浅孔抽放技术在高瓦斯综采工作面中的应用

刘 琪

（1 太原理工大学，太原 030024；2 山西晋煤集团职教中心，山西 晋城 048000）

浅孔抽放技术在高瓦斯综采工作面中的应用

刘 琪

（1 太原理工大学，太原 030024；2 山西晋煤集团职教中心，山西 晋城 048000）

本文阐述了浅孔抽放技术在高瓦斯综采工作面中的应用，具体包括浅孔抽放技术的原理、浅孔抽放技术和施工，以及浅孔抽放技术的管理策略。

浅孔抽放；高瓦斯；综采工作面；应用

0 引言

对于高瓦斯矿井的综采工作面来说，要想有效的治理瓦斯，需要矿井建立优良的矿井通风系统，还需要采取本煤层抽放、邻近层抽放、高位裂隙抽放、采空区埋管抽放等综合抽放措施，对矿井的瓦斯进行科学治理，这样才能从基本上保证综采工作面的安全、高效生产。同时还需要考虑各个矿井的具体情况，有的矿井煤层地质条件复杂，还有的煤层的采煤工作面的煤质比较细密，煤层的透气性较差，这样就导致了抽放瓦斯变得十分困难，如果还采取上述的抽放方法就不能满足采煤工作的需要，瓦斯超限的现象也会时有发生，这样就严重地制约了综采工作面的安全生产。针对这种情况，可以采用瓦斯抽放的新技术-浅孔抽放技术，在高瓦斯的综采工作面上采取实施浅孔抽放技术对瓦斯进行治理，一定能取得较好的效果，从而保证综采工作面的安全、高效生产。

1 矿井瓦斯抽放的意义

1.1 安全方面

矿井瓦斯抽放从根本上降低了煤层瓦斯的含量及瓦斯的压力，降低了矿井及采掘工作面的瓦斯涌出量。相对于通过通风排除瓦斯来说，采用抽采瓦斯是更安全，更有利于管理。瓦斯抽放也是解决瓦斯问题的重要途径之一。尤其是对于高瓦斯含量的煤层开采来说更是一个必不可少的工艺环节。因此说采取抽放措施，将煤层中富集的瓦斯抽放出来，是解决瓦斯事故威胁、保障煤矿安全最为有效的措施。

1.2 节能环保

由于瓦斯是清洁、高效的资源，煤矿企业要想实现煤与瓦斯的共采，通过瓦斯发电或者提纯后作为清洁燃料使用。瓦斯的温室效应作用是二氧化碳的40倍以上，因此降低瓦斯的排放量势在必行，同时国家也出台了相关的鼓励政策鼓励煤矿企业综合利用瓦斯。考虑到瓦斯是一种优质的资源，对煤矿瓦斯进行抽放并加以利用，不仅可以减少对环境的污染更重要的是还可以给煤矿带来较好的经济效益。

2 浅孔抽放技术的原理

在开采行为的制约下，顺着工作面推进的支承压力划分成原岩应力区、应力集中区，以及卸压区。应力集中区的最大应力比原岩应力区的应力大很多，这导致煤体出现破坏与变形。应力集中区处于煤壁的前方，而峰值处于煤壁的前方。这个区域之内受到超前动压的制约与塑性应力的破坏，它的煤体构造被破坏，出现了扩容的情况，这大大地增加了煤层的透气性，大量瓦斯吸附状态往游离状态转化，以及瓦斯从采面深部涌出到煤壁方向，到达采面，使得上隅角聚集瓦斯。在抽放系统负压的制约下，浅孔抽放钻孔周围的煤层瓦斯流向出现改变，使得径向流动形成。在不断延长的时间下，增大了抽放的半径，在影响至周围抽放孔与煤层顶板间范围的时候，采面周围的煤层全部处在抽放负压的影响之下，对浅部的煤体瓦斯进行控制和隔断，进而从抽放钻孔加以排放，这保障了采面生产的安全性。

3 浅孔抽放技术和施工

结合采面所供求的风量，在回采期间认真地根据明显的危险工作面进行作业。实施“三八”制的作业形式，在检修班进行抽排放钻孔的施工，确保成孔之后的迅速抽放。钻孔打成立就将瓦斯抽放快速封孔器插入，进而实施抽放，而生产班割煤的过程中暂时性地将采煤机前后的封孔器取下，在进行割煤之后即刻插入实施抽放，进而确保抽放时间的充足性，而最后的钻孔联网抽放需要保持两个小时以上的时间，从而能够实现理想的抽放效果。在地质状况出现改变的情况下，需要将抽放钻孔的排放时间与密度进行适当地增加，最终完全地排放煤体瓦斯。

4 浅孔抽放技术的管理策略

4.1 对抽放管路的漏气现象进行及时性地处理

应当定期地检查抽放管路系统的一系列接头，对于出现的管路漏气实施处理，使得抽放系统的整体负压得以提高，从而保障末端抽放负压，只有如此，才可以使工作面单孔浅孔的瓦斯抽放量增加，最终实现理想的工作面抽放效果。

4.2 确保抽放钻孔的严密性

在抽放实践中，因为封孔器的应用管理问题，封孔胶囊损坏的情况往往会发生，钻孔由于矿压的制约发生塌空与变形，往往导致封孔器的不够严密性，进而降低抽放的负压，难以实现理想的抽放效果。为此，应当对损坏的封孔器进行及时地更换，且安排专人进行管理，进而使浅孔抽放设施的使用效率大大地提高，确保封孔的质量。

4.3 务必确保抽放瓦斯时间的充足性

在生产实践中，生产班子占据抽放班与打孔班时间的情况往往会出现，这导致抽放时间的不够，抽放的量比较小，进而使得工作面生产班子回风流涌出比较多的瓦斯量。为了将如此的恶性循环进行改变，监察部门与通风部门务必强化监督，保障生产企业实施循环、正规化的作业，保障抽放的时间，只有如此，才可以确保瓦斯浓度的不超限。

5 结论

1）因为浅孔抽放技术能够扩容煤体，所以使得煤体的透气性得以优化，且抽采和采煤时的钻孔能够边抽边打，这不但能够降低工作面的瓦斯涌出量，而且能够减少上隅角与回风流的瓦斯浓度。

2）因为瓦斯抽放钻孔技术是浅孔抽放技术所实施的，这种技术便于操作、有着较高的稳定性与安全性，所以，近些年以来在高瓦斯低透气性的综采工作面被广泛地应用浅孔抽放技术。

3）因为浅孔抽放技术使得采煤工作面的正规循环使用效率以及瓦斯的抽放效率得以提高，这不但将工作面瓦斯超限的现象解决，而且大大地改善了煤矿井下采煤工作面的环境，以及大大地提高了生产效率，在高瓦斯厚煤层采煤工作面应用此项技术有着重大的现实意义。总之，浅孔抽放技术在高瓦斯综采工作面的应用，不仅保证了矿井的正产生产，更重要的是它解决了综采工艺在高瓦斯矿井中由于瓦斯问题所带来的难题，为综采工作面治理瓦斯提供了可靠的技术管理手段，在煤矿安全管理上提升了技术管理的水平。因此，社会效益、经济效益巨大，具有推广和借鉴的意义。

［1］张铁岗.矿井瓦斯综合治理技术［M］.北京：煤炭工业出版社，2001.

［2］张铁岗.矿井瓦斯综合治理示范工程［M］.北京：煤炭工业出版社，2004.

［3］魏风清，张建国译.煤与瓦斯突出预测方法和防治措施［M］.北京：煤炭工业出版社，2003.

［4］杨建国，欧阳广斌，刘伟，等.高突综采工作面卸压区瓦斯抽放技术［J］.中国煤炭，2003（10）：39-40.

［5］范付恒.回采工作面浅孔抽放快速封孔器的研制与应用［J］.煤矿开采，2006（4）：89-91.

刘琪（1985—），男，汉族。2007年毕业于哈尔滨理工大学安全工程专业，2012级太原理工大学矿业工程在职研究生在读，目前就职晋煤集团职教中心，工程师。