高瓦斯礦井瓦斯抽采方式探討

鄭玉軍

關鍵詞：高瓦斯礦井;抽采方式;煤炭開采

1 高瓦斯礦井概述

眾所周知，瓦斯是一種可燃性氣體。它難溶于水，且無色無味。瓦斯主要起源于煤炭形成的開始階段。是古代植物堆積成煤的初期，纖維素和有機質經厭氧菌的作用分解而成。在高溫、高壓的環境中，在成煤的同時，由于物理和化學作用，繼續生成瓦斯。煤層中的瓦斯含量，主要取決于煤的變質程度、煤層賦存條件、圍巖性質、地質構造和水文地質等因素。一般情況下，同一煤層的瓦斯含量隨深度而遞增。具備下列情形之一的礦井為高瓦斯礦井：①礦井瓦斯相對涌出量大于10m3/t;②礦井絕對瓦斯涌出量大于40m3/min;③礦井任一掘進工作面絕對瓦斯涌出量大于3m3/min;④礦井任一采煤工作面絕對瓦斯涌出量大于5m3/min。

在煤礦開采中瓦斯濃度越高，礦井開采難度越大。高瓦斯礦井對工作人員的安全構成了極大的威脅。從企業的經濟效益來看，高瓦斯礦井的安全作業也直接影響了企業的經濟效益。所以國內高瓦斯礦井的開采也備受行業的關注。瓦斯抽采技術也得到了長足的發展[1]。各大煤炭企業及院校也在大力發展先進技術，并且成立相應的科學研究課題來治理礦井瓦斯問題，主要是為了保障礦井工作人員的生命安全。

2 高瓦斯礦井抽采技術模式

為提高高瓦斯礦井開采的安全性，我國很多企業已經采取了積極有效的治理措施，高瓦斯礦井的抽采也有了一定的基礎。目前，我國常用的高瓦斯礦井抽采技術包含開采前抽采，開采中的抽采以及開采后的抽采。

2.1 開采前進行抽采

瓦斯抽采過程中，常用的是開采前的抽采。利用采前抽采，能夠很有效的降低開采中瓦斯濃度，提高抽采的效率。同時考慮其瓦斯的集中性，采用這種方式還能夠保障效果。通常來說采前抽采采用的是地面鉆孔、順層鉆孔和穿層鉆孔三類結合使用。目前，研究發現，結合這幾種鉆孔的優勢能夠更好的進行抽采，保證抽采的效果，并且提高其效率[2]。采前抽采能夠極大的提升煤礦工作人員的安全同時還能夠降低瓦斯含量，避免瓦斯事故。同時采用采前抽采的方式降低了礦井內壓力，從而有效的防止了煤與瓦斯突出等現象。

2.2 開采中進行抽采

開采過程中進行抽采主要用于礦井中瓦斯的涌出量較大，或者在單個采掘工作面上瓦斯濃度逐漸升高的情況下。常用的抽采方式為穿層鉆孔、順層鉆孔和采空區埋管等抽采方式。開采過程中進行抽采，這種高瓦斯礦井的治理模式能夠提高瓦斯抽采率，同時還能夠比較精確的控制瓦斯的含量和濃度。從而進一步保障礦井工作人員的人身安全。

2.3 開采后進行抽采

當礦井巷道內瓦斯的含量及其濃度較低時，其對礦業工作人員的安全影響比較小。在這種情況下，一般采用采后抽采的方式。地面鉆孔抽采和穿層鉆孔抽采，主要用于采后抽采。通過這兩種抽采鉆孔方式來保證瓦斯的利用率，避免瓦斯的過度浪費。在實際工作過程中，瓦斯抽采能夠保證礦井通風的安全性，同時還能夠降低瓦斯的不斷積累，提高礦井工作人員的人身安全。此外，提升瓦斯的利用率有效地提高了礦產企業的經濟效益[3]。

3 抽采技術在煤礦瓦斯防治中的有效應用

資源整合礦井由于其地質條件更為復雜，不同的礦井需采取不同的瓦斯治理技術措施，不同的工作面也需采取不同的瓦斯治理技術方案。具體內容如下：

3.1 地面預抽

針對高瓦斯煤層向低瓦斯煤層進行轉變的根本措施為地面預抽，在瓦斯地面預抽有效實現的情況下，才能為瓦斯安全隱患的發生給予有效避免，為煤礦生產提供安全性保障。任何煤礦開采過程中，通過抽采方式將高濃度瓦斯向低瓦斯含量進行轉變是一項必須的工作環節。在煤層開采之前開展的抽采工作為地面預抽，旨在將煤層瓦斯含量給予有效降低，確保礦井建設以及煤礦生產安全隱患得以有效消除。地面預抽技術顯著的特征就體現在抽采以及開采時間和空間并不會對其造成影響，針對地面大規模抽采井的布置工作可以在煤礦開采前的8-10年或更長時間進行開展，如此能夠為大面積瓦斯抽采工作的良好開展給予保障，相應的規?；a也會得以有效形成[4]。

3.2 煤礦井上井下聯動抽采

在礦井生產安全性給予保障的條件下，針對原有開采區的地面規劃區已經逐漸向開拓區進行轉變，基于礦井生產相應規劃基礎上，在井下需要將掘進開拓巷道準備工作做好，這一過程中需要對瓦斯抽取形式進行積極調整，通過對地面抽采井的有效利用，結合煤層裂隙合理布置井下鉆孔位置以及確定井下鉆孔的參數，確保井上井下聯合抽采目的得以達成，促使煤層瓦斯量得以快速降低。

在煤礦瓦斯防治中通過先地面后井下聯動抽采的有效實施，進而基于煤礦規劃對地面預抽方式進行實施，能夠促使這一區域逐漸向開拓準備區進行轉變，對于煤礦井下來說，需要將貫通施工方式給予有效實施，在施工過程中主要是采用水平長鉆孔將地面已有的抽采經壓裂的裂縫與對應影響帶進行有效貫通，以此確保直井壓裂裂縫與順層水平鉆孔得以更好的形成，進而實現立體抽采網的有效構成。在達到貫通要求后就需要將相應工作立即停止，并逐漸向地面井下區域卸壓抽采形式進行轉變，以此促進抽采效率的有效提升，同時也能將抽采達標時間給予全面節省。在具體開采過程中為了確保順層鉆孔預抽成效得以有效提升，就需要對進鉆孔布置方式進行積極改進，與此同時優化鉆孔密度以及孔深等數據[5]。在優化鉆孔密度過程中是以有效測定抽采半徑方式應用為主，通過對鉆孔間距的合理布置，將因鉆孔間距太小而出現的抽采重疊所導致的抽采量減少問題給予有效避免。

3.3 井下遞進抽采

在遞進抽采技術應用過程中，回采工作面的布置需要在多條巷道掘進中進行，關于外測巷道內向下一臨近工作面長鉆孔的實施應提前進行，確保鉆孔長度與相應工作面需求相匹配，促使外測巷道向下一工作面兩面巷道條帶覆蓋過程中、對長度的條件需求得以充分滿足，在對這一工作面進行掘進的過程中，需要將下一工作面抽采工作進行開展，為下一工作面抽采時間的延長給予保障，為抽采工作實施創造有利條件，進而極大限度的降低回采工作面瓦斯量。在煤礦瓦斯防治過程中為確保遞進模塊抽采順利實施得以有效實現，通過對長鉆孔抽采特征的充分探究，能夠將抽采效果進行準確預測，在此基礎上能夠確保模塊抽采參數選擇的合理性。值得注意的是，對于長鉆孔來說，需要確保嚴封以及長封孔需求得以充分滿足，為鉆孔長期抽采工作開展給予保障，促進抽采效果的有效提升。

4 結語

目前國內外煤礦企業中，高瓦斯礦井的瓦斯治理始終是一個備受關注的問題。煤礦工作人員的生命安全，以及礦井的穩定性對煤礦企業的發展極其重要。采用先進的抽采技術，能夠有效的降低瓦斯含量，保證工作人員的人身安全，從而提高企業的經濟效益。采用合理科學的方式進行抽采作業也是煤礦企業在發展過程中需要密切注意的方向。

參考文獻：

[1]李永銘.淺談瓦斯抽采與曲江、尚莊兩礦的生存與發展[J].江西煤炭科技，2020（02）：190-192.

[2]李耀暉.礦井復雜地質構造區域瓦斯綜合治理技術實踐研究[J].煤礦現代化，2020（03）：71-73.

[3]霍曉林.萬峰礦綜采工作面瓦斯綜合抽采技術研究[J].煤礦現代化，2020（03）：69-70+73.

[4]史先志，李鵬.截流抽采頂板煤層越層瓦斯高位鉆孔技術研究[J].煤炭技術，2020，39（05）：79-81.

[5]李洋，徐遵玉，劉懷付.綜放工作面高位鉆孔瓦斯抽采技術研究[J].能源技術與管理，2020，45（02）：28-30.