煤礦瓦斯綜合抽采技術(shù)探究

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摘要:我國的煤炭開采技術(shù)不斷更新，煤炭的開采深度也在不斷增加，但同時(shí)遇到的煤炭開采問題也越來越復(fù)雜，其中最重要的瓦斯災(zāi)害也越來越頻繁，并逐漸成為制約我國煤炭生產(chǎn)安全的重要影響因素。在此情況下，加強(qiáng)煤炭瓦斯抽采技術(shù)的研究，可以有效提升煤炭瓦斯抽采效率，從而降低煤礦內(nèi)部瓦斯濃度，減少瓦斯災(zāi)害的發(fā)生，促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞:煤礦;瓦斯抽采;煤礦瓦斯

一、煤礦瓦斯綜合抽采工作的重要性

煤炭瓦斯是在煤形成的過程中生成的，主要包括生物化學(xué)成氣和煤炭化變質(zhì)兩個(gè)階段，每一層瓦斯的含量也存在較大的差別。［1］我國主要煤層瓦斯的滲透性較差，壓力低，煤炭開采過程中瓦斯抽采的難度也在不斷增加，加強(qiáng)煤礦瓦斯抽采技術(shù)的深入研究，對于提升煤礦的生產(chǎn)安全具有重要意義。煤礦瓦斯抽采技術(shù)多種多樣，也存在較大的差異，根據(jù)時(shí)間劃分可以分為采前抽采、采中抽采以及采后抽采。根據(jù)抽采對象的不同，又可以分為煤層抽采、掘進(jìn)工作面抽采。根據(jù)抽采方式的不同，可以分為鉆孔式、地面鉆井式和埋管抽采式。不同的抽采技術(shù)之間存在緊密的聯(lián)系，根據(jù)開采煤礦的特點(diǎn)、地質(zhì)情況以及瓦斯含量等等選擇出最適合的抽采方式，提升瓦斯抽采效果，保證煤炭安全生產(chǎn)。瓦斯爆炸是我國煤礦的主要事故原因，瓦斯積聚到一定程度，可能會(huì)導(dǎo)致人呼吸短促甚至死亡。煤炭大量排放瓦斯不僅浪費(fèi)能源，還嚴(yán)重污染環(huán)境。煤礦瓦斯抽采可以做到預(yù)防瓦斯超限，減少瓦斯積聚，促進(jìn)煤礦通風(fēng)，提高煤礦強(qiáng)度，減少煤礦存儲(chǔ)瓦斯的能量，從而防止瓦斯突出，利用潔凈高效能源，減少對環(huán)境的污染。［2］在煤礦開采前進(jìn)行瓦斯開采工作，可以有效降低煤礦開采時(shí)的瓦斯含量，降低煤層壓力，保證煤礦開采時(shí)的安全性。在煤礦開采時(shí)做好瓦斯抽采工作，可以有效控制瓦斯?jié)舛群凸ぷ髅娴幕仫L(fēng)流，確保瓦斯開采效率，保證煤礦開采工作的順利進(jìn)行。在開采結(jié)束之后進(jìn)行瓦斯抽采，可以保證煤礦內(nèi)部的良好通風(fēng)，避免瓦斯外泄，保證工作人員的生命安全。對密閉采空區(qū)內(nèi)部進(jìn)行瓦斯抽采，對抽采到的瓦斯進(jìn)行綜合利用，可以提高資源利用率，在瓦斯抽采的不同環(huán)節(jié)都要注意與其相匹配的參考指標(biāo)，確保煤礦瓦斯抽采指標(biāo)滿足要求。在進(jìn)行煤礦開采工作的同時(shí)提高煤礦開采效率，保證井下工作人員的生命安全。

二、常見的瓦斯抽采方式

(一)采前抽采

采前抽采主要針對煤層中瓦斯含量和壓力降低的情況，可以有效改善瓦斯突出的風(fēng)險(xiǎn)，單一煤層具體的抽采方式是利用長鉆孔順層遞進(jìn)掩護(hù)法、穿層鉆孔抽采法、地面鉆井抽采法等等。大部分中國煤層透氣性系數(shù)低，淺層資源接近枯竭，煤礦開采深度逐步增加，高瓦斯、高地應(yīng)力、高低溫等災(zāi)害發(fā)生率也在不斷增加。抽采鉆孔間距不能太大，煤層群首先要實(shí)施卸壓瓦斯抽采和保護(hù)層開采，卸壓瓦斯抽采主要包括地面鉆井法和底板巖巷網(wǎng)格穿層法。

(二)采中抽采

采中抽采主要為了保證煤礦開采工作面的安全，要保證工作面的通風(fēng)，一般U型通風(fēng)工作面選擇采礦區(qū)埋管抽采法、地面鉆井抽采法、插管抽采法等，Y字形通風(fēng)工作面一般選擇沿空留巷埋管抽采法、穿層鉆孔抽采法、地面鉆井抽采法等。一旦工作面瓦斯涌出量超過了一定標(biāo)準(zhǔn)，都要選擇走向高抽巷法，具備外錯(cuò)尾巷的工作面一般選擇大直徑傾斜鉆孔法進(jìn)行瓦斯抽采工作。［3］

(三)采后抽采

采后抽采主要針對頂部裂隙以及密閉采空區(qū)，可以提高瓦斯抽采率，也可以有效提升瓦斯資源利用率，主要采用井下穿層鉆孔法、地面鉆井法和密閉埋管抽采法等。

三、煤礦瓦斯抽采的幾種新技術(shù)

(一)多重開采下向泄壓增透瓦斯抽采技術(shù)

在煤礦多重卸壓開采后，采用預(yù)先布置巷道和磚層鉆孔的抽采方式泄壓瓦斯，大幅度降低瓦斯壓力，增加煤層透氣性，從而提升抽采效率。［4］

(二)沿空留巷煤與瓦斯共采技術(shù)

隨著采煤T作業(yè)面的推進(jìn)，采用適當(dāng)?shù)南锱猿涮罘椒ǜ艚^采空區(qū)，根據(jù)采空區(qū)留下的巷道在回采工作面一側(cè)留下尾巷，從而形成Y形通風(fēng)道排放瓦斯，可以有效改善工作環(huán)境，提高安全生產(chǎn)水平。布置瓦斯抽采鉆孔可以開采煤炭資源，卸壓瓦斯，實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯共采布局，解決上隅角瓦斯積聚問題，降低瓦斯?jié)舛取?/p>

(三)鉆割一體化增透卸壓抽采技術(shù)

我國的煤層主要為低透氣性煤層，瓦斯抽采非常困難，單一的低透氣性煤層常規(guī)的抽采方法無法發(fā)揮作用，鉆孔的影響范圍較小，施工量大，抽放效率低，鉆割一體化增透卸壓抽采技術(shù)可以擴(kuò)大鉆孔有效影響范圍，從而提升瓦斯抽采效果。［5］鉆割一體化技術(shù)是將高壓磨料射流技術(shù)與鉆孔施工技術(shù)相結(jié)合，在鉆孔過程中鉆機(jī)配合鉆桿送入的風(fēng)或水進(jìn)行排粉，從而完成鉆進(jìn)作業(yè)。鉆進(jìn)結(jié)束后，轉(zhuǎn)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行退鉆作業(yè)，高壓泵站加壓，在水壓達(dá)到預(yù)定壓力之后，清水與高壓磨料產(chǎn)生的磨料粒子相混合，從而完成由直向鉆孔到側(cè)向割縫的切割，通過閥門控制高壓磨料與水的開關(guān)，達(dá)到隨時(shí)鉆進(jìn)和割縫的要求，從而實(shí)現(xiàn)鉆割一體化。

四、結(jié)語

煤礦瓦斯關(guān)系著煤礦的安全生產(chǎn)，對于井下工人的生命安全具有重要影響，因此煤礦瓦斯抽采技術(shù)的研究和更新對于煤礦安全生產(chǎn)具有重要意義。在煤礦瓦斯抽采技術(shù)應(yīng)用過程中不斷研究更新抽采技術(shù)，根據(jù)煤層的開采現(xiàn)狀和階段，選擇適當(dāng)?shù)耐咚归_采方式，提高煤礦瓦斯抽采效率，從而實(shí)現(xiàn)資源利用率的提高以及煤礦的安全生產(chǎn)，保證井下工人的生命安全，促進(jìn)我國煤礦開采產(chǎn)業(yè)的順利發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

［1］周俊．煤礦井下瓦斯抽采鉆孔封堵技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向［J］．礦業(yè)安全與環(huán)保，v．44;No．236(06):74-78．

［2］胡彬?。旱V瓦斯綜合抽采技術(shù)及應(yīng)用［J］．內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2017．

［3］李紅英．煤礦在線瓦斯抽采管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)研究及應(yīng)用［J］．煤炭工程，2017(12):83-85．

［4］楊鵬．煤礦瓦斯抽采技術(shù)及發(fā)展趨向研究論述［J］．山東工業(yè)技術(shù)，2017(13):82．

作者：馬坤 單位：棗莊礦業(yè)集團(tuán)礦業(yè)管理有限公司東于煤業(yè)分公司