一、礦井瓦斯防治
　　礦井瓦斯是指煤礦井下從煤、巖層中涌出的以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的以甲烷(CH4)為主的有毒有害氣體的總稱，有時(shí)單獨(dú)指甲烷。甲烷是一種無色、無味、無臭的氣體，比空氣輕。風(fēng)速較低時(shí)，瓦斯會(huì)積聚在巷道頂部及冒頂處上部，因此，必須加強(qiáng)這些地方瓦斯的檢查和處理。瓦斯具有很強(qiáng)的滲透性，即在一定的瓦斯壓力和地壓力共同作用下，瓦斯能從煤巖體中向采掘空間涌出，甚至噴出或突出。
　　1.礦井瓦斯的危害
　　礦井瓦斯給安全生產(chǎn)帶來極大的威脅，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
　　(1)井下空氣中瓦斯?jié)舛容^高時(shí)，會(huì)相對(duì)地降低空氣中氧氣含量，使人窒息死亡。
　　(2)瓦斯爆炸后產(chǎn)生高溫，即爆炸產(chǎn)生的熱量迅速加熱周圍空氣，一般情況下溫度在1850℃以上;瓦斯爆炸后產(chǎn)生高壓，即周圍氣體溫度急劇升高時(shí)，就必然引起氣體壓力的突然增大，一般爆炸后的壓力可以達(dá)到爆炸前的9倍;瓦斯爆炸后產(chǎn)生正向及反向沖擊，直接造成人員傷亡、設(shè)備損失，巷道破壞;瓦斯爆炸后產(chǎn)生一氧化碳等有害氣體，使人中毒而亡;瓦斯爆炸要消耗大量氧氣，使爆炸現(xiàn)場氧氣濃度急劇下降，使人窒息而亡。
　　(3)某些地區(qū)煤(巖)體內(nèi)的瓦斯量較大時(shí)，瓦斯會(huì)因采掘活動(dòng)的影響而以突然的、猛烈的形式被釋放出來，同時(shí)帶出大量的煤(巖)，直接造成人員傷亡，設(shè)備、設(shè)施或巷道的破壞。
　　2.礦井瓦斯涌出及瓦斯等級(jí)
　　(1)瓦斯涌出的概念
　　礦井在生產(chǎn)或建設(shè)過，煤體受到破壞，貯存在煤體內(nèi)的部分瓦斯就會(huì)離開煤體而涌入采掘空間，這種現(xiàn)象叫做瓦斯涌出。
　　(2)瓦斯涌出的形式
　　1)普通涌出。瓦斯沿著煤、巖體內(nèi)的微細(xì)空隙緩緩地、連續(xù)地涌向采掘空間的現(xiàn)象，稱為礦井瓦斯的普通涌出。
　　2)特殊涌出。如果煤巖層中含有大量瓦斯，采掘工作進(jìn)入這些地段時(shí)，這些瓦斯就會(huì)在極端內(nèi)，突然大量地涌出，可能還伴有碎煤或巖塊，這種現(xiàn)象叫特殊涌出。它包括瓦斯噴出及煤與瓦斯突出。
　　(3)瓦斯涌出量
　　礦井瓦斯涌出量是指礦井在生產(chǎn)過程中實(shí)際涌進(jìn)巷道的瓦斯量。表示礦井瓦斯涌出量的方法有兩種。
　　1)絕對(duì)瓦斯涌出量。單位時(shí)間內(nèi)涌進(jìn)采掘巷道的瓦斯量，稱為絕對(duì)瓦斯涌出量。用m3/min或m3/d表示。
　　2)相對(duì)瓦斯涌出量。礦井在正常生產(chǎn)條件下，平均日產(chǎn)1t煤所涌出的瓦斯量，用m3/t表示。
　　(4)影響瓦斯涌出的因素。
　　1)開采規(guī)模。開采范圍越大，瓦斯涌出量越大。
　　2)開采深度。開采深度越深，瓦斯涌出量越大。
　　3)煤層瓦斯含量。它是影響瓦斯涌出量的決定因素。瓦斯含量越高，其涌出量就越大。
　　4)地面大氣壓力的變化。地面大氣壓力增大，礦井瓦斯涌出量減少;相反，則瓦斯涌出量增大。
　　5)生產(chǎn)工藝。打眼、放炮、落煤時(shí)，瓦斯涌出量增加;其余時(shí)間瓦斯涌出量減少。
　　6)礦井通風(fēng)壓力。抽出式通風(fēng)的礦井，瓦斯涌出量大;壓入式通風(fēng)的礦井，瓦斯涌出量見效。
　　7)開采順序、采煤方法、頂板管理、采空區(qū)管理以及開采層的地質(zhì)構(gòu)造都對(duì)瓦斯涌出量的影響較大。
　　因此，可根據(jù)礦井的具體條件，找出主要影響因素，采取有效的防治措施。
　　(5)礦井瓦斯等級(jí)的確定
　　《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：礦井瓦斯等級(jí)，根據(jù)礦井相對(duì)瓦斯涌出量、礦井絕對(duì)瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式劃分。劃分的類型有：
　　1)低瓦斯礦井。礦井相對(duì)瓦斯涌出量小于或等于10m3/t，且礦井絕對(duì)瓦斯涌出量小于40m3/min。
　　2)高瓦斯礦井。礦井相對(duì)瓦斯涌出量大于10m3/t或礦井絕對(duì)瓦斯涌出量大于40m3/min。
　　3)煤與瓦斯突出礦井。
　　礦井按照瓦斯涌出量的大小和瓦斯涌出的不同形式，劃分成不同類型的瓦斯礦井，以便于礦井開采設(shè)計(jì)、便于礦井的安全管理、便于礦井設(shè)備的選擇和資金投入。
　　3.瓦斯爆炸的條件及其影響因素
　　瓦斯爆炸的條件是：一定濃度的瓦斯、高溫火源的存在和充足的氧氣，三者缺一不可。
　　(1)瓦斯?jié)舛?br /> 　　瓦斯爆炸有一定的濃度范圍，我們?cè)诎芽諝庵型咚褂龌鸷竽芤鸨ǖ臐舛确秶Q為瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限為5%-16%，5%為爆炸下限，16%為爆炸上限。
　　瓦斯爆炸界限不是固定不變的，它受許多因素的影響。
　　1)可燃?xì)怏w的混入，使瓦斯爆炸界限擴(kuò)大。
　　2)惰性氣體的混入，降低了氧濃度，使瓦斯爆炸的危險(xiǎn)性和爆炸界限降低。
　　3)煤塵摻入可降低瓦斯爆炸下限。
　　4)瓦斯與空氣混合氣體的初始?jí)毫υ酱?，爆炸界限范圍越大?br /> 　　5)瓦斯與空氣混合氣體的初始溫度越高，爆炸界限范圍越大。
　　(2)引火溫度
　　瓦斯的引火溫度，即點(diǎn)燃瓦斯的最低溫度。一般認(rèn)為瓦斯的引火溫度是650-750℃。但因受瓦斯的濃度、火源的性質(zhì)及混合氣體的壓力等因素影響而變化，當(dāng)瓦斯含量在7%-8%時(shí)，最易引燃;當(dāng)混合氣體的壓力增高時(shí)，引火溫度降低;在引火溫度相同時(shí)，火源面積越大、點(diǎn)火時(shí)間越長，越易引燃瓦斯。
　　(3)氧氣濃度
　　當(dāng)氧濃度低于12%時(shí)，混合氣體中的瓦斯失去爆炸性。正確認(rèn)識(shí)氧含量對(duì)瓦斯爆炸的作用，對(duì)密閉或啟封火區(qū)及對(duì)封閉火區(qū)滅火時(shí)，判斷火區(qū)內(nèi)有無瓦斯爆炸性均有指導(dǎo)意義。
　　4.預(yù)防瓦斯爆炸的措施
　　預(yù)防爆炸三個(gè)條件缺一不可，由于《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定井下空氣中氧濃度不能低于20%，因此，預(yù)防瓦斯爆炸的有效措施，主要從防止瓦斯積聚和消除火源著手。
　　(1)防止瓦斯積聚的措施
　　所謂瓦斯積聚是指瓦
斯?jié)舛瘸^2%，其體積超過0.5m3的現(xiàn)象。防止瓦斯積聚的方法有：
　　1)加強(qiáng)通風(fēng)。防止瓦斯積聚的最主要的措施是加強(qiáng)通風(fēng)。礦井建立一個(gè)完善合理的礦井通風(fēng)現(xiàn)象，做到穩(wěn)定、可靠、連續(xù)地向井下所有用風(fēng)地點(diǎn)輸送足夠數(shù)量的新鮮空氣，以保證及時(shí)排除和沖淡礦井瓦斯和粉塵，使井下各處的瓦斯?jié)舛确稀睹旱V安全規(guī)程》的要求。
　　2)嚴(yán)格檢查和監(jiān)測井下瓦斯?jié)舛?。?yán)格檢查礦井的通風(fēng)狀況及瓦斯?jié)舛鹊淖兓峭咚沟V井重要的日常管理工作，它是防止瓦斯事故的前提。為了防止漏檢，除加強(qiáng)管理，加強(qiáng)教育，提高工作者的責(zé)任心之外，還必須應(yīng)用現(xiàn)代化裝備，采用先進(jìn)的瓦斯自動(dòng)檢測報(bào)警裝置。
　　3)及時(shí)處理積聚瓦斯?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定，每一礦井必須從采掘生產(chǎn)管理上采取措施，防止瓦斯積聚。當(dāng)發(fā)生瓦斯積聚時(shí)，必須及時(shí)處理，這是礦井日常瓦斯管理工作的重要內(nèi)容，是預(yù)防瓦斯爆炸的關(guān)鍵工作。
　　生產(chǎn)中容易積聚瓦斯的地點(diǎn)有：采煤工作面上隅角、獨(dú)頭掘進(jìn)工作面的巷道隅角、采煤機(jī)附近、頂板冒落的空洞內(nèi)、停風(fēng)的盲巷中、低風(fēng)速巷道的頂板附近、綜采工作面放煤口及采空區(qū)邊界處、發(fā)生瓦斯噴出的地點(diǎn)等。處理局部積聚瓦斯的方法主要：加大風(fēng)速及風(fēng)量、密閉隔離和抽放瓦斯三種。
　　4)抽放瓦斯。對(duì)于采用一般通風(fēng)方法不能解決瓦斯超限的礦井或工作面，可以采用抽放瓦斯的方法，將瓦斯抽至地面加以儲(chǔ)存利用或排除。
　　(2)防止瓦斯引燃的措施
　　防止瓦斯引燃的原則：禁止一切非生產(chǎn)需要的火源下井;對(duì)生產(chǎn)中可能發(fā)生的熱源嚴(yán)加管理;防止熱源產(chǎn)生或限制其引燃瓦斯的能力。
　　1)加強(qiáng)明火管理。按照《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定：嚴(yán)禁煙火進(jìn)入井下;井下嚴(yán)禁使用燈泡取暖或使用電爐;井下禁止打開礦燈外殼;井口房、瓦斯抽放站及通風(fēng)機(jī)房周圍20m內(nèi)禁止使用明火;井下焊接時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守有關(guān)規(guī)定，嚴(yán)格井下火區(qū)的管理等。任何人發(fā)現(xiàn)井下火災(zāi)時(shí)，應(yīng)立即采取一切可能的辦法直接滅火，并迅速報(bào)告礦調(diào)度室。
　　2)消除電器火花。井下使用的電氣設(shè)備及供電網(wǎng)絡(luò)，都必須符合《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)要求。要保證電氣設(shè)備的防爆性能好，消除電器火花的產(chǎn)生。
　　3)防止靜電火源。礦井中使用的高分子材料(如塑料、橡膠、樹脂)制品，其表面電阻應(yīng)低于規(guī)定值。灑水、排水用塑料管壁表面電阻應(yīng)小于109Ω，壓風(fēng)管、噴漿管壁表面電阻應(yīng)小于108Ω，抽放瓦斯用管壁表面電阻應(yīng)小于106Ω。
　　4)防止摩擦火花。由于機(jī)械化程度的不斷提高，機(jī)械摩擦、沖擊火花引起的燃燒危險(xiǎn)增加了。為防止由此而發(fā)生瓦斯爆炸事故，采取的措施有：在摩擦發(fā)熱的部件上安設(shè)過熱保護(hù)裝置(如液壓聯(lián)軸器上的易熔合金塞)，溫度檢測報(bào)警斷電裝置，利用難引燃性合金工具，在摩擦部件的金屬表面溶敷活性小的金屬(如鉻)，使形成的摩擦火花難以引燃瓦斯。
　　5)嚴(yán)格放炮制度。有瓦斯爆炸危險(xiǎn)的煤層中，采掘工作面只準(zhǔn)使用煤礦安全炸藥和瞬發(fā)電雷管，在使用毫秒煙氣電雷管時(shí)，最后一段的延期時(shí)間不得超過130ms。打眼、放炮和封泥都必須符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。嚴(yán)禁放糊炮、明火放炮和一次裝藥分次放炮。
　　5.采掘工作面的瓦斯管理與突出預(yù)防措施
　　(1)采掘工作面瓦斯管理
　　1)加強(qiáng)對(duì)通風(fēng)專業(yè)隊(duì)伍的管理，層層建立安全責(zé)任制。
　　2)加強(qiáng)工作面瓦斯監(jiān)測，嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)瓦斯管理制度。
　　3)加強(qiáng)掘進(jìn)工作面通風(fēng)管理。
　　4)搞好隔爆設(shè)施管理。
　　5)加強(qiáng)火源管理，消除引爆條件。
　　①采掘工作面電氣設(shè)備檢修維護(hù)要實(shí)行包機(jī)、包片和定期檢修制度，保證綜合保護(hù)靈敏可靠;嚴(yán)禁帶電作業(yè);杜絕“雞爪子”“羊尾巴”、明接頭等。②嚴(yán)格放炮管理，必須執(zhí)行“一炮三檢制”“三人連鎖放炮制”。
　　(2)煤與瓦斯突出的預(yù)防措施。
　　在防治煤與瓦斯突出的實(shí)踐中，我國總結(jié)了一套行之有效的綜合防突措施，習(xí)慣上稱為“四位一體”的防突措施，即突出危險(xiǎn)性預(yù)測、防治突出措施、防治突出措施的效果檢驗(yàn)和安全防護(hù)措施。
　　突出危險(xiǎn)性預(yù)測。分為區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測和工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測。
　　區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測。其任務(wù)是確定井田內(nèi)煤層和煤層區(qū)域的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性。
　　區(qū)域預(yù)測是對(duì)新礦井、新采區(qū)或新水平進(jìn)行突出危險(xiǎn)性的分類，將其分為突出危險(xiǎn)區(qū)、突出威脅區(qū)和無突出危險(xiǎn)區(qū)。因被預(yù)測的煤層還未被揭露，只能通過鉆孔、煤樣進(jìn)行測定煤層中的瓦斯壓力和化驗(yàn)煤樣的物理力學(xué)性質(zhì)，或用上水平、鄰近礦井的瓦斯、地質(zhì)資料進(jìn)行類比，得出結(jié)論。目前，采用單向指標(biāo)法、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)法和綜合指標(biāo)法進(jìn)行區(qū)域預(yù)測，近幾年又研究使用物探的方法對(duì)突出煤層進(jìn)行區(qū)域預(yù)測。
　　工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測，其預(yù)測工作是在生產(chǎn)過程中進(jìn)行的，又稱為日常預(yù)測。包
　　括石門揭煤工作面、煤巷掘進(jìn)工作面和采煤工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測。目前，我國大多采用接觸式預(yù)測方法，以鉆孔排粉量、鉆孔瓦斯涌出初速度或者鉆屑瓦斯解吸特征作為日常預(yù)測突出危險(xiǎn)性的判斷依據(jù)。近幾年來，我國已開展了非接觸式預(yù)測突出危險(xiǎn)性的方法，如煤體溫度變化監(jiān)測、瓦斯涌出動(dòng)態(tài)檢測等的研究和應(yīng)用。
　　2)煤與瓦斯突出防治措施。煤與瓦斯突出防治措施是在預(yù)測突出危險(xiǎn)性的基礎(chǔ)上實(shí)施防突工作極其重要的環(huán)節(jié)。防突措施分為區(qū)域性措施和局部性防突措施。
　　區(qū)域性防突措施包括開采保護(hù)層、預(yù)抽突出煤層瓦斯、突出煤層注水等。這些措施的作用在于消除與減弱應(yīng)力集中，使突出層卸壓