淺析“先抽后采”煤礦瓦斯治理

摘 要：“先抽后采”作為煤礦瓦斯治理的重要方式，其對于保證煤礦瓦斯濃度，提升煤礦安全生產具有重要意義。作者結合實踐工作經驗，在文章當中先對煤礦瓦斯抽放的意義進行闡述，之后對“先抽后采”治理煤礦瓦斯的作用進行分析，最后對“先抽后采”煤礦瓦斯治理的方法進行探討，希望能夠為“先抽后采”技術的有效應用提供幫助。

關鍵詞：先抽后采；煤礦瓦斯；治理

在煤礦生產過程中，瓦斯的治理一直是關鍵性問題。近年來，在業內人士的不斷研究之下，“先抽后采”的瓦斯治理方法得以研發，并得到了非常廣泛的使用。相比于傳統的瓦斯治理方法，“先抽后采”不僅在瓦斯治理效果方面更具優勢，還在治理過程中具有便捷、安全等特點，也正因如此“先抽后采”瓦斯治理方法得到了眾多煤礦開采企業的青睞，成為了煤礦瓦斯治理的關鍵性技術。

1 煤礦瓦斯抽放的意義

瓦斯的主要成分是由甲烷構成的，瓦斯是一種有害氣體，但同時瓦斯還作為一種清潔能源而存在著。在高壓、高溫條件下，煤炭處在生成和變質過程時，就會產生瓦斯，其以吸附或游離的狀態存在煤炭的內部或周圍，如果濃度達到爆炸范圍時，便會產生瓦斯爆炸，造成大范圍危害。所以，在煤礦開采中必須要采取有效措施避免這種事故發生，而瓦斯抽放就是一種極為有效的治理方法。首先，通過煤礦瓦斯抽放可以將瓦斯造成的威脅降低，使煤礦安全生產效率得到提升，抽放瓦斯過程中，要選擇專門機械設備及專用管道產生的負壓將煤層中瓦斯抽離出來，并將其運送到安全的地方保存起來并加以利用。由此不難看出，瓦斯抽放不但提高了礦井的安全防護，同時抽離出的瓦斯能源還可以得到再利用。其次，抽放瓦斯還可以減少瓦斯釋放量，這樣便可以降低瓦斯爆炸事故的發生率，同時也提高了煤礦開采安全系數。瓦斯這種清潔能源，還可以為人們的生產生活帶來更好的服務，創造了良好的社會效益和經濟效益，此外，瓦斯釋放和爆炸還會對環境造成污染，而瓦斯抽放可以減少瓦斯對環境造成的污染，對生態環境起到了保護作用。

2 “先抽后采”治理煤礦瓦斯的作用分析

“先抽后采”的煤礦瓦斯治理方法，是安全生產監督部門在對煤礦安全生產開采經驗總結和技術理論分析的基礎上，所提出的煤礦開采與瓦斯治理的有效策略，此種治理方法一經提出便得到了廣泛應用，不僅為煤礦開采生產和瓦斯治理提供了有效的指導意見，同時也促進了我國煤礦瓦斯治理和開采生產工作的發展，對于我國煤炭資源和社會經濟的持續發展起到了積極的作用。

在煤礦開采和瓦斯治理過程中，“先抽后采”治理方法提出后，我國的絕大部分煤礦在開采和生產作業中，都建立了以煤礦礦井巷道及鉆孔為主的瓦斯抽采技術體系，并將這種煤礦瓦斯抽采和治理體系應用到實踐中，這對于確保我國煤礦安全開采及促進煤礦安全生產技術發展具有積極作用。根據相關調查數據顯示，國有煤礦企業開采生產在某一年中，就建立了300多套的煤礦地面抽采系統，同時建立煤礦井下移動抽采系統達到300套，在煤礦開采生產應用中煤礦瓦斯抽采量達到18.4億立方米，煤礦瓦斯抽采系統在煤礦開采生產中，煤礦礦井瓦斯抽采率達到26%。另外，自“先抽后采”治理方法應用后，我國有40多個地區的重點監控高瓦斯及瓦斯突出煤礦企業，全部建立了煤礦瓦斯抽采系統的設置與安裝，這些地區的煤礦瓦斯抽采系統的建立，在煤礦開采中抽采的瓦斯總量達到16億立方米，年度瓦斯抽采量達到了1億立方米，因此在我國的煤礦安全生產和瓦斯治理中“先抽后采”方法起到了關鍵性的作用。

3 “先抽后采”煤礦瓦斯治理的方法

3.1 地面鉆井前抽采煤礦瓦斯

20世紀80年代美國采用帶面鉆井前“先抽后采”煤礦瓦斯抽采方法，并取得了成功。這種方法在國內應用僅有山西沁水盆地取得了理想效果，在國內其他礦區應用所取得的效果都不是很理想，這主要是由于國內的高瓦斯煤礦區的地質結構較為復雜，同時存在較多的滲透率低的結構煤，所以在我國大部分煤礦區這種地面鉆井“先抽后采”的方法并不適用。地面鉆井“先抽后采”由完井階段、煤層透氣性改造階段和排水采氣三個階段構成，其中完井階段還包括電測井、表土段鉆井及固井、固井質量檢測、基巖段套管安裝及固井；煤層透氣性改造階段包括壓裂和射孔；排水采氣階段包括采取、排水降低液面高度和更將井口設備。

3.2 抽采被保護層煤礦瓦斯

被保護層“先抽后采”煤礦瓦斯治理方法在我國多個礦區實踐應用，均取得了理想的效果。被保護層“先抽后采”煤礦治理方法是指在保護層開采后，地面覆蓋的煤巖體會形成彎曲帶、斷裂帶及垮落帶，下表面煤巖體會出現底鼓變形帶和底鼓裂縫帶。煤礦保護層開采是建立在破壞被保護層開采基礎上的，所以被保護層應處在彎曲帶和斷裂帶上，被保護層斷裂帶上的煤巖會出現平行層理裂縫，同時還會出現垂直與斜交層理裂縫，所以盡量要將抽放瓦斯引入平行層理方向或垂直與斜交層理方向。在斷裂帶抽放瓦斯主要采取的方法有走向高位鉆孔法、走向高抽巷法、地面鉆井法、傾向高位鉆孔法、底板穿層鉆孔法、傾向高位抽巷法等。被保護層彎曲帶煤炭整體會出現下沉趨勢，這樣平行層理便出現了裂縫，所以，在彎曲帶抽放瓦斯的流向是最為簡單的，彎曲帶抽放瓦斯方法包含地面鉆井法、底板穿層鉆孔法和頂板穿層鉆孔法。另外，在對上保護層進行開采時，確保被保護層存在于底鼓變形帶和底鼓裂縫帶之內，由于被保護層處在不同區域，煤巖裂縫差異相對較大。在對保護層下部進行瓦斯抽采時，在選擇方法上有一定的限制性，所以開采保護層煤礦瓦斯抽放方法是十分單一的。

3.3 抽采井下本煤層煤礦瓦斯

在煤礦生產中為確保生產安全，經常需要在煤層中布置鉆孔 用來抽采和釋放瓦斯。沿煤層鉆孔由于鉆孔進尺少、不存在無效進尺，成孔速度快且抽采效果好，所以在施工條件允許情況下應首選預抽瓦斯鉆孔方法，下面主要對巷道掘進服務預抽瓦斯沿煤層長鉆孔，通常在巷道的兩側分別布置2個長鉆孔，且鉆孔之間要保持5m距離，鉆孔與巷道掘進便于距離在10m左右。在鉆孔施工中為保持巷道掘進方向，確保巷道掘進的安全性，應采取保值措施，這樣鉆孔軌道既不會偏離巷道，同時不會侵入巷道掘進范圍。另外，針對具有突出危險的煤層，為避免產生煤與瓦斯突出危害，確保掘進工作安全，通常在掘進面上施工深度較淺的防突鉆孔，從而降低掘進面上瓦斯含量，此類鉆孔通常深度在10～30m間，鉆井直徑小于100mm且鉆孔間距在1m左右。

4 結束語

綜上所述，“先抽后采”作為瓦斯治理的重要技術，其在瓦斯治理效果上具有非常重要的突破，因此加大對“先抽后采”技術的推廣十分有必要。但從我國目前的“先抽后采”瓦斯治理技術水平來看，其還有很多地方尚未得到完善，因此必須要加快對“先抽后采”瓦斯治理技術的研究，使其能夠盡快的完善、健全起來。以便其能夠更好的發揮出自身在煤礦瓦斯質量工作中的作用，為我國煤礦開采的安全性提供保障，為我國煤礦生產事業的長久、穩定發展提供支持。

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