煤礦瓦斯防治中抽采新技術(shù)的有效運(yùn)用

王飛 侯超

摘 ?要：在煤礦企業(yè)生產(chǎn)中，瓦斯防治一直是人們關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容。瓦斯帶來(lái)的危害是非常嚴(yán)重的，具有極強(qiáng)的破壞力，對(duì)煤礦企業(yè)的工人和機(jī)械設(shè)備都有嚴(yán)重的安全危害。煤礦開(kāi)采技術(shù)的快速發(fā)展，使煤礦企業(yè)的煤炭開(kāi)采深度和面積越來(lái)越大，導(dǎo)致面臨瓦斯災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)也逐漸提升。為了確保煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)，保證井下工人的安全，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)煤礦瓦斯抽采技術(shù)的優(yōu)化與創(chuàng)新，提升煤礦瓦斯抽采的效率和質(zhì)量，保證煤礦井下的瓦斯?jié)舛仍诎踩秶鷥?nèi)。文章簡(jiǎn)要分析了煤礦瓦斯的危害，并分析了煤礦瓦斯防治中存在的問(wèn)題，探究了煤礦瓦斯防治中抽采新技術(shù)的有效運(yùn)用措施。

關(guān)鍵詞：煤礦;瓦斯防治;抽采新技術(shù);有效運(yùn)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TD712文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）02-0152-02

Abstract： In the production of coal mining enterprises， gas prevention and control has always been the key content that people pay close attention to. The harm caused by gas is very serious， has a very strong destructive power， and does serious safety harm to the workers and machinery and equipment of coal mining enterprises. With the rapid development of coal mining technology， the coal mining depth and area of coal mining enterprises are getting larger and larger， resulting in a gradual increase in the risk of gas disasters. In order to ensure the safe production of coal mine enterprises and the safety of underground workers， we should strengthen the optimization and innovation of coal mine gas drainage technology， improve the efficiency and quality of coal mine gas extraction， and ensure that the underground gas concentration is within the safe range. This paper briefly analyzes the harm of coal mine gas， analyzes the problems existing in coal mine gas prevention and control， and probes into the effective application measures of new drainage technology in coal mine gas prevention and control.

Keywords： coal mine; gas prevention and control; new extraction technology; effective application

引言

煤礦企業(yè)做好瓦斯防治工作，創(chuàng)新瓦斯抽采技術(shù)，對(duì)于保障煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)、提升煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、保護(hù)大氣生態(tài)環(huán)境等方面有著極其重要的作用。瓦斯安全問(wèn)題一直是影響煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)的重要因素之一。研發(fā)瓦斯抽采新技術(shù)，對(duì)于降低井下瓦斯?jié)舛?，減少瓦斯爆炸引發(fā)的安全生產(chǎn)事故有著積極作用。瓦斯是一種可利用的清潔能源，對(duì)瓦斯抽采技術(shù)的研究，不僅保障了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)安全，同時(shí)也提升了瓦斯的利用率，節(jié)約了大量自然能源。

1 煤礦瓦斯的危害

煤礦瓦斯的主要成分是甲烷，甲烷（CH4）難溶于水，是一種無(wú)色無(wú)味、易燃易爆氣體，極容易對(duì)煤礦生產(chǎn)帶來(lái)安全隱患。

1.1 瓦斯容易引起人員窒息

煤礦瓦斯是通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間發(fā)酵形成的，大量存在與地下煤礦的封閉環(huán)境中。如果在煤礦作業(yè)中將瓦斯的隔離巖石層破壞，將會(huì)導(dǎo)致大量的瓦斯灌入煤礦坑道中，此時(shí)煤礦地下的通風(fēng)設(shè)備無(wú)法正常工作，會(huì)導(dǎo)致煤礦坑道中布滿(mǎn)瓦斯氣體，煤礦工人由于缺氧而出現(xiàn)窒息。如果工人無(wú)法呼吸到氧氣，則會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)腦死亡或者直接缺氧死亡。

1.2 瓦斯容易引起爆炸

瓦斯是以氣體的形式存在，如果瓦斯在空氣中的濃度在5%至16%之間就會(huì)引發(fā)瓦斯爆炸。當(dāng)瓦斯?jié)舛鹊陀诨蚋哂谶@一濃度的話(huà)，瓦斯在遇到明火時(shí)不會(huì)發(fā)生爆炸，但是會(huì)出現(xiàn)劇烈的燃燒現(xiàn)象。煤礦出現(xiàn)瓦斯爆炸還可能與井下溫度、井下壓力以及井下的煤塵濃度等條件有關(guān)。一旦出現(xiàn)瓦斯爆炸，還會(huì)引起其他連鎖反應(yīng)的爆炸。瓦斯爆炸的威力非常驚人，會(huì)在一定程度對(duì)礦井通道造成破壞，容易堵住礦井人員通道，甚至是通風(fēng)通道，使作業(yè)設(shè)備被損毀，造成比較嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。

1.3 瓦斯容易引起火災(zāi)

煤礦企業(yè)如果對(duì)瓦斯管理不嚴(yán)格，會(huì)使瓦斯氣體排放不及時(shí)，甚至由于違規(guī)作業(yè)，導(dǎo)致在煤礦開(kāi)采途中遇到比較嚴(yán)重的瓦斯泄露。瓦斯?jié)舛仍?%至8%左右時(shí)，此時(shí)如果瓦斯遇到明火，最容易被引燃。當(dāng)濃度升高時(shí)，會(huì)引發(fā)連鎖的燃燒加爆炸反應(yīng)，導(dǎo)致在煤礦井下出現(xiàn)嚴(yán)重的火災(zāi)事故。如果地下礦井內(nèi)瓦斯分布范圍比較廣，會(huì)引發(fā)面積更大的火災(zāi)事故。火災(zāi)會(huì)給井下的煤礦工人帶來(lái)比較嚴(yán)重的安全危險(xiǎn)。

1.4 瓦斯容易引起溫室效應(yīng)

有研究表明，瓦斯對(duì)大氣環(huán)境的負(fù)面影響要遠(yuǎn)高于二氧化碳，過(guò)多的瓦斯排放會(huì)加劇溫室效應(yīng)?，F(xiàn)階段煤炭產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，煤炭企業(yè)沒(méi)有對(duì)瓦斯經(jīng)過(guò)處理就直接排放到大氣中，使大量的煤礦瓦斯流入到空氣中，使大氣環(huán)境被破壞，從而出現(xiàn)比較嚴(yán)重的大氣污染問(wèn)題。

2 煤礦瓦斯防治中存在的問(wèn)題

2.1 對(duì)煤礦井下煤層瓦斯數(shù)據(jù)分析不完整

在煤礦企業(yè)生產(chǎn)前，必須要專(zhuān)門(mén)對(duì)開(kāi)采區(qū)域內(nèi)的瓦斯氣體數(shù)量進(jìn)行計(jì)算，掌握地質(zhì)層中的瓦斯基本情況，從而確保煤礦井下的安全生產(chǎn)。但現(xiàn)階段，煤炭企業(yè)對(duì)于開(kāi)采區(qū)域地下瓦斯數(shù)據(jù)掌握不是十分完整，技術(shù)手段不夠先進(jìn)，容易導(dǎo)致對(duì)煤礦井下瓦斯氣體數(shù)量計(jì)算不足，給日后的井下生產(chǎn)帶來(lái)安全隱患;煤炭企業(yè)在對(duì)井下煤層瓦斯數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)，經(jīng)常會(huì)參考以前的收集數(shù)據(jù)，這樣使數(shù)據(jù)收集受到干擾，容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)不準(zhǔn)確等問(wèn)題;在數(shù)據(jù)記錄時(shí)，由于工作人員麻痹大意，導(dǎo)致數(shù)據(jù)收集不完整或記錄有誤，也會(huì)導(dǎo)致井下煤層瓦斯數(shù)據(jù)分析不完整，無(wú)法保證煤礦井下的安全生產(chǎn)。

2.2 煤礦瓦斯防治技術(shù)不高

煤礦企業(yè)規(guī)模較小，不如大規(guī)模煤炭生產(chǎn)企業(yè)資金雄厚，煤礦企業(yè)的機(jī)械化生產(chǎn)能力較低，井下瓦斯防治技術(shù)不高。對(duì)于新型煤礦井下瓦斯防治技術(shù)不夠了解，沒(méi)有引進(jìn)新型、高效的井下瓦斯抽采技術(shù)，相關(guān)的瓦斯抽采設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備性能也不強(qiáng)，導(dǎo)致瓦斯預(yù)防工作效果不佳。另外，煤礦井下瓦斯?jié)舛葯z測(cè)設(shè)備和泄露流量設(shè)備以及壓力檢測(cè)設(shè)備也不夠先進(jìn)，導(dǎo)致對(duì)瓦斯泄露數(shù)據(jù)分析不準(zhǔn)確，無(wú)法及時(shí)對(duì)危險(xiǎn)泄露情況進(jìn)行報(bào)警，使煤礦井下生產(chǎn)面臨比較嚴(yán)重的安全隱患。

2.3 煤礦企業(yè)井下生產(chǎn)工人安全意識(shí)不高

煤礦的井下生產(chǎn)工人安全意識(shí)對(duì)于煤礦瓦斯的防治質(zhì)量有重要影響。煤礦企業(yè)缺少對(duì)煤炭工人的安全生產(chǎn)教育，日常培訓(xùn)教育課程效果不明顯，會(huì)使生產(chǎn)工人對(duì)瓦斯的危險(xiǎn)性認(rèn)知程度不足，對(duì)出現(xiàn)瓦斯泄露等情況時(shí)，應(yīng)急處置措施不夠嚴(yán)謹(jǐn)，導(dǎo)致煤礦井下生產(chǎn)面臨比較嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)。煤礦工人在下井前，忽視對(duì)煤礦瓦斯的抽采，使井下瓦斯?jié)舛冗^(guò)高，人員下井后會(huì)出現(xiàn)比較嚴(yán)重的缺氧情況，甚至造成窒息。

3 煤礦瓦斯防治中抽采新技術(shù)的有效運(yùn)用措施

3.1 煤礦多區(qū)共同抽采技術(shù)

多區(qū)共同抽采技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，尤其對(duì)于一些規(guī)模較大的煤炭生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用較為明顯。運(yùn)用煤礦井下多區(qū)共同抽采技術(shù)，需要在地面和地下共同進(jìn)行抽采，這樣能為瓦斯的抽采，帶來(lái)比較明顯的效果。實(shí)現(xiàn)了在生產(chǎn)煤炭過(guò)程中，完成了對(duì)瓦斯氣體的抽采。煤礦多區(qū)共同抽采技術(shù)明顯提升了瓦斯的抽采效率和抽采質(zhì)量，符合煤礦生產(chǎn)企業(yè)“先抽后采”的基本要求，使煤礦井下瓦斯的后采和煤炭生產(chǎn)緊密結(jié)合，使抽采工作能夠穩(wěn)定進(jìn)行。煤礦瓦斯多區(qū)共同抽采一般包括規(guī)劃抽采區(qū)、準(zhǔn)備抽采區(qū)和生產(chǎn)抽采區(qū)，這一抽采技術(shù)實(shí)現(xiàn)了地面抽采和井下抽采有效聯(lián)動(dòng)，良好的解決了瓦斯抽采時(shí)間和開(kāi)采續(xù)接等問(wèn)題。

3.2 鉆割一體化增透卸壓抽采技術(shù)

煤礦瓦斯的抽采難度比較高，傳統(tǒng)的抽采技術(shù)效率比較低，抽采量比較小，抽采設(shè)備建設(shè)比較復(fù)雜，已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)階段的瓦斯抽采要求。鉆割一體化增透卸壓抽采技術(shù)的有效運(yùn)用，極大提升了瓦斯的抽采效率，擴(kuò)大了抽采面積，從而提升了瓦斯的抽采效果。在實(shí)際的抽采過(guò)程中，鉆機(jī)鉆入井下，同時(shí)使用風(fēng)力清除或者水排的方式，將鉆桿清理干凈。當(dāng)完成鉆孔施工時(shí)需要將鉆頭退出。然后需要制備切割所用的高壓磨料，制備好高壓磨料后開(kāi)啟高壓水泵，在清水與高壓磨料的作用下完成對(duì)地質(zhì)的切割。這一切割方法需要先進(jìn)行直向切割，再完成側(cè)向切割，同時(shí)要控制好高壓水泵上的切割材料閥門(mén)，隨時(shí)控制切割方向和切割進(jìn)度，最終完成鉆割一體化增透卸壓抽采技術(shù)。

3.3 水力導(dǎo)噴增流提透技術(shù)

這一瓦斯抽采技術(shù)主要的設(shè)備有固定套管、連接法蘭、導(dǎo)噴三通、煤、水、瓦斯分離器、瓦斯抽采連接管等基礎(chǔ)設(shè)備。這一技術(shù)需要先用合金鉆頭鉆出長(zhǎng)度約2m，孔洞直徑大約15cm的鉆孔，同時(shí)將固定套管用水泥固定在巖石層，然后用連接法蘭將導(dǎo)噴三通與固定套管相連接，然后將鉆桿深入鉆孔，之后將鉆桿外部進(jìn)行密封。完成上述工序后，要將鉆頭鉆入地質(zhì)層，然后將導(dǎo)噴三通與煤、水、瓦斯分離器進(jìn)行連接，確認(rèn)安裝完畢后，開(kāi)啟鉆機(jī)，只需要鉆機(jī)保持工作，鉆頭不需要前進(jìn)。這樣能將煤、水、瓦斯三者進(jìn)行良好的分離，將瓦斯通過(guò)抽采套管排出井外，這樣能有效避免瓦斯出現(xiàn)泄漏，降低了井下通道內(nèi)瓦斯?jié)舛龋行П苊饬顺霈F(xiàn)瓦斯爆炸等情況。

3.4 沿空留巷煤與瓦斯共采技術(shù)

當(dāng)采礦T型作業(yè)面不斷向前推進(jìn)時(shí)，需要及時(shí)對(duì)兩邊的作業(yè)面進(jìn)行隔離，將井下未采礦區(qū)域與已經(jīng)采完區(qū)域相隔離。然后在采空區(qū)域埋設(shè)一條瓦斯抽采管，將瓦斯由通道向外排放，這樣能在采煤的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)瓦斯的抽采，明顯改善了T型作業(yè)區(qū)域周?chē)浇咚箽怏w的含量，同時(shí)降低了煤礦采集區(qū)域的瓦斯?jié)舛龋步档土嗣旱V石層中瓦斯氣體的壓力，也提升了瓦斯的抽采效率，保證了煤礦井下的安全生產(chǎn)，避免由于瓦斯壓力過(guò)大或濃度過(guò)大導(dǎo)致出現(xiàn)煤礦井下安全生產(chǎn)事故。

4 結(jié)束語(yǔ)

煤礦企業(yè)的瓦斯防治技術(shù)對(duì)于煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)有著非常重要的作用，對(duì)于保護(hù)井下生產(chǎn)工人、生產(chǎn)設(shè)備有著重要影響。煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)不斷改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，積極探究新的瓦斯抽采技術(shù)，根據(jù)現(xiàn)階段煤炭企業(yè)的實(shí)際情況和煤礦瓦斯防治條件，創(chuàng)新瓦斯抽采新技術(shù)。煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)將瓦斯防治作為企業(yè)生產(chǎn)管理的重點(diǎn)工作內(nèi)容，選擇最佳的防治技術(shù)和抽采技術(shù)，提高瓦斯的防治效果和抽采效率，保證煤礦企業(yè)井下工作的安全和煤礦井下通道以及采礦設(shè)備的安全。從而提高瓦斯的安全利用率，保證煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)，從而提升煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)價(jià)值，促進(jìn)煤礦企業(yè)的良好發(fā)展。

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