煤礦瓦斯抽采技術研究及應用

陳春陽

摘要：在礦井的生產過程當中，煤礦瓦斯事故是非常嚴重的一種自然災害。在我國以及全球范圍內的煤礦安全生產過程當中煤礦瓦斯事故都是一個制約其不斷發(fā)展的瓶頸。最近幾年，雖然很多的專家和學者都在不斷的探索和研究煤礦瓦斯事故的防止工作，而且也取得了一些不錯的成績，但是在礦井的實際生產過程當中，有很多的因素都會對煤礦瓦斯的分布、存儲、涌出、流動以及運移的規(guī)律產生影響，所以如果要想對礦井瓦斯的運移和分布規(guī)律進行比較準確的掌握、對涌出量進行準確的預測、對抽采的鉆孔位置進行合理和有效的定位就有很多的困難。本文則主要對煤礦瓦斯的抽采技術進行了研究，并且對它的實際應用進行了一定的分析。

關鍵詞：煤礦瓦斯 抽采技術 研究 應用

隨著我國社會經濟的不斷發(fā)展和進步，我國的采煤技術在最近的幾年當中也得到了快速發(fā)展的機會，在對煤炭進行開采的過程當中，生產變得更加的機械化、科學化和自動化，這樣煤炭在實際的開采過程當中規(guī)模也在不停的加大，同時也快速的增加了礦井的開采范圍以及采動的空間，采空區(qū)以及回采工作面的瓦斯在涌出的時候速率和強度都在增強，而且涌出的面積也變得更大，在涌出的時候也不是很均勻，這樣在對煤炭瓦斯進行防治的時候難度就會相應的增加。為了能夠更好的去滿足我國煤炭需求量快速增加的實際需求，現(xiàn)在很多的煤炭生產企業(yè)都在對生產技術進行不斷改革和創(chuàng)新，但是在對煤炭瓦斯進行安全和高效抽采的時候，相應的技術卻沒有能夠及時的發(fā)展和改革，那么在進行煤炭生產的過程當中就會埋下很多的安全隱患。面對這樣的情況就需要對煤礦瓦斯抽采技術進行不斷的研究。

1 對本文研究的實際礦區(qū)基本情況的介紹

本文在對煤礦瓦斯的抽采技術進行研究和實際應用的時候主要選擇了某礦區(qū)來作為研究對象。對于該礦區(qū)來說，它的整個煤田的面積達到了3078平方千米，而現(xiàn)在實際的生產區(qū)域面積則達到了700多平方千米，整個該礦區(qū)現(xiàn)在總共有12個煤礦和15對礦井，在這15對礦井當中高瓦斯的礦井有11對，低瓦斯的礦井有3對，而突出礦井則有1對，同時該礦區(qū)現(xiàn)在還有1對建設中的礦井。整個礦區(qū)一共有42個采煤工作面，其中高突面有14個，同時有142個掘進工作面，而高瓦斯面達到了32個，在礦區(qū)生產的過程當中，有31臺運轉的主要通風機。

2 對瓦斯抽采系統(tǒng)的簡單介紹

整個礦區(qū)在對瓦斯進行抽采的時候，通過對多年以來的實際抽采經驗進行不斷的總結和分析，不斷的攻關和研究瓦斯抽采治理的技術，然后再不斷的總結抽采實際應用的技術。礦區(qū)在對瓦斯進行抽采的時候，根據(jù)實際的生產情況，先后不同的采取了頂板瓦斯巷抽采的技術、瓦斯尾巷的抽采技術、對上隅角進行抽采的技術、降段抽采的技術、老塘抽采的技術、高位抽采巷技術、迎面斜交鉆孔抽采的技術、開采解放層的抽采技術等一系列的抽采技術。從這個世紀初開始的時候，該礦區(qū)的生產企業(yè)就曾經在不同的礦井中修建了6處地面集中抽采泵站，采用的都是集中瓦斯抽采泵，對瓦斯的抽采總能量能夠有效的達到每分鐘888立方米，在不同的井下也總共修建了11處移動的抽采泵站，采用的瓦斯抽采泵都是移動式的。在整個礦區(qū)當中，進行預先抽采的地點一共有17處，有14處時在采煤工作面，而剩余的3處則在掘進工作面。

3 對煤礦瓦斯抽采技術的分析

在煤礦生產過程當中，應該要根據(jù)礦井中煤層的賦存情況、采掘的布置情況、瓦斯的來源、開采的程序以及實際的地質情況等因素來選擇煤礦瓦斯的抽采技術。在我國煤層的主要特點就是煤層具有非常低的透氣性、煤層含有非常高的瓦斯量、煤層具有非常嚴重的突出危險、在對煤層進行開采的時候是采用群開采的方式以及地質條件比較的復雜，這是因為我國的煤層具有這些特點，所以在對煤層瓦斯進行開采的時候應該要以卸壓抽采為主，因為本文研究的礦區(qū)礦井的數(shù)量比較多，所以在對瓦斯進行抽取的時候試驗和采用過的技術也比較多，本文則主要介紹幾種比較常見的煤炭瓦斯抽采方法。

3.1 在對本層瓦斯進行抽采的時候可以選擇采用順層密集長鉆孔抽采技術。在對瓦斯進行區(qū)域性的抽采時就可以選擇采用順層密集長鉆孔抽采技術，在解決綜采面消突問題的時候以及降低工作面瓦斯含量的時候采用順層密集長鉆孔抽采技術非常有效果。采用這種抽采技術在進行鉆孔的時候一般都要在80m以上，孔之間的距離應該要保持在3到5m之內，在對瓦斯進行預抽的時候時間可能需要半年以上。

在布置孔的過程當中，基本上都是采用的交叉鉆孔或者是斜交孔，這樣的話在對瓦斯進行抽采的時候效率就能夠得到有效的提高，如果是采用的斜向布孔的方式，那么在對瓦斯進行抽采的時候就能夠邊采邊抽同時進行；如果是采用交叉布孔的話，那么就能夠在不增加工作量的情況下，讓本層瓦斯的抽采效率得到很好的提升。在該礦區(qū)我們就采用順層交叉鉆孔的方式來對突出層的煤礦瓦斯進行抽采，在經過實際的抽采之后可以發(fā)現(xiàn)，采用交叉鉆孔的方式那么在實際的抽采過程當中就不會出現(xiàn)因為鉆孔而出現(xiàn)的堵孔和塌孔等現(xiàn)象對抽采的效果產生影響的情況。采用交叉鉆孔的抽采方式和平行鉆孔的抽采方式相比較，抽采的效率提高了很多。

3.2 在對本層瓦斯進行抽采的時候還可以選擇采用網(wǎng)格式穿層鉆孔的抽采方式。采用網(wǎng)格式穿層鉆孔的抽采方式能夠有效的避免在突出煤層當中打順層孔時出現(xiàn)的塌孔以及噴孔的現(xiàn)象。在透氣性比較低的煤層當中對瓦斯進行預抽有非常大的難度，但是如果在布置鉆孔的時候能夠比較的合理和科學，而且在進行預抽的時候相關的技術條件也能夠得到有效的保證，在這樣的情況如果采用網(wǎng)格式穿層鉆孔的抽采方式那么就能夠很好的達到抽采的期望效果，一般情況下都能夠達到30%以上的瓦斯抽采率。現(xiàn)在如果需要對單一松軟以及低頭比較嚴重的突出煤層進行防突，那么最有效的一種辦法就是采用網(wǎng)格式的穿層鉆孔。在采用網(wǎng)格式穿層鉆孔的抽采方式時，需要在煤層的頂板打巖巷，這樣就可能導致在進行煤礦瓦斯抽采的時候成本比較的高。

3.3 在對鄰近煤層的瓦斯進行抽采的時候可以選擇采用頂板走向長鉆孔的抽采技術。在對那些高瓦斯沒有煤柱的采煤工作面進行瓦斯抽采的時候，就需要采用頂板走向長鉆孔來抽采臨近煤層瓦斯的抽采技術。為了能夠去有效的對瓦斯超限的問題進行解決，那么在對迎面定向的水平長鉆孔進行布置的時候就選擇采用沿著開采層的頂板巖層的走向來進行，這樣就能夠有效的代替頂板的瓦斯巷，從而來對上鄰近層的瓦斯進行抽采。如果和頂板穿層短鉆孔瓦斯抽采技術以及頂板巖巷瓦斯抽采技術相比較的話，頂板走向長鉆孔的抽采技術不管是在經濟方面還是在抽采的效率方面都有非常明顯的優(yōu)勢，特別是在對那些連續(xù)緊張的礦井瓦斯進行抽采的時候，采用頂板走向長鉆孔的抽采技術的話能夠更加的突出它的優(yōu)勢。

4 結束語

我國的煤礦瓦斯抽采技術長時間的發(fā)展過程當中，一共主要經歷了四個階段，分別是以局部的防突措施為主、進行先抽后采、抽采達標以及區(qū)域的防突措施先行。在這個過程當中，形成了比較系統(tǒng)的瓦斯抽采技術和一些相關的基本標準，同時也取得了一系列的成績。但是在看到這些成績的同時也應該要注意到現(xiàn)在進行煤礦瓦斯抽采時存在的一些主要問題。隨著社會經濟的不斷發(fā)展，在進行煤礦開采的時候使用的技術越來越復雜，而開采的深度也在不斷的增加，這樣在對瓦斯進行抽采的時候就會面對一些新的技術難點。要想有效的去解決這些技術難點，那么各個煤礦生產企業(yè)就應該要在國家的大力支持之下，共同的改革和努力，加強研究煤礦瓦斯抽采的理念基礎和不斷的對技術進行開發(fā)，這樣煤礦企業(yè)在生產的過程當中安全才能夠得到有效的保證。

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