高瓦斯礦井瓦斯抽放方法與工藝改進(jìn)探討

譚二華

摘要：在礦井生產(chǎn)作業(yè)中，安全生產(chǎn)是礦井運(yùn)營(yíng)中首要的管理工作，其中瓦斯含量的高低是影響礦井安全能否生產(chǎn)的重要因素。假如瓦斯含量超標(biāo)，將給礦井安全生產(chǎn)帶來威脅。采取積極有效措施，降低瓦斯含量有助于保障礦井安全生產(chǎn)。因而，在高瓦斯礦井生產(chǎn)過程中，分析瓦斯抽放方法及工藝改進(jìn)，有助于降低瓦斯含量，確保礦井安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：高瓦斯礦井；瓦斯；抽放；方法；工藝改進(jìn)

一、高瓦斯礦井瓦斯抽放重要性分析

瓦斯抽放在礦井正常運(yùn)作中發(fā)揮著重要的作用，具體如下：

1、在礦井中，將所抽取的瓦斯轉(zhuǎn)變?yōu)樾滦偷摹崈舻膶氋F新能源，可實(shí)現(xiàn)變廢為寶、變害為利的目的，達(dá)到能源的良性循環(huán)。

2、在礦井生產(chǎn)中完成瓦斯抽放，是當(dāng)前避免礦井內(nèi)煤與瓦斯間發(fā)生沖突的有效方法。

3、抽取煤層內(nèi)的瓦斯，可保障礦井中瓦斯含量符合礦井安全生產(chǎn)的規(guī)范要求，提升礦井作業(yè)的安全性，避免在礦井作業(yè)時(shí)發(fā)生瓦斯爆炸而產(chǎn)生生產(chǎn)安全事故。

基于以上幾點(diǎn)考慮，瓦斯抽取已成為全球范圍內(nèi)礦井作業(yè)過程中備受關(guān)注的問題，值得深入研究。

二、瓦斯抽放影響因素

（一）抽放方法及參數(shù)設(shè)置影響

目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)礦井所使用的瓦斯抽放方法較為單一，比如多數(shù)礦井單純地采用鉆孔法抽取瓦斯，導(dǎo)致瓦斯抽取效果普遍不理想。再加上受技術(shù)及資金的約束，又不能夠大范圍應(yīng)用其他瓦斯抽放方法，影響了瓦斯抽放效果。此外，在諸多瓦斯抽放影響參數(shù)中，鉆孔工程量對(duì)礦井瓦斯的抽放效果影響最大，目前尚未引起操作人員的高度關(guān)注。這不僅僅會(huì)影響到瓦斯的抽放范圍，還會(huì)影響到鉆孔的合理布局。

（二）抽放時(shí)間及范圍影響

不同的瓦斯抽放方法對(duì)應(yīng)不同的最佳有效抽放時(shí)間。在最佳時(shí)間段內(nèi)，瓦斯抽放的濃度相對(duì)較高。而在最佳抽放時(shí)間外，瓦斯?jié)舛葧?huì)持續(xù)衰減乃至停止抽放。而在國(guó)內(nèi)部分礦井內(nèi)，受其他多方面因素的影響，鉆場(chǎng)以及管路抽放的時(shí)間被縮短，影響掘、抽、采等礦井正常作業(yè)，降低了瓦斯抽放率。

此外，國(guó)內(nèi)將大多數(shù)礦井的瓦斯抽放范圍僅限于臨近層、開采層等范圍內(nèi)，更加關(guān)注于抽取主采層或突出危險(xiǎn)的煤層瓦斯，而忽視了抽放含瓦斯的圍巖或主采層及突出層以外的煤層瓦斯。

（三）封孔質(zhì)量的影響

根據(jù)研究數(shù)據(jù)顯示，在進(jìn)行瓦斯抽放工作時(shí)，通常八成的空氣是通過鉆孔進(jìn)入的。假如減少一半左右的空氣攝入量，則可以增加兩倍左右的瓦斯含量。因而，在國(guó)外一直都很重視封孔的質(zhì)量，對(duì)材質(zhì)以及長(zhǎng)度均做出了明確的規(guī)定。目前，國(guó)內(nèi)礦井所使用的封孔材料大部分使用水泥砂漿，其封孔長(zhǎng)度以及封孔質(zhì)量均與國(guó)外有較大的差距。

（四）煤層透氣性的影響

在部分抽放率較低的礦井中，由于其煤層透氣性普遍較差，想要提升礦井的瓦斯抽放率就必須要采取提升煤層透氣性的方法，包括深孔爆破或水力壓裂等。但是，在不同地質(zhì)的礦井中，不同的煤層透氣性提升方法對(duì)瓦斯抽放效果的影響也有所差異。

三、高瓦斯礦井瓦斯抽放方法及工藝改進(jìn)

（一）抽放方法

1、底板穿層鉆孔抽放瓦斯方法

國(guó)內(nèi)目前多數(shù)礦井均采用底板穿層鉆孔方式進(jìn)行抽放瓦斯，其需在礦井的底層巖石巷道完成穿層鉆孔操作，并且每隔特定的距離就需安排一個(gè)鉆場(chǎng)，根據(jù)礦井實(shí)際需求設(shè)置鉆孔數(shù)量。受當(dāng)前多數(shù)礦井煤層地質(zhì)較為松軟的影響，礦井透氣性普遍不夠理想，因而這種方法用于抽放瓦斯的效果并不理想。

2、順煤層鉆孔預(yù)抽瓦斯方法

國(guó)內(nèi)部分礦井應(yīng)用順煤層鉆孔預(yù)抽瓦斯的方法來完成瓦斯排放操作，其通常是在礦井工作面的上下通風(fēng)道沿著煤層的作業(yè)方向完成鉆孔操作。此方法通常適用于硬度較大的礦井中，不太適用于硬度較小的礦井中，因而，在實(shí)際瓦斯排放工作中應(yīng)注意選擇使用。

（二）工藝改進(jìn)

1、合理選擇抽放方法及參數(shù)設(shè)置

對(duì)于大多數(shù)礦井而言，所使用的礦井瓦斯抽放方法如果過于單一，則無法滿足瓦斯含量較高煤層作業(yè)區(qū)域瓦斯抽放工作要求。結(jié)合當(dāng)前礦井現(xiàn)狀，結(jié)合本煤層、臨近煤層或采空煤層的實(shí)際情況，有針對(duì)性地選擇瓦斯抽放方法，并綜合使用不同抽放方法才能夠徹底解決礦井瓦斯含量過高的問題，提升瓦斯抽放效果。

通常情況下，礦井在抽放瓦斯時(shí)需要考慮的抽放參數(shù)包括鉆孔的直徑及長(zhǎng)度、鉆孔的角度以及抽放負(fù)壓等等。不同的礦井，在抽放瓦斯時(shí)對(duì)鉆孔直徑以及長(zhǎng)度等抽放參數(shù)要求有所不同，因而，應(yīng)該結(jié)合礦井煤層的實(shí)際情況以及瓦斯的含量高低來確定抽放參數(shù)，以獲取更好的瓦斯抽放效果。

2、選擇合理的鉆孔布置方式

通常而言，對(duì)于鉆孔抽放可選擇的鉆孔布置方式主要包括穿層鉆孔方式以及順層鉆孔方式。根據(jù)研究結(jié)果顯示，進(jìn)行抽放本煤層瓦斯時(shí)，交叉布孔操作更為便捷、所需的費(fèi)用更低，抽取效果更理想。再加上，交叉布孔比平行布孔瓦斯抽放效率更高。因而，在抽放本煤層瓦斯時(shí)，可采用孔網(wǎng)布局的方式來提升煤層透氣性，實(shí)現(xiàn)提升抽放效果的目的。

3、選擇合理有效的鉆孔封孔方式及材料

當(dāng)前國(guó)內(nèi)大多數(shù)礦井所應(yīng)用的封孔方法主要包括橡膠圈封孔器、水泥砂漿機(jī)械式封孔以及聚氨酯封孔等方式。因聚氨酯泡沫塑料封孔法封孔，在受到外界的壓力以及變形壓力的狀況下不容易被破壞。所以，其在動(dòng)態(tài)壓力區(qū)域或者長(zhǎng)周期抽放瓦斯區(qū)域擁有其他封孔方法所無法比擬的優(yōu)勢(shì)，特別在深封孔應(yīng)用領(lǐng)域更為便捷、更有質(zhì)量保障，擁有更好的應(yīng)用前景。

結(jié)束語(yǔ)

進(jìn)入新世紀(jì)后，社會(huì)對(duì)潔凈能源的需求與日俱增，再加上出于礦井安全作業(yè)的考慮，瓦斯抽取在礦井煤層作業(yè)過程中發(fā)揮著積極的意義。因而，在日常工作中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)高瓦斯礦井瓦斯抽取方法以及工藝改進(jìn)的研究，以提升瓦斯抽放效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]張永安.煤礦井下瓦斯抽放鉆孔新型封孔工藝研究[J].科學(xué)之友，2008（30）.

[2]王亮.對(duì)新世紀(jì)煤礦瓦斯抽放方法的探討[J].中小企業(yè)管理與科技，2011年第12期.

[3]范純啟、劉勇、盧建設(shè).高瓦斯礦井瓦斯抽放工藝研究.企業(yè)技術(shù)開發(fā)（下半月），2011（30）.endprint