淺孔抽放技術(shù)在高瓦斯綜采工作面中的應(yīng)用

劉 琪

（1 太原理工大學(xué)，太原 030024；2 山西晉煤集團(tuán)職教中心，山西 晉城 048000）

淺孔抽放技術(shù)在高瓦斯綜采工作面中的應(yīng)用

劉 琪

（1 太原理工大學(xué)，太原 030024；2 山西晉煤集團(tuán)職教中心，山西 晉城 048000）

本文闡述了淺孔抽放技術(shù)在高瓦斯綜采工作面中的應(yīng)用，具體包括淺孔抽放技術(shù)的原理、淺孔抽放技術(shù)和施工，以及淺孔抽放技術(shù)的管理策略。

淺孔抽放；高瓦斯；綜采工作面；應(yīng)用

0 引言

對(duì)于高瓦斯礦井的綜采工作面來說，要想有效的治理瓦斯，需要礦井建立優(yōu)良的礦井通風(fēng)系統(tǒng)，還需要采取本煤層抽放、鄰近層抽放、高位裂隙抽放、采空區(qū)埋管抽放等綜合抽放措施，對(duì)礦井的瓦斯進(jìn)行科學(xué)治理，這樣才能從基本上保證綜采工作面的安全、高效生產(chǎn)。同時(shí)還需要考慮各個(gè)礦井的具體情況，有的礦井煤層地質(zhì)條件復(fù)雜，還有的煤層的采煤工作面的煤質(zhì)比較細(xì)密，煤層的透氣性較差，這樣就導(dǎo)致了抽放瓦斯變得十分困難，如果還采取上述的抽放方法就不能滿足采煤工作的需要，瓦斯超限的現(xiàn)象也會(huì)時(shí)有發(fā)生，這樣就嚴(yán)重地制約了綜采工作面的安全生產(chǎn)。針對(duì)這種情況，可以采用瓦斯抽放的新技術(shù)-淺孔抽放技術(shù)，在高瓦斯的綜采工作面上采取實(shí)施淺孔抽放技術(shù)對(duì)瓦斯進(jìn)行治理，一定能取得較好的效果，從而保證綜采工作面的安全、高效生產(chǎn)。

1 礦井瓦斯抽放的意義

1.1 安全方面

礦井瓦斯抽放從根本上降低了煤層瓦斯的含量及瓦斯的壓力，降低了礦井及采掘工作面的瓦斯涌出量。相對(duì)于通過通風(fēng)排除瓦斯來說，采用抽采瓦斯是更安全，更有利于管理。瓦斯抽放也是解決瓦斯問題的重要途徑之一。尤其是對(duì)于高瓦斯含量的煤層開采來說更是一個(gè)必不可少的工藝環(huán)節(jié)。因此說采取抽放措施，將煤層中富集的瓦斯抽放出來，是解決瓦斯事故威脅、保障煤礦安全最為有效的措施。

1.2 節(jié)能環(huán)保

由于瓦斯是清潔、高效的資源，煤礦企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯的共采，通過瓦斯發(fā)電或者提純后作為清潔燃料使用。瓦斯的溫室效應(yīng)作用是二氧化碳的40倍以上，因此降低瓦斯的排放量勢(shì)在必行，同時(shí)國家也出臺(tái)了相關(guān)的鼓勵(lì)政策鼓勵(lì)煤礦企業(yè)綜合利用瓦斯?？紤]到瓦斯是一種優(yōu)質(zhì)的資源，對(duì)煤礦瓦斯進(jìn)行抽放并加以利用，不僅可以減少對(duì)環(huán)境的污染更重要的是還可以給煤礦帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益。

2 淺孔抽放技術(shù)的原理

在開采行為的制約下，順著工作面推進(jìn)的支承壓力劃分成原巖應(yīng)力區(qū)、應(yīng)力集中區(qū)，以及卸壓區(qū)。應(yīng)力集中區(qū)的最大應(yīng)力比原巖應(yīng)力區(qū)的應(yīng)力大很多，這導(dǎo)致煤體出現(xiàn)破壞與變形。應(yīng)力集中區(qū)處于煤壁的前方，而峰值處于煤壁的前方。這個(gè)區(qū)域之內(nèi)受到超前動(dòng)壓的制約與塑性應(yīng)力的破壞，它的煤體構(gòu)造被破壞，出現(xiàn)了擴(kuò)容的情況，這大大地增加了煤層的透氣性，大量瓦斯吸附狀態(tài)往游離狀態(tài)轉(zhuǎn)化，以及瓦斯從采面深部涌出到煤壁方向，到達(dá)采面，使得上隅角聚集瓦斯。在抽放系統(tǒng)負(fù)壓的制約下，淺孔抽放鉆孔周圍的煤層瓦斯流向出現(xiàn)改變，使得徑向流動(dòng)形成。在不斷延長的時(shí)間下，增大了抽放的半徑，在影響至周圍抽放孔與煤層頂板間范圍的時(shí)候，采面周圍的煤層全部處在抽放負(fù)壓的影響之下，對(duì)淺部的煤體瓦斯進(jìn)行控制和隔斷，進(jìn)而從抽放鉆孔加以排放，這保障了采面生產(chǎn)的安全性。

3 淺孔抽放技術(shù)和施工

結(jié)合采面所供求的風(fēng)量，在回采期間認(rèn)真地根據(jù)明顯的危險(xiǎn)工作面進(jìn)行作業(yè)。實(shí)施“三八”制的作業(yè)形式，在檢修班進(jìn)行抽排放鉆孔的施工，確保成孔之后的迅速抽放。鉆孔打成立就將瓦斯抽放快速封孔器插入，進(jìn)而實(shí)施抽放，而生產(chǎn)班割煤的過程中暫時(shí)性地將采煤機(jī)前后的封孔器取下，在進(jìn)行割煤之后即刻插入實(shí)施抽放，進(jìn)而確保抽放時(shí)間的充足性，而最后的鉆孔聯(lián)網(wǎng)抽放需要保持兩個(gè)小時(shí)以上的時(shí)間，從而能夠?qū)崿F(xiàn)理想的抽放效果。在地質(zhì)狀況出現(xiàn)改變的情況下，需要將抽放鉆孔的排放時(shí)間與密度進(jìn)行適當(dāng)?shù)卦黾?，最終完全地排放煤體瓦斯。

4 淺孔抽放技術(shù)的管理策略

4.1 對(duì)抽放管路的漏氣現(xiàn)象進(jìn)行及時(shí)性地處理

應(yīng)當(dāng)定期地檢查抽放管路系統(tǒng)的一系列接頭，對(duì)于出現(xiàn)的管路漏氣實(shí)施處理，使得抽放系統(tǒng)的整體負(fù)壓得以提高，從而保障末端抽放負(fù)壓，只有如此，才可以使工作面單孔淺孔的瓦斯抽放量增加，最終實(shí)現(xiàn)理想的工作面抽放效果。

4.2 確保抽放鉆孔的嚴(yán)密性

在抽放實(shí)踐中，因?yàn)榉饪灼鞯膽?yīng)用管理問題，封孔膠囊損壞的情況往往會(huì)發(fā)生，鉆孔由于礦壓的制約發(fā)生塌空與變形，往往導(dǎo)致封孔器的不夠嚴(yán)密性，進(jìn)而降低抽放的負(fù)壓，難以實(shí)現(xiàn)理想的抽放效果。為此，應(yīng)當(dāng)對(duì)損壞的封孔器進(jìn)行及時(shí)地更換，且安排專人進(jìn)行管理，進(jìn)而使淺孔抽放設(shè)施的使用效率大大地提高，確保封孔的質(zhì)量。

4.3 務(wù)必確保抽放瓦斯時(shí)間的充足性

在生產(chǎn)實(shí)踐中，生產(chǎn)班子占據(jù)抽放班與打孔班時(shí)間的情況往往會(huì)出現(xiàn)，這導(dǎo)致抽放時(shí)間的不夠，抽放的量比較小，進(jìn)而使得工作面生產(chǎn)班子回風(fēng)流涌出比較多的瓦斯量。為了將如此的惡性循環(huán)進(jìn)行改變，監(jiān)察部門與通風(fēng)部門務(wù)必強(qiáng)化監(jiān)督，保障生產(chǎn)企業(yè)實(shí)施循環(huán)、正規(guī)化的作業(yè)，保障抽放的時(shí)間，只有如此，才可以確保瓦斯?jié)舛鹊牟怀蕖?/p>

5 結(jié)論

1）因?yàn)闇\孔抽放技術(shù)能夠擴(kuò)容煤體，所以使得煤體的透氣性得以優(yōu)化，且抽采和采煤時(shí)的鉆孔能夠邊抽邊打，這不但能夠降低工作面的瓦斯涌出量，而且能夠減少上隅角與回風(fēng)流的瓦斯?jié)舛取?/p>

2）因?yàn)橥咚钩榉陪@孔技術(shù)是淺孔抽放技術(shù)所實(shí)施的，這種技術(shù)便于操作、有著較高的穩(wěn)定性與安全性，所以，近些年以來在高瓦斯低透氣性的綜采工作面被廣泛地應(yīng)用淺孔抽放技術(shù)。

3）因?yàn)闇\孔抽放技術(shù)使得采煤工作面的正規(guī)循環(huán)使用效率以及瓦斯的抽放效率得以提高，這不但將工作面瓦斯超限的現(xiàn)象解決，而且大大地改善了煤礦井下采煤工作面的環(huán)境，以及大大地提高了生產(chǎn)效率，在高瓦斯厚煤層采煤工作面應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)有著重大的現(xiàn)實(shí)意義?？傊?，淺孔抽放技術(shù)在高瓦斯綜采工作面的應(yīng)用，不僅保證了礦井的正產(chǎn)生產(chǎn)，更重要的是它解決了綜采工藝在高瓦斯礦井中由于瓦斯問題所帶來的難題，為綜采工作面治理瓦斯提供了可靠的技術(shù)管理手段，在煤礦安全管理上提升了技術(shù)管理的水平。因此，社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益巨大，具有推廣和借鑒的意義。

［1］張鐵崗.礦井瓦斯綜合治理技術(shù)［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2001.

［2］張鐵崗.礦井瓦斯綜合治理示范工程［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2004.

［3］魏風(fēng)清，張建國譯.煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)方法和防治措施［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2003.

［4］楊建國，歐陽廣斌，劉偉，等.高突綜采工作面卸壓區(qū)瓦斯抽放技術(shù)［J］.中國煤炭，2003（10）：39-40.

［5］范付恒.回采工作面淺孔抽放快速封孔器的研制與應(yīng)用［J］.煤礦開采，2006（4）：89-91.

劉琪（1985—），男，漢族。2007年畢業(yè)于哈爾濱理工大學(xué)安全工程專業(yè)，2012級(jí)太原理工大學(xué)礦業(yè)工程在職研究生在讀，目前就職晉煤集團(tuán)職教中心，工程師。