煤礦瓦斯的抽采技術探究

■趙明坤

（河南省煤炭地質勘察研究總院河南鄭州450052）

煤礦瓦斯的抽采技術探究

■趙明坤

（河南省煤炭地質勘察研究總院河南鄭州450052）

現階段，我國的國家經濟在逐步增長，能源經濟成為發展國民經濟的重要內容。作為能源經濟的重要組成部分，煤炭經濟的發展變得尤為重要，煤炭開采的安全性管理工作非常重要，其中煤炭瓦斯抽采技術備受關注。煤炭瓦斯就是從煤、圍巖中所溢出來的CH4、CO2和N2等所組成的混合式氣體，會對人體構成嚴重的危害，是導致煤礦事故的一個重要原因。為此，本文以河南大直徑高位鉆孔瓦斯抽采技術為例，就煤礦瓦斯的抽采技術進行探究，以便為瓦斯的處理提供借鑒。

煤礦瓦斯 安全事故 抽采技術

新時期，社會發展對煤炭資源的需求量不斷增加，對煤炭的開采也在如火如荼的開展著，但是在開采過程中諸多安全事故的發生不得不予以重視。為了應對瓦斯的威脅，科學家研究出了抽采技術，通過對瓦斯的抽采，以保護煤礦內部環境的健康度。一般情況下，常見的抽采技術有交叉與平行鉆孔、網格抽采和高位抽采等多種方式，為保證煤礦開采的安全性，解決瓦斯問題是當前的首要任務。

1 煤礦瓦斯抽采技術的應用現狀概述

1.1 常見瓦斯抽采技術

對于煤礦開采業來說，瓦斯問題一直是一個尖銳性的問題，瓦斯是重要的清潔性能源，但是其在煤礦中含量過高，極易導致安全事故的發生。煤礦地區諸多爆炸事件的發生都與瓦斯含量過高存在重要的聯系，會導致煤礦的安全系數降低，處處彌漫著瓦斯，會對人體產生安全威脅，對環境構成污染，是當前亟待解決的重要問題。因此，應將瓦斯進行處理，運用抽采技術來獲取瓦斯，即達到了環保的目的，也實現了資源的高效利用。一般情況下，在煤礦領域，為了應對瓦斯問題，產生了多元化的瓦斯抽采技術，其主要包括鉆井抽采與專用巷道抽采法，都對瓦斯的抽采具有理想的效果。通常，鉆井抽采方法有埋管抽采、裂隙高位鉆孔開采、水平鉆孔抽采和地面垂直抽采等方式[1]；而專用巷道抽采法主要包括高位巷抽采、傾向高位巷抽采和尾巷抽采。在諸多外絲開采技術中，裂隙高位鉆孔抽采的應用率最高，在本次研究中，就該項鉆孔瓦斯開采技術進行分析與探究。

1.2 瓦斯技術的應用現狀

以往在開展瓦斯抽采作業時，極易產生瓦斯濃度超標或作業不規范等多項問題，遇到此類問題，可以運用抽采技術對該問題進行優化，可大大節省通風所帶來的費用。運用高位鉆孔抽采技術進行抽采與處理后，從中獲取煤氣資源，可供居民日常生活使用[2]。新時期，若想達到理想的抽采效果，就應對抽采技術進行不斷的完善，運用相對完善的抽采技術進行抽采作業，必須具備足夠的通風條件，以保證抽采作業的安全性，高位鉆孔抽采技術滿足了這一點。

2 煤礦瓦斯抽采技術的應用

現階段，就河南瓦斯抽采技術的分析，若是以高瓦斯采空區為研究對象，該地區主要運用裂隙高位鉆孔抽采技術，該項技術的抽采效率高，抽采量大，是現代瓦斯抽采的主打形式。在高瓦斯采空區，處于此區域的瓦斯濃度相對較高，對抽采技術的要求就越高。采空區是煤礦建設與開采過程中的常見區域，該區域內存有大量的瓦斯，其主要來源是開采人員在作業時所泄露出來的，或者是該區域自身就存在的，瓦斯的濃度相對較高。為了探究現代化煤礦瓦斯抽采技術，本文結合河南高瓦斯采空區區域的抽采技術應用情況進行分析，就大直徑的高位鉆孔抽采技術應用細節進行探究，具體技術操作細節探究如下：

其一，選擇合適的鉆孔層。裂隙帶是采空區上部巖層的一種，在進行高位鉆孔抽采技術應用的過程中，應選擇裂隙帶作為鉆孔對象，借助各個裂隙間的聯通進行相應的擴展，能夠保證抽采作業開展的順暢性。選擇裂隙帶的主要原因是由于冒落帶與下沉帶都不符合鉆孔的標準[3]，若選擇在冒落帶布置鉆孔，回采風會對瓦斯產生稀釋性，會影響抽采量；若在下沉帶布置鉆孔，其不存在貫通性的裂隙，抽采工作的開展會受到很大的阻礙。

其二，科學確定鉆孔的角度與方位。鉆孔的位置要相對合理，應該選擇在瓦斯相對集中的位置。通常條件下，工作面上方的15-25m左右是瓦斯相對集中的區域，可將鉆孔設置在此范圍內。若開采的時間一致，當孔徑較大時，其抽采的面積就越大，抽采瓦斯的量就越多，進而擴大瓦斯抽采的范圍。孔徑為40cm的要比孔徑為10cm的抽采量多出一倍，因此，根據這一原理，應選擇直徑相對較大的鉆孔，進而會取得理想的抽采效果。此外還要嚴格確認鉆孔的角度設置，合理設置仰角的參數，對離層區的寬度、泄壓角等進行明確的制定，合理設置鉆孔長度系數與仰角參數，進而得出合理的方位角，實現對鉆孔角度與方位的確認。

其三，強調鉆場間設置的合理性。為了保證瓦斯抽采的效率，實現瓦斯抽采的不間斷性與連續性，應合理設置鉆場的間距。間距的確定，要根據現已使用的鉆孔抽采范圍進行間距的計算與控制，根據以往的鉆孔設置經驗來看，若鉆孔大于30cm，間距則要控制在45m左右[4]，可有效增強瓦斯抽采的連續性與高效性。

其四，大直徑高位鉆孔抽采技術的應用，要根據礦井的不同進行針對性的設置，以礦井類型為前提，合理的選擇抽放形式，局部抽放形式最為常見。在抽放環節，若想開展抽放作業應該需要相應的設備、機械進行抽放操作，此處的抽放設備為水環式真空泵，該設備的使用方式是將其安裝在礦井下的泵房內，為了保證抽放質量，應在泵房內設置相應的瓦斯濃度監測儀器，能夠對外絲的濃度進行實時的監督與檢測，可為抽放工作提供借鑒。同時，應設置相應的濃度超標緊急斷電裝置，以避免瓦斯超標而引起的安全事故，保證煤礦系統的安全性。

3 結束語

綜上所述，強化對瓦斯的抽采非常關鍵，其決定著煤礦開采的安全性，運用現代化不斷革新的抽采技術對瓦斯進行處理，大大提高了抽采量，對瓦斯的抽采是一項重大進步。通過對河南地區煤礦瓦斯抽采技術的應用分析，其主要應用到了大直徑高位鉆孔瓦斯抽采技術，并取得了滿意的應用效果，值得在瓦斯抽采工作中的應用，可大大提高煤礦開采的安全性。

[1]陳彬.煤礦瓦斯抽采技術分析 [J].經營管理者,2015,23:305.

[2]曹東亮.礦井瓦斯高效抽采技術管理探究 [J].能源與節能,2015,09:46-47.

[3]趙永剛.井下瓦斯抽采技術發展 [J].科技傳播,2012,17:50+44.

[4]于國林.探究高瓦斯礦井采空區大直徑高位鉆孔瓦斯抽采技術 [J].河南科技, 2014,13:26.

X752[文獻碼]B

1000-405X（2016）-5-475-1

趙明坤（1984～），男，工程師，研究方向為煤田地質、煤層氣地質和礦井地質的勘查及科研。