煤礦瓦斯綜合抽采技術及應用

劉保林

華晉焦煤有限責任公司沙曲一礦

煤礦瓦斯綜合抽采技術及應用

劉保林

華晉焦煤有限責任公司沙曲一礦

近年來，我國各個大型的煤礦頻發特大瓦斯爆炸事故，而目前需要對煤炭生產企業的能源結構進行深層次的改革，大型和特大型的礦井將進一步增加數量，為了進一步提高開采的安全性，瓦斯綜合抽采技術應運而生。對于一個礦井、一個煤層而言，應結合煤層地質、瓦斯賦存等條件，通過技術方案論證，擇優選定幾種抽采方法進行有機組合對煤層進行綜合瓦斯抽采；煤礦瓦斯的綜合抽采是通過對工作面的采前、采中和采后的瓦斯抽采來實現的，本文探討了有關煤礦瓦斯綜合抽采技術及應用方面的問題，希望給以后的工作提供具體的參考作用。

煤礦瓦斯；綜合抽采；技術

1、煤礦瓦斯綜合抽采的內涵

煤礦瓦斯抽采方法很多，根據不同的劃分原則，瓦斯抽采方法有多種分類方法。以煤層開采時間劃分，分為采前抽采、采中抽采和采后抽采。以瓦斯抽采對象劃分，分為本煤層抽采、鄰近層抽采、回采工作面抽采、掘進工作面抽采和采空區抽采。以抽采方式劃分，分為鉆孔抽采（順層鉆孔和穿層鉆孔）、地面鉆井抽采、巷道抽采和埋管抽采等，并不是將上述所有抽采方式集中在一個礦井使用才稱為煤礦綜合瓦斯抽采。對于一個礦井、一個煤層而言，不可能通過單一的瓦斯抽采方法解決礦井瓦斯問題。應結合煤層地質、瓦斯賦存等條件，通過技術方案論證，擇優選定幾種抽采方法進行有機組合對煤層進行綜合的瓦斯抽采，實現煤礦瓦斯抽采的最大化。通過煤礦瓦斯的綜合抽采，使得抽采效果滿足工作面采前、采中、采后各時間段的瓦斯抽采考核要求，最終確保工作面的安全采掘，實現高瓦斯突出礦井的安全高效生產。

2、我國煤礦瓦斯抽采技術發展及現狀

我國煤礦瓦斯抽采的歷史比較久，從1938年首次在撫順龍鳳礦進行采空區瓦斯抽采到現在，煤礦瓦斯抽采技術的發展大致分為4個階段:20世紀50年代初開始的高透氣性煤層瓦斯抽采階段、鄰近層卸壓瓦斯抽采階段、低透氣性煤層的本煤層順層鉆孔與穿層鉆孔抽采階段和80年代到現在的綜合抽采瓦斯階段。通過半個多世紀的發展，煤礦工作者們把我國各地煤層地質特點和開采條件相結合，摸索到很多適用于我國煤礦開采條件的井下傳統瓦斯抽采技術。抽采技術的應用雖說對提高煤礦瓦斯治理有明顯效果，可是卻存在著一個普遍沒辦法忽視的問題，需要大量的煤巖層鉆孔。而且這些抽采工程一定在具備施工鉆孔的巷道條件后或者提前開掘專門的巖層巷道后才可以實施，這樣就大大增加了煤礦開采的成本。

3、煤礦瓦斯綜合抽采技術介紹

煤礦開采過程中，瓦斯抽采技術多種多樣，并且劃分原則不同，抽采技術也存在較大差異。比如，按照煤層開采的時間進行劃分，可分為采前抽采技術、采中抽采技術以及采后抽采技術；按照瓦斯抽采對象的不同，又分為本煤層抽采技術、臨近層抽采技術、掘進工作面抽采技術等；按照瓦斯抽采方式進行劃分，又有鉆孔抽采技術、地面鉆井抽采技術以及埋管抽采技術等。由上述可知，劃分的方式不同，瓦斯抽采的方式也是隨之而變的。但是不同的抽采技術之間都有著緊密的聯系，所謂的瓦斯綜合抽采技術并不是將上述所有的方式全部應用在煤礦開采過程中，而是要根據開采煤礦的特點、地質情況以及瓦斯的含量等，從中選擇最優的瓦斯抽采方式，使瓦斯抽采的效果能夠真正實現煤礦的安全生產，提高煤礦企業的生產效益。

4、瓦斯綜合抽采技術的作用

在煤礦開采前進行瓦斯抽采，能夠使煤礦開采過程中的瓦斯含量降低，從而降低對煤層的壓力，降低煤礦開采過程中的危險性，一般在煤礦開采前需將瓦斯含量降低至8m3/t，壓力降低至0.74MPa，在煤礦開采過程中抽采瓦斯可以控制工作面的回風流和上隅角瓦斯濃度，使瓦斯的抽采率得到很好的保障，進而保障煤礦開采工作的安全、順利開展。在煤礦采后進行瓦斯抽采，一方面可以使煤礦內部的通風性得到很好的保障，另一方面可以有效降低井內瓦斯的外泄量。此外，密閉采空區抽采內部的瓦斯，可以綜合利用抽采出來的瓦斯進行各類其他生產活動。在煤礦瓦斯抽采的各個階段，都有其相對應的考核指標，瓦斯綜合抽采技術就是在讓煤礦瓦斯各個抽采階段考證指標達標的前提下，再進行煤礦開采工作，進而有力保障煤礦開采工作的安全，順利進行。

5、瓦斯綜合抽采的技術實現

降低瓦斯對煤層的壓力和瓦斯的含量，進而降低煤礦開采的危險性，是煤礦瓦斯采前抽采的主要目的。若開采煤層是單一煤層，可以應用預抽煤層瓦斯技術來實現煤礦的采前抽采，其中穿層鉆孔結合順層鉆孔抽采技術、千米鉆機順層長鉆孔抽采技術是預抽煤層瓦斯技術的主要技術，若開采煤層是群煤層，在進行煤礦采前瓦斯綜合抽采時可以采用保護層抽采技術和卸壓瓦斯抽采技術來進行抽采。在煤礦采中選擇瓦斯抽采技術時，要充分考慮到工作面的通風方式。若工作面采用的是U型的通風方式，建議采用頂板走向穿層鉆孔方式和采空區插管方式來抽采煤礦內部的瓦斯。若工作面采用的是Y型的通風方式，建議采用沿空留巷穿層鉆孔方式和地面鉆井方式來抽采煤礦內部的瓦斯，值得注意的是若煤礦瓦斯含量出現30m3/min以上，此時工作面的通風方式無論是U型還是Y型，走向高抽采法都應該是首選的抽采方式。

6、結束語

綜上所述，隨著煤礦開采深度的增加，瓦斯含量和壓力也在不斷增加，這將嚴重影響到煤礦企業開采的安全性，為此，我們必須全面綜合抽采礦井內部的瓦斯，于此，應當對礦井的瓦斯進行全面抽采，但是單一的瓦斯抽采方式局限性相對較大，無法有效貫穿于煤礦開采的每個階段。因此，為了降低瓦斯的危險性以及提高開采的安全性，采用較為先進的抽采技術，使得井下煤炭的開采期間的瓦斯威脅得以基本消除，煤炭安全高效的生產得到保證。

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