瓦斯抽采的必要性及抽采方法

宋海洲

淮南礦業(yè)集團(tuán)地質(zhì)勘探工程處新莊孜鉆機(jī)工區(qū)，安徽淮南 232072

我國的煤礦開采行業(yè)擁有悠久的歷史，我國也一直是一個(gè)用煤大國，煤礦資源屬于不可再生資源，隨著資源的運(yùn)用以及開發(fā)，煤礦資源的貯藏量已大不如前，而且開采的地勢復(fù)雜，難度很大，并且在開采過程中因?yàn)槊旱V瓦斯普遍存在于煤礦層中，給煤礦的開采加大了難度，容易出現(xiàn)安全事故，開采的首要任務(wù)變成了煤礦瓦斯的抽采，我國已經(jīng)在運(yùn)用和研究各種新科技方式進(jìn)行抽采，煤礦瓦斯本身屬于一種可再生的新能源，具有高效節(jié)能的作用，如果能在煤礦開采中進(jìn)行煤礦瓦斯同時(shí)抽采，那么新能源的廣泛使用勢必為中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供全新的動(dòng)力，但是開采難度的問題也始終是我們前進(jìn)步伐中所面臨的主要問題。

1 煤礦瓦斯抽采的定義、必要性

1.1 煤礦瓦斯抽采的定義

煤礦瓦斯的是蘊(yùn)含在煤層中的主要以甲烷氣體為主的在煤礦井下開采中從煤層或者周圍巖壁中涌進(jìn)礦井巷道中的天然氣體，也可以稱作瓦斯，屬于現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)的新能源，因其產(chǎn)量問題還未全面取代就得能源，被廣泛使用，但是社會(huì)發(fā)展的趨勢。在煤礦開采活動(dòng)中，必須要先進(jìn)行煤礦瓦斯的抽采，煤礦瓦斯的抽采是指通過專門的設(shè)備和抽采管道將煤礦瓦斯從井下排出，這樣井下的煤礦瓦斯?jié)舛炔粫?huì)過高，不容易出現(xiàn)爆炸和煤與瓦斯突出等危險(xiǎn)事故，增加開采工作的難度并威脅到開采工人的生命安全。

1.2 煤礦瓦斯的特點(diǎn)

煤礦瓦斯的體積濃度大于等于30%的，屬于高濃度瓦斯，低于30%的我們稱之為低濃度瓦斯，低濃度的瓦斯可以直接適用于日常生產(chǎn)生活中的許多環(huán)節(jié)，對(duì)于高濃度的瓦斯以目前的技術(shù)一般無法直接使用，只能通過貯存液壓等方式保存。

煤礦瓦斯的分布也存在這不同，有的煤層之中瓦斯的濃度含量會(huì)比較高，有的煤層之中濃度含量低，防突工作中需要根據(jù)瓦斯?jié)舛群蛪簭?qiáng)的大小，確定具體打孔的方位，孔深以及孔徑等因素。

1.3 煤礦瓦斯抽采的必要性

對(duì)于井下開采來說，煤礦瓦斯抽采是必須的流程，是開采工作正常實(shí)施的保證，是井下作業(yè)環(huán)境安全的可靠保障，開采工作必須堅(jiān)持先排后采的原則，只有完成了煤礦瓦斯的抽采工作，煤礦開采工作才能緊接著進(jìn)行，根據(jù)煤層中瓦斯的分布，必須堅(jiān)持先排后采，邊排邊采的原則，才能保證煤礦開采工作的持續(xù)安全進(jìn)行。

煤礦瓦斯產(chǎn)生于煤層很巖壁之中，屬于可再生資源，是人類發(fā)現(xiàn)的新型能源，既環(huán)保節(jié)能又可再生，但是因?yàn)楣に囯y度，開采難度以及應(yīng)用難題等因素導(dǎo)致煤炭瓦斯還沒有在日常生產(chǎn)生活中全面使用并取代傳統(tǒng)能源，但這是未來社會(huì)的發(fā)展趨勢，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然需求，所以對(duì)煤礦瓦斯進(jìn)行抽采，實(shí)現(xiàn)新能源的全面使用是祖國向前邁向一步的強(qiáng)大動(dòng)力支持。

2 煤礦瓦斯抽采遇到的問題

2.1 復(fù)雜的地勢

中國是個(gè)煤礦運(yùn)含量大的國家，但是煤礦的分布主要分布地形復(fù)雜多變，給開采工作帶來了很大的不便，就算是國外的新技術(shù)引進(jìn)也無法適用于中國的復(fù)雜地勢，面對(duì)復(fù)雜地勢，人們不能很快了解地勢內(nèi)部煤層構(gòu)造，也不能根據(jù)煤層構(gòu)造推斷出煤礦瓦斯的分布與含量，無法迅速掌握地勢構(gòu)造，就不能安全安心的開采并進(jìn)行瓦斯的抽采。

2.2 抽采技術(shù)的局限性

根據(jù)目前的開采水平，不能夠很好的控制煤層之間煤礦瓦斯的抽采和風(fēng)排， 現(xiàn)有的開采技術(shù)和開采經(jīng)驗(yàn)都具有局限性，在開采的同時(shí)或多或少都存在這一些弊端，還沒有找到整體完善又能過有效解決煤礦瓦斯問題的方法。

2.3 煤層透氣性差

煤礦開采主要采取井下開采的形式，煤層的透氣性很差，就算進(jìn)行了煤礦瓦斯的抽采，安全隱患還是實(shí)施存在，威脅著操作人員的安全，也加大了井下作業(yè)的難度。井下開采時(shí)，一般先進(jìn)行煤礦瓦斯抽采，但是煤炭瓦斯是分層存在的，進(jìn)行完抽采后，新的煤礦瓦斯可能重新進(jìn)入井下，每層透氣性差的原因，高濃度的煤礦瓦斯可能導(dǎo)致井下作業(yè)人員昏厥，甚至導(dǎo)致爆炸，無法正常進(jìn)行開采工作。

2.4 井下開采危險(xiǎn)系數(shù)高

井下開采危險(xiǎn)系數(shù)高，不僅僅因?yàn)槊繉油笟庑圆睿惨驗(yàn)殚_采工作往往要持續(xù)很多年，很多公共設(shè)施出現(xiàn)的小問題甚至于開采工人的開采用具的磨損等，沒有及時(shí)更換也會(huì)造成安全隱患，井下作業(yè)不止工作環(huán)境差，而且工作強(qiáng)度也大，對(duì)工人的體魄和精神上都是很嚴(yán)峻的考驗(yàn)，有些礦井甚至?xí)霈F(xiàn)煤與瓦斯突出的現(xiàn)象，造成人員傷亡，總之井下作業(yè)時(shí)時(shí)面臨著危機(jī)的發(fā)生。

2.5 環(huán)境污染問題的出現(xiàn)

一般的井下開采活動(dòng)都會(huì)持續(xù)進(jìn)行很多年，日積月累的煤層開采將會(huì)給當(dāng)?shù)丨h(huán)境帶來污染，空氣中會(huì)充滿粉塵，煤灰，空氣透明度指標(biāo)下降，溫度上升，同時(shí)排放出來的煤礦瓦斯也會(huì)污染空氣，煤礦開采會(huì)導(dǎo)致地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化，從而從根本上影響一地的自然構(gòu)成，包括地質(zhì)、植被、天氣等，可能會(huì)打破一地的生態(tài)平衡。

2.6 還未實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯共采

現(xiàn)在的開采活動(dòng)主要是進(jìn)行煤礦開采的之前先根據(jù)煤層以及煤礦瓦斯的分布現(xiàn)狀，進(jìn)行抽放和風(fēng)排相結(jié)合的抽采方法對(duì)煤礦瓦斯進(jìn)行抽采，對(duì)每層進(jìn)行風(fēng)排的通風(fēng)處理，然后在進(jìn)行煤礦的開采，這樣大大的加大了工作量，以及工作難度，而且對(duì)煤礦瓦斯的抽采也會(huì)造成大量的浪費(fèi)和環(huán)境污染。

3 煤礦瓦斯的抽采方法

3.1 考察和研究地形

在一個(gè)煤礦基地的開采活動(dòng)進(jìn)行之前，必須先由專業(yè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行考察和研究，對(duì)于煤層的分布，煤礦瓦斯的含量進(jìn)行檢測，對(duì)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行物理推演，盡量做足開采前的準(zhǔn)備和研究工作，并應(yīng)當(dāng)在煤礦開采過程中組織有經(jīng)驗(yàn)的專家團(tuán)隊(duì)，跟蹤開采，時(shí)時(shí)對(duì)井下地質(zhì)構(gòu)造的細(xì)微變化以及現(xiàn)狀進(jìn)行記錄和更新，只有了解地質(zhì)特點(diǎn)，才能更好更安全的開采。

3.2 多種方法相結(jié)合

因?yàn)榈刭|(zhì)的復(fù)雜程度，導(dǎo)致煤層中瓦斯的含量比例不等，在煤礦開采之前必須要進(jìn)行瓦斯的抽采，但是井下的突發(fā)狀況很多，因此要進(jìn)行都種方法相結(jié)合的方式來確保井下的安全，現(xiàn)在瓦斯抽采一般采用抽放與風(fēng)排相結(jié)合的抽采方法，同時(shí)在井下的煤層防突工作中采用瓦斯壓力測定并打孔注漿的方法，幫助煤層揭煤是進(jìn)行瓦斯卸壓，邊采邊排的方式，多種抽采方式相結(jié)合，整體降低風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，也改善了井下工作環(huán)境。

3.3 改善開采環(huán)境

由于煤礦開采作業(yè)進(jìn)行中，井下的透氣性很差，井下工人在開采時(shí)工作環(huán)境很差，長期工作對(duì)身體危害很大，為了改善井下作業(yè)環(huán)境，現(xiàn)在最新采用了抽放與風(fēng)排相結(jié)合的抽采方法，在年開采的同時(shí)對(duì)境內(nèi)進(jìn)行通風(fēng)，保持井下環(huán)境的透氣性。

3.4 煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求

煤礦開采必中最不希望出現(xiàn)的問題就是安全事故，造成的人員傷亡問題，為了實(shí)時(shí)防護(hù)，應(yīng)當(dāng)建立安全監(jiān)控系統(tǒng)，要有專門的檢測設(shè)備對(duì)井下的煤礦瓦斯抽排管道進(jìn)行濃度、溫度、流量、壓力等參數(shù)監(jiān)控，要有專人定時(shí)核實(shí)和更新監(jiān)測數(shù)據(jù)，設(shè)置感應(yīng)系統(tǒng)防止瓦斯泄漏，并建立安全逃生通道，開采人員需時(shí)刻保持清醒，一旦出現(xiàn)什么危險(xiǎn)情況，要迅速有序的從安全通道撤離，安全意識(shí)很重要，安全開采人人有責(zé)。

3.5 環(huán)境監(jiān)測管理辦法

對(duì)于瓦斯抽排需制定嚴(yán)格的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于瓦斯氣體的排放應(yīng)當(dāng)采用具體解決措施，減少有害氣體對(duì)環(huán)境的污染，杜宇排放的能夠直接使用的低濃度瓦斯應(yīng)當(dāng)建立儲(chǔ)氣罐保存，可供當(dāng)?shù)鼗ぁl(fā)電、民用等，對(duì)于當(dāng)前無法直接使用的高濃度瓦斯可以采用液壓貯存的方式，以供于異地使用，對(duì)于目前無法使用的超高濃度瓦斯氣體不應(yīng)放任自流，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行焚燒或者其他辦法，避免其排放于空氣中。

3.6 新技術(shù)的研發(fā)

煤礦瓦斯作為現(xiàn)代社會(huì)的新能源，在煤礦開采時(shí)確實(shí)安全隱患和工作難度的制造者，怎樣能夠做到邊還為寶，減少瓦斯排放，增加使用率成為新的目標(biāo)，新的追求，應(yīng)當(dāng)開發(fā)新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯共采的新型開采形式，新能源的應(yīng)用既能減少環(huán)境污染，增加開采效益，也能節(jié)約能源浪費(fèi)，為新能源的使用盡一份力，也節(jié)約了不可再生的傳統(tǒng)能源的使用量。

4 結(jié)論

總的來說，煤礦開采業(yè)務(wù)操作中，最基礎(chǔ)的是解決煤礦瓦斯抽采問題，面臨的是地勢以及開采環(huán)境帶來的難度，最重要的是人員安全問題，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯共采的新的開采方式，要防護(hù)的是環(huán)境污染問題，面對(duì)重重困難和考驗(yàn)，我們的任務(wù)是開發(fā)新技術(shù)，研究出可以實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯共采的新技術(shù)，并開發(fā)新能源的利用率，解決環(huán)境污染問題，同時(shí)健全開采的安全設(shè)施建立，新型的文明開采意識(shí)。

[1]黃承根，胡福龍，章亞斌，何清海.復(fù)雜地質(zhì)條件下瓦斯治理技術(shù)的探索[J].礦業(yè)安全與環(huán)保， 2007.

[2]練友紅，鄧濤，董鋼鋒.復(fù)雜地質(zhì)條件近水平煤層石門揭煤瓦斯防治技術(shù)研究[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2009.

[3]王浩，蔣承林，張建軍.煤層瓦斯壓力測定中的鉆孔注漿新技術(shù)研究[J].中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2011.

[4]龔昌澤，王家春.復(fù)雜地質(zhì)條件下高瓦斯綜采工作面瓦斯治理措施的研究[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2000.

[5]實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)應(yīng)“煤與瓦斯共采”[J].能源與節(jié)能，2011.