瓦斯抽采的必要性及抽采方法探討

胡經(jīng)偉

陜西建新煤化有限責任公司，中國·陜西 延安 727300

1 引言

煤礦開采的安全問題一直都受國家與煤礦企業(yè)所重視。在開采的過程中，開采設備的故障，內部粉塵的堆積等問題都會產(chǎn)生一定的安全隱患，影響到礦井開采工作的安全。而在這些問題中，影響范圍最大，危害最為嚴重的就是瓦斯危害。在礦井內瓦斯?jié)舛忍嵘?，會讓開采人員的呼吸狀態(tài)受到影響，如果在這種情況下不對瓦斯問題加以處理，就會讓爆炸事故的風險在這一過程中不斷提升，一旦發(fā)生事故就會產(chǎn)生不可挽回的影響。所以，在礦井的開采過程中，需要重視對瓦斯問題的治理工作，可以通過抽采的方式，將礦井內部的瓦斯進行排除與利用。雖然現(xiàn)階段對瓦斯的利用率相對較低，但依舊可以用于發(fā)電、發(fā)熱等方面，論文對抽采技術的具體內容與利用情況進行了一定研究，希望改善上述問題。

2 在礦井開展抽采工作的必要性

礦井內部一般都會有較為復雜的地質條件，自身在進行通風通道建設的過程中就會存在一定的難度，所對應抽采工作的難度將會進一步的提升。這一問題也是目前很多煤礦企業(yè)在了解風險的情況下依舊不進行抽采的主要原因。使早些年中國瓦斯爆炸的事故經(jīng)常造成大量的人員傷亡。在礦山所有的傷亡事故中，瓦斯爆炸也一直占據(jù)著最多的傷亡數(shù)量與最頻繁的事故頻率，這讓中國煤礦產(chǎn)業(yè)一直屬于危險性極高的產(chǎn)業(yè)類型。特別是在瓦斯?jié)舛雀叩拿禾繉舆M行開采時，因為開采會對礦山內部結構造成破壞，這些部分的上部巖層出現(xiàn)破損后會使巖層上方的氣體通過破損泄露在礦洞內部，讓礦洞內部的瓦斯氣體含量進一步提升。

3 瓦斯抽采影響半徑的測試原理

一般對瓦斯抽采效果的測試會通過壓力進行判斷，根據(jù)抽采時間的變動，抽采作業(yè)對于礦井內部氣壓的影響也會不斷提升，內部瓦斯所產(chǎn)生的壓力狀況也會不斷的降低，在這種情況下通過對抽采孔洞進行瓦斯含量的測量就能夠判斷實際的抽采效果。在實際進行抽采時，會在抽采位置處設立兩個相互平行的壓力測量孔洞，通過孔洞來進行礦洞內部的壓力測試，當整體壓力處于穩(wěn)定狀態(tài)后，就可以在兩處孔洞進行同時的抽采工作，并實時監(jiān)測兩處空洞的壓力變動情況與瓦斯含量的變動。在這一過程中，孔洞內的瓦斯含量與瓦斯壓力將會不斷降低，根據(jù)壓力與瓦斯含量所表現(xiàn)出的數(shù)據(jù)，就能夠完成對瓦斯含量的判斷[1]。

根據(jù)流量進行瓦斯抽采效果測試時，會在孔洞出對瓦斯的流量與抽采的時間進行記錄。并在抽采孔洞位置處設立多個孔洞位置，以便于根據(jù)時間的推移，對孔洞的影響情況進行調整。當影響逐漸擴大時，孔洞瓦斯的流量將會發(fā)生變化，通過變化情況就可以判斷孔洞內部瓦斯流量的變化。

根據(jù)示蹤氣體進行瓦斯抽采效果測試時，會通過抽采孔洞對礦道內部灌入不易發(fā)生形態(tài)轉變的惰性氣體。惰性氣體在灌入時會與瓦斯氣體同時經(jīng)過抽放孔洞出，根據(jù)惰性氣體的位置就能夠判斷瓦斯在進行抽采過程中所產(chǎn)生的變動情況。

4 瓦斯抽采方法的選擇

中國在現(xiàn)階段主要采取施工層、鄰近層與采空位置的瓦斯抽采方式。這些瓦斯抽采方式本身根據(jù)抽采位置的不同會有方法上的區(qū)別。一般會根據(jù)實際的礦井情況進行抽采方法的選擇。首先開采團隊會根據(jù)礦井所在的位置與內部的巖石就夠構成，選擇對應的開采方法，不同的開采方法在效率上有所差別，但整體的原理上都存在互通性。在地質條件復雜的情況下，就需要根據(jù)瓦斯的含量與瓦斯涌出的位置選擇對應的開采方式，在結合瓦斯含量選擇開采方式是，需要綜合考慮不同抽采方式的難度與成本上的消耗，選擇適合地質條件與實際狀況的抽采方式，讓礦井能夠在安全抽采的同時，降低一部分的抽采成本[2]。

5 抽采方法

5.1 采前抽采

當?shù)V井與礦層之間出現(xiàn)瓦斯泄露后，如果是因為礦井頂部的巖層出現(xiàn)破裂情況導致瓦斯在礦井內部大量的泄露。這一過程中，因為壓力的轉變，瓦斯在進行抽采時會產(chǎn)生較大的壓強，并迅速地通過巖層的裂縫進入到礦井內部。在這種情況下，就需要通過裂縫連接瓦斯排放管道，以便于較高效率地進行瓦斯的抽采工作。這一方式在頂層巖層出現(xiàn)破裂后有著較為廣泛的應用，一般會在復雜的地質環(huán)境中應用。但如果泄漏原因不屬于頂層巖層破裂，其開抽采的效果與效率就會受到影響，所以一般會根據(jù)實際的狀況調整為高抽巷或斜抽巷的方法進行抽采[3]。

5.2 注漿施工工藝

注漿這一方式會在進行抽采前對巖層進行提前的加固，避免巖層位置在抽采與施工的過程中出現(xiàn)破裂的情況。如果頂層巖層沒有空洞的存在，則需要通過額外打孔的方式，在孔洞內部進行注漿施工，以此來提升巖層周邊的穩(wěn)定性。

5.3 其他技術的應用

在進行抽采的過程中，還需要對礦井內部關鍵的位置處進行一定的管理與加強結構的工作，對于抽采位置的孔洞也需要確保強度，避免在抽采的過程中，孔洞與主體結構出現(xiàn)變動。同時，在進行抽采時，也需要對礦井下的瓦斯含量與抽采空洞的瓦斯含量等數(shù)據(jù)進行實時的檢測，地上地下的數(shù)據(jù)需要實時保持傳輸與比對，整體上進行瓦斯氣體的全面管控工作，避免礦井內部含有大量的有害瓦斯氣體，影響到工作的開展與進行。最后，在通風的過程中，需要合理地設計通風孔洞的位置，根據(jù)礦井內部結構的排布，進行通風空洞的設計，合理的通風孔洞可以降低一大部分因為抽采所產(chǎn)生的成本。在完成通風孔洞高的設計時，有條件的礦產(chǎn)企業(yè)也可以在地表設立風力觀測站，根據(jù)風力的變動與風險的變化，對通風孔洞進行針對性的設計，確保通風孔洞能夠實時保持通風的效果，讓企業(yè)的瓦斯抽采難度可以得到一定程度的降低，避免因為通風效果受到山體或風力的阻礙而受到影響，保障通風的正常進行。

6 結語

在進行煤礦開采的過程中，因為瓦斯等問題，礦井開采工作的風險問題一直相對較高，因為礦井開采而產(chǎn)生的安全風險問題在近些年也相對較為頻繁，嚴重地危害著開采人員的生命安全。但正是因為其開采的難度與風險一直較高，所以礦產(chǎn)企業(yè)在開采時，應當注重對瓦斯的抽采工作，利用正確的抽采方式，通過控制礦井內部的瓦斯含量來降低礦井內的安全風險，讓礦井內部的安全能夠得到一定程度的保障，為工作人員的生命安全與企業(yè)的財產(chǎn)安全提供保障，確保礦井高的開采工作能夠安全的展開。以此來確保礦產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益與中國的經(jīng)濟發(fā)展。