我國煤礦瓦斯治理的技術(shù)對策

摘? 要：煤礦瓦斯是一種易燃氣體，對煤礦工人的生命造成了威脅。根據(jù)我國煤田地質(zhì)特征和煤礦瓦斯的分布特點，分析了煤礦瓦斯產(chǎn)生的條件是很有必要的。通過對我國煤礦瓦斯開發(fā)現(xiàn)狀的研究，總結(jié)了我國煤礦瓦斯治理的技術(shù)現(xiàn)狀和特點，分析了煤礦瓦斯治理的主要技術(shù)問題。強調(diào)了我國煤礦瓦斯以抽放方式為主要模式。提出煤礦瓦斯治理應與礦井瓦斯治理相協(xié)調(diào)。技術(shù)對策應是煤與煤層氣開采相結(jié)合，采煤前進行抽氣。

關(guān)鍵詞：煤礦瓦斯;抽放方式;技術(shù)對策

一、煤礦瓦斯的抽放技術(shù)

我國的煤層瓦斯主要采取抽抽放的方式來排出，山西作為我國的煤炭大省，在這方面的技術(shù)處于全國前列，大同、陽泉、晉城、等地區(qū)的煤層氣抽放在早期已經(jīng)取得了重要成果。陽泉的陽煤集團自2004年開發(fā)煤層氣以來，體積達到了0.03 km3 以上;大同的同煤集團以順煤層鉆孔預抽為主要手段，2005年抽出瓦斯總量超過0.17 km3;晉城的無煙煤集團的主要措施是煤層氣預抽，降低了成本，2006年共抽煤礦瓦斯0.33 km3，這些煤氣瓦斯的用途主要為居民煤氣利用，既保障了安全，又節(jié)約了開支。經(jīng)過數(shù)年的探索，針對不同地區(qū)的地質(zhì)條件不一樣，主要采取2種方式來抽放煤礦瓦斯，一是地面鉆井開采，二是井下瓦斯抽放設備抽出。這兩種方法被廣泛的應用于我國的煤礦瓦斯開采，它們的應用環(huán)境有所不同，我們要根據(jù)不同的地址環(huán)境選擇不同的方法來抽取。

1.1 煤層氣地面鉆井開采技術(shù)

借鑒外國的一些經(jīng)驗，我國在上世紀末開始開展煤層氣地面勘探、開發(fā)的探索試驗階段。地面鉆井開采的煤層氣和抽放瓦斯都是可以利用的，但是要經(jīng)過一些提純處理，處理后可用于供暖和居民燃料使用，而且通過地面開采和抽放后，煤礦內(nèi)瓦斯的密度降低，可以大大減少礦井內(nèi)瓦斯的密度，降低瓦斯含量，既可以降低了煤礦對通風的要求，提高生產(chǎn)效率，還改善了礦工的安全生產(chǎn)條件。地面鉆井開采方式適應于煤層瓦斯?jié)B透率較高情況下，瓦斯?jié)B透率高有利于瓦斯從地下通過排氣孔排出，對于透氣性較差的構(gòu)造煤發(fā)育的煤層，排采具有一定的困難，一般采用井下抽放技術(shù)。由于過去除了供暖外沒有找到合理的利用手段，未能充分利用，所以，抽放瓦斯絕大部分仍然排入大氣，不僅花去了費用，還浪費了資源，污染了環(huán)境。近年來我國又開辟了瓦斯利用的新途徑，可以大大減少環(huán)境污染。顯然，地面鉆孔抽出瓦斯的技術(shù)是成功的，只要合理設計孔間距和平面位置，能夠取得好的抽出效果。尤其對近距離煤層群開采條件，煤層氣資源量能夠滿足地面鉆孔抽出采空區(qū)瓦斯的要求。

1.2井下瓦斯抽放技術(shù)

煤礦井下煤層瓦斯抽采，是利用煤層已經(jīng)建立的巷道，或從煤礦井下巷道中向煤層內(nèi)鉆孔，將正在采掘或準備采掘的煤層內(nèi)的瓦斯預先抽出并進行資源化利用，使巷道和采掘工作面的煤層瓦斯?jié)舛冉档偷桨踩珮藴室韵拢瑥亩_到安全生產(chǎn)和煤礦瓦斯利用的目的。在地下抽放瓦斯要注意抽氣孔的密閉性，防止瓦斯發(fā)生泄露，造成安全事故。通過測量抽采井在正常抽采條件下的氣體濃度進行了分析。根據(jù)打孔深度和大小的不同，得到了抽采孔內(nèi)氣體的分布特征，從而選擇最好的抽取方式進行抽采。同時，“兩塞一注”壓力抽取方式的效果較好，讓瓦斯氣體在壓力的作用下抽取出來，可以保證工作效率，建議加強應用。

針對滲流鉆孔中瓦斯?jié)舛鹊偷膯栴}，基于開采鉆孔及巷道圍巖應力場分布，在有條件的情況下利用采動卸壓進行瓦斯抽放能夠有效地解決這個問題。鉆孔密封檢測設備和測定方法用于檢測氣體濃度在不同深度鉆孔在正常開采狀態(tài)，并分析變化規(guī)律瓦斯抽放濃度沿井深的分布來實現(xiàn)快速、準確的判斷泄漏的位置和密封測試注入漏洞。測試證明，該方法和裝置可以有效地檢測泄漏位置和提取鉆孔的密封效果，并且可以提供一個簡單和快速檢測方法和科學的改進密封過程，調(diào)整密封深度和精細管理的煤礦。

二、加強煤礦瓦斯抽放的主要技術(shù)對策

2.1 選擇瓦斯抽放方法

在我國硬煤開采的增加生產(chǎn)過程中，通風技術(shù)作為生產(chǎn)要素的一部分也越來越重要。由于產(chǎn)量仍在增加，空氣的冷卻一方面對可實現(xiàn)的產(chǎn)量至關(guān)重要。另一方面，不斷增加的氣體排放也必須得到控制。這是通過高容量風扇和地下工作區(qū)的截面來實現(xiàn)的，這些截面盡可能大，尤其是在巷道中。此外，還增加了冷卻功率。空氣容量不能無限制地擴大，然而，并迅速達到他們的極限，由于國家法律規(guī)定的最大允許空氣速度。除此之外，一般必須保持瓦斯?jié)舛茸罡邽?%，只有在征得采礦部門同意的情況下，才能在工作面的特定部分超過該濃度，上限為1.5%。由于我國硬煤礦床煤層層序致密，在開采過程中釋放的沼氣不僅來自工作煤層，而且主要來自長壁通道后的頂板和底板的煤層。在有效的瓦斯抽放技術(shù)基礎上進行瓦斯抽放，首先是為了滿足安全規(guī)程的要求，其次是為了實現(xiàn)最大生產(chǎn)。無論是以什么樣的目的進行瓦斯抽放，為了保護環(huán)境或者是利用資源，應堅持堅持瓦斯抽放以后進行處理，以及煤層氣開發(fā)利用的原則。

2.2 加強對煤礦瓦斯開發(fā)利用

除了天然氣，還有另一種重要的天然氣來源。所謂的煤礦瓦斯是地球石炭紀沼澤森林沉積物碳化的地球化學過程的副產(chǎn)品。瓦斯會從煤炭中蒸發(fā)出來，引起安全事故，所以把它必須從高濃度的礦井中清除出來，這是主要的安全隱患之一。廢棄的煤礦中也會蒸發(fā)瓦斯，通過一定的方法積極推進煤層氣與煤炭資源的協(xié)調(diào)開發(fā)，把抽放的瓦斯轉(zhuǎn)化為燃料。可以保障安全的工作環(huán)境和資源充分利用。

2.3 建立健全瓦斯抽放與煤層氣開發(fā)技術(shù)支撐體系

煤層瓦斯抽放是防治煤礦瓦斯災害的主要技術(shù)措施之一。廣泛應用于高濃度瓦斯礦山，具有安全、環(huán)保、節(jié)能等多重意義。據(jù)統(tǒng)計，煤層瓦斯抽放濃度普遍較低。約65%的工作面面積小于30%，難以有效利用。隨著煤礦開采深度的不斷增加，這個問題更加嚴重?，F(xiàn)有的現(xiàn)場經(jīng)驗和理論計算方法仍難以適應不同條件下的煤層巷道。完善我國不同地質(zhì)條件下的瓦斯抽放方法及工藝技術(shù)體系。研究簡單、方便、實用、監(jiān)督管理有效的方法。針對此，從抽采鉆孔中分析抽采鉆孔的泄漏機理及煤礦瓦斯抽放鉆孔圍巖應力場分布，提出了鉆孔密封段的密封試驗，找到合適的密封鉆孔方法，該判斷方法為煤礦現(xiàn)場調(diào)整密封參數(shù)，改進密封工藝材料，提高抽采效果提供了科學依據(jù)。

參考文獻

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[3]? 周勇.礦井通風以及瓦斯治理探討[J].江西化工，2020（02）：331-332.

作者簡介：王建（1986-），男，河南偃師人，碩士，工程師，2013年畢業(yè)于西安科技大學，主要從事煤礦瓦斯防治方面的研究工作。