突出礦井瓦斯綜合抽采技術(shù)的應(yīng)用初探

＊景 峰

（山西汾西正新煤焦有限責任公司和善煤礦 山西 046599）

煤層氣俗稱煤礦瓦斯，是寶貴的能源資源。我國高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井多，煤礦瓦斯一直是煤礦安全生產(chǎn)的重大隱患。近年來，煤礦重特大瓦斯爆炸事故時有發(fā)生，給人民群眾生命財產(chǎn)造成了重大損失；同時，未經(jīng)處理或回收的煤層氣直接排放到大氣中，也造成了嚴重的環(huán)境污染和資源浪費。為進一步加大煤層氣抽采利用力度，強化煤礦瓦斯治理，減輕煤礦瓦斯災(zāi)害，瓦斯綜合抽采提出并得到了廣泛的應(yīng)用，取得了良好的效果。

1.瓦斯綜合抽采技術(shù)類型

礦井瓦斯抽采技術(shù)根據(jù)劃分原則可以分為多種類型，根據(jù)開采時間劃分，礦井瓦斯綜合抽采技術(shù)分為采前、采中和采后抽采；以抽采方式劃分，礦井瓦斯綜合抽采技術(shù)分為鉆孔、地面、巷道、低滲煤層抽采[1]。但是，對于礦井瓦斯治理而言，單一的綜合抽采技術(shù)已經(jīng)不能滿足實際問題治理的需求。因此。煤礦企業(yè)應(yīng)當結(jié)合煤層地質(zhì)與礦井開采的實際情況，進行瓦斯綜合抽采技術(shù)治理方案的科學(xué)制定，進行多種瓦斯抽采技術(shù)的科學(xué)融合，從而保證礦井瓦斯治理效果的最大化，不僅可以保證礦井開采工作的安全開展，還有助于促進煤礦企業(yè)管理水平的提升。

（1）采前抽采技術(shù)。采前抽采技術(shù)是針對單一煤層進行瓦斯開采的重要方式，其可以有效進行單一煤層瓦斯含量的降低，從而降低單一煤層煤礦開采安全事故發(fā)生的概率。由于我國大部分煤層具有較低的透氣性。所以，在進行采前抽采技術(shù)應(yīng)用時，應(yīng)當做好鉆孔間距離的科學(xué)衡量，在保證鉆孔間距離的基礎(chǔ)上，進行鉆孔工作都有序開展，從而進行單一煤層瓦斯含量的降低。

（2）采中抽采技術(shù)。采中抽采技術(shù)是進行煤礦礦井瓦斯含量降低的重要方式，其可以在煤礦開采過程中，通過工作面通風方式，進行礦井內(nèi)瓦斯含量的降低，以保證煤礦開采工作的有序開展。因此，煤礦企業(yè)在應(yīng)用采中抽采技術(shù)時，應(yīng)當結(jié)合不同礦井的實際工作情況，以不同的通風工作面為依據(jù)，進行不同采中抽取方式的科學(xué)選擇，以保證采中抽采技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用。

（3）采后抽采技術(shù)。采后抽采技術(shù)是進行礦井密閉空間或頂部裂縫間瓦斯含量與壓力降低的重要方式，對于提高礦井瓦斯利用量具有重要的作用。因此，煤礦企業(yè)可以結(jié)合礦井的實際情況，采用密閉埋管抽采、地面鉆井抽采等技術(shù)，進行采后抽采工作。

2.突出礦井瓦斯綜合抽采技術(shù)難點

（1）異常狀況。由于礦井巷頂板外圍沿存在裂縫的情況，礦井瓦斯抽采工作開展過程中，瓦斯會順著巷道頂部裂縫溢出，導(dǎo)致瓦斯在巷道頂板部進行聚集，一旦頂板部存在傳感器時，會造成傳感器出現(xiàn)異常情況，對瓦斯抽采工作的開展帶來了難度，不利于瓦斯抽采的順利開展[2]。

（2）效率不足。瓦斯抽采設(shè)備在實際應(yīng)用的過程中，由于其在高壓情況下長期工作，會對設(shè)備配件造成嚴重的損害，一旦沒有做好設(shè)備的定期維護工作，會導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)管路脫節(jié)現(xiàn)象，不僅對施工人員造成了安全危害，也不利于瓦斯抽采工作的順利開展，影響了瓦斯抽采效率。

（3）能耗較高。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國瓦斯抽采系統(tǒng)實際應(yīng)用過程中，年耗電量達到了數(shù)千萬甚至上億元，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的出現(xiàn)是由于瓦斯抽采系統(tǒng)動力源運行效率較低，導(dǎo)致能耗較大，不符合我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標。

3.突出礦井瓦斯綜合抽采技術(shù)優(yōu)化措施

（1）瓦斯涌出問題解決。針對礦井瓦斯涌出問題，煤礦企業(yè)可以結(jié)合瓦斯安全抽采的需求，采用淺孔鉆孔抽采技術(shù)，進行礦井裂縫瓦斯的抽采前處理，以達到瓦斯涌出量減少的目的，不僅可以保證礦井瓦斯綜合抽采工作的有序開展，還可以避免傳感器出現(xiàn)異常情況，保證瓦斯抽采的安全性。

（2）抽采設(shè)備優(yōu)化。針對瓦斯抽采效率低的問題，煤礦企業(yè)可以通過抽采設(shè)備的優(yōu)化，進行抽采環(huán)境的安全打造，從而促進瓦斯抽采效率的提高[3]。一方面煤礦企業(yè)應(yīng)當對以往瓦斯抽采中存在的問題進行分析，結(jié)合實際瓦斯抽采工作需求，進行問題的總結(jié)，以便為瓦斯抽采方式的優(yōu)化，提供準確的數(shù)據(jù)支持。另一方面煤礦企業(yè)應(yīng)當增加與瓦斯抽采設(shè)備廠家的交流與溝通，針對瓦斯抽采設(shè)備在實際中存在的問題，與設(shè)備廠家進行交流，使得設(shè)備廠家可以不斷進行設(shè)備問題的解決，促進瓦斯抽采設(shè)備功能的優(yōu)化，從而提高瓦斯抽采設(shè)備的效率，降低瓦斯抽采的風險性。

（3）抽采技術(shù)強化。由于我國瓦斯抽采技術(shù)水平不高，煤礦企業(yè)在進行礦井瓦斯抽采工作開展過程中，應(yīng)當結(jié)合實際抽采需求，借助國內(nèi)外先進技術(shù)，進行瓦斯抽采技術(shù)的創(chuàng)新，以便保證礦井瓦斯抽采工作的順利開展[4]。一方面煤礦企業(yè)應(yīng)當進行瓦斯測量技術(shù)的創(chuàng)新，在進行瓦斯抽采施工開展前，借助瓦斯測量技術(shù)，進行礦井煤層內(nèi)瓦斯含量的準確測量，從而為瓦斯抽采方案的科學(xué)制定，提供準確的數(shù)據(jù)，有助于礦井瓦斯抽采工作的順利開展。另一方面煤礦企業(yè)應(yīng)當借助國內(nèi)外先進技術(shù)，進行瓦斯抽采技術(shù)的優(yōu)化，不斷對傳統(tǒng)瓦斯抽采技術(shù)進行分析，總結(jié)其中存在的不足之處，結(jié)合礦井瓦斯抽采的實際工作需求，采用綜合抽采的方式，進行礦井瓦斯抽采工作的開展，降低礦井煤層內(nèi)瓦斯的含量，從而保障煤炭開采工作的順利進行。

4.突出礦井瓦斯綜合抽采技術(shù)的實際應(yīng)用

本文主要以淮北某煤礦瓦斯綜合抽采案例為例，探究瓦斯綜合抽采技術(shù)的實際應(yīng)用。

淮北某煤礦核定生產(chǎn)能力為240t/a，對我國相關(guān)行業(yè)的發(fā)展提供了重要的資源。但是，煤礦開采過程中，在煤層 3層、7層和10層，分別出現(xiàn)了煤與瓦斯突出的情況，需要煤礦企業(yè)結(jié)合煤礦安全開采的需求，進行綜合瓦斯抽采工作的有序開展。首先，煤礦企業(yè)在進行瓦斯抽采前，應(yīng)當結(jié)合實際工作需求，進行保護層開發(fā)技術(shù)的科學(xué)利用，運用穿層鉆孔法，進行煤層瓦斯抽采工作的有序開展，不僅可以進行煤層瓦斯含量和壓力的降低，還保證了煤層工作面的安全性，有助于后續(xù)煤礦開采工作的順利進行。其次，煤礦企業(yè)在采中瓦斯抽采環(huán)節(jié)，可以采用穿層鉆孔抽采方法和采空區(qū)埋管抽采方法，進行工作面安全生產(chǎn)的保障，防止工作面上隅角瓦斯超額現(xiàn)象的出現(xiàn),通過這兩種方式的開展，提高了瓦斯抽采的實際效果，保證了煤礦開采工作的順利進行。最后，煤礦企業(yè)采后瓦斯抽采，可以對工作面采空區(qū)瓦斯及上覆煤巖體裂隙瓦斯進行抽采，利用礦井巷道鋪設(shè)管路或者施工鉆孔，抽采采空區(qū)和上覆煤巖體裂隙的高濃度瓦斯，為高濃度瓦斯的綜合利用提供了重要的支持。

煤礦企業(yè)通過采前、采中、采后瓦斯抽采方式的綜合利用，提高了突出礦井瓦斯抽采的工作效率，降低了瓦斯抽采的風險項，不僅有助于瓦斯綜合治理工作效果的提升，還為后續(xù)礦井開采工作提供了安全的環(huán)境，有助于礦井開采效率的提升。

5.突出礦井瓦斯綜合治理總結(jié)

（1）治理方式完善。為使瓦斯治理工作取得實效，煤礦企業(yè)可以進一步健全瓦斯管理體系，實現(xiàn)多系統(tǒng)聯(lián)動，保證區(qū)域瓦斯治理所需的人、財、物及時到位。建立健全以總工程師為核心的礦井防突技術(shù)管理體系，加強礦井防突隊伍建設(shè)，并根據(jù)區(qū)域瓦斯治理需要優(yōu)化通風系統(tǒng)、抽采系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、壓風系統(tǒng)，為區(qū)域瓦斯治理提供了保障。

為充分調(diào)動各單位治理瓦斯的積極性，煤礦企業(yè)在對高突礦井的考核上，改變以煤計資的考核辦法，重點對瓦斯治理礦井抽采達標煤量、瓦斯抽采量、抽采濃度等指標進行考核，使高突礦井步入良性循環(huán)，實現(xiàn)抽掘采平衡。

煤礦企業(yè)把“區(qū)域不消突不進煤層”作為瓦斯治理的原則，把“瓦斯抽采不達標，不安排采掘作業(yè)”作為生產(chǎn)組織的前提，徹底改變原有“短兵相接”式的瓦斯治理方式，把以本煤層治理為主的區(qū)域治理措施轉(zhuǎn)變?yōu)橐缘装宕映椴蔀橹鞯膮^(qū)域治理措施。瓦斯治理方式的轉(zhuǎn)變，使煤礦企業(yè)杜絕了瓦斯超限現(xiàn)象，瓦斯治理的過程也變得和風細雨，實現(xiàn)了安全治理瓦斯的目標。

（2）科學(xué)防治完善。為實現(xiàn)科學(xué)防治瓦斯，煤礦企業(yè)緊緊圍繞區(qū)域瓦斯治理的重點和難點，強力推進科技創(chuàng)新，努力打破制約區(qū)域瓦斯治理的瓶頸，促進了瓦斯區(qū)域治理工程的順利實施。為提高瓦斯抽采效果，煤礦企業(yè)借鑒國內(nèi)外封孔技術(shù)優(yōu)點，研制出了加壓封孔技術(shù)，使單孔抽采濃度達到90%以上。同時，煤礦企業(yè)還研究推廣使用了適應(yīng)煤田的瓦斯綜合抽采技術(shù)，形成了立體交叉綜合抽采體系，研究并強制推廣應(yīng)用密鉆孔網(wǎng)格式抽采措施，大幅度提高了煤層透氣性，年抽采量由原來的1500萬立方米提高到目前的1億立方米以上，徹底消除了工作面回采期間瓦斯突出的危險，變虎口拔牙為甕中捉鱉，為提高單產(chǎn)單進水平創(chuàng)造了條件。

（3）瓦斯利用完善。隨著瓦斯抽采量的不斷提高，煤礦企業(yè)逐漸加大了瓦斯利用的力度，實現(xiàn)了從勢不兩立到化敵為友的轉(zhuǎn)變，讓昔日的“隱形殺手”造福千家萬戶。我國煤礦企業(yè)原先只有少量的高濃度瓦斯得到利用，大部分低濃度瓦斯被直接排放到大氣中。為提高瓦斯利用量，煤礦企業(yè)相繼建設(shè)低濃度瓦斯發(fā)電站，瓦斯利用率和年發(fā)電量得到了大幅度提升，既保護了環(huán)境，又增加了收入。煤礦企業(yè)還通過實施井下抽采系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)改造、分源抽采、增透技術(shù)、提高封孔質(zhì)量、合理布置鉆孔等綜合措施，使瓦斯抽采濃度顯著提高，瓦斯抽采和利用量大幅增加，形成了以利用促抽采、以抽采保安全的良性循環(huán)，瓦斯利用量連續(xù)提高。

6.結(jié)束語

綜上所述，瓦斯對于礦井作業(yè)安全具有重要的影響。因此，煤礦企業(yè)應(yīng)當基于安全保障需求，進行瓦斯綜合治理的健全，從日常管理、通風管理、瓦斯管理和瓦斯抽采四個方面，進行綜合治理內(nèi)容與方法的完善，有效進行瓦斯抽采與治理，保障礦井作業(yè)的安全。