煤礦瓦斯抽放技術存在的問題及對策探究

吳 凱

(西山煤電集團通風處，山西 太原 030053)

煤礦瓦斯抽放技術存在的問題及對策探究

吳 凱

(西山煤電集團通風處，山西 太原 030053)

對煤礦瓦斯抽放技術進行全面的分析，對當前煤礦瓦斯抽放技術中存在的問題進行探討，并在此基礎上探究其改善對策，以此為相關人員提供借鑒。

煤礦瓦斯抽放技術；問題；對策；研究

引 言

根據相關研究表明，煤礦瓦斯主要是由于煤層形成過程中微生物與木材等發生反應而產生，其燃點及爆點較低，這就對煤礦生產安全構成嚴重威脅。正是鑒于煤礦瓦斯所具有的危害性，目前，各煤礦企業在生產中均采用諸如煤層注水、解放層泄壓或超前鉆孔等多種不同的瓦斯抽放技術進行防治，以此最大程度地確保煤礦生產安全性[1-2]。

1 煤礦瓦斯抽放技術分析

1.1 開采層瓦斯抽放技術

1.1.1 瓦斯預抽

通常情況下，預抽瓦斯主要包括巷道抽放以及鉆孔抽放2種方法。其中，巷道抽放指的是對煤層的開采先進行提前掘進，將其密閉后再進行瓦斯抽放；鉆孔抽放瓦斯指的是在巖石巷道內布設鉆場，并打鉆進行預抽。該種方式施工起來較為簡便，并且在煤礦開采中得到廣泛應用。

1.1.2 強化抽采

強化抽采的方式主要適用于煤層透氣性不佳的情況，可以采用深孔爆破或水力切割等方式來提高煤層的透氣性。

1.1.3 邊采邊抽

通常情況下，大多數高瓦斯礦井為了有效提高瓦斯抽放量或解決瓦斯抽放率低、預抽時間短等問題，而選擇在回采過程中采用邊采邊抽的方式。

1.2 鄰近層瓦斯抽放技術

在煤礦生產中，多煤層高瓦斯礦井是常見類型之一，其在開采過程中極易導致鄰近層因煤層四周圍巖出現松動而膨脹或變形，這種情況下，礦井中瓦斯會由于鄰近層透氣性大大上升而涌出，這樣一來勢必會導致煤礦開采受到嚴重威脅。對此，為了避免這一情況的出現，煤礦企業可以對鄰近層采用瓦斯抽放技術。首先，煤礦企業在多煤層高瓦斯礦井開采前，根據瓦斯抽放技術要求將鉆孔布置在開采煤層工作面的回風或進風巷道中，隨后，利用設備將孔鉆進鄰近層中去，之后，使用通風設備將瓦斯予以抽排。其次，除了在開采煤層內進行鉆孔布置來抽排鄰近層瓦斯外，煤礦企業還可以在其外層進行鉆孔布置，之后，同樣是鉆進鄰近層中進行瓦斯抽排。需要注意的是，該方法與巷道內鉆孔抽排不同之處是其鉆場通常位于底板巖石巷道中。

1.3 頂板巷道抽采技術

頂板巷道布置圖見第124頁圖1。

1.3.1 低位抽放

通常情況下，如若出現上隅角瓦斯超限的問題，則往往可以采用該種方式來進行解決。雖然抽放瓦斯流量大，但瓦斯濃度不高，并且，由于抽放巷圍巖裂隙發育，且直接連通工作面后方的采空區，抽放影

圖1 頂板巷道布置圖

響范圍較小，無法將采空區及其周邊煤巖體涌入回采空間的途徑切斷，所以，該技術主要是應用于工作面上隅角瓦斯超限的情況。

1.3.2 中位抽放

由于抽放高抽巷上方裂隙較發育，且無法直接連通工作面后方的采空區，尤其是和開采后的瓦斯富集區呈現“O”型圈，無法緊密聯系，所以，該種方法不但不能很好地解決上隅角瓦斯超限問題，而且也無法對高抽巷上方裂隙帶中的高濃度瓦斯進行抽放。

1.3.3 高位抽放

在進行高位抽放時，應當將煤層回采后的上覆巖層選取作為頂板層位，避免成為過低導致高位抽排巷道太早連通采空區，縮短之后采面距離，使得大量空氣混入其中，將其抽放濃度減小；同時，避免成為過高導致高濃度瓦斯抽放量偏小。此外，還需嚴格控制抽放外口的封閉質量，以確保能夠提高瓦斯抽放濃度。另外，還應合理控制工作面的推進速度。

2 煤礦瓦斯抽放技術現存問題

2.1 抽放不穩定，利用困難

在抽放瓦斯過程中，未能全面考慮瓦斯濃度、質量、抽放量的穩定問題，加上抽放形式單一，抽放技術水平有待提高，使得較多空氣混入，加大了綜合利用的難度。

2.2 單純抽放，利用率低

當前，我國不少煤礦企業將瓦斯抽放的重點放在抽放，而忽略了對其進行綜合利用，導致瓦斯主要用于民用，利用形式過于單一。而極少企業會將其運用在汽車燃料、發電上。

2.3 只針對瓦斯抽放礦井，直接排放礦井回風流中的瓦斯

就現階段來說，我國綜合利用瓦斯主要應用于瓦斯抽放礦井，然而，每年，我國有高達九成的來自回風流中的濃度低于1%的瓦斯被直接排放到空氣中[3]。

2.4 抽采率低，抽采濃度不高

由于煤礦瓦斯對抽放技術有著較高要求，且復制性差，極易受到煤層地質條件的影響。所以，在選取抽采參數時，抽采監測不完善和瓦斯抽放管理不到位也是導致其抽采率低的重要原因。

3 改善煤礦瓦斯抽放技術的策略分析[4-6]

3.1 優化瓦斯抽放系統，提高其抽放率

首先，不斷優化與改進瓦斯抽放系統，提高瓦斯抽放效率。并且，應當充分考慮各煤礦通風能力、瓦斯涌出情況以及瓦斯治理工作，在優先考慮開采保護層的基礎上，盡可能把瓦斯治理作為核心方式。其次，應確保所選擇的抽放泵和抽放系統阻力以及瓦斯抽放量相匹配，盡可能將井下抽放干管與分支管的直徑加大，并將自動放水器設置在管道低洼地段，以降低抽放管網沿程阻力。再者，應當定期對抽放鉆孔以及井下管網的氣密性進行檢查，如若發現抽放鉆孔出現漏氣的現象，則必須及時關閉，并提高其孔口負壓。

3.2 強化綜合抽放瓦斯

首先，強制將煤層透氣性增大，以提升低透氣性煤層的抽放率。具體采用水力壓裂、高能氣體致裂、交叉鉆孔、深孔爆破致裂等技術來實現。其次，可選擇頂板巖石鉆孔來提高采空區的瓦斯抽放率。再者，可選擇煤巷“鉆墻”布孔的方式來進行邊掘邊抽，用以提高瓦斯的抽放率。該技術應用于突出煤層或高瓦斯煤巷掘進工作面瓦斯的抽放中，效果尤為明顯。最后，應當不斷突破與創新瓦斯抽放技術，進行綜合抽放。

3.3 做好監測與預防工作

首先，構建起健全的監測監控系統，并實現集中聯網、統一控制的方法，以確保能將監測監控的作用全面發揮出來，并且能在第一時間內發現瓦斯超限的現象。其次，加大通風管理力度。如若出現瓦斯治理工程與規定要求不符、驗收時回風流瓦斯濃度大于0.6%、回采工作面回風流瓦斯濃度大于0.9%時必須立即停止生產，并采取有效措施，直至瓦斯濃度小于0.8%時才能恢復生產。再者，應當加強局部通風管理，降低瓦斯超限率。

3.4 加強瓦斯抽放管理

對于煤礦瓦斯抽放工作相關領導人員必須要對其予以充分重視，首先，應當建立起專業的瓦斯抽放管理部門，并將各類裝備配備齊全，對于鉆孔質量進行嚴格把控，禁止出現虛報鉆孔長度的情況。其次，應當嚴格按照相關要求來安裝放水器、監測設備以及計量儀表，并對抽放系統進行定期的檢漏與維護。

[1] 徐超，辛海會，劉輝輝.我國煤礦瓦斯抽放技術現狀及展望[J].煤礦現代化,2010(1):3-4.

[2] 蘇鳴輝，李寧，張展晨.淺析煤礦瓦斯抽放技術與如何提高抽放效率[J].科海故事博覽:科技探索,2011(17)：111-112.

[3] 王忠喜.煤礦瓦斯抽放技術及其影響因素分析[J].工業,2015(46):74.

[4] 楊奎生.瓦斯抽放技術在煤礦生產中的應用研究[J].科技視界,2014(3):280.

[5] 朱亞彪，張居仁，郎丹山，等.淺談我國煤礦瓦斯抽放存在的問題、對策及技術展望[J].南北橋,2008(10)：123-124.

[6] 張夏，元繼宏.我國煤礦瓦斯抽放存在的問題分析及解決策略[J].科技傳播,2011(24)：96-97.

Problems and countermeasures of gas drainage technology in coal mine

WU Kai

(Department of Ventilation of Xishan Coal Electricity Group, Taiyuan Shanxi 030053, China)

This paper comprehensively analyzes gas drainage technology in coal mine, discusses existing problems of gas drainage technology in current coal mine, and explores improvement countermeasure on this basis, providing reference for relevant personnel.

gas drainage technology in coal mine; problem; countermeasure; research

2016-11-14

吳 凱，男，1988年出生，2015年畢業于中國礦業大學采礦工程專業，本科，助理工程師，從事煤礦瓦斯抽放技術方面工作。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.02.41

TD712+.63

A

1004-7050(2017)02-0123-03

煤礦工程