煤礦瓦斯綜合抽采技術探究
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摘要:我國的煤炭開采技術不斷更新，煤炭的開采深度也在不斷增加，但同時遇到的煤炭開采問題也越來越復雜，其中最重要的瓦斯災害也越來越頻繁，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，加強煤炭瓦斯抽采技術的研究，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，減少瓦斯災害的發(fā)生，促進煤礦安全生產(chǎn)。
關鍵詞: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，主要包括生物化學成氣和煤炭化變質(zhì)兩個階段，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，加強煤礦瓦斯抽采技術的深入研究，對于提升煤礦的生產(chǎn)安全具有重要意義。煤礦瓦斯抽采技術多種多樣，也存在較大的差異，根據(jù)時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。不同的抽采技術之間存在緊密的聯(lián)系，根據(jù)開采煤礦的特點、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，可能會導致人呼吸短促甚至死亡。煤炭大量排放瓦斯不僅浪費能源，還嚴重污染環(huán)境。煤礦瓦斯抽采可以做到預防瓦斯超限，減少瓦斯積聚，促進煤礦通風，提高煤礦強度，減少煤礦存儲瓦斯的能量，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］在煤礦開采前進行瓦斯開采工作，可以有效降低煤礦開采時的瓦斯含量，降低煤層壓力，保證煤礦開采時的安全性。在煤礦開采時做好瓦斯抽采工作，可以有效控制瓦斯?jié)舛群凸ぷ髅娴幕仫L流，確保瓦斯開采效率，保證煤礦開采工作的順利進行。在開采結束之后進行瓦斯抽采，可以保證煤礦內(nèi)部的良好通風，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)部進行瓦斯抽采，對抽采到的瓦斯進行綜合利用，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，確保煤礦瓦斯抽采指標滿足要求。在進行煤礦開采工作的同時提高煤礦開采效率，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險，單一煤層具體的抽采方式是利用長鉆孔順層遞進掩護法、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、高地應力、高低溫等災害發(fā)生率也在不斷增加。抽采鉆孔間距不能太大，煤層群首先要實施卸壓瓦斯抽采和保護層開采，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，一般U型通風工作面選擇采礦區(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準，都要選擇走向高抽巷法，具備外錯尾巷的工作面一般選擇大直徑傾斜鉆孔法進行瓦斯抽采工作。［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
(一)多重開采下向泄壓增透瓦斯抽采技術
在煤礦多重卸壓開采后，采用預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
隨著采煤T作業(yè)面的推進，采用適當?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留下尾巷，從而形成Y形通風道排放瓦斯，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
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可以擴大鉆孔有效影響范圍，從而提升瓦斯抽采效果。［5］鉆割一體化技術是將高壓磨料射流技術與鉆孔施工技術相結合，在鉆孔過程中鉆機配合鉆桿送入的風或水進行排粉，從而完成鉆進作業(yè)。鉆進結束后，轉(zhuǎn)機停止轉(zhuǎn)動，進行退鉆作業(yè)，高壓泵站加壓，在水壓達到預定壓力之后，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向割縫的切割，通過閥門控制高壓磨料與水的開關，達到隨時鉆進和割縫的要求，從而實現(xiàn)鉆割一體化。
四、結語
煤礦瓦斯關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應用過程中不斷研究更新抽采技術，根據(jù)煤層的開采現(xiàn)狀和階段，選擇適當?shù)耐咚归_采方式，提高煤礦瓦斯抽采效率，從而實現(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，促進我國煤礦開采產(chǎn)業(yè)的順利發(fā)展。
參考文獻:
［1］周?。旱V井下瓦斯抽采鉆孔封堵技術的研究現(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瓦斯綜合抽采技術及應用［J］．內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2017．
［3］李紅英．煤礦在線瓦斯抽采管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術研究及應用［J］．煤炭工程，2017(12):83-85．
［4］楊鵬．煤礦瓦斯抽采技術及發(fā)展趨向研究論述［J］．山東工業(yè)技術，2017(13):82．
作者：馬坤 單位：棗莊礦業(yè)集團礦業(yè)管理有限公司東于煤業(yè)分公司
