礦井瓦斯抽采技術的研究現狀及前景

摘 要：本文具體分析了瓦斯抽采活動的可行性，介紹了日常進行瓦斯抽采的常用方法，就我國天然氣利用現狀以及存在的問題，結合發展的實際需要，系統地闡述了中國煤礦瓦斯抽采技術，除此之外還具體提出了我國煤礦瓦斯抽采在以后的具體研究方向，深入科學的對其發展思路展開分析，為以后礦井瓦斯抽采設計的實際生產提供依據。

關鍵詞：瓦斯抽采技術；瓦斯利用；低濃度瓦斯；環保

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.045

瓦斯抽采是近年來提出的新概念，一般來說指的是指利用氣體提取設備煤層瓦斯抽采泵等，并通過網絡與巷道隔離，對放出來的氣體濃度借助一定的手段技術實施管理[1-2]，經過半個多世紀的在實際抽氣排水中的應用和完善，長時間的經驗研究發現，煤礦瓦斯抽采的不僅是減少煤礦瓦斯防治瓦的重要措施和排放，可以有效的防止煤與瓦斯突發的爆炸等災害，還可以實現高濃度氣體回收并進行提取作為清潔能源使用，變害為利，氣體萃取技術是經過中外研究者的努力的結果，也是逐步提高[3-5]瓦斯抽采技術的關鍵。然而，我們還必須認識到瓦斯抽采技術有許多缺點，如機理和預測煤與瓦斯利用低濃度瓦斯突出，這些問題都是值得我們進一步研究的，因此，掌握煤礦瓦斯抽采技術的研究現狀和應用前景，具有非常重要發展意義。

1 礦井瓦斯抽采的可行性分析

1.1 礦井瓦斯抽采的目的

瓦斯抽采的主要目的是防止煤礦瓦斯抽采過度引發危險或者是爆炸，以此來確保礦井安全；為了更好的保護層開采，礦井瓦斯抽采系統應采用卸壓磚保護層，排水采氣近距離保護層，減少卸壓瓦斯的工作面和采空區的保護層，確保保護層安全開采排水；采用遠程保護層瓦斯技術，這樣能夠擴大保護范圍和程度，以及保證后來在保護層掘進和開采工作，瓦斯涌出量會明顯減少；無保護層開采的煤礦瓦斯預抽可以作為一個區域防突措施和保證對天然氣資源的開發利用。

1.2 常用的瓦斯抽采方法

根據不同部位、不同煤層開采巷道布置及礦井瓦斯抽的條件，可以看出在在不同國家提出的方法和工作程序以及提取方法是不一樣的，從天然氣提取方面一般情況可分為：挖掘鄰近層瓦斯抽采、采空區抽排水以及巖氣以煤層氣開發。

2 我國礦井瓦斯的利用情況及存在的問題

礦業包括兩個方面的煤礦瓦斯抽采，一是抽采，二是開采。因此，不僅要看到瓦斯抽采的研究現狀，而且要注意對實際開采現狀環境進行分析研究。開采，主要體現在如何使用天然氣和天然氣開采后，合理利用的一個重要方面的天然氣和抽氣，瓦斯抽采整個瓦斯利用程度的關鍵所在。煤礦瓦斯是一種寶貴的資源，它是我們的自然財富。然而，由于采礦方法和技術的局限性，導致了天然氣的利用率很低。早期的安全規則的煤礦瓦斯利用濃度在百分之三十以下不排水，有的甚至是直接排空，導致含二氧化碳產生的甲烷是十六倍的廢氣甲烷資源的溫室效應造成環境污染，因此在新的國家能源政策的指導下該工程已啟動。

瓦斯天然氣利用存在的主要問題是：

1）小于5%的濃度的天然氣利用率。現在，低濃度瓦斯利用的純化方法主要適用的濃度是在10% ～ 30%，在這部分主要是通過變壓吸附膜分離以及采取真空變壓吸附等技術實現對經過純化的濃度超過百分之三十的氣體的兩級凈化操作，最后使得其濃度達到百分之九十以上，但是作為一個平民如燃氣鍋爐的使用，或者是可以作為一個更廣泛的工業用途而在氣體在低濃度的使用上卻沒有大的突破，或者一些方法不能投入運營，收入和成本之間的差異。

2）瓦斯利用受煤礦排水量的影響。在挖掘不同階段的不同位置和采取不同方案的煤礦，在采礦過程以及技術的處理不同都將嚴重影響瓦斯抽采量和氣體產量少，因此有時可以開采出很多產量，有時很少，不能持續使用氣體進行長時間的瓦斯抽采工作，因此也不得不停止部分民事工作。

3 瓦斯抽采的研究方向及發展思路

完善抽采專職隊伍，確保抽采人員的相對穩定實現對瓦斯開采的長遠研究。目前在中國瓦斯抽采技術還存在很多的不足和缺失，我們必須牢牢把握時代發展的要求重新認識氣排水的意義。此外還應該定向鉆井監控裝置的發展，保障鉆井參數滿足設計要求和進行瓦斯抽采試驗的需要，保證開采煤礦的抽水率符合要求。在掌握以上提及的各種瓦斯抽采研究方向和研究技術的同時，也要了解未來煤礦瓦斯抽采方向的發展：

1）在技術方面，需要加強和深化。工程管理上應該注重對瓦斯抽采技術選擇的適用性的管理，及時總結瓦斯抽采技術的技術特點和應用范圍，結合實際需要深入開展應用研究，為礦井瓦斯抽采為單一低透氣性煤層強化提取技術的實驗研究提供指導，提高開采層預抽采率，降低煤層氣的排放。除此持外還要保持鉆井工作的高效率以及提升輔助設備工作的速度，切實解決鉆井在負軟煤層的瓦斯抽采進行施工中的不同鉆孔的方向以及長度的選擇。

2）在管理中，要加強以下幾個方面的工作：提高專職人員工作內容成績的提取，保證排水人員相對穩定；加大對人員的培訓，提高人員的技術能力和個人素質；增強對排水設備的監督和管理，保證設備可以保持良好的工作狀態，以更好的滿足施工的實際要求。

4 結 論

（1）瓦斯抽采要注意提取工作的科學開展。因為這不僅僅對瓦斯抽采工作有重要影響，還對天然氣的使用以及摒棄瓦斯抽采等問題有很大影響，要切實避免能源的浪費以及污染，保證提取的資源以及天然氣等資源可以得到充分利用。

（2）在新的發展形勢下，天然氣開采的選擇依然是當前國際、國內面臨環境問題以及能源問題的一致話題，由此可見掌握瓦斯抽采技術至關重要。

參考文獻：

[1]林伯泉.礦井瓦斯防治理論與技術[M].徐州：中國礦業大學出版社，2010：76-78.

[2]胡殿明，林柏泉.煤層瓦斯賦存規律及防治技術[M].徐州：中國礦業大學出版社，2006：91-92.

[3]王德明.礦井通風與安全[M].徐州：中國礦業大學出版社，2007：26-28.

[4]俞啟香.礦井瓦斯防治[M].徐州：中國礦業大學出版社，1992：42-43.

[5]黃盛初，劉文革，趙國泉.中國煤層氣開發利用現狀及發展趨勢[J].中國煤炭，2009，25（01）：5-10.