淺談瓦斯的治理技術與應用

摘 要：瓦斯主要以甲烷為主，是動植物在地下形成煤層時經過高溫、高壓等環境下形成的一種有害氣體。它通常吸著或游離在煤體或圍巖中，是一種看不見的無色氣體。那么如何安全的抽放瓦斯就成為了現代安全隱患的重要內容。本文就瓦斯的治理技術與應用為基本出發點，主要從瓦斯鉆孔技術要點，合理布置鉆孔間距，綜合各鉆孔等技術方面進行簡單的論述。

關鍵詞：瓦斯 治理技術 應用

中圖分類號：TD712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（b）-0084-01

我國是世界中的大國之一，煤炭和瓦斯資源相當豐富。據統計在我國各地域中深埋地下2000 m左右的煤層中含有大量的煤層氣資源。這些豐富的資源對我國的發展有一定的積極影響，但是它也是我國瓦斯煤礦災害高發的元兇。針對這一現象我國需要對瓦斯災害進行合理的預防和治理。下面就主要介紹下瓦斯的鉆孔抽放技術。

1 瓦斯的治理措施

1.1 瓦斯的鉆孔抽

在我國煤炭采集技術行業領域，如果要對礦井進行作業首先要解決井內瓦斯問題。礦井內的瓦斯氣體要及時的進行稀釋，保證礦井工作的安全進行。在我國先前的礦井瓦斯稀釋方法中，通常采用通風的稀釋方法，該稀釋方法只能解決落煤和暴漏煤壁時的解析瓦斯，在大部分的礦井作業中根本不能達到瓦斯稀釋的工作需求。隨著我國礦產業的不斷發展，煤礦采集也需要找到一種更好的瓦斯稀釋方法。隨著人們的不斷探索發現，鉆孔抽放的方式可以有效的解決礦井內由于強度和深度大量涌出的瓦斯氣體。該方法不僅打破了先前瓦斯稀釋的局限性，更有效的降低了瓦斯的濃度，防止煤和瓦斯的突出[1]。那么如何進行合理有效的瓦斯抽放是解決此問題的主要切入點。

瓦斯鉆孔抽放技術在瓦斯鉆孔抽放技術中應用量較廣，具有很強的實用性。它主要有頂板高位水平鉆孔瓦斯抽放技術和大采面中間高位巷瓦斯抽放技術，針對各技術的不同特點，對瓦斯突出量比較大的礦井一般都采用頂板高位水平鉆孔瓦斯抽放技術，因為它投入的工期比較短，適應礦井工作的靈活性強。在受到地域條件影響的礦井中，因其瓦斯的涌出量大，通風性差等特點使其頂板高位水平鉆孔瓦斯抽放技術同樣得到廣泛的應用。

1.2 鉆孔瓦斯抽放的技術要點

要有效的運用鉆孔瓦斯抽放技術，保證它的布置是該技術的重要部分。良好的鉆孔布置可以有效增強該技術的實用效果，保證降低瓦斯的濃度。該技術的關鍵主要有：（1）對于卸壓瓦斯必須進入卸壓范圍。（2）鉆孔的開端要選擇合適的位置，根據經驗發現一般最好懸在完整的媒體中。（3）穿層鉆孔進入抽放層頂（底）板巖石0.5m以上。在實際瓦斯抽取的過程中還應該準確的運用其計算公式，保證瓦斯抽取時的孔間距。在礦井的瓦斯抽取過程中，由于開采層相互比較接近，從而造成臨近的瓦斯大量流入開采層采空區[2]。在實行鉆孔抽放的同時，準確的計算出每個打孔的位置也是其中關鍵點之一，適當的臨近位置可以有效的提高工作效率。準確的計算出臨近的打孔位置可以避免不必要的瓦斯抽放麻煩，降低工作中的意外傷害率。其計算公式如下。

R1為瓦斯空間距，m；

Kb為抽放負壓影響系數；

Z為各鉆孔瓦斯涌出不均勻系數，Z=0.75；

L為鉆孔有效長度，m；

Q0為鉆孔初始比瓦斯涌出量，由實驗測得；

m為被抽放煤層厚度，m；

a為瓦斯涌出衰減系數；

t為抽放時間，d；

H為鉆孔抽放瓦斯階段斜長；

mi為煤層分層開采厚度，m；

r為煤層平均容重，t/m3；

K為抽放瓦斯有效性系數；

Q為抽放回采工作面瓦斯涌出量。

不同的煤層之間鉆孔的臨近位置都不一樣，這要具體根據礦井的實際情況進行相應的操作。在不同的礦井中瓦斯的濃度各不相同，因此鉆孔抽取的難易程度也不盡相同。不同的礦井因受到不同的地域以及條件的影響致使礦井瓦斯抽放要根據當地狀況進行調節。根據以往的實踐經驗大概可以總結為：（1）增大鉆孔的直徑。（2）負壓提高。（3）增大煤氣層。

1.3 幾種特殊鉆孔抽放技術

穿層鉆孔抽放技術是利用不同鉆孔交叉的原理，它主要是根據鉆孔交叉處直徑變大從而使瓦斯抽取量增加的方法，它在完全沒有增加工作量的前提下使用極少數的時間完成任務。另外，穿層鉆孔抽放技術還可以有效的防止塌陷，對于目前的煤礦產業是一項很好的抽放方法。由于鉆孔較差處擴大了鉆孔的直徑，所以有效的避免了堵孔等現象，并且提高了抽放量的百分之46以上。

穿層水力擴孔強化抽放瓦斯技術是通過向煤層射水的方法，通過水的沖擊力從而排除碎煤，排除掉的碎煤擴展了煤層的空間，煤層局部得到卸壓，因為突然的卸壓效果使形成的裂紋逐漸的延伸，這樣可以增強內部煤層的透氣性。

深孔控制預裂爆破強化抽放瓦斯技術同樣是采取產生或延伸裂痕的方法提高瓦斯的抽放量，提高內部煤層的透氣性的原理。這種爆破技術需要特殊的爆破技術，該技術要準確的掌握爆破的地點和強度，在保證礦井的安全前提下積極的完成任務。

交叉、順層扇形鉆孔抽放技術：這種技術是沿工作面上、下風巷向煤層傾斜方向或中切割向煤層打傾斜或走向順層鉆孔。在相隔2～3 m的地方都要布置兩個抽放鉆孔，這兩個鉆孔的方向不一樣，分別是平行工作面和與工作面斜交。

2 應用效果及其前景

（1）根據調查顯示，通過鉆孔抽放瓦斯可以有效的抽取礦井內的瓦斯氣體，并且可以降低礦井內的瓦斯濃度。采取鉆孔技術的礦井普遍瓦斯抽取量都在工作滿意的范圍內，抽出率高達40%左右。

（2）在當今煤礦產業發達的今天，許多礦井業主都采用鉆孔抽放的技術。該技術通過鉆孔抽放的方式有效的遏制了涌出的瓦斯氣體，保證了礦井最大程度的安全，這不僅提高了礦井作業的工作效率更給社會和國家帶來了前所未有的社會效益。

（3）在我國煤礦產業中，礦井的瓦斯抽放和通風是保證煤礦產業順利進行的前提條件，礦區根據實踐發現最佳的抽放方式非鉆孔抽放莫屬。它可以有效的降低礦井內的瓦斯濃度保證施工安全。根據目前的礦區瓦斯治理現狀發現，這種抽放方式必定成為瓦斯治理的必然趨勢。

3 結語

在我國豐富的煤炭資源中瓦斯成為開采過程中的災害元兇，安全的抽放瓦斯就成了當今礦產業發展的主題。總之瓦斯的聯合抽放技術對于治理瓦斯是行之有效的，值得推廣。

參考文獻

[1]周衛金，方小偉.高位鉆孔抽放的瓦斯滲流研究[J].煤炭科學技術，2006（1）.

[2]吳財芳，曾勇，秦勇.煤與瓦斯共采技術的研究現狀及其應用發展[J].中國礦業大學學報，2004（2）.