煤礦瓦斯綜合抽采技術及應用分析

王國富 蔣紹軍 郭偉 何興

摘要：隨著煤礦開采機械化水平的提高，以及特厚煤層一次采全高技術和綜采放頂煤技術的大面積推廣應用，工作面推進速度越來越快，產量越來越高，加之隨著礦井開采向深部的延伸，煤層瓦斯含量越來越高，造成我國部分礦區工作面瓦斯涌出量急劇增加。對于煤與瓦斯突出煤層，還需要在開采前進行瓦斯抽采消除其突出危險性。然而單一的瓦斯抽采方式抽采能力有限，且在時間、空間上不能貫穿工作面瓦斯抽采的整個過程，單一的瓦斯抽采方法無法保證工作面的安全開采，因此，大至礦井，小至采掘工作面，在瓦斯抽采手段的運用上必須堅持多措并舉的思想，進行礦井的綜合瓦斯抽采，確保礦井的運行安全。

關鍵詞：煤礦瓦斯;綜合抽采;技術及應用

1煤礦瓦斯綜合抽采分類

根據煤礦瓦斯抽采不同的分類形式，抽采方法較為多樣。具體可以按照煤層的開采時間、瓦斯抽采對象、抽采方式等分類模式進行劃分。以煤礦瓦斯抽采時間維度劃分，在每個階段再進行詳細類型劃分，其詳細劃分方式如表1所示。對于抽采方式的選擇，并非一個礦井窮盡所有抽采方式才是最好的，也并非窮盡所有的方式才稱作是煤礦瓦斯的綜合抽采[1]。同時，針對不同礦井，通過綜合抽采的實施，能夠使得煤礦抽采的各個階段達到各項考核指標的要求，從而保證各項工作的全面進行，提高礦井的運營效率，保障煤礦的安全生產。

2常用的瓦斯抽采技術

①采前抽采技術

采前抽采的主要目的就是降低礦井中的瓦斯含量以及煤礦壓力，降低瓦斯事故發生的概率。單一煤層的抽采技術包括長鉆孔順層遞進掩護瓦斯抽采法、地面鉆井抽采法、順層鉆孔以及穿層鉆孔瓦斯抽采法。由于我國煤層透氣性較差，因此施工人員在進行抽采鉆孔時應當盡量減小鉆孔之間的距離，根據礦井地理位置控制鉆孔的間距。

②采中抽采技術

采中抽采技術可以保證煤層工作面的施工安全，施工人員應當根據礦區的通風方式選擇最為合適的抽采方式。我國煤礦企業一般會采用采空區埋管抽采法、頂板走向穿層鉆孔抽采法、地面鉆井抽采法以及采空區插管抽采法等進行U形通風工作面的開采，采用沿空留巷埋管抽采法、沿空留巷穿層鉆孔抽采法以及地面鉆井抽采法等進行Y性通風工作面的開采。如果礦區的實際工作面瓦斯涌出量大于30m3/min，那么就需采用走向高抽巷法進行開采，同時還要利用大直徑傾斜鉆孔法以及傾斜高抽巷法進行外錯尾巷的開采。

③采后抽采技術

采后抽采的主要工作內容就是抽采頂部裂縫內以及密封采空區的瓦斯，采后抽采技術可以提高礦區瓦斯的利用率，增加煤礦企業的經濟效益。目前我國常用的采后抽采技術包括井下穿層鉆孔抽采法、地面鉆井抽采法以及密閉埋管抽采法等。采后抽采技術也是瓦斯抽采的重要內容，因此煤礦企業應當增強對于采后抽采技術的重視，保障瓦斯的開采安全。

3三區聯動抽采技術在煤礦瓦斯防治中的有效應用

三區聯動立體瓦斯抽采技術最重要的環節就是先抽后采與瓦斯抽采、礦井建設以及采煤采氣統籌規劃之間的有效連接。以礦井具體規劃、瓦斯抽采為根據，能夠促進區域間有序遞進，并且還可使其與地面預充以及井下抽采技術進行有機結合，進而提高瓦斯抽采效率[2]。將三區聯動立體瓦斯抽采技術應用于煤礦瓦斯治理工作中起到顯著效果，具體表現在以下幾個方面：

可確保空間有效結合，并且得以良好實現，同時以井下抽采與地面準備的有效結合為根據，實現煤礦開采與瓦斯抽采之間的有效銜接。該技術的應用對提高煤礦開采預先規劃效果也具有重要作用，可為后續抽采工作的順利進行提供保障。將地面抽采、長鉆孔抽采以及三區聯動立體瓦斯抽采方式相結合，可全面提高瓦斯抽采效率。在該技術的具體應用過程中，需要做好區域劃分工作，確保井下與地面聯動抽采順利進行。就地面鉆井分布密度情況來看，應以單井作為抽采工作的依據，同時明確抽采目標與抽采時間。

①地面預抽

地面預抽是高瓦斯煤層向低瓦斯煤層轉變過程中最有效、最根本的措施。只有實現瓦斯地面預抽效果，才能有效規避瓦斯安全隱患，提高煤礦生產安全。無論是何種類型的煤礦開采，通過使用抽采方式使高濃度瓦斯向低瓦斯含量轉變，都是關鍵性的生產環節。在煤礦開采之前，進行地面預抽，能夠有效降低煤層瓦斯含量，消除煤礦生產以及礦井建設過程中的安全隱患。不會對開采時間、空間以及抽采等造成不良影響，是地面預抽技術最顯著的特征。尤其是在大規模抽采井布置工作中，在煤礦開采前預留出足夠的時間，可確保大面積瓦斯抽采工作順利進行。

②煤礦井上井下聯動抽采

采用先地面后井下聯動抽采的方式，并以煤礦規劃為根據，通過對地面預抽的方式開展，可使這一區域向著開拓準備區方向轉變。就煤礦井下而言，應高效實施貫通施工方式，針對地面上已經存在的由抽采而導致的裂縫以及對應的影響帶，采用水平長鉆孔，能夠將其有效貫通。通過形成直井壓裂裂縫、順層水平鉆孔，可在構成立體抽采網方面起到重要作用。當符合貫通要求后，需要立即停止相應工作，同時使其逐漸轉變為地面井下區域卸壓抽采方式，全面提升抽采效率，進而達到節約抽采時間的目的[3]。在實際開采過程中，應積極改進鉆孔布置方式，對鉆孔密度以及深度等數據進行優化，提高順層鉆孔預抽效果。值得注意的是，對抽采半徑進行有效測定，是優化鉆孔密度工作的主要方式，只有合理布置鉆孔間距，才能有效避免受鉆孔間距過小而導致的抽采重疊問題，進而有效解決抽采量減少等問題。

③井下遞進抽采

應用遞進抽采技術，需要在多條巷道掘進開展回采工作面的布置工作，同時應預先實施外側巷道內向下一個臨近工作面長鉆孔的活動，促使相應工作需求與鉆孔長度相符合。在掘進過程中，還需要確保下一工作面掘采、開采工作順利進行，要為其抽采預留出充足時間，進而為抽采工作實施提供有利條件，將回采工作面的瓦斯量降至最低。在煤礦瓦斯防治過程中，還應深入研究長鉆孔的抽采特點，精準預測抽采效果，并以此為根據，提高參數選擇的科學性、合理性，進而確保遞進模塊抽采工作順利進行。就長鉆孔而言，應充分滿足其嚴封需求，促進鉆孔抽采工作長遠發展，同時提高抽采效率，提升抽采效果。

結束語：綜上所述，盡管也廣泛地應用單一瓦斯抽采技術，可是其面臨不少缺陷，難以跟煤礦深層采掘的實際要求相適應。鑒于此，需要結合煤層的地質狀況，對一系列瓦斯抽采技術進行全面的應用，以使采掘煤礦的安全系數提升，最終實現理想的煤礦生產效益以及社會效益。

參考文獻

[1]俞啟香，王凱，楊勝強.中國采煤工作面瓦斯涌出規律及其控制研究[J].中國礦業大學學報，2001（1）;

[2]俞啟香.礦井瓦斯防治[M].徐州：中國礦業大學出版社，1992;

[3]王海鋒，程遠平等.近距離上保護層開采工作面瓦斯涌出及瓦斯抽采參數優化[J].煤炭學報，2010（4）;