高瓦斯礦井瓦斯抽采方式探討

鄭玉軍

關(guān)鍵詞：高瓦斯礦井;抽采方式;煤炭開采

1 高瓦斯礦井概述

眾所周知，瓦斯是一種可燃性氣體。它難溶于水，且無色無味。瓦斯主要起源于煤炭形成的開始階段。是古代植物堆積成煤的初期，纖維素和有機質(zhì)經(jīng)厭氧菌的作用分解而成。在高溫、高壓的環(huán)境中，在成煤的同時，由于物理和化學(xué)作用，繼續(xù)生成瓦斯。煤層中的瓦斯含量，主要取決于煤的變質(zhì)程度、煤層賦存條件、圍巖性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)等因素。一般情況下，同一煤層的瓦斯含量隨深度而遞增。具備下列情形之一的礦井為高瓦斯礦井：①礦井瓦斯相對涌出量大于10m3/t;②礦井絕對瓦斯涌出量大于40m3/min;③礦井任一掘進工作面絕對瓦斯涌出量大于3m3/min;④礦井任一采煤工作面絕對瓦斯涌出量大于5m3/min。

在煤礦開采中瓦斯?jié)舛仍礁?，礦井開采難度越大。高瓦斯礦井對工作人員的安全構(gòu)成了極大的威脅。從企業(yè)的經(jīng)濟效益來看，高瓦斯礦井的安全作業(yè)也直接影響了企業(yè)的經(jīng)濟效益。所以國內(nèi)高瓦斯礦井的開采也備受行業(yè)的關(guān)注。瓦斯抽采技術(shù)也得到了長足的發(fā)展[1]。各大煤炭企業(yè)及院校也在大力發(fā)展先進技術(shù)，并且成立相應(yīng)的科學(xué)研究課題來治理礦井瓦斯問題，主要是為了保障礦井工作人員的生命安全。

2 高瓦斯礦井抽采技術(shù)模式

為提高高瓦斯礦井開采的安全性，我國很多企業(yè)已經(jīng)采取了積極有效的治理措施，高瓦斯礦井的抽采也有了一定的基礎(chǔ)。目前，我國常用的高瓦斯礦井抽采技術(shù)包含開采前抽采，開采中的抽采以及開采后的抽采。

2.1 開采前進行抽采

瓦斯抽采過程中，常用的是開采前的抽采。利用采前抽采，能夠很有效的降低開采中瓦斯?jié)舛?，提高抽采的效率。同時考慮其瓦斯的集中性，采用這種方式還能夠保障效果。通常來說采前抽采采用的是地面鉆孔、順層鉆孔和穿層鉆孔三類結(jié)合使用。目前，研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)合這幾種鉆孔的優(yōu)勢能夠更好的進行抽采，保證抽采的效果，并且提高其效率[2]。采前抽采能夠極大的提升煤礦工作人員的安全同時還能夠降低瓦斯含量，避免瓦斯事故。同時采用采前抽采的方式降低了礦井內(nèi)壓力，從而有效的防止了煤與瓦斯突出等現(xiàn)象。

2.2 開采中進行抽采

開采過程中進行抽采主要用于礦井中瓦斯的涌出量較大，或者在單個采掘工作面上瓦斯?jié)舛戎饾u升高的情況下。常用的抽采方式為穿層鉆孔、順層鉆孔和采空區(qū)埋管等抽采方式。開采過程中進行抽采，這種高瓦斯礦井的治理模式能夠提高瓦斯抽采率，同時還能夠比較精確的控制瓦斯的含量和濃度。從而進一步保障礦井工作人員的人身安全。

2.3 開采后進行抽采

當?shù)V井巷道內(nèi)瓦斯的含量及其濃度較低時，其對礦業(yè)工作人員的安全影響比較小。在這種情況下，一般采用采后抽采的方式。地面鉆孔抽采和穿層鉆孔抽采，主要用于采后抽采。通過這兩種抽采鉆孔方式來保證瓦斯的利用率，避免瓦斯的過度浪費。在實際工作過程中，瓦斯抽采能夠保證礦井通風的安全性，同時還能夠降低瓦斯的不斷積累，提高礦井工作人員的人身安全。此外，提升瓦斯的利用率有效地提高了礦產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益[3]。

3 抽采技術(shù)在煤礦瓦斯防治中的有效應(yīng)用

資源整合礦井由于其地質(zhì)條件更為復(fù)雜，不同的礦井需采取不同的瓦斯治理技術(shù)措施，不同的工作面也需采取不同的瓦斯治理技術(shù)方案。具體內(nèi)容如下：

3.1 地面預(yù)抽

針對高瓦斯煤層向低瓦斯煤層進行轉(zhuǎn)變的根本措施為地面預(yù)抽，在瓦斯地面預(yù)抽有效實現(xiàn)的情況下，才能為瓦斯安全隱患的發(fā)生給予有效避免，為煤礦生產(chǎn)提供安全性保障。任何煤礦開采過程中，通過抽采方式將高濃度瓦斯向低瓦斯含量進行轉(zhuǎn)變是一項必須的工作環(huán)節(jié)。在煤層開采之前開展的抽采工作為地面預(yù)抽，旨在將煤層瓦斯含量給予有效降低，確保礦井建設(shè)以及煤礦生產(chǎn)安全隱患得以有效消除。地面預(yù)抽技術(shù)顯著的特征就體現(xiàn)在抽采以及開采時間和空間并不會對其造成影響，針對地面大規(guī)模抽采井的布置工作可以在煤礦開采前的8-10年或更長時間進行開展，如此能夠為大面積瓦斯抽采工作的良好開展給予保障，相應(yīng)的規(guī)?；a(chǎn)也會得以有效形成[4]。

3.2 煤礦井上井下聯(lián)動抽采

在礦井生產(chǎn)安全性給予保障的條件下，針對原有開采區(qū)的地面規(guī)劃區(qū)已經(jīng)逐漸向開拓區(qū)進行轉(zhuǎn)變，基于礦井生產(chǎn)相應(yīng)規(guī)劃基礎(chǔ)上，在井下需要將掘進開拓巷道準備工作做好，這一過程中需要對瓦斯抽取形式進行積極調(diào)整，通過對地面抽采井的有效利用，結(jié)合煤層裂隙合理布置井下鉆孔位置以及確定井下鉆孔的參數(shù)，確保井上井下聯(lián)合抽采目的得以達成，促使煤層瓦斯量得以快速降低。

在煤礦瓦斯防治中通過先地面后井下聯(lián)動抽采的有效實施，進而基于煤礦規(guī)劃對地面預(yù)抽方式進行實施，能夠促使這一區(qū)域逐漸向開拓準備區(qū)進行轉(zhuǎn)變，對于煤礦井下來說，需要將貫通施工方式給予有效實施，在施工過程中主要是采用水平長鉆孔將地面已有的抽采經(jīng)壓裂的裂縫與對應(yīng)影響帶進行有效貫通，以此確保直井壓裂裂縫與順層水平鉆孔得以更好的形成，進而實現(xiàn)立體抽采網(wǎng)的有效構(gòu)成。在達到貫通要求后就需要將相應(yīng)工作立即停止，并逐漸向地面井下區(qū)域卸壓抽采形式進行轉(zhuǎn)變，以此促進抽采效率的有效提升，同時也能將抽采達標時間給予全面節(jié)省。在具體開采過程中為了確保順層鉆孔預(yù)抽成效得以有效提升，就需要對進鉆孔布置方式進行積極改進，與此同時優(yōu)化鉆孔密度以及孔深等數(shù)據(jù)[5]。在優(yōu)化鉆孔密度過程中是以有效測定抽采半徑方式應(yīng)用為主，通過對鉆孔間距的合理布置，將因鉆孔間距太小而出現(xiàn)的抽采重疊所導(dǎo)致的抽采量減少問題給予有效避免。

3.3 井下遞進抽采

在遞進抽采技術(shù)應(yīng)用過程中，回采工作面的布置需要在多條巷道掘進中進行，關(guān)于外測巷道內(nèi)向下一臨近工作面長鉆孔的實施應(yīng)提前進行，確保鉆孔長度與相應(yīng)工作面需求相匹配，促使外測巷道向下一工作面兩面巷道條帶覆蓋過程中、對長度的條件需求得以充分滿足，在對這一工作面進行掘進的過程中，需要將下一工作面抽采工作進行開展，為下一工作面抽采時間的延長給予保障，為抽采工作實施創(chuàng)造有利條件，進而極大限度的降低回采工作面瓦斯量。在煤礦瓦斯防治過程中為確保遞進模塊抽采順利實施得以有效實現(xiàn)，通過對長鉆孔抽采特征的充分探究，能夠?qū)⒊椴尚ЧM行準確預(yù)測，在此基礎(chǔ)上能夠確保模塊抽采參數(shù)選擇的合理性。值得注意的是，對于長鉆孔來說，需要確保嚴封以及長封孔需求得以充分滿足，為鉆孔長期抽采工作開展給予保障，促進抽采效果的有效提升。

4 結(jié)語

目前國內(nèi)外煤礦企業(yè)中，高瓦斯礦井的瓦斯治理始終是一個備受關(guān)注的問題。煤礦工作人員的生命安全，以及礦井的穩(wěn)定性對煤礦企業(yè)的發(fā)展極其重要。采用先進的抽采技術(shù)，能夠有效的降低瓦斯含量，保證工作人員的人身安全，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。采用合理科學(xué)的方式進行抽采作業(yè)也是煤礦企業(yè)在發(fā)展過程中需要密切注意的方向。

參考文獻：

[1]李永銘.淺談瓦斯抽采與曲江、尚莊兩礦的生存與發(fā)展[J].江西煤炭科技，2020（02）：190-192.

[2]李耀暉.礦井復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域瓦斯綜合治理技術(shù)實踐研究[J].煤礦現(xiàn)代化，2020（03）：71-73.

[3]霍曉林.萬峰礦綜采工作面瓦斯綜合抽采技術(shù)研究[J].煤礦現(xiàn)代化，2020（03）：69-70+73.

[4]史先志，李鵬.截流抽采頂板煤層越層瓦斯高位鉆孔技術(shù)研究[J].煤炭技術(shù)，2020，39（05）：79-81.

[5]李洋，徐遵玉，劉懷付.綜放工作面高位鉆孔瓦斯抽采技術(shù)研究[J].能源技術(shù)與管理，2020，45（02）：28-30.