煤礦瓦斯治理“先抽后采”的實際應用

溫紀凱

摘 要：我國煤炭資豐富，但大多數煤炭都位于巖層深處，地質結構復雜且伴有瓦斯，瓦斯是一種新型的優質能源，有著極強的開發價值，但瓦斯也是一種容易引起爆炸的可燃性危險氣體，在高濃度的瓦斯環境下，任何舉動都可能引起一場強烈的爆炸，造成人員的傷亡，這嚴重影響了煤炭開采工程，開采煤炭必須要解決瓦斯問題，“先抽后采”就是一種有效解決煤炭開采過程中瓦斯問題的方法，本文從先抽后采的內涵、應用目的、具體實施，以及先抽后采過程中的注意事項幾個方面，論述了煤礦瓦斯治理“先抽后采”的實際應用問題。

關鍵詞：煤礦瓦斯治理 先抽后采 瓦斯開發

中圖分類號：TD82-9 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）11（a）-0106-02

近年來，數次煤炭開發工程所引發的瓦斯爆炸災難引發了廣泛關注，瓦斯的主要成分是甲烷，甲烷是一種易燃物質，瓦斯常常儲存在煤層附近的位置，這為煤礦開采工作帶來了巨大的阻礙，但甲烷的可燃性以及燃燒后的環保性，也聚集了新能源開發者的目光，對于采煤問題，人們思考的不再僅限于排除甲烷，而是上升到了煤、氣共采的高度。“先抽后采”就是一種能夠實現煤、氣共采的開發理念。

1 先抽后采的內涵

瓦斯的開發具有一定的危險性，當瓦濃度過量時，會產生爆炸，所以在煤炭瓦斯的開采過程中應該合理的進行抽放，以避免瓦斯災害的發生。我國有著諸多的煤炭瓦斯資源且一直都在開采中，開采的方式大致上分為兩種，一種是采用隨采隨抽的方式，一種是預先抽取的方式，在煤炭瓦斯的開發過程中無論采取哪一種方式，都要伴隨著對瓦斯的治理，以先抽后采的方式進行，以保障安全。

先抽后采的概念是在反復推敲我國煤炭瓦斯開采的實際情況下后，結合多起瓦斯爆炸事件的誘因所提出的工作方針，先抽后采的實施需要確保在掘金和回采前做到抽采達標以及消突，這集中體現了積極預防，兼顧治理的思想。在技術上，先抽后采主要依托于順層鉆孔抽放瓦斯、地面鉆井抽放瓦斯、穿層鉆孔抽放瓦斯和交叉鉆孔抽放瓦斯幾種技術。

2 先抽后采的目的

一方面，煤炭資源大多都深埋地下，與大量的沼氣相伴，沼氣是極為危險的氣體，濃度過高的沼氣十分脆弱，若在不排出沼氣的前提下打井開礦，稍不留神就會引發爆炸，煤炭開發采用先抽取出沼氣，再進行采礦的方式是為了保障采礦工程能夠在安全高效的環境下進行。

另一方面，沼氣是優質的清潔能源，在開采煤炭的過程中把煤炭環境中的沼氣回收利用，不但可以降低施工的安全風險，還可以獲得大量的優質能源。清潔的甲烷作為燃料不僅高效而且環保。

3 煤炭瓦斯抽放系統

煤炭瓦斯系統是一個復雜的系統，包括安全裝置、氣流管道、流量計和瓦斯泵等多個組成部分，煤炭瓦斯開采環境是一個相對復雜的環境，對各項組成部分都有著非常高的要求。

為保障煤炭瓦斯開采過程中的安全，一般都采用真空泵或離心式瓦斯泵，在瓦斯的開采與治理的過程中，如果流量過大很容易引起爆炸，而這類泵可以有效地解決這一問題，在縮小流量的前提下保持較高的真空度以及負壓力。煤炭開采修建的礦道盤根錯節，從主干道到直流岔路，都需要大量的管道，管道材質一般采用鋼或者聚乙烯等材料，這類的材料能夠很好地對抗腐蝕，同時保證了施工過程中必須的硬度和強度。在開采之前要依據環境和物品的特性，在地面或地下放置防爆燈、避雷、回火等安全裝置，為了在抽放的過程中能夠精準的測算出氣流量，就需要在合適的位置安裝流量計，以保證開采治理的全過程在監控中有序進行。

4 煤炭瓦斯先抽后采實施

4.1 檢測為先

瓦斯是極為危險的氣體，但并不是不可控制的，在瓦斯治理開采的過程中，需要關注各種量表反饋的詳細參數，在開采準備工作中，施工人員借助在各個鉆場、鉆孔安裝的流量計等器材，可以幫助開采者時刻關注開采區域的流量、瓦斯的溫度、濃度、壓力差，采取人工監測和現代化手段相結合的方式，對工程進行精細化的掌握，根據量標反饋回來的參數，開采者可以全面地掌握開采環境，及時地調整煤炭瓦斯系統的狀態，以保障安全。

4.2 抽取方法

4.2.1 對保護層中的瓦斯進行抽取

對煤炭的開采會造成地質層面的破壞，產生斷裂帶、垮落帶、彎曲帶等，下面的巖層也會產生相應的斷裂，對于這些地區瓦斯的抽取，需要先將瓦斯引入到較容易進行抽取的位置，利用多種鉆井和鉆孔方法相結合的方式對瓦斯進行抽取。對于保護層瓦斯進行開采需要的技術并不高難，所需要的就是及時的監控，以保障安全。為了更高效地開采，可以將排采、抽采相結合，實現煤氣工采。

4.2.2 井下本煤層中瓦斯的開采

對于井下本煤層中瓦斯的開采，首先需要的就是對開采巷道進行鉆孔，在巷道兩側鉆孔，臨近兩個孔的距離在5mm左右，每個孔的深度在10mm左右，若鉆的孔與開采巷道偏離，便會影響開采，所以在打孔的過程中，應注意孔道的位置和深度。如若發現有一部分有突出的危險，可以通過鉆孔的方式降低突出危險發生的可能。為防止臨近煤層中涌出的瓦斯影響煤炭開采，可采用隨抽隨采的方式進行開采。

4.2.3 針對地面鉆井處的瓦斯進行抽采

針對地面鉆井處的瓦斯進行抽采，首先，從地面向采煤層施工鉆井并進行固井、完井；其次；要進行裂壓，射孔等工作；最后，要完成降低液面的工作，就需要進行排水，更換井口設備等。

針對部分滲透性不高的煤炭資源，應采取綜合機械化分層開采的方式進行開采，在開采的過程中，瓦斯上升會導致回采層面聚集大量的瓦斯，面對這種情況，可以采取一井三用的方式，提前在沒有開采的地方放置開發井網布，提前對被保護的瓦斯進行抽取，隨后再對條件較好的抽采井進行二次開發，最后對被保護區域內采空區的瓦斯進行抽取。

5 抽采的注意事項

5.1 合理把握瓦斯層的特點

煤炭資源一般都深埋地下，我國現階段開采的煤炭資源大多都深埋在地下600m以下，這樣的煤炭資源都與濃度極高的瓦斯相伴，煤層的透氣性非常低，開采起來極其危險，因此，需要在開采的全過程中進行瓦斯抽放。

5.2 注意瓦斯抽放技術的掌握

瓦斯抽放是一個需要極高技術的工作，這體現在諸多方面，首先就是預壓預抽技術，對區域進行瓦斯抽采，要讓區域中的某一領域的瓦斯得到有效的控制，便于之后的開采活動。其次就是隨抽技術，在對煤炭開采的過程中，需要全程進行瓦斯的隨抽，這就需要適時地布置管道，實施鉆孔并及時回收涌入地面的瓦斯。

瓦斯開采是一項復雜的工程，在瓦斯的開采過程中，監控是第一位的，還應該對開采的工具和開采的方式進行優化組合，綜合多種手段，精細化開采。例如，在開采保護面的瓦斯時，需要及時回收工作面附近的瓦斯，以防瓦斯災難的發生，在這個過程中，還可以借助預抽的方式，為瓦斯降壓，從而控制瓦斯的濃度，降低危險事件發生的幾率。

6 結語

濃密的瓦斯環境給煤炭開采帶來極大的障礙，先抽后采的理念，能夠有效地排除甲烷對煤炭開采的干擾，與此同時，抽取的甲烷作為一種優質的能源也可以被有效利用，可以說是一舉兩得。然而，要應用先抽后采的方式進行開采，需要很多的技術支持，各項設備達標是首要的，開采者必須按照儀器使用要求和開采技術要求嚴格地進行操作，時刻監管，安全為先。面對復雜的資源，需要結合多種技術，抽絲剝繭地解決好開采環節中的問題，在安全的前提條件下，高效開采，回收的甲烷氣體應該合理利用，實現資源利用的最大化。

參考文獻

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