高瓦斯礦井綜合瓦斯抽采技術實踐分析

韓猛

摘 要：礦井作業中瓦斯含量升高形成高瓦斯礦井，對于作業人員的生命安全以及礦產企業的安全生產影響重大。因此，關于高瓦斯礦井作業過程中，瓦斯抽采技術也引起了較多人群的關注。如何良好的治理礦井瓦斯，保障作業人員的生命安全，成為當前礦產企業以及研究人員長期研究的課題。針對此類現狀，該文針對高瓦斯礦井綜合瓦斯抽采技術的實踐，進行簡要的分析研究。

關鍵詞：瓦斯治理 抽采技術 實踐分析 安全生產

中圖分類號：TD712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（b）-0074-02

礦井作業在持續的過程中，礦道內瓦斯含量會隨著礦井深度的增加而增加，因此，在礦產企業作業的過程中，高瓦斯礦井存在較為普遍。在此現狀下，如何安全有效地進行礦內瓦斯的治理，并且促進礦產企業的安全生產，也引起了廣泛關注。在此，筆者針對當前高瓦斯礦井綜合瓦斯抽采技術實踐進行簡要的剖析研究，以期能為我國礦產企業的發展提供參考。

1 高瓦斯礦井

瓦斯為可燃性氣體的一類，無色無味、難溶于水，其為煤炭形成初期誕生的伴生氣體，并且在持續高溫、高壓的環境下繼續生成，最終得到了較多的積累。此類氣體在形成的過程中，隨著高溫高壓的積累其濃度達到一定程度，會使人體發生缺氧窒息現狀，并極易發生燃燒或爆炸現象，最終造成礦道坍塌、人員傷亡等事件。

高瓦斯礦井指的是隨著礦道的深入，礦井內部瓦斯含量提升或涌出量較大的現象。一般情況下礦道內出現瓦斯，即被認定為瓦斯礦井，作業中也參照瓦斯礦井的作業制度進行作業。

2 高瓦斯礦井治理的必要性

煤礦采掘中出現瓦斯氣體現象較為常見，當前在實際發展的過程中，高瓦斯礦井的治理現狀也較為良好。在此，筆者就高瓦斯礦井治理的必要性進行簡要的分析介紹，具體的必要性體現為確保作業人員的生命安全、確保礦道穩定性、促進礦產企業的穩定收益。

2.1 確保作業人員生命安全

煤礦在開采的過程中，大量的煤層地理位置較深。因此，在實際采掘的過程中，需通過礦井深入進行采掘，礦井在深入的過程中，難以避免發生瓦斯含量升高的現狀，最終形成高瓦斯礦井。在此現狀下，針對高瓦斯礦井的治理，則有效地保障了采掘人員的生命安全，避免了因瓦斯含量濃度較大，產生的爆炸或者人體缺氧窒息現狀。同時有效地提升了企業的安全生產目的，并為后續的采掘作業提供良好的保障。

2.2 確保礦道穩定性

瓦斯氣體具有較強的滲透作用，因此，在實際觀察的過程中，其觀測含量或濃度低于實際濃度含量，一旦發生瓦斯爆炸等現象，其結果遠高于預估數據。此類現狀下，礦道安全作為主要的采掘通道，也為采掘人員的生命安全之路。當前針對高瓦斯礦井進行治理，則有效地保障了礦道的穩定性，確保了礦井的結構穩定，保障了企業的穩定生產。

2.3 促進礦產企業的穩定收益

煤炭資源為我國當前經濟發展中主要的應用能源之一，其對冶煉業、制造業、運輸業、居民生活等方面有著直接聯系，因此，對于國民經濟的發展有著重要的意義。高瓦斯礦井作為煤礦企業礦井采掘中的一類特殊礦井，其對于采掘人員的生命安全，以及礦道的安全穩定性影響重大。因此，高瓦斯礦井的有效治理，綜合分析對于煤礦企業的穩定收益，有著極大的促進作用，并且對于區域經濟發展的穩定性，也有著較好的促進作用。

3 高瓦斯礦井抽采模式

高瓦斯礦井當前在抽采治理的過程中，整體的抽采治理效果較為良好。各煤礦企業也積累了較為豐富的抽采經驗，為煤礦企業的安全生產奠定了良好的基礎。當前具體的抽采模式有3類，根據礦井采掘的先后順序分為采前抽采、采中抽采、采后抽采。

3.1 采前抽采

采前抽采為高瓦斯礦井抽采模式中，常用的一類瓦斯抽采模式。采前抽采主要針對單一煤層進行應用，主要原因為單一煤層瓦斯較為集中，通過采前抽采能夠提升抽采效率，并且保障抽采效果。采前抽采當前主要應用的抽采方法為針對單一煤層進行鉆孔抽采，鉆孔主要分為穿層鉆孔以及順層鉆孔兩類，通常情況下，兩種鉆孔方法結合應用能夠有效地保障抽采效果，并且提升抽采的效率。

當前采前抽采有效地提升了采掘作業的安全性，較好地降低了瓦斯含量，并且在采掘的過程中，有效地降低了煤層壓力，防止因煤層壓力過大，產生煤層坍塌或突起現象。

3.2 采中抽采

采中抽采在煤礦高瓦斯抽采的過程中應用較多，一般情況下對于礦井內瓦斯涌出量較大，或在采掘的過程中單一采掘面瓦斯氣體濃度提升，并且嚴重影響后續的安全生產。此類現狀下針對通風面為U型面的采掘面，通常采用穿層鉆孔或采空區埋管抽采。針對Y型通風面，采用地面鉆井等方面進行抽采。

采中抽采在高瓦斯礦井的治理中，能夠有效地提升瓦斯的抽采率，并且有效地控制了采掘過程中瓦斯含量及瓦斯濃度，保障了采掘作業中的安全性。

3.3 采后抽采

采后抽采一般情況下指的是礦井內部瓦斯含量較低，或在持續積累的過程中，其含量為安全含量，對于日常采掘作業影響較小，此類現狀下通過采后抽采的方法進行抽采。抽采的過程中，一般采用地面鉆井抽采法或穿層鉆孔抽采法，以此確保礦井內部的瓦斯利用率，降低了瓦斯的損耗量。

實際抽采的過程中，有效地保障了礦井的通風安全，并且降低在后續作業中的瓦斯積累，提升了礦井作業的安全性，增加了礦企的資源利用率，有效地提升了礦企的合理收益。

4 高瓦斯礦井綜合瓦斯抽采技術

高瓦斯礦井綜合瓦斯抽采技術，當前在應用實踐的過程中，整體的應用效果較為良好，為我國煤礦企業的安全生產，以及采掘人員的生命安全提供了良好的保障。當前在實際生產的過程中，高瓦斯礦井綜合瓦斯抽采技術，主要的技術應用類型有以下幾類，即高位鉆井抽采、分段式模塊式抽采、煤層密集孔洞抽采、采空區抽采，針對此類技術，筆者進行簡要的分析介紹。

4.1 高位鉆井抽采

高位鉆孔在施工的過程中，根據采掘礦道頂板巖層的成型規律進行。在施工的過程中，根據整體礦井的通風巷高度，以及礦井的范圍確定打鉆位置，確定打鉆位置之后，根據巖石冒落角判斷礦井采空區的距離，確定打鉆位置、打鉆距離之后，應根據煤層走勢以及傾斜角度，確定鉆孔的角度，以此保障后期鉆孔能夠良好的進行抽采作業。

此后應針對礦井內部瓦斯涌出量、濃度現狀以及采掘面的推進速度確定鉆孔數量，以此確定最終的鉆孔數量，設立合理的鉆孔數量，以促進瓦斯的抽采效率。實際進行鉆孔以及計算抽采效率的過程中，應針對瓦斯的抽采速率以及煤層采掘速度進行合理的協調，以避免因鉆孔數量過少，或采掘速度過快造成的瓦斯抽采不及時或瓦斯含量上升的現狀，并且針對鉆孔的實際孔洞大小，以及鉆孔之間的距離進行協調配置，以期達到最佳的抽采效果。

4.2 分段式模塊式抽采

煤礦在采掘的過程中，會根據煤層的走向以及蘊藏量確定采掘方向以及采掘過程中礦道的延伸。因此，在實際作業的過程中，礦井內部采掘礦道，一定程度上可以分化為段落式以及模塊式，此類現狀下，關于礦井內瓦斯氣體的抽采作業，抽采人員也可以根據采掘過程中的采掘路徑進行瓦斯抽采，此類通過分段式以及模塊式的抽采方式，也稱之為分段模塊式抽采。分段式模塊式瓦斯抽采形成，能夠快速地降低礦井內部瓦斯濃度，并且在作業的過程中，對于煤炭采掘作業影響較小。但由于分段式模塊式抽采技術在實際作業的過程中，需與采掘作業同步進行，并且需要持續較長的時間，此情況下礦產企業可針對相鄰礦道之間進行瓦斯含量探測，提前進行分段式模塊式瓦斯抽采。

以此進行礦井之間的輪流抽采，從而提升作業過程中的作業效率，并且有效地提升實際作業的安全性，對于作業過程中采掘作業以及瓦斯抽采，形成了良性的循環效果。

4.3 煤層密集孔洞抽采

煤層密集孔洞抽采在實踐的過程中，主要針對工作面內瓦斯含量極高，并且在回風巷內瓦斯濃度也嚴重超標的現狀。此類現狀下，采掘人員繼續作業的風險性較大，不利于企業的安全生產。當前在實際生產的過程中，針對此類現狀，作業人員可針對作業工作面進行密集打鉆。打鉆角度應垂直于工作面，一般情況下直徑應為（85±15）mm之間，孔洞深度應在50～85 m之間。此外為了保障工作面的安全性，實際作業的過程中，孔洞的間距應不小于50 cm，打鉆結束之后，應及時進行封孔。孔洞作業結束之后，通常進行無間斷抽采，并定時針對抽采樣品采樣分析，以此判斷礦井內瓦斯含量現狀，從而保障安全生產效果。

4.4 采空區抽采

采空區抽采一般情況下抽采量高于預計數量，主要原因為：瓦斯具備較強的滲透性，并且由于氣體的流動性以及采掘作業的持續，最終抽采量較多。實際抽采的過程中，針對采空區進行埋管抽采作業，并且通過多管道進行抽采，以及最大化地進行采空區的瓦斯抽采。采空區瓦斯抽采，在實際應用的過程中能夠有效地降低采空區內瓦斯含量，有效地保障了掘進區域瓦斯含量的安全性，促進了煤礦的安全生產目的。

此外采空區瓦斯抽采，為了有效地促進其抽采效果，抽采的過程中可采用雙機抽采，并且增加埋管數量，以及控制抽采管進入采空區的高度，同時注重管路的密封性，以此確保抽采過程中的作業效率。

5 結語

煤礦企業在發展的過程中，礦井采掘中出現瓦斯含量較高的現象較為常見。此類現狀下，為了保障采掘人員的生命安全，促進礦井的穩定性，礦企針對礦井內部高瓦斯現象進行抽采作業，當前主要的抽采技術有高位鉆井抽采、分段式模塊式抽采、煤層密集孔洞抽采、采空區抽采，根據礦井的實際瓦斯含量以及瓦斯濃度，綜合利用各類抽采技術，能夠有效地保障采掘安全性，并且達到穩定礦企收益的目的。

參考文獻

[1] 趙亞光，王金光，汪恒，等.高瓦斯礦井首采綜放面瓦斯綜合治理技術[J].煤炭技術，2016，35（6）：172-174.

[2] 劉文永，滕福義，李昊，等.高瓦斯礦井綜合瓦斯治理技術研究及應用[J].煤炭技術，2014，33（4）：6-8.

[3] 馮建生，王玉懷.南莊煤礦瓦斯綜合治理技術研究與實踐[J].中國煤炭，2015（8）：108-111，127.

[4] 周廷揚，楊漢宏.高瓦斯礦井深部區瓦斯治理技術研究[J].山東工業技術，2014（15）：1.