煤礦瓦斯治理“先抽后采”的實踐與作用

候清峰

摘 要：煤礦瓦斯不僅是一種有毒有害物質，還是一種清潔的能源；煤炭開采過重，不可避免的會遇到大量瓦斯，一旦超過規(guī)定濃度，就會對作業(yè)人員帶來不利影響。本文對煤礦瓦斯治理方法進行了介紹，并對各方法的實踐效果進行了簡要分析，希望能為我國煤礦企業(yè)結構調整，實現(xiàn)經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益提供參考。

關鍵詞：煤礦；瓦斯；先抽后采；實踐

煤礦瓦斯的主要成分是甲烷，是煤炭在生成和變質過程中遇到高溫高壓條件而產(chǎn)生的一種氣體，該氣體是一種較為清潔的燃料；在礦井生產(chǎn)中，瓦斯是一種有害氣體，當瓦斯?jié)舛冗_到一定濃度時，就會發(fā)生爆炸，不僅影響礦井的生產(chǎn)效率，還會對工作人員的生命安全造成極大的威脅。因此，在煤礦開采過程中，要對煤礦瓦斯進行綜合治理，采取先抽后采的方式，達到既能獲取瓦斯能源，又能保障安全生產(chǎn)的目的。

1 煤礦瓦斯現(xiàn)狀介紹

煤礦在經(jīng)過多次地殼運動后，會在底層出現(xiàn)褶皺、隆起等現(xiàn)象，對煤層結構造成了嚴重的破壞，多數(shù)煤層開始出現(xiàn)松軟、滲透性差等問題，給煤層瓦斯抽采工作帶來很大困難。

煤礦瓦斯主要有瓦斯燃燒、瓦斯突出、瓦斯中毒以及瓦斯爆炸等危害，其中燃燒和爆炸是由于礦井內(nèi)瓦斯?jié)舛瘸鱿薅戎刀鸬?。?jù)統(tǒng)計，礦井內(nèi)瓦斯?jié)舛仍?%-20%之間時，其爆炸幾率最大；超過20%時，會發(fā)生瓦斯燃燒事故。瓦斯一旦發(fā)生危險事故，就會給開采人員、設備及周邊生態(tài)環(huán)境造成極大的損害，加大瓦斯治理工作的研究力度和實踐力度，刻不容緩。

2 煤礦瓦斯治理先抽后采實踐方法分析

2.1 被保護層煤礦瓦斯的抽采方法 “先抽后采”法在被保護層煤礦瓦斯的治理中得到了廣泛應用，并且還取得了較為理想的治理效果。當保護層處于生產(chǎn)階段時，煤礦表層的煤巖體會逐漸生成彎曲帶、垮落帶和斷裂帶，而下表面則會形成底鼓裂縫帶和變形帶，只有將保護層進行破壞，才能對煤礦進行開采，因此被保護層的位置應在斷裂帶和彎曲帶上。處于被保護層斷裂帶的煤巖體一般有垂直或斜交裂縫，所以在瓦斯抽放時，多數(shù)為斜交或垂直兩種流動方向；斷裂帶中煤礦瓦斯抽放方式較多，如地面鉆井法、高位鉆孔法、走向高抽巷法、底板穿層鉆孔法以及傾向高位鉆孔法等，被保護彎曲帶的瓦斯抽采方法有頂板穿層鉆孔法、地面鉆孔法以及底板穿層鉆孔法，抽采時只需要將瓦斯引導至平行層即可。

2.2 井下煤層煤礦瓦斯抽采方法 煤層中瓦斯的抽采及釋放是保障煤礦持續(xù)穩(wěn)定開采的前提，預抽瓦斯鉆孔法具有鉆孔進尺短、進程快、抽離效果好等特點，是較為常用的一種鉆孔方法。利用該法對煤層巷道進行預抽采時，應在煤礦巷道左右兩側各鉆兩個長孔，兩孔之間的距離控制在5m，巷道與鉆孔之間掘進長度控制在10m；鉆進時，要采取有效手段保障孔鉆軌道既不會進入巷道掘進空間內(nèi)，也不會脫離巷道掘進方向，以確保巷道掘進工作的穩(wěn)定性；當遇到瓦斯危險煤層時，如瓦斯突出，應在巷道掘進面上布置較淺的防突鉆孔，減少瓦斯含量，降低煤層瓦斯?jié)舛戎涟踩秶?，防止瓦斯與煤層接觸發(fā)生危險事故；巷道掘進面上的防突鉆孔深度要控制在15-30m之間，直徑應控制在1dm以內(nèi)，防突鉆孔之間的距離控制在1m左右較為適宜。

2.3 地面鉆井前煤礦瓦斯抽采方法 對地面鉆井而言，瓦斯抽采方法主要分為三個階段：完井階段、排水采氣階段和煤層透氣性改造階段，各個階段的任務不同，其具體工作步驟也會存在一定差異。各階段的主要工作任務可見表1。

值得注意的是，我國瓦斯含量較多的煤礦所在地區(qū)地質環(huán)境較為惡劣，施工條件有限，導致地面鉆井“先抽后采”瓦斯治理方法的適用性受到限制。

3 煤礦瓦斯治理“先抽后采”實踐效果及作用

3.1 有利于提升煤礦生產(chǎn)企業(yè)的安全管理 煤礦開采過程中，礦井中瓦斯含量較多是比較普遍的一項問題，瓦斯是一種有毒氣體，對作業(yè)人員的生命健康和生產(chǎn)有很大的傷害；瓦斯氣體是一種易燃易爆物，一旦發(fā)生爆炸，就會危及作業(yè)人員的安全，給企業(yè)帶來極為不利的影響?！跋瘸楹蟛伞敝卫矸绞?，能有效提高煤礦瓦斯的抽出效率，減少瓦斯的濃度，降低煤礦瓦斯爆炸的危險，為企業(yè)的安全生產(chǎn)提供保障。

3.2 有利于優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構 “先抽后采”瓦斯處理方法的使用，可優(yōu)化煤礦產(chǎn)業(yè)結構，節(jié)約煤礦企業(yè)生產(chǎn)運行成本，提高煤礦開采效率，建立煤礦瓦斯抽放系統(tǒng)。另外，還能提高煤礦資源的利用率，促進化工、電力及管道等多個行業(yè)領域的發(fā)展。煤礦企業(yè)在實際生產(chǎn)中，還能將抽放出來的瓦斯用作發(fā)電原料，帶動煤礦周邊的經(jīng)濟發(fā)展，促進我國電力行業(yè)的發(fā)展，緩解我國經(jīng)濟發(fā)展中資源供應需求之間的矛盾。

3.3 提高瓦斯利用率 煤礦開采過程中，若不對煤礦瓦斯進行治理，瓦斯就會任意排放，不僅污染生態(tài)環(huán)境，還可能造成瓦斯能源的嚴重浪費。煤礦瓦斯主要成分為甲烷，是一種清潔型能源，具有較高的可利用性。治理煤礦瓦斯問題時，可充分借助瓦斯能源，減少煤礦生產(chǎn)過重存在的瓦斯資源浪費，減少工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的影響。瓦斯作為一種清潔型能源，1m3瓦斯產(chǎn)生的熱量與10L汽油產(chǎn)生的熱量一樣多，要充分借助煤礦瓦斯采抽技術，實現(xiàn)我國節(jié)能減排，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的方針政策，保護人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境。

4 結束語

煤礦瓦斯?jié)舛冗^多，很容易引發(fā)安全事故，給企業(yè)以及作業(yè)人員帶來重大的損失。實施“先抽后采”治理方法后，可有效減少礦井中瓦斯含量，降低其濃度，防止發(fā)生煤礦瓦斯爆炸等事故，保障煤炭企業(yè)的正常生產(chǎn)；先抽后采技術的應用能提高煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率，促進煤礦產(chǎn)業(yè)結構合理化調整，提高能源利用率，減少煤礦生產(chǎn)對環(huán)境的危害，實現(xiàn)經(jīng)濟、環(huán)境、能源的和諧發(fā)展。

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