瓦斯抽采技术在建井中的研究与应用

瓦斯抽采技术在建井中的研究与应用

摘 要 在煤矿开采中，安全问题是煤矿生产企业最为关心的问题，多年来，瓦斯问题一直是安全生产、高效生产中最大的阻碍，一旦发生瓦斯爆炸事故，后果不堪设想。采用瓦斯抽采技术治理瓦斯安全威胁是煤矿安全的技术突破，为安全生产提供有效保障。本文对煤矿建井中应用瓦斯抽采技术的必要性加以阐述，对瓦斯抽采技术方法进行研究，并对瓦斯抽采技术在应用中需要注意的安全要点进行探讨。

关键词 煤矿；瓦斯；抽采技术；安全生产

煤矿资源是我国的重要资源，随着经济的增长，对煤炭资源的需求也日益增加，煤炭生产量的加大带来的是安全生产的压力。在煤炭建井开采中，瓦斯安全问题一直是煤炭行业最为关心的问题，瓦斯威胁对煤炭高效安全的生产带来了阻碍，一旦有瓦斯爆炸的事故发生，对人们的财产和生命安全造成巨大的威胁。

传统煤矿建井中对瓦斯应用抽放的技术将浓度较低的瓦斯之间抽出向大气中排放，这不仅造成了资源的浪费，更给生态环境带来了严重的影响。基于瓦斯抽放技术的基础，瓦斯的新的处理方法即瓦斯抽采技术应运而生。矿井瓦斯抽采技术是对煤层中含有的瓦斯使用瓦斯抽采泵或者其他设备进行抽取，通过隔离于巷道的独立官网，把不同浓度的瓦斯抽取处理在使用技术手段将瓦斯收集起来作为资源加以利用。

1 煤矿建井中应用瓦斯抽采技术的必要性

1.1 为煤矿生产安全提供保障

在煤矿生产中，瓦斯是安全生产的最大威胁，一旦发生瓦斯事故，后果不堪设想，对煤矿矿井进行有效处理非常重要。瓦斯抽采技术应用以来，取得了良好的效果，受到广泛的应用。瓦斯抽采技术对地层中的不同浓度的瓦斯抽取并收集，使矿井的生产环境更加安全，减少甚至排除了瓦斯隐患，尤其对于瓦斯涌出量较大的采煤工作面的矿井，永久建立瓦斯抽采系统对保证安全生产意义重大。

1.2 对保护环境十分有利

瓦斯向大气中排放，对环境的影响是巨大的。与二氧化碳相比，瓦斯造成的温室效应多出20多倍，每年因为煤矿开采而抽取出来向大气排放的瓦斯量对大气产生的温室效应等同于两亿顿二氧化碳的污染量。对瓦斯进行抽取采集，改变了以往像大气排放的处理方式，对环境保护十分有利。

1.3 有利于瓦斯能源的开发利用

瓦斯燃烧不仅是一种能源的利用，而且产生的污染物业相对其它燃料也要

少，其燃烧产生的废气还能够作为气态肥料对植物的光合作用有所促进。我国浅瓦斯资源丰富，如果将其有效的采集利用，对于我国的能源利用非常有利。

2 煤矿瓦斯抽采方法

2.1 顺层密集长钻孔瓦斯抽采瓦斯的方法

对于区域性的瓦斯抽采，采用顺层密集长钻孔方法尤为适宜，此种方法在综采面煤层的瓦斯降低含量具有良好效果。通常孔深钻80m以上，孔孔之间已3m～5m为宜，为了达到理想的抽采效果，应该预抽采半年以上的时间。在钻孔时，多采用交叉孔或者斜向孔，交叉形式的布孔要以不额外增加工程量为基本前提，使本煤层的瓦斯抽采效果得到提高，斜向形式的布孔方式对于抽取和采集瓦斯的同步进行有利。经过在矿区抽采瓦斯的应用试验，结果表明采用交叉布孔的方式能够对于抽采中时常发生的钻孔坍塌问题很好的避免，效果远高于平行钻孔方式。

2.2 网格式穿层钻孔抽采瓦斯的方法

使用网格式穿层钻孔对于在突出煤层进行顺层钻孔时常产生的喷孔、孔坍塌等问题得以解决。采用此种瓦斯抽采方法对于大面积的瓦斯抽采有很好的应用效果。在透气性极差的松软突出煤层的台吉矿10号煤层应用网格式穿层钻孔的抽采方法加以应用，结果表明，虽然难度较大，但是如果保证正确的技术操作，还是能够取得理想的瓦斯抽采效果的。目前此种方法在松软突出的煤层中应用非常广泛，受到了认可和推广，但是这种抽采的方法成本投入较高也是煤矿生产企业需要考虑的，具体布孔参见图1。

2.3 邻近层顶板走向长钻孔的瓦斯抽采方法

顶板走向长钻孔方法适用于综采面或者综放面为高瓦斯无煤柱的煤层瓦斯抽采，沿着开采层顶板岩层进行定向水平长钻孔的布置来进行上邻近层瓦斯的抽采。此种方法效果显著，尤其适用于在采掘工作接续紧张的煤矿矿井中应用。将顶板走向长钻孔的方法在矿井中加以应用，取得效果良好，无论是瓦斯抽采的工作效率还是采出量都有明显提高，是煤矿高效生产的一种新方法。

2.4 厚煤层的采空区瓦斯抽采方法

当对厚煤层进行开采时，多在采空区有较多的丢煤，对于采空区来说，自身的瓦塞出涌加上由邻近层和围岩涌出的瓦斯导致采空区涌出大量的瓦塞，对采空区的瓦斯抽采十分重要，不容忽视。对于采空区的瓦斯抽采主要采用埋管抽采的方法，也可以建立巷道采用密闭插管的方法进行瓦斯抽采。

2.5 综合性瓦斯抽采方法

对于某些大型矿井或者抽采高浓度瓦斯有突出危险的煤层时，可采用多种瓦

斯抽采方法进行综合利用，也就是多种方法配合进行。如图2所示：

3 瓦斯抽采中安全要点

首先，在钻孔施工前，编制施工作业规程并制定施工安全办法。在进行钻孔操作时要有专人进行瓦斯的检测，如果在钻孔过程中有喷孔的突发状况发生要及时采取措施，停止钻孔操作。其次，瓦斯抽采系统要装置测定负压的装置和阀门并对新旧管路进行畅通性、气密性的检查。在巷道管路上挂警示牌或设置警示标志，用颜色加以区分，同时配合巡回检查，以及时发现问题并处理解决。最后对斜井或者上下山进行管道布置的时候，需要在管道内呈卧底安装的支撑物上用卡子对其加以固定。总之，一定做好安全防护措施，严格按规程要求进行瓦斯抽采，为煤矿安全生产保驾护航。

参考文献

[1]彭成.我国煤矿瓦斯抽采的现状及问题[J].中国煤炭， 2012（2）.

[2]袁亮.高瓦斯矿区复杂地质条件安全高效开采关键技术[J].煤炭学报，2011（31）.