淺孔抽放技術在高瓦斯綜采工作面中的應用

劉 琪

（1 太原理工大學，太原 030024；2 山西晉煤集團職教中心，山西 晉城 048000）

淺孔抽放技術在高瓦斯綜采工作面中的應用

劉 琪

（1 太原理工大學，太原 030024；2 山西晉煤集團職教中心，山西 晉城 048000）

本文闡述了淺孔抽放技術在高瓦斯綜采工作面中的應用，具體包括淺孔抽放技術的原理、淺孔抽放技術和施工，以及淺孔抽放技術的管理策略。

淺孔抽放；高瓦斯；綜采工作面；應用

0 引言

對于高瓦斯礦井的綜采工作面來說，要想有效的治理瓦斯，需要礦井建立優良的礦井通風系統，還需要采取本煤層抽放、鄰近層抽放、高位裂隙抽放、采空區埋管抽放等綜合抽放措施，對礦井的瓦斯進行科學治理，這樣才能從基本上保證綜采工作面的安全、高效生產。同時還需要考慮各個礦井的具體情況，有的礦井煤層地質條件復雜，還有的煤層的采煤工作面的煤質比較細密，煤層的透氣性較差，這樣就導致了抽放瓦斯變得十分困難，如果還采取上述的抽放方法就不能滿足采煤工作的需要，瓦斯超限的現象也會時有發生，這樣就嚴重地制約了綜采工作面的安全生產。針對這種情況，可以采用瓦斯抽放的新技術-淺孔抽放技術，在高瓦斯的綜采工作面上采取實施淺孔抽放技術對瓦斯進行治理，一定能取得較好的效果，從而保證綜采工作面的安全、高效生產。

1 礦井瓦斯抽放的意義

1.1 安全方面

礦井瓦斯抽放從根本上降低了煤層瓦斯的含量及瓦斯的壓力，降低了礦井及采掘工作面的瓦斯涌出量。相對于通過通風排除瓦斯來說，采用抽采瓦斯是更安全，更有利于管理。瓦斯抽放也是解決瓦斯問題的重要途徑之一。尤其是對于高瓦斯含量的煤層開采來說更是一個必不可少的工藝環節。因此說采取抽放措施，將煤層中富集的瓦斯抽放出來，是解決瓦斯事故威脅、保障煤礦安全最為有效的措施。

1.2 節能環保

由于瓦斯是清潔、高效的資源，煤礦企業要想實現煤與瓦斯的共采，通過瓦斯發電或者提純后作為清潔燃料使用。瓦斯的溫室效應作用是二氧化碳的40倍以上，因此降低瓦斯的排放量勢在必行，同時國家也出臺了相關的鼓勵政策鼓勵煤礦企業綜合利用瓦斯。考慮到瓦斯是一種優質的資源，對煤礦瓦斯進行抽放并加以利用，不僅可以減少對環境的污染更重要的是還可以給煤礦帶來較好的經濟效益。

2 淺孔抽放技術的原理

在開采行為的制約下，順著工作面推進的支承壓力劃分成原巖應力區、應力集中區，以及卸壓區。應力集中區的最大應力比原巖應力區的應力大很多，這導致煤體出現破壞與變形。應力集中區處于煤壁的前方，而峰值處于煤壁的前方。這個區域之內受到超前動壓的制約與塑性應力的破壞，它的煤體構造被破壞，出現了擴容的情況，這大大地增加了煤層的透氣性，大量瓦斯吸附狀態往游離狀態轉化，以及瓦斯從采面深部涌出到煤壁方向，到達采面，使得上隅角聚集瓦斯。在抽放系統負壓的制約下，淺孔抽放鉆孔周圍的煤層瓦斯流向出現改變，使得徑向流動形成。在不斷延長的時間下，增大了抽放的半徑，在影響至周圍抽放孔與煤層頂板間范圍的時候，采面周圍的煤層全部處在抽放負壓的影響之下，對淺部的煤體瓦斯進行控制和隔斷，進而從抽放鉆孔加以排放，這保障了采面生產的安全性。

3 淺孔抽放技術和施工

結合采面所供求的風量，在回采期間認真地根據明顯的危險工作面進行作業。實施“三八”制的作業形式，在檢修班進行抽排放鉆孔的施工，確保成孔之后的迅速抽放。鉆孔打成立就將瓦斯抽放快速封孔器插入，進而實施抽放，而生產班割煤的過程中暫時性地將采煤機前后的封孔器取下，在進行割煤之后即刻插入實施抽放，進而確保抽放時間的充足性，而最后的鉆孔聯網抽放需要保持兩個小時以上的時間，從而能夠實現理想的抽放效果。在地質狀況出現改變的情況下，需要將抽放鉆孔的排放時間與密度進行適當地增加，最終完全地排放煤體瓦斯。

4 淺孔抽放技術的管理策略

4.1 對抽放管路的漏氣現象進行及時性地處理

應當定期地檢查抽放管路系統的一系列接頭，對于出現的管路漏氣實施處理，使得抽放系統的整體負壓得以提高，從而保障末端抽放負壓，只有如此，才可以使工作面單孔淺孔的瓦斯抽放量增加，最終實現理想的工作面抽放效果。

4.2 確保抽放鉆孔的嚴密性

在抽放實踐中，因為封孔器的應用管理問題，封孔膠囊損壞的情況往往會發生，鉆孔由于礦壓的制約發生塌空與變形，往往導致封孔器的不夠嚴密性，進而降低抽放的負壓，難以實現理想的抽放效果。為此，應當對損壞的封孔器進行及時地更換，且安排專人進行管理，進而使淺孔抽放設施的使用效率大大地提高，確保封孔的質量。

4.3 務必確保抽放瓦斯時間的充足性

在生產實踐中，生產班子占據抽放班與打孔班時間的情況往往會出現，這導致抽放時間的不夠，抽放的量比較小，進而使得工作面生產班子回風流涌出比較多的瓦斯量。為了將如此的惡性循環進行改變，監察部門與通風部門務必強化監督，保障生產企業實施循環、正規化的作業，保障抽放的時間，只有如此，才可以確保瓦斯濃度的不超限。

5 結論

1）因為淺孔抽放技術能夠擴容煤體，所以使得煤體的透氣性得以優化，且抽采和采煤時的鉆孔能夠邊抽邊打，這不但能夠降低工作面的瓦斯涌出量，而且能夠減少上隅角與回風流的瓦斯濃度。

2）因為瓦斯抽放鉆孔技術是淺孔抽放技術所實施的，這種技術便于操作、有著較高的穩定性與安全性，所以，近些年以來在高瓦斯低透氣性的綜采工作面被廣泛地應用淺孔抽放技術。

3）因為淺孔抽放技術使得采煤工作面的正規循環使用效率以及瓦斯的抽放效率得以提高，這不但將工作面瓦斯超限的現象解決，而且大大地改善了煤礦井下采煤工作面的環境，以及大大地提高了生產效率，在高瓦斯厚煤層采煤工作面應用此項技術有著重大的現實意義。總之，淺孔抽放技術在高瓦斯綜采工作面的應用，不僅保證了礦井的正產生產，更重要的是它解決了綜采工藝在高瓦斯礦井中由于瓦斯問題所帶來的難題，為綜采工作面治理瓦斯提供了可靠的技術管理手段，在煤礦安全管理上提升了技術管理的水平。因此，社會效益、經濟效益巨大，具有推廣和借鑒的意義。

［1］張鐵崗.礦井瓦斯綜合治理技術［M］.北京：煤炭工業出版社，2001.

［2］張鐵崗.礦井瓦斯綜合治理示范工程［M］.北京：煤炭工業出版社，2004.

［3］魏風清，張建國譯.煤與瓦斯突出預測方法和防治措施［M］.北京：煤炭工業出版社，2003.

［4］楊建國，歐陽廣斌，劉偉，等.高突綜采工作面卸壓區瓦斯抽放技術［J］.中國煤炭，2003（10）：39-40.

［5］范付恒.回采工作面淺孔抽放快速封孔器的研制與應用［J］.煤礦開采，2006（4）：89-91.

劉琪（1985—），男，漢族。2007年畢業于哈爾濱理工大學安全工程專業，2012級太原理工大學礦業工程在職研究生在讀，目前就職晉煤集團職教中心，工程師。