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【摘 要】我国很多煤矿经过几十年的开采，开采水平逐渐向深部延深，随着矿井开采深度的增加，煤层瓦斯压力和瓦斯含量也在逐年加大，一些矿井由低瓦斯矿井逐渐转变为高瓦斯矿井或是煤与瓦斯突出矿井，我国已成为世界上煤与瓦斯突出灾害最严重的国家。鉴于此，本文对煤与瓦斯突出矿井开采中相关问题进行了探讨。
【关键词】煤与瓦斯突出；矿井；开采
一、前言
在煤矿重大恶性事故中，煤与瓦斯突出事故、瓦斯爆炸事故、瓦斯和煤层燃烧事故占有很大的比例，而杜绝这类事故的首要手段就是瓦斯治理。我国《煤矿安全规程》规定，矿井在采掘过程中只要发生过一次煤与瓦斯突出，该矿即定为突出矿井，2005年对45户重点监控国有煤矿企业进行的安全会诊结果表明，这些煤矿企业的415处矿井中高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井234对、占56.4%，其中煤与瓦斯突出矿井142对、占34.2%.据有关资料统计，在有煤与瓦斯突出危险的矿井中，巷道掘进引起的煤与瓦斯突出占突出总数的70%以上，目前瓦斯治理采用的方法是打钻进行瓦斯抽放。然而，在打钻过程中，由于技术上和施工工艺上的缺陷，经常发生安全事故导致人员伤亡。
二、煤与瓦斯突出矿井开采中相关问题
1、确定安全煤量
安全煤量是指煤与瓦斯突出矿井准备煤量范围内已无突出危险的那部分煤量，采掘作业可直接在安全煤量内进行，煤与瓦斯突出矿井一般包括突出煤层和非突出煤层，则准备煤量也相应包括突出煤层中的准备煤量和非突出煤层中的准备煤量，非突出煤层中的准备煤量没有突出危险，可直接在准备煤量内进行采掘作业，这部分准备煤量属于安全煤量，突出煤层的准备煤量根据规定需要进行突出区域划分，将其划分为无突出危险区、突出威胁区和突出危险区。无突出危险区的煤量，没有突出危险，可以直接进行采掘作业，属于安全煤量；突出危险区的准备煤量有突出危险，需要采取区域性的瓦斯治理措施消除突出危险，经无突出危险评价和措施效果检验后认为已消除突出危险，便属于安全煤量，若经评价和措施效果检验后还具有突出危险性，则需进一步采取措施直到消除突出危险为止；对突出威胁区的煤量需要进行检验性预测，若预测无突出，则这部分煤量属于安全煤量，反之，突出威胁区就要升级为突出危险区，需要采取突出危险区的处理办法，将这部分煤量转变为安全煤量。安全煤量是煤与瓦斯突出矿井采掘接替顺利的必要保证，因此煤与瓦斯突出矿井必须准备充足的安全煤量。
2、加强煤与瓦斯突出矿井设计工作
矿井建设单位与设计单位加强沟通联络，根据特定的地质条件和煤层瓦斯情况合理优化矿井设计。（1）煤与瓦斯突出矿井的设备选型，如单一依据勘探地质报告资料对矿井主要通风设施、主要瓦斯抽采设施等进行设计选型，往往投产后即显现能力不足。应该结合煤层赋存条件和矿井开拓部署，均按照大功率、高可靠性的原则，对矿井主要扇风机、矿井瓦斯抽采设备、检测监控系统等主要安全设备和设施进行选型。（2）合理选取保护层。在矿井设计时，详细分析研究勘探地质和瓦斯资料，合理确定开采顺序，选取没有突出危险或突出危险性相对较弱的煤层作为保护层开采；不具备开采保护层条件时，则严格采用由上到下的顺序开采方法。开采保护层后，使其上下相邻的有突出危险的煤层受到采动影响而减少或丧失突出危险，实现安全施工。（3）主要巷道的断面设计。矿井设计时，充分考虑矿井初期瓦斯治理的难度，合理确定瓦斯抽采率，尽量加大井巷断面，提高矿井通风保障能力。井巷断面按经济风速设计，并留有一定余量，井巷中风速符合有关规定，做到既经济又合理。（4）合理选择矿井通风方式。合理选择通风方式对矿井建设中的通风管理和加快矿井建设速度至关重要。矿井在初步可行性研究阶段，建设单位与设计单位对矿井开拓方式和通风方式进行充分论证，在采区工作面设计的同时，对通风系统进行优化设计，在主进风、主回风系统中不设风门、风墙等调风设施，每组风门设置两道正向风门和两道反向风门，风门墙厚均在 800mm 以上，并四周掏槽，加装了连锁装置。并设计了可靠的风筒防逆风装置，过风门水沟也全部为反水沟，确保牢固可靠。（5）工作面瓦斯抽采的具体方式设计。根据不同工作面的瓦斯涌出特点，分别采用不同的瓦斯抽采组合方式。例如：瓦斯涌出量较小的工作面，采用风排+本煤层钻孔抽采和回风巷抽放的办法。瓦斯涌出量较大的工作面，采用风排+本煤层钻孔抽采+上向裂隙带钻孔抽采+采空区埋管抽采，或者采用风排+本煤层钻孔抽采+上向裂隙带钻孔抽采+下邻近层钻孔抽采+采空区埋管抽采+高抽巷埋管抽采。
3、加强煤与瓦斯突出矿井安全措施
（1）防止钻孔着火措施。打钻地点上风侧 5m 范围内必须放置两台 8kg 干粉灭火器和 2kg以上黄土，每班对灭火器进行检查，保证灭火器能正常使用，以便及时堵孔灭火。打钻时必须使用风水转换三通，闸门必须使用球型闸门并确保钻孔着火时能够随时切换向钻孔内供水。打钻发现不反煤粉、钻头不利、脱落、钻杆滑扣或断裂、卡钻、顶钻或钻进速度变慢等情况要立即停止钻进并查明原因采取措施，不得强行钻进，防止摩擦煤层产生高温引燃瓦斯和煤尘。新、旧钻杆或不同型号的钻杆禁止混用，防止钻杆之间间隙不匹配而滑扣，致使钻杆之间相互摩擦产生高温，引燃瓦斯和煤尘。打钻过程中不得在孔内同一位置一直连续运转，防止钻具发热产生高温。刚卸下的钻杆必须进行降温处理后方可再次使用。打钻时孔内发现CO时，要立即把风切换为水，进行降温灭火。如果钻孔着火要使用干粉灭火器直接进行灭火。能就地灭火的就地灭火，不能就地灭火时，立即停止打钻关闭闸门停止供风，用黄泥封堵钻孔，撤出所有人员，向上调度汇报，以便采取措施进行处理。打钻地点回风侧 3m 范围内必须安设CO监测报警探头或CO便携式，安设位置距顶板高度不大于 0.3m、距巷帮不小于 0.2m，发现异常时采取措施。如果发现CO时，要立即将风管改为水管进行注水降温灭火。
（2）防止瓦斯爆炸安全技术措施。每个钻孔施工结束未带抽前要及时用棉纱、黄泥封堵，防止有害气体外泄。每班开钻前应检查所有电器设备是否完好，是否符合防爆要求，否则不得打钻。打钻地点回风侧 3m 范围内必须安设甲烷监测报警探头或瓦斯便携式报警仪，安设位置距顶板高度不大于 0.3m、距巷帮不小于0.2m，发现异常时采取措施。如瓦斯大于 1%时，要立即停止打钻，切断电源，人员撤到新鲜风流中去。在起钻过程中，禁止用铁器或其它金属物体敲打钻杆。（3）防止钻机事故。打钻地点巷道高度要保证施工人员有足够操作空间，打钻地点的钻杆要码放整齐，人员后路要畅通。施工人员应避开孔口操作钻机，防止高压伤人。油泵开关要安装远方操作按钮，操作按钮距操作人员的距离不得超过1米，以便发生事故时能及时停钻。
三、结语
总之，我国已成为世界上煤与瓦斯突出灾害最严重的国家，在复杂地质构造条件和严重瓦斯灾害威胁下，矿井建设要以通防和防突为重点，加强设计优化，合理确定安全煤量，合理选取保护层，加强安全防护措施，这也是避免矿井建设重大通防事故的有效途径，也提高了矿井建设质量和建设速度。
参考文献：
[1] 肖永洲，李作明，管志召，等.黔北煤田地質特点及采取对策[J].煤炭科学技术，2008，36（3）.
[2] 国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社， 2007.
[3] 程远平，俞启香，周红星，等.煤矿瓦斯治理“先抽后采”的实践与作用[J].采矿与安全工程学报，2006 （4）.
【关键词】煤与瓦斯突出；矿井；开采
一、前言
在煤矿重大恶性事故中，煤与瓦斯突出事故、瓦斯爆炸事故、瓦斯和煤层燃烧事故占有很大的比例，而杜绝这类事故的首要手段就是瓦斯治理。我国《煤矿安全规程》规定，矿井在采掘过程中只要发生过一次煤与瓦斯突出，该矿即定为突出矿井，2005年对45户重点监控国有煤矿企业进行的安全会诊结果表明，这些煤矿企业的415处矿井中高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井234对、占56.4%，其中煤与瓦斯突出矿井142对、占34.2%.据有关资料统计，在有煤与瓦斯突出危险的矿井中，巷道掘进引起的煤与瓦斯突出占突出总数的70%以上，目前瓦斯治理采用的方法是打钻进行瓦斯抽放。然而，在打钻过程中，由于技术上和施工工艺上的缺陷，经常发生安全事故导致人员伤亡。
二、煤与瓦斯突出矿井开采中相关问题
1、确定安全煤量
安全煤量是指煤与瓦斯突出矿井准备煤量范围内已无突出危险的那部分煤量，采掘作业可直接在安全煤量内进行，煤与瓦斯突出矿井一般包括突出煤层和非突出煤层，则准备煤量也相应包括突出煤层中的准备煤量和非突出煤层中的准备煤量，非突出煤层中的准备煤量没有突出危险，可直接在准备煤量内进行采掘作业，这部分准备煤量属于安全煤量，突出煤层的准备煤量根据规定需要进行突出区域划分，将其划分为无突出危险区、突出威胁区和突出危险区。无突出危险区的煤量，没有突出危险，可以直接进行采掘作业，属于安全煤量；突出危险区的准备煤量有突出危险，需要采取区域性的瓦斯治理措施消除突出危险，经无突出危险评价和措施效果检验后认为已消除突出危险，便属于安全煤量，若经评价和措施效果检验后还具有突出危险性，则需进一步采取措施直到消除突出危险为止；对突出威胁区的煤量需要进行检验性预测，若预测无突出，则这部分煤量属于安全煤量，反之，突出威胁区就要升级为突出危险区，需要采取突出危险区的处理办法，将这部分煤量转变为安全煤量。安全煤量是煤与瓦斯突出矿井采掘接替顺利的必要保证，因此煤与瓦斯突出矿井必须准备充足的安全煤量。
2、加强煤与瓦斯突出矿井设计工作
矿井建设单位与设计单位加强沟通联络，根据特定的地质条件和煤层瓦斯情况合理优化矿井设计。（1）煤与瓦斯突出矿井的设备选型，如单一依据勘探地质报告资料对矿井主要通风设施、主要瓦斯抽采设施等进行设计选型，往往投产后即显现能力不足。应该结合煤层赋存条件和矿井开拓部署，均按照大功率、高可靠性的原则，对矿井主要扇风机、矿井瓦斯抽采设备、检测监控系统等主要安全设备和设施进行选型。（2）合理选取保护层。在矿井设计时，详细分析研究勘探地质和瓦斯资料，合理确定开采顺序，选取没有突出危险或突出危险性相对较弱的煤层作为保护层开采；不具备开采保护层条件时，则严格采用由上到下的顺序开采方法。开采保护层后，使其上下相邻的有突出危险的煤层受到采动影响而减少或丧失突出危险，实现安全施工。（3）主要巷道的断面设计。矿井设计时，充分考虑矿井初期瓦斯治理的难度，合理确定瓦斯抽采率，尽量加大井巷断面，提高矿井通风保障能力。井巷断面按经济风速设计，并留有一定余量，井巷中风速符合有关规定，做到既经济又合理。（4）合理选择矿井通风方式。合理选择通风方式对矿井建设中的通风管理和加快矿井建设速度至关重要。矿井在初步可行性研究阶段，建设单位与设计单位对矿井开拓方式和通风方式进行充分论证，在采区工作面设计的同时，对通风系统进行优化设计，在主进风、主回风系统中不设风门、风墙等调风设施，每组风门设置两道正向风门和两道反向风门，风门墙厚均在 800mm 以上，并四周掏槽，加装了连锁装置。并设计了可靠的风筒防逆风装置，过风门水沟也全部为反水沟，确保牢固可靠。（5）工作面瓦斯抽采的具体方式设计。根据不同工作面的瓦斯涌出特点，分别采用不同的瓦斯抽采组合方式。例如：瓦斯涌出量较小的工作面，采用风排+本煤层钻孔抽采和回风巷抽放的办法。瓦斯涌出量较大的工作面，采用风排+本煤层钻孔抽采+上向裂隙带钻孔抽采+采空区埋管抽采，或者采用风排+本煤层钻孔抽采+上向裂隙带钻孔抽采+下邻近层钻孔抽采+采空区埋管抽采+高抽巷埋管抽采。
3、加强煤与瓦斯突出矿井安全措施
（1）防止钻孔着火措施。打钻地点上风侧 5m 范围内必须放置两台 8kg 干粉灭火器和 2kg以上黄土，每班对灭火器进行检查，保证灭火器能正常使用，以便及时堵孔灭火。打钻时必须使用风水转换三通，闸门必须使用球型闸门并确保钻孔着火时能够随时切换向钻孔内供水。打钻发现不反煤粉、钻头不利、脱落、钻杆滑扣或断裂、卡钻、顶钻或钻进速度变慢等情况要立即停止钻进并查明原因采取措施，不得强行钻进，防止摩擦煤层产生高温引燃瓦斯和煤尘。新、旧钻杆或不同型号的钻杆禁止混用，防止钻杆之间间隙不匹配而滑扣，致使钻杆之间相互摩擦产生高温，引燃瓦斯和煤尘。打钻过程中不得在孔内同一位置一直连续运转，防止钻具发热产生高温。刚卸下的钻杆必须进行降温处理后方可再次使用。打钻时孔内发现CO时，要立即把风切换为水，进行降温灭火。如果钻孔着火要使用干粉灭火器直接进行灭火。能就地灭火的就地灭火，不能就地灭火时，立即停止打钻关闭闸门停止供风，用黄泥封堵钻孔，撤出所有人员，向上调度汇报，以便采取措施进行处理。打钻地点回风侧 3m 范围内必须安设CO监测报警探头或CO便携式，安设位置距顶板高度不大于 0.3m、距巷帮不小于 0.2m，发现异常时采取措施。如果发现CO时，要立即将风管改为水管进行注水降温灭火。
（2）防止瓦斯爆炸安全技术措施。每个钻孔施工结束未带抽前要及时用棉纱、黄泥封堵，防止有害气体外泄。每班开钻前应检查所有电器设备是否完好，是否符合防爆要求，否则不得打钻。打钻地点回风侧 3m 范围内必须安设甲烷监测报警探头或瓦斯便携式报警仪，安设位置距顶板高度不大于 0.3m、距巷帮不小于0.2m，发现异常时采取措施。如瓦斯大于 1%时，要立即停止打钻，切断电源，人员撤到新鲜风流中去。在起钻过程中，禁止用铁器或其它金属物体敲打钻杆。（3）防止钻机事故。打钻地点巷道高度要保证施工人员有足够操作空间，打钻地点的钻杆要码放整齐，人员后路要畅通。施工人员应避开孔口操作钻机，防止高压伤人。油泵开关要安装远方操作按钮，操作按钮距操作人员的距离不得超过1米，以便发生事故时能及时停钻。
三、结语
总之，我国已成为世界上煤与瓦斯突出灾害最严重的国家，在复杂地质构造条件和严重瓦斯灾害威胁下，矿井建设要以通防和防突为重点，加强设计优化，合理确定安全煤量，合理选取保护层，加强安全防护措施，这也是避免矿井建设重大通防事故的有效途径，也提高了矿井建设质量和建设速度。
参考文献：
[1] 肖永洲，李作明，管志召，等.黔北煤田地質特点及采取对策[J].煤炭科学技术，2008，36（3）.
[2] 国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社， 2007.
[3] 程远平，俞启香，周红星，等.煤矿瓦斯治理“先抽后采”的实践与作用[J].采矿与安全工程学报，2006 （4）.