我国深部矿井煤与瓦斯突出防治形势严峻 专家解析预警技术与应对策略

问题——深部开采条件复杂化,突出事故风险抬头 煤与瓦斯突出是指高地应力和瓦斯压力共同作用下,破碎煤体与瓦斯在短时间内突然从煤体中大量喷出、抛出的动力现象;其典型特征包括:抛出煤量大、抛距远,常出现粒级分选;煤体破碎度高,既有块煤也有细粉;伴随瓦斯瞬时大量涌出,涌出量往往显著超过突出煤本身所含瓦斯量,严重时可引发巷道风流紊乱甚至逆转。随着矿井开采深度增加,围岩结构、瓦斯赋存与应力场更为复杂,突出灾害的防控压力随之增大。 原因——煤层结构、瓦斯富集与应力叠加构成“触发条件” 业内分析,煤与瓦斯突出的发生通常不是单一因素造成,而是多要素耦合的结果:一是煤层结构构造复杂,局部软分层、褶曲挤压、破碎带发育,使煤体承载能力下降、易于失稳;二是瓦斯含量与压力较高,尤其在渗透性差、抽采不充分区域,瓦斯难以有效排出,形成能量积聚;三是深部高地应力作用明显,采掘扰动改变原有平衡,局部应力集中与卸压交替出现,可能诱发煤体突然破裂并携带瓦斯喷出;四是巷道空间结构、支护方式与施工工序不当,可能放大扰动效应,增加风险暴露。 影响——突出灾害“破坏力强、链式风险多”,直指人员与系统安全 煤与瓦斯突出不仅会造成掘进工作面或采煤工作面瞬时冲击,还可能引发多重次生风险:一是喷出煤体堵塞巷道,压埋设备、阻断撤离通道;二是瓦斯瞬时浓度升高,若与点火源叠加,存在燃爆风险;三是风流紊乱影响通风系统稳定,扩大高瓦斯区范围;四是矿压显现加剧,易诱发冒顶、片帮等事故。其破坏呈现“瞬发性强、处置窗口短”的特点,对现场管理与预警能力提出更高要求。 对策——识别征兆与措施前置并重,严格执行“区域先行、预抽达标” 有关专家提示,突出并非毫无征兆。现场管理应重点关注两类异常信号: 一是有声预兆。包括煤体深部出现间隔不一、强弱变化的“煤炮”声,形态可似炒豆、鞭炮或闷雷;煤炮声由小到大、由远到近、由稀到密,通常被视为危险度上升的信号。还包括气体穿过含水裂隙产生的吱吱声,以及支架在压力突增时出现的嘎嘎声、劈裂折断声、煤岩壁开裂声等。 二是无声预兆。煤层结构上可表现为层理紊乱、煤体变软变暗淡、失去光泽、煤层干燥煤尘增多,煤体受挤压后褶曲粉碎、厚度不均、倾角变化等;矿压显现方面常见支架变形、煤壁外鼓、片帮冒顶增多、底鼓严重,炮眼变形快、装药困难,钻进过程中出现顶钻、卡钻、喷钻、垮孔等;其他异常还包括瓦斯涌出量忽大忽小、空气气味异常、体感忽冷忽热等。 制度与工程措施上,《防治煤与瓦斯突出细则》明确,防突工作必须遵循“区域综合防突措施先行、局部综合防突措施补充”原则,落实“一矿一策、一面一策”,实现“先抽后建、先抽后掘、先抽后采、预抽达标”。对突出煤层应采取两个“四位一体”综合防突措施,做到多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标,未达到规定效果严禁采掘活动。生产和措施实施过程中,一旦发现喷孔、顶钻等明显突出预兆或进入突出危险区域,应立即采取或继续执行区域防突措施,严格控制作业强度,必要时停工撤人、复核参数,避免带险作业。 前景——以更精细的风险治理提升本质安全水平 面向深部开采常态化,防突工作将更加突出“前移关口、数据驱动、系统治理”。一方面,需采区规划阶段强化地质精查与瓦斯赋存评估,优化巷道布置和开采顺序,降低应力集中;另一上,应持续提升抽采达标的刚性约束和现场执行力,推动监测预警从单点指标向“应力—瓦斯—渗流—微震”综合研判升级。同时,提升人员培训的针对性与演练频次,使一线能够“听得出、看得懂、处置快”,把风险消除在萌芽状态。

煤与瓦斯突出防治是一项系统工程,需要在充分认识灾害规律的基础上建立科学防控体系;准确识别突出征兆——严格落实防控措施——是保障深部矿井安全生产的关键。只有坚持预防为主、防治结合的方针,才能有效降低灾害风险,保障矿工安全,促进煤炭行业可持续发展。