煤礦采掘生產(chǎn)中的幾種瓦斯抽放技術(shù)

【摘 要】本文主要闡述了煤礦采掘生產(chǎn)中的采空區(qū)卸壓瓦斯抽采技術(shù)、特殊條件卸壓瓦斯抽采技術(shù)和煤巷掘進工作面瓦斯抽采技術(shù)等問題。

【關(guān)鍵詞】采掘生產(chǎn)；瓦斯抽放；技術(shù)

1、采空區(qū)卸壓瓦斯抽采技術(shù)

按照煤礦采空區(qū)類別，在采煤生產(chǎn)中，瓦斯抽采可分為回采工作面采空區(qū)瓦斯抽采、老采空區(qū)瓦斯抽采、報廢礦井瓦斯抽采。

1.1密閉抽采方法

密閉抽采法是抽采采空區(qū)瓦斯的一種常用和有效方法。此抽采法把采空區(qū)或回采工作面的進、回風巷都加以密閉，密閉墻厚為一至三米，灌筑砂、泥漿等材料，確保嚴密不漏風。再把抽采管穿過回風巷的密閉墻，伸入采空區(qū)內(nèi)進行抽采，伸入以10m以上為好。抽采時，要對密閉內(nèi)的氣體成分、濃度、抽采負壓等參數(shù)經(jīng)常進行監(jiān)測與控制，避免增大漏風造成采空區(qū)浮煤自燃。這種方法抽出的瓦斯?jié)舛饶苓_25%-50%以上。

1.2回采采空區(qū)插管、埋管抽采方法

回采采空區(qū)插管抽采法是將帶孔眼的管子在頂板冒落前直接插入采空區(qū)內(nèi)進行抽采，插入采空區(qū)的管子直徑在75mm～100mm之間，位處采空區(qū)內(nèi)一端長2m～3m。管壁穿有小孔并用紗網(wǎng)包好，避免抽采中出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。此管要盡可能靠近煤層頂部，置于瓦斯?jié)舛容^高的地點。此種瓦斯抽采方法抽出的瓦斯?jié)舛纫话阒挥?0%～25%，而操作簡單方便、成本較低。

為了確保抽采效果并對預埋管抽采管口進行控制，應采取以下方法中的一種。（1）雙埋管法。在第一條埋管埋入采空區(qū)達30m時，預埋第二條管路；此方法的優(yōu)點在于控制簡單，缺點是管材消耗較大。（2）氣動閥門控制法。通過遠控實現(xiàn)采空區(qū)內(nèi)部各個抽采管口的氣動閥門的開閉。此方法能節(jié)省預埋管路，按實際情況對瓦斯抽采口進行調(diào)節(jié)。但需要安設(shè)價格相對較高的氣動閥門，施工工藝質(zhì)量要求也很高。（3）遠控膠囊控制法。這種方法基本原理同氣動閥門控制法，節(jié)省預埋管路，價格較低，能按具體情況對瓦斯抽采口進行凋節(jié)。

1.3向冒落拱上方打鉆抽采法

在開采保護層過程中，在打鉆抽采鄰近層卸壓瓦斯時，同時打鉆到冒落拱上方，主要目的是捕集處于冒落帶中的上鄰近層和未開采的煤分層中的瓦斯?？椎讘挥谥苯禹斏戏?m～10m處。鉆孔之間的間距取10m～20m，抽采鉆孔的瓦斯?jié)舛葹?5%左右，在封孔高度等于開采層厚度的5-6倍時，瓦斯?jié)舛冗_到40%左右。

1.4在基本頂巖石中打水平鉆孔抽采法

在涌入采空區(qū)的瓦斯來自開采煤層的頂板之上，而頂板為易于破碎的巖石，打鉆抽采存在困難，要采用從回風巷向煤層上部掘一斜巷，進入穩(wěn)定的巖層為止；在斜巷的末端作鉆場，逆工作面推進方向打與煤層平行的鉆孔，孔徑為90mm～100mm，孔長按實際情況確定，在100m左右。從鉆孔中心到煤層頂板的距離則取決于直接頂厚度，通常為5m～10m?；夭晒ぷ髅嬖谕七M中，鉆孔底端始終處在冒落拱上部，而孔口處于負壓狀態(tài)，所以，這種抽采方式能取得較好的抽采效果。利用運輸水平或回風水平的底板巖巷及下部煤層的巷道向采空區(qū)打鉆，以抽采采空區(qū)瓦斯，抽采鉆孔進入采空區(qū)的位置要以采空區(qū)瓦斯積聚處為宜。

2、特殊條件卸壓瓦斯抽采技術(shù)

2.1埋藏淺、瓦斯含量高的厚煤層或煤層群

埋藏淺、瓦斯含量高的厚煤層或煤層群，有條件時應采用地面鉆孔預抽開采層瓦斯，抽采卸壓鄰近層瓦斯或抽采采空區(qū)瓦斯。

埋藏淺、瓦斯含量高的厚煤層或煤層群，如果煤層透氣性好，要采用地面鉆孔預抽煤層瓦斯。從地面垂直施工鉆孔至開采煤層，鉆孔下套管護孔，通過地面瓦斯抽采泵站和抽采管路對煤層進行瓦斯預抽，按鉆孔抽采半徑，確定地面鉆孔布置間距。地面鉆孔預抽煤層瓦斯技術(shù)具有鉆孔施工條件好、孔徑大、抽采系統(tǒng)簡單、抽采濃度高、流量大的特點，方便管理維護，對井下生產(chǎn)系統(tǒng)無影響，有利于瓦斯的利用。地面鉆孔預抽煤層瓦斯是煤層氣開發(fā)的發(fā)展方向。

抽采卸壓鄰近層的地面鉆孔設(shè)計應考慮開采層對預抽煤層的卸壓影響范圍，同時鉆孔應充分考慮開采層采動影響，采取預防垮孔及斷孔措施。鉆孔通常布置在開采層卸壓影響范圍中部，或把鉆孔垂直部分布置在開采層采動影響范圍外，再水平造孔至卸壓煤層。

地面鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯，鉆孔施工至開采層冒落帶或裂隙帶內(nèi)，要布置在距工作面回風巷30m～50m處，鉆孔間距120m左右。

2.2瓦斯涌出來源多、分布范圍廣、煤層賦存條件復雜的礦井要采用多種抽采方法相結(jié)合的綜合抽采方法。

如某煤層增透瓦斯預抽方法、冒落帶瓦斯抽采方法、裂隙帶瓦斯抽采方法、彎曲下沉帶瓦斯抽采方法結(jié)合，井下抽采與地面煤層氣開采結(jié)合，充分利用采動礦山壓力導致的巖層活動，以實現(xiàn)井下礦井瓦斯抽采與有效利用。

3、煤巷掘進工作面瓦斯抽采技術(shù)

3.1掘進巷道兩幫及迎頭的瓦斯抽采

在巷道兩幫錯口開掘鉆場，鉆場支架寬為2.4m，高為2.4m，深度為4m。在用錨網(wǎng)支護時，要在預打抽采孔位置一側(cè)加寬巷道，不需再做鉆場。抽采孔的方向平行于巷道掘進方向。同時，在掘進面迎頭布置5-6個鉆孔抽采迎頭前方的卸壓瓦斯，減少掘進工作面迎頭的瓦斯涌出量。

巷幫長鉆孔的主體要處于巷幫煤體卸壓區(qū)，避開松動區(qū)，以保障安全生產(chǎn)，縮短抽采瓦斯時間，提高煤巷的掘進速度。經(jīng)測試表明，鉆孔與巷幫的距離為2.5-4.0m時，抽采效果最佳。

抽采瓦斯量隨抽采負壓的提高而增大，要提高封孔質(zhì)量、增加封孔長度，并適當提高孔口抽采負壓。

巷幫長鉆孔邊掘邊抽的優(yōu)點：抽采不受掘進制約；可截住巷道輪廓線以外的煤體瓦斯向巷道涌出；可有效預測掘進工作面前方及巷旁小地質(zhì)構(gòu)造的存在。此方法既能減少瓦斯涌出量，消除突出危險性，還能降低供風量，促進安全生產(chǎn)，提高單進效率。

3.2掘進工作面穿層鉆孔預抽技術(shù)

在掘進工作面頂（底）板巷道布置鉆場并施工條帶或網(wǎng)格狀鉆孔，孔間距要按抽采半徑確定，沿走向每隔25m～30m施工一個鉆場，布置一組穿層鉆孔，鉆孔穿透煤厚，抽采濃度通常在50%左右，單孔純量為0.2-1m3/min。穿層鉆孔與煤巷掘進工作面超前距要大于200m，預抽時間要多于120天。