適合中小煤礦的瓦斯地下抽采技術(shù)探討

李小偉

摘要：對于中小煤礦而言，安全是其生產(chǎn)的生命，影響煤礦瓦斯?jié)B流速度最主要的因素就是煤層滲透率、壓力梯度與鉆孔布置。一般情況下，順煤層鉆孔抽采法包括巷道掘進(jìn)邊掘邊抽法、回采工作面走向平行鉆孔法、巷道掘進(jìn)先抽后掘集中方式，在進(jìn)行鉆孔時(shí)，需要根據(jù)鉆孔位置選擇合理的鉆機(jī)尺寸，這樣才能夠保障抽采的效果，本文主要分析適合中小煤礦的瓦斯地下抽采技術(shù)。

關(guān)鍵詞：中小煤礦瓦斯地下抽采技術(shù)分析

對于中小煤礦而言，安全是其生產(chǎn)的生命，基于這一因素，在開展瓦斯地下抽采技術(shù)時(shí)，必須要再三注意，選擇好科學(xué)合理的抽采方式。

有關(guān)研究顯示，影響煤礦瓦斯?jié)B流速度最主要的因素就是煤層滲透率、壓力梯度與鉆孔布置，對于中小煤礦抽采瓦斯，要想提升抽采效果，必須要選擇好煤層，保證好鉆孔布置方式與高負(fù)壓。

1 適宜中小煤礦的瓦斯地下抽采技術(shù)

1.1 選擇好煤層鉆孔方式

有關(guān)研究顯示，同一煤樣在平行層理方向上，其滲透率是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于垂直層理方向的，在進(jìn)行抽采時(shí)，特別是在抽采透氣性較差的煤層時(shí)，必須要嚴(yán)格依據(jù)煤層層理方向選擇合理的鉆孔方式與抽放方式，這樣才能夠獲取到更加理想的抽采效果。種種實(shí)踐都證實(shí)，順煤層鉆孔抽采方式可以有效優(yōu)化瓦斯地下抽采效果。

一般情況下，順煤層鉆孔抽采法包括巷道掘進(jìn)邊掘邊抽法、回采工作面走向平行鉆孔法、巷道掘進(jìn)先抽后掘集中方式，在進(jìn)行鉆孔時(shí)，需要根據(jù)鉆孔位置選擇合理的鉆機(jī)尺寸，這樣才能夠保障抽采的效果，而采取該種抽采方式還能夠有效解決瓦斯突出以及瓦斯超限的問題，從而為煤礦的安全開采奠定好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.2 選擇合適的鉆孔與排渣工藝

抽采鉆孔的技術(shù)參數(shù)對于瓦斯地下抽采的效果也有著直接的影響，雖然大孔徑鉆孔能夠利于瓦斯的抽放，但是如果過大，也會出現(xiàn)抽采不均勻甚至抽采空檔的情況，考慮到各類因素，在進(jìn)行抽采時(shí)需要根據(jù)采掘面接替時(shí)間要求、透氣性系數(shù)等因素進(jìn)行計(jì)算，在條件許可的情況下，可以適當(dāng)加大鉆孔的深度，這樣可以獲取到較長的抽采時(shí)限與產(chǎn)氣量，防止發(fā)生采鉆交替頻繁以及采氣不連續(xù)情況的發(fā)生。

而高突煤層鉆孔施工工作中最大的障礙就是垮孔與噴孔問題，尤其是地壓大、松軟的煤層中，鉆孔的深度會受到較大的限制，對于此類煤層多會使用水力排渣打鉆的施工方式，但是很容易發(fā)生垮孔、噴孔以及卡鉆的情況，為了有效優(yōu)化鉆孔的深度以及成孔率，可以選擇風(fēng)力排渣方式，該種排渣方式不會對瓦斯的滲透與解吸產(chǎn)生影響，能夠降低卡鉆發(fā)生率。

1.3 選擇科學(xué)的封孔方式

封孔的質(zhì)量對于小煤礦瓦斯地下抽采的效果也有著一定的影響，只有保障鉆孔氣密性，才能夠保障瓦斯抽采濃度，就現(xiàn)階段來看，我國常用的抽放鉆孔封孔方式包括人工水泥砂漿封孔法、聚氨酯封孔法與水泥注漿泵封孔法幾種形式，這幾種封孔形式都有著利弊，在實(shí)際的抽采過程中，必須要綜合孔口負(fù)壓、裂隙情況與孔口煤巖形式來綜合選擇。

2 瓦斯地下抽采技術(shù)在中小煤礦中的具體應(yīng)用

某中小煤礦年生產(chǎn)能力是6000噸，煤層平均傾角為14°，煤層是緩傾斜煤層，平均厚度是4.21m，工作面煤壁為16-21m，礦井使用中央并列式機(jī)械抽出式通風(fēng)模式，回采工作面風(fēng)量為367m3/min，瓦斯?jié)舛葹?.6%，回風(fēng)流瓦斯?jié)舛葹?.6%-0.7%，在放炮時(shí)，瓦斯?jié)舛瘸^了0.6%，是典型的高瓦斯礦井。

2.1 抽采設(shè)備與抽采工藝的選擇

考慮到這一礦區(qū)是一種單一的煤層，在回采以及掘進(jìn)期間瓦斯量較大，因此，可以在回采條與煤層掘進(jìn)位置設(shè)置好順煤層鉆孔，具體的瓦斯抽采方式選擇回采工作面順層預(yù)抽與工作面順層鉆孔預(yù)抽方式。在鉆機(jī)方面，采用ZYG-150鉆機(jī)，該種鉆機(jī)鉆孔深度能夠達(dá)到150米，體積小、穩(wěn)定性強(qiáng)、操作簡單、強(qiáng)度理想、剛度大、適應(yīng)性強(qiáng)，能夠滿足各種鉆孔方式，在排渣方面使用風(fēng)力排渣方式，在礦區(qū)中配備壓風(fēng)機(jī)。

根據(jù)礦區(qū)情況，將鉆孔間距設(shè)置為3.0m，鉆孔孔徑設(shè)置為64mm，使用水泥漿注漿泵封孔法。

2.2 抽采結(jié)果

采用了以上的抽采方式之后，瓦斯抽采的濃度得到了大幅的提升，抽采濃度達(dá)到了54%，這就說明封孔技術(shù)以及鉆孔工藝效果理想，高濃度的瓦斯可以滿足能源利用效果，能夠作為中小煤礦的電力燃料。

此外，煤層中瓦斯的含量得到了大幅的降低，在抽采兩個(gè)月后，回風(fēng)流瓦斯?jié)舛冉档椭?.3%-0.5%，放炮時(shí)工作面最大瓦斯?jié)舛葍H僅為0.5%，這就有效降低了瓦斯爆炸率。

可以看出，該種方式是一種適合中小煤礦的瓦斯地下抽采技術(shù)，值得進(jìn)行推廣和使用的。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏德宏，張世強(qiáng).適合中小煤礦的瓦斯地下抽采技術(shù)研究[J]. 中國煤炭，2008(02).

[2]劉健，羅勇，劉澤功，石必明.Study on the law of methane seepage in the wall of drainage roadway in mining seam-group[J].Journal of Coal Science & Engineering(China)， 2005(02).

[3]劉俊杰，陳雄，張后全，唐春安.運(yùn)用RFPA2D數(shù)值模擬開采條件下的滲流通道[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005(09).

[4]Siberrian Branch.Mldeling of Air-Gas and Dynamic Processes in Driving Development Workings in the Gas-Bearing Coal Seams. Journal of Mining Science，2002.