礦區(qū)瓦斯治理技術(shù)與管理措施淺析

王澤峰 王顯臣 方曉蕾

（1.朱集西煤礦 瓦斯綜合治理辦公室，安徽 淮南 232098；2.朱集西煤礦 生產(chǎn)技術(shù)部，安徽 淮南 232098）

1 我國礦區(qū)瓦斯治理技術(shù)發(fā)展概況

礦區(qū)瓦斯治理技術(shù)在我國已經(jīng)歷經(jīng)多年的探索和研究，從50年代的高透氣性煤層瓦斯抽采、鄰近層卸壓瓦斯抽采，到60年代開始的低透氣性煤層強(qiáng)化抽采，再到80年代開始的綜合抽采瓦斯階段。 隨著抽采技術(shù)的發(fā)展和提高，其使用性和針對(duì)性越來越強(qiáng)，可根據(jù)煤層不同的深度、不同的結(jié)構(gòu)、不同的透氣性有選擇地使用不同的瓦斯抽采技術(shù)。 但由于特殊的地理屬性，目前，我國對(duì)瓦斯的抽采除少部分能夠在地面施工外，絕大多數(shù)還是要在煤礦井下大量鉆孔才能對(duì)瓦斯進(jìn)行有效抽放。

2 目前常用的礦區(qū)瓦斯治理技術(shù)

在我國廣泛分布的煤層大多屬于低透氣性煤礦層，這種煤層堅(jiān)固性差，鉆孔難以成型。 即便打出的鉆孔符合要求，在抽放過程中也很容易發(fā)生塌孔和噴孔現(xiàn)象。 因此對(duì)鉆孔技術(shù)和鉆孔設(shè)備的專業(yè)性的要求非常高。具體來說，目前在我國經(jīng)常采用的礦區(qū)瓦斯治理技術(shù)有以下幾種：

2.1 水利鉆孔增透技術(shù)。這種技術(shù)較為適用于類似于九里山礦這樣的突出煤層。 水利鉆孔增透技術(shù)就是通過高壓水流的沖刷、鉆頭的切割和抽放時(shí)間的延長(zhǎng)，使水力掏槽孔的尺寸不斷增大，孔道周邊的煤體、煤層、裂隙等發(fā)生位移、卸壓、膨脹等物理變化，通過一連串的相互作用，提高煤層的透氣性，增加瓦斯的滲透率， 提高瓦斯的排放和抽取效率。 水利鉆孔技術(shù)安全性高、效果明顯、應(yīng)用性強(qiáng)，通過改變突出煤層的自然屬性，來治理煤與瓦斯突出的問題，提高瓦斯的抽采效率，減少了工作區(qū)內(nèi)的渣粒濃度，改善了工作環(huán)境。

2.2 深孔控制預(yù)裂爆破增透技術(shù)。這種技術(shù)要運(yùn)用到炸藥爆破技術(shù)，施工較為麻煩，裝藥、爆破工藝較復(fù)雜。 它是利用炸藥爆炸產(chǎn)生的強(qiáng)沖擊波和高壓氣體在控制孔內(nèi)的共同作用， 使煤體變形，在爆炸的不同區(qū)域發(fā)生不同程度的破壞，產(chǎn)生相互貫通的裂隙網(wǎng)，并且在受力的連環(huán)作用下，裂隙范圍不斷擴(kuò)大，從而使煤礦層的透氣性增加。這種方法的優(yōu)勢(shì)就是作用范圍大、卸壓增透效果明顯。

2.3 高壓水利割縫技術(shù)。這種技術(shù)利用了高壓水流的脈沖特性，對(duì)鉆孔內(nèi)部進(jìn)行切割，以抽放孔為中心，減小煤層內(nèi)部的壓力。 同時(shí)隨著切縫的擴(kuò)大和裂縫的形成，瓦斯大量涌出，促使整塊煤體區(qū)域快速卸壓，提高煤礦層的通透性。 在實(shí)施過程中要用到高壓乳化泵、高壓脈沖水射流密封鉆桿等專用設(shè)備，可快速高效地實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯的抽采。

2.4 順層長(zhǎng)鉆孔瓦斯抽采。為使作業(yè)區(qū)域的煤層的瓦斯得到有效的治理，順層長(zhǎng)鉆孔瓦斯抽采中要合理科學(xué)地選擇鉆機(jī)、鉆具和排渣方式，這是非常關(guān)鍵的。首先鉆機(jī)要滿足所需鉆孔長(zhǎng)度的要求，要能控制到整個(gè)回采的作業(yè)面積；鉆桿要能承受住因鉆孔長(zhǎng)度加大而增加的旋轉(zhuǎn)扭距的推動(dòng)力； 鉆頭要設(shè)計(jì)成組合型鉆頭，這樣更加符合順層長(zhǎng)鉆孔瓦斯抽采的技術(shù)要求，可以有效地降低和減少噴孔發(fā)生的頻率和次數(shù)。 排渣方式是整個(gè)抽采作業(yè)中最為關(guān)鍵的因素，在考慮到是否能及時(shí)、有效地排除孔內(nèi)鉆屑的同時(shí)還要確保孔壁的完整， 更為重要的是瓦斯的順利涌出和排放。

2.5 穿層鉆孔瓦斯抽采。就是在煤層的巷道內(nèi)向鄰近的煤層鉆孔抽采瓦斯， 可以有效解決順層抽采時(shí)發(fā)生的噴孔和塌孔問題，較適用于透氣性較低的松軟突出煤層。但在實(shí)施過程中要對(duì)鉆孔進(jìn)行合理的布置、準(zhǔn)確計(jì)算，保證預(yù)抽時(shí)間，并且要在煤層底部打巖巷，因此成本較高。

2.6 頂板走向鉆孔。這種抽采技術(shù)是針對(duì)于高瓦斯作業(yè)面下風(fēng)排能力不足，邊角部位瓦斯大量堆積的問題，尤其適用于接續(xù)緊密而瓦斯含量又特別高的抽采作業(yè)。這種技術(shù)在重慶、平頂山、鐵法等多個(gè)礦區(qū)被推廣使用，使瓦斯的抽采效率大大提高。

2.7 綜合抽采。 這種技術(shù)集多種抽采技術(shù)于一體，將多種方式綜合使用，適用于煤層結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜、透氣性低、煤與瓦斯突出危險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)大、瓦斯含量高的高產(chǎn)高效的礦區(qū)，目前，這種技術(shù)已在全國范圍內(nèi)被推廣使用， 它有效地縮短了瓦斯抽采的時(shí)間，消除局部作業(yè)面的瓦斯積聚。

3 防治礦區(qū)瓦斯管理措施

3.1 建立健全各項(xiàng)防治瓦斯管理制度、規(guī)章、條例及監(jiān)督安全防護(hù)措施，使管理措施精細(xì)化、環(huán)境安全體系建設(shè)職業(yè)化，對(duì)各項(xiàng)規(guī)章制度的落實(shí)情況進(jìn)行嚴(yán)格考核， 并將考核情況作為對(duì)員工的獎(jiǎng)懲依據(jù)。

3.2 應(yīng)對(duì)瓦斯管理檢測(cè)儀器進(jìn)行定期維護(hù)，必要時(shí)應(yīng)及時(shí)更新， 加大安全投入， 積極引進(jìn)先進(jìn)的瓦斯治理技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，保證瓦斯檢測(cè)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.3 通過各種途徑加強(qiáng)對(duì)員工的安全教育培訓(xùn)，提高其防范意識(shí)和應(yīng)變能力。 參與瓦斯治理的人員應(yīng)持上崗證，并應(yīng)對(duì)其進(jìn)行定期的業(yè)務(wù)培訓(xùn)，考試合格方可再次上崗。

3.4 集中員工學(xué)習(xí)瓦斯事故的案例，提高他們的安全防護(hù)意識(shí)和自救互救的能力，應(yīng)做到防患于未然，一旦發(fā)生事故應(yīng)確保損失降到最低。

[1]陳靜，王繼仁，賈寶山.低透氣性煤層瓦斯抽采技術(shù)與應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2009，28（3）：70-72.

[2]蔡峰.高瓦斯低透氣性煤層鉆孔預(yù)裂爆破強(qiáng)化增透效應(yīng)研究[D].淮南：安徽理工大學(xué)，2008.