淺析如何提高煤礦瓦斯抽采效率

孫斌++劉登超

摘 要：煤礦瓦斯的抽采與利用是貫徹落實(shí)我國當(dāng)前號召的科學(xué)發(fā)展觀，推動煤礦安全、情節(jié)發(fā)展的重要途徑。國家予以煤礦瓦斯抽采工作足夠的重視與關(guān)注，并且成立了煤礦瓦斯抽采的專門部門與機(jī)構(gòu)，主要用于安排專項(xiàng)資金，制定專項(xiàng)政策，貫徹實(shí)現(xiàn)煤礦瓦斯防治結(jié)合、煤礦瓦斯標(biāo)本兼治等目標(biāo)。近幾年來，我國煤礦瓦斯治理工作取得了較為理想的效果，但是依然需要進(jìn)一步的強(qiáng)化努力，擴(kuò)大規(guī)模，實(shí)現(xiàn)煤礦瓦斯抽采的產(chǎn)業(yè)化。現(xiàn)文章主要針對如何提高煤礦瓦斯抽采效率進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：煤礦瓦斯 抽采效率 瓦斯治理

中圖分類號：TD712.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）05（a）-0042-02

煤炭是我國重要的基礎(chǔ)性能源，是保證我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)繁榮進(jìn)步的重要資源。在進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國經(jīng)濟(jì)快速增長，相應(yīng)的煤炭需求量也得到提升。在煤炭工業(yè)與社會經(jīng)濟(jì)同步增長的同時，煤炭開采的條件不斷惡化，主要突出體現(xiàn)在煤礦開采深度加大、煤礦瓦斯壓力增加、煤礦瓦斯含量增加等。在煤礦生產(chǎn)中瓦斯有關(guān)的安全生產(chǎn)威脅十分嚴(yán)重。

1 煤礦瓦斯抽采的目的

當(dāng)前我國煤礦中常見的瓦斯安全事故類型眾多，主要可以分為瓦斯爆炸、煤與瓦斯突出、瓦斯燃燒與窒息等。其中，瓦斯爆炸、瓦斯燃燒以及瓦斯窒息出現(xiàn)的重要原因就是煤礦中累積了大量的瓦斯氣體。當(dāng)煤礦礦井中的瓦斯體積分?jǐn)?shù)達(dá)到5%～15%的范圍時，則十分有可能導(dǎo)致瓦斯爆炸安全事故。當(dāng)煤礦礦井中的瓦斯體積分?jǐn)?shù)超過15%的時候，則有可能會導(dǎo)致瓦斯燃燒事故；當(dāng)瓦斯積聚在空中，使得空氣中的氧氣含量體積分?jǐn)?shù)下降至12%的時候，人就會感到十分嚴(yán)重的呼吸困難等情況，煤與瓦斯突出是煤礦中煤體中存儲的瓦斯能與應(yīng)力層的釋放，從而導(dǎo)致煤與瓦斯的突出[1]。總體來說，煤礦瓦斯的直接排放不單單嚴(yán)重浪費(fèi)了瓦斯能源，同時還污染了生態(tài)環(huán)境。瓦斯是一種以甲烷為主要成分的氣體，煤礦煤層中的瓦斯是一種能夠形成強(qiáng)大溫室效應(yīng)的體系，甲烷的所能夠產(chǎn)生的溫室效應(yīng)是而二氧化碳的20倍以上。因此，煤炭瓦斯抽采是對于煤礦的安全生產(chǎn)以及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)都是十分重要的。煤礦瓦斯抽采的目的主要有：（1）減少瓦斯涌出的概率，避免瓦斯超限，降低瓦斯在煤礦的聚集情況，為煤礦通風(fēng)創(chuàng)造積極有利的環(huán)境條件；（2）減少煤層中存儲的瓦斯能力，改善煤礦中煤體的強(qiáng)度，避免煤與瓦斯突出的安全事故的發(fā)生；（3）更加高效地利用開發(fā)高效清潔的能源；（4）減少對生態(tài)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

2 如何提高煤炭瓦斯抽采效率

2.1 選擇合適的抽采方法

煤炭瓦斯的抽采方法眾多，要提高煤炭瓦斯抽采效率機(jī)必須要針對煤礦的實(shí)際情況來選擇最佳的瓦斯抽采方式。第一，地面鉆井采前抽采瓦斯。地面鉆進(jìn)前抽采瓦斯是20世紀(jì)美國發(fā)明的一種瓦斯抽采方式，該抽采方式不適合在地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的、煤層透氣性差的高瓦斯礦區(qū)地質(zhì)區(qū)域進(jìn)行。地面壓裂鉆井的結(jié)構(gòu)如圖1所示，該方法主要分為三個階段：分別為完井階段、煤層透氣性改造階段以及排水采氣階段。當(dāng)前我國地面鉆井技術(shù)已經(jīng)十分成熟，影響地面鉆井抽采瓦斯效果的關(guān)鍵因素是壓裂與排采環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的地面鉆進(jìn)技術(shù)大多都是十分前置液、頂替液壓裂等技術(shù)，目前在部分礦區(qū)還嘗試使用了二氧化碳壓裂驅(qū)替技術(shù)。第二，井下穿層鉆孔抽采方法。井下穿層鉆孔抽采技術(shù)是當(dāng)前煤礦被保護(hù)層卸壓瓦斯抽采最為常用的方式之一，該方法擁有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）根據(jù)煤礦保護(hù)層以及被保護(hù)層賦存的特征以及層位之間的相對關(guān)系，可以有針對性的靈活調(diào)整抽采巷道以及進(jìn)行瓦斯抽采鉆孔。該技術(shù)的靈活性較強(qiáng)，瓦斯抽采鉆孔工程量較小，鉆孔布孔便捷。（2）瓦斯抽采小說良好，能夠根據(jù)以往瓦斯抽采的效果來對后期瓦斯抽采的技術(shù)工程進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化，以提升卸壓瓦斯的抽采效果。第三，井下巷道抽采方法。井下巷道卸壓瓦斯抽采技術(shù)較為適合在被保護(hù)層位于斷裂帶的情況下，一般使用的方法包括走向高抽巷方法、傾斜高抽巷法。總體來說，在選擇煤礦瓦斯抽采方式的時候要綜合考慮到瓦斯的來源、煤炭的煤質(zhì)情況、采掘的相關(guān)因素、時間的配合以及抽放技術(shù)等[2]。

2.2 關(guān)注煤礦瓦斯抽采細(xì)節(jié)

首先，擴(kuò)大瓦斯抽放范圍。在煤礦瓦斯抽采過程中要適當(dāng)擴(kuò)大抽放的范圍，合理增加抽放鉆孔，擴(kuò)大瓦斯抽放面積，增加煤層抽放及其抽放區(qū)域。其次，提高煤層的透氣性。在煤礦煤層中煤層的透氣性是影響瓦斯流動的主要因素。通常煤層中的透氣性往往都是用透氣性系數(shù)來表示，如透氣性系數(shù)流動越大則瓦斯含量就相對較少；反之，則瓦斯含量較大。最后，采用綜合瓦斯抽放技術(shù)。伴隨著煤礦開采機(jī)械化水平的提升，煤礦開采強(qiáng)度與范圍不斷擴(kuò)大。煤礦采空區(qū)等區(qū)域的瓦斯涌出量也不斷加大，從而導(dǎo)致傳統(tǒng)的單一瓦斯抽放方式無法滿足瓦斯防治工作的需求。因此，為了實(shí)現(xiàn)安全高效的生產(chǎn)，瓦斯抽采技術(shù)急需新的突破與發(fā)展。

2.3 落實(shí)健全瓦斯抽采使用制度

當(dāng)前影響我國煤礦瓦斯抽采效率的重要因素之一就是我國針對瓦斯抽采的相關(guān)鼓勵政策尚未完善落實(shí)，導(dǎo)致煤礦瓦斯抽采工作無法全面開展，從而瓦斯抽采工作效率低下。首先，國家應(yīng)制定并落實(shí)煤礦瓦斯抽采利用相關(guān)稅費(fèi)的優(yōu)惠政策。針對煤礦企業(yè)以及瓦斯抽采工作制定并實(shí)施增值稅征稅后返稅、進(jìn)口設(shè)備稅收優(yōu)惠，免征收煤礦企業(yè)所得稅等稅收政策。認(rèn)真貫徹并落實(shí)煤礦瓦斯開采的探礦權(quán)以及采礦權(quán)使用費(fèi)用的減免制度，推動煤礦層瓦斯資源勘探工作的進(jìn)行，推動煤礦瓦斯前期的利用開發(fā)。其次，實(shí)施開展瓦斯抽采利用財政補(bǔ)貼政策。根據(jù)瓦斯發(fā)電自發(fā)自用的原則，多余上網(wǎng)的原則，引導(dǎo)瓦斯抽采發(fā)電。當(dāng)前瓦斯上網(wǎng)電價的標(biāo)準(zhǔn)相對較低，瓦斯發(fā)電企業(yè)缺乏利用瓦斯發(fā)電的積極性，因此，國家需要適當(dāng)提供財政補(bǔ)貼，鼓勵瓦斯發(fā)電上網(wǎng)[3]。最后，健全瓦斯抽采利用的標(biāo)準(zhǔn)，參考先進(jìn)國家的經(jīng)驗(yàn)與標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化瓦斯抽采的研究，充分發(fā)揮瓦斯資源的有效性。使得既能保證煤礦的安全生產(chǎn)工作，還能夠推動瓦斯能源的情節(jié)利用。

3 結(jié)語

在煤礦開采中抽采瓦斯是十分重要的工作環(huán)節(jié)之一，其能夠預(yù)防煤礦瓦斯安全事故的出現(xiàn)，還能夠充分利用瓦斯這一能源。提高煤礦瓦斯抽采效率可以從選擇瓦斯抽采技術(shù)、關(guān)注瓦斯抽采細(xì)節(jié)以及制定瓦斯抽采使用制度等多方面入手，站在微觀與宏觀的角度全方位提升煤礦瓦斯抽采率。

參考文獻(xiàn)

[1] 褚廷湘，余明高，楊勝強(qiáng).瓦斯抽采對U+Ⅱ型近距離煤層自燃的耦合關(guān)系[J].煤炭學(xué)報，2010（12）：2082-2087.

[2] 王宏圖，江記記，王再清.本煤層單一順層瓦斯抽采鉆孔的滲流場數(shù)值模擬[J].重慶大學(xué)學(xué)報，2011（4）：24-29.

[3] 張開加.提高中小型煤礦瓦斯抽采效率淺析[J].能源技術(shù)與管理，2013（6）：28-30.