煤礦瓦斯治理“先抽后采”的實際應(yīng)用

溫紀凱

摘 要：我國煤炭資豐富，但大多數(shù)煤炭都位于巖層深處，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜且伴有瓦斯，瓦斯是一種新型的優(yōu)質(zhì)能源，有著極強的開發(fā)價值，但瓦斯也是一種容易引起爆炸的可燃性危險氣體，在高濃度的瓦斯環(huán)境下，任何舉動都可能引起一場強烈的爆炸，造成人員的傷亡，這嚴重影響了煤炭開采工程，開采煤炭必須要解決瓦斯問題，“先抽后采”就是一種有效解決煤炭開采過程中瓦斯問題的方法，本文從先抽后采的內(nèi)涵、應(yīng)用目的、具體實施，以及先抽后采過程中的注意事項幾個方面，論述了煤礦瓦斯治理“先抽后采”的實際應(yīng)用問題。

關(guān)鍵詞：煤礦瓦斯治理 先抽后采 瓦斯開發(fā)

中圖分類號：TD82-9 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）11（a）-0106-02

近年來，數(shù)次煤炭開發(fā)工程所引發(fā)的瓦斯爆炸災(zāi)難引發(fā)了廣泛關(guān)注，瓦斯的主要成分是甲烷，甲烷是一種易燃物質(zhì)，瓦斯常常儲存在煤層附近的位置，這為煤礦開采工作帶來了巨大的阻礙，但甲烷的可燃性以及燃燒后的環(huán)保性，也聚集了新能源開發(fā)者的目光，對于采煤問題，人們思考的不再僅限于排除甲烷，而是上升到了煤、氣共采的高度?！跋瘸楹蟛伞本褪且环N能夠?qū)崿F(xiàn)煤、氣共采的開發(fā)理念。

1 先抽后采的內(nèi)涵

瓦斯的開發(fā)具有一定的危險性，當瓦濃度過量時，會產(chǎn)生爆炸，所以在煤炭瓦斯的開采過程中應(yīng)該合理的進行抽放，以避免瓦斯災(zāi)害的發(fā)生。我國有著諸多的煤炭瓦斯資源且一直都在開采中，開采的方式大致上分為兩種，一種是采用隨采隨抽的方式，一種是預(yù)先抽取的方式，在煤炭瓦斯的開發(fā)過程中無論采取哪一種方式，都要伴隨著對瓦斯的治理，以先抽后采的方式進行，以保障安全。

先抽后采的概念是在反復推敲我國煤炭瓦斯開采的實際情況下后，結(jié)合多起瓦斯爆炸事件的誘因所提出的工作方針，先抽后采的實施需要確保在掘金和回采前做到抽采達標以及消突，這集中體現(xiàn)了積極預(yù)防，兼顧治理的思想。在技術(shù)上，先抽后采主要依托于順層鉆孔抽放瓦斯、地面鉆井抽放瓦斯、穿層鉆孔抽放瓦斯和交叉鉆孔抽放瓦斯幾種技術(shù)。

2 先抽后采的目的

一方面，煤炭資源大多都深埋地下，與大量的沼氣相伴，沼氣是極為危險的氣體，濃度過高的沼氣十分脆弱，若在不排出沼氣的前提下打井開礦，稍不留神就會引發(fā)爆炸，煤炭開發(fā)采用先抽取出沼氣，再進行采礦的方式是為了保障采礦工程能夠在安全高效的環(huán)境下進行。

另一方面，沼氣是優(yōu)質(zhì)的清潔能源，在開采煤炭的過程中把煤炭環(huán)境中的沼氣回收利用，不但可以降低施工的安全風險，還可以獲得大量的優(yōu)質(zhì)能源。清潔的甲烷作為燃料不僅高效而且環(huán)保。

3 煤炭瓦斯抽放系統(tǒng)

煤炭瓦斯系統(tǒng)是一個復雜的系統(tǒng)，包括安全裝置、氣流管道、流量計和瓦斯泵等多個組成部分，煤炭瓦斯開采環(huán)境是一個相對復雜的環(huán)境，對各項組成部分都有著非常高的要求。

為保障煤炭瓦斯開采過程中的安全，一般都采用真空泵或離心式瓦斯泵，在瓦斯的開采與治理的過程中，如果流量過大很容易引起爆炸，而這類泵可以有效地解決這一問題，在縮小流量的前提下保持較高的真空度以及負壓力。煤炭開采修建的礦道盤根錯節(jié)，從主干道到直流岔路，都需要大量的管道，管道材質(zhì)一般采用鋼或者聚乙烯等材料，這類的材料能夠很好地對抗腐蝕，同時保證了施工過程中必須的硬度和強度。在開采之前要依據(jù)環(huán)境和物品的特性，在地面或地下放置防爆燈、避雷、回火等安全裝置，為了在抽放的過程中能夠精準的測算出氣流量，就需要在合適的位置安裝流量計，以保證開采治理的全過程在監(jiān)控中有序進行。

4 煤炭瓦斯先抽后采實施

4.1 檢測為先

瓦斯是極為危險的氣體，但并不是不可控制的，在瓦斯治理開采的過程中，需要關(guān)注各種量表反饋的詳細參數(shù)，在開采準備工作中，施工人員借助在各個鉆場、鉆孔安裝的流量計等器材，可以幫助開采者時刻關(guān)注開采區(qū)域的流量、瓦斯的溫度、濃度、壓力差，采取人工監(jiān)測和現(xiàn)代化手段相結(jié)合的方式，對工程進行精細化的掌握，根據(jù)量標反饋回來的參數(shù)，開采者可以全面地掌握開采環(huán)境，及時地調(diào)整煤炭瓦斯系統(tǒng)的狀態(tài)，以保障安全。

4.2 抽取方法

4.2.1 對保護層中的瓦斯進行抽取

對煤炭的開采會造成地質(zhì)層面的破壞，產(chǎn)生斷裂帶、垮落帶、彎曲帶等，下面的巖層也會產(chǎn)生相應(yīng)的斷裂，對于這些地區(qū)瓦斯的抽取，需要先將瓦斯引入到較容易進行抽取的位置，利用多種鉆井和鉆孔方法相結(jié)合的方式對瓦斯進行抽取。對于保護層瓦斯進行開采需要的技術(shù)并不高難，所需要的就是及時的監(jiān)控，以保障安全。為了更高效地開采，可以將排采、抽采相結(jié)合，實現(xiàn)煤氣工采。

4.2.2 井下本煤層中瓦斯的開采

對于井下本煤層中瓦斯的開采，首先需要的就是對開采巷道進行鉆孔，在巷道兩側(cè)鉆孔，臨近兩個孔的距離在5mm左右，每個孔的深度在10mm左右，若鉆的孔與開采巷道偏離，便會影響開采，所以在打孔的過程中，應(yīng)注意孔道的位置和深度。如若發(fā)現(xiàn)有一部分有突出的危險，可以通過鉆孔的方式降低突出危險發(fā)生的可能。為防止臨近煤層中涌出的瓦斯影響煤炭開采，可采用隨抽隨采的方式進行開采。

4.2.3 針對地面鉆井處的瓦斯進行抽采

針對地面鉆井處的瓦斯進行抽采，首先，從地面向采煤層施工鉆井并進行固井、完井；其次；要進行裂壓，射孔等工作；最后，要完成降低液面的工作，就需要進行排水，更換井口設(shè)備等。

針對部分滲透性不高的煤炭資源，應(yīng)采取綜合機械化分層開采的方式進行開采，在開采的過程中，瓦斯上升會導致回采層面聚集大量的瓦斯，面對這種情況，可以采取一井三用的方式，提前在沒有開采的地方放置開發(fā)井網(wǎng)布，提前對被保護的瓦斯進行抽取，隨后再對條件較好的抽采井進行二次開發(fā)，最后對被保護區(qū)域內(nèi)采空區(qū)的瓦斯進行抽取。

5 抽采的注意事項

5.1 合理把握瓦斯層的特點

煤炭資源一般都深埋地下，我國現(xiàn)階段開采的煤炭資源大多都深埋在地下600m以下，這樣的煤炭資源都與濃度極高的瓦斯相伴，煤層的透氣性非常低，開采起來極其危險，因此，需要在開采的全過程中進行瓦斯抽放。

5.2 注意瓦斯抽放技術(shù)的掌握

瓦斯抽放是一個需要極高技術(shù)的工作，這體現(xiàn)在諸多方面，首先就是預(yù)壓預(yù)抽技術(shù)，對區(qū)域進行瓦斯抽采，要讓區(qū)域中的某一領(lǐng)域的瓦斯得到有效的控制，便于之后的開采活動。其次就是隨抽技術(shù)，在對煤炭開采的過程中，需要全程進行瓦斯的隨抽，這就需要適時地布置管道，實施鉆孔并及時回收涌入地面的瓦斯。

瓦斯開采是一項復雜的工程，在瓦斯的開采過程中，監(jiān)控是第一位的，還應(yīng)該對開采的工具和開采的方式進行優(yōu)化組合，綜合多種手段，精細化開采。例如，在開采保護面的瓦斯時，需要及時回收工作面附近的瓦斯，以防瓦斯災(zāi)難的發(fā)生，在這個過程中，還可以借助預(yù)抽的方式，為瓦斯降壓，從而控制瓦斯的濃度，降低危險事件發(fā)生的幾率。

6 結(jié)語

濃密的瓦斯環(huán)境給煤炭開采帶來極大的障礙，先抽后采的理念，能夠有效地排除甲烷對煤炭開采的干擾，與此同時，抽取的甲烷作為一種優(yōu)質(zhì)的能源也可以被有效利用，可以說是一舉兩得。然而，要應(yīng)用先抽后采的方式進行開采，需要很多的技術(shù)支持，各項設(shè)備達標是首要的，開采者必須按照儀器使用要求和開采技術(shù)要求嚴格地進行操作，時刻監(jiān)管，安全為先。面對復雜的資源，需要結(jié)合多種技術(shù)，抽絲剝繭地解決好開采環(huán)節(jié)中的問題，在安全的前提條件下，高效開采，回收的甲烷氣體應(yīng)該合理利用，實現(xiàn)資源利用的最大化。

參考文獻

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