的体积分数必须大于 12%;c) 温度在 650～750 ℃之间。瓦斯爆炸时 O2 的体积分数和 CH4 的体积分数形成的爆炸区的范围比较小。若有一个条件不满足，就不会发生瓦斯爆炸事故。为了保证井下工人正常的生命活动，空气中 O2 的体积分数必然会超过 12%。因此，防治瓦斯的主要手段是使巷道空气中瓦斯的体积分数小于 5%，而这主要是通过矿井通风来完成的。矿井通风可以加强井下巷道中空气的流通，使巷道中的空气不断更新，排出煤层中涌出的瓦斯，从而降低井下瓦斯浓度。为了提高瓦斯矿井的通风效率，工作面采用了多条回风巷 (通常为两条回风巷) 来进行通风，如图 2 所示。理论上讲，只要提供足够的动力就可以将巷道中瓦斯的体积分数控制在 5%以下。然而实际上，对巷道中风流的速度有一定的限制。巷道中的风速过大会导致巷道内的粉尘浓度过高，不利于煤矿井下工人正常活动。随着矿井深部开采时瓦斯涌出量的不断增加，通风的要求也越来越高，总有一天会达到矿井通风的极限。因此，必须要采取其他措施来治理瓦斯，增强瓦斯治理的效果。
2 改善矿井通风治理瓦斯效果的措施
通过以上分析可知，矿井通风只能对涌出的瓦斯进行稀释，而不能从源头上减少瓦斯的涌出量。为了减轻矿井通风的压力，应该从源头上对煤层中的瓦斯含量进行控制，主要是抽采煤层中的瓦斯。此外，还应该对矿井的通风系统进行优化，使矿井通风更容易。下面将主要对这两方面的措施进行分析。
2.1 煤与瓦斯共采 科学防治瓦斯
鉴于瓦斯也是一种清洁能源，具有一定的开发价值，所以，可以在采煤之前先抽取煤层中的瓦斯。鉴于此，很多煤矿都将煤与瓦斯共采作为煤炭开采的一个重要指标。煤与瓦斯共采的关键在于采用一定的方式来抽取煤层中的瓦斯[4]，常用的有地面钻井法和井下钻孔瓦斯抽采法。
地面钻井抽取煤层中的瓦斯，也称为煤层气开发，其主要是将石油和天然气开采中的水力压裂技术引入到煤层气开采中。钻井时有水平井技术和垂直井技术，其中，水平井的效果理论上要优于垂直井的效果。美国和澳大利亚的煤层气产业相当成熟，已经实现了商业化，为煤层气的开发提供了广阔的前景。中国“十三五”规划中将煤层气的开发列为国家战略，给了大量的资金和政策支持。在山西、内蒙古一些矿区进行了大规模的煤层气开发工业性试验，并取得了一定的效果，越来越多的煤矿企业参与到这个项目中来。然而，中国煤层气的开发还遇到很多技术上的难题，在一些煤层气资源丰富的地区开发煤层气失败了。目前，中国煤层气的开发还处于尝试阶段，正在进行理论和技术的公关。若地面煤层气开发取得了突破，矿井开采过程中的瓦斯问题将迎刃而解。目前，绝大多数煤矿还采用的是井下钻孔的方法抽采煤层中的瓦斯，以此降低煤层中的瓦斯含量，这也是唯一有效的方法。其具体做法是在煤层中钻孔或打穿层孔，通过负压泵来抽采煤层中的瓦斯，以达到降低煤层中瓦斯含量的目的。常见的方法有穿层钻孔方法、顺层钻孔方法和高位钻孔方法，选择哪一种抽采方式要看具体的情况。但是这种方法抽采煤层中瓦斯的效率极低，需要抽采数月甚至几年，严重影响了煤矿开采的进度。造成这种现象的主要原因是中国层的透气性比较差，不利于煤层中瓦斯的抽采。为此，一些专家学者采用了一些增透措施，例如水力压裂、CO2 压裂和深孔爆破等技术，取得了一定的效果，缓解了中国瓦斯抽采比较困难的局面。
2.2 优化矿井通风网络 改善通风效果
在深矿井开采时，矿井的通风线路比较长，很容易引发矿井通风困难的问题。针对这种情况，必须要对井的通风网络进行优化，保证巷道中的风量满足要求，实现安全生产。同时，要根据实际情况，适时关闭一些不用的联络巷，以此降低整个通风系统的复杂程度。对于一些连接形式比较复杂的巷道，一定要简化其连接形式，避免影响附近巷道的通风。优化矿井通风系统的目的是保证巷道的风量满足安全要求，还要保证通风机处于最佳工况点运行。在一些情况下，当优化矿井的通风网络很难满足要求时，要选择合适的位置重新开掘风井。通过多风井的联合通风来改善通风状况，从而保证矿井瓦斯的治理效果。多风井通风时，一定要注意风量的分配，使通风效果达到最佳。
3 结语
瓦斯治理对于煤矿的安全生产具有十分重要的意义，其主要依赖矿井通风来完成的。矿井通风是通过为井下巷道中的空气提供一定的动力，使巷道中的空气不断更新，排出煤层中涌出的瓦斯，从而使瓦斯维持在一定的浓度。理论上讲，只要提供足够的动力就可以使巷道中瓦斯的体积分数控制在 5%以下。而在实际工作中，对巷道中风流的速度都有一定的限制。巷道中的风速过大会导致巷道内的粉尘浓度过高，不利于煤矿井下工人的正常活动。为此，需要采取其他措施来改善矿井通风状况，主要有煤与瓦斯共采，科学防治瓦斯;优化矿井通风网络，改善矿井通风效果。
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