煤矿瓦斯抽放技术存在的问题及对策探究

吴 凯

(西山煤电集团通风处，山西 太原 030053)

煤矿瓦斯抽放技术存在的问题及对策探究

吴 凯

(西山煤电集团通风处，山西 太原 030053)

对煤矿瓦斯抽放技术进行全面的分析，对当前煤矿瓦斯抽放技术中存在的问题进行探讨，并在此基础上探究其改善对策，以此为相关人员提供借鉴。

煤矿瓦斯抽放技术；问题；对策；研究

引 言

根据相关研究表明，煤矿瓦斯主要是由于煤层形成过程中微生物与木材等发生反应而产生，其燃点及爆点较低，这就对煤矿生产安全构成严重威胁。正是鉴于煤矿瓦斯所具有的危害性，目前，各煤矿企业在生产中均采用诸如煤层注水、解放层泄压或超前钻孔等多种不同的瓦斯抽放技术进行防治，以此最大程度地确保煤矿生产安全性[1-2]。

1 煤矿瓦斯抽放技术分析

1.1 开采层瓦斯抽放技术

1.1.1 瓦斯预抽

通常情况下，预抽瓦斯主要包括巷道抽放以及钻孔抽放2种方法。其中，巷道抽放指的是对煤层的开采先进行提前掘进，将其密闭后再进行瓦斯抽放；钻孔抽放瓦斯指的是在岩石巷道内布设钻场，并打钻进行预抽。该种方式施工起来较为简便，并且在煤矿开采中得到广泛应用。

1.1.2 强化抽采

强化抽采的方式主要适用于煤层透气性不佳的情况，可以采用深孔爆破或水力切割等方式来提高煤层的透气性。

1.1.3 边采边抽

通常情况下，大多数高瓦斯矿井为了有效提高瓦斯抽放量或解决瓦斯抽放率低、预抽时间短等问题，而选择在回采过程中采用边采边抽的方式。

1.2 邻近层瓦斯抽放技术

在煤矿生产中，多煤层高瓦斯矿井是常见类型之一，其在开采过程中极易导致邻近层因煤层四周围岩出现松动而膨胀或变形，这种情况下，矿井中瓦斯会由于邻近层透气性大大上升而涌出，这样一来势必会导致煤矿开采受到严重威胁。对此，为了避免这一情况的出现，煤矿企业可以对邻近层采用瓦斯抽放技术。首先，煤矿企业在多煤层高瓦斯矿井开采前，根据瓦斯抽放技术要求将钻孔布置在开采煤层工作面的回风或进风巷道中，随后，利用设备将孔钻进邻近层中去，之后，使用通风设备将瓦斯予以抽排。其次，除了在开采煤层内进行钻孔布置来抽排邻近层瓦斯外，煤矿企业还可以在其外层进行钻孔布置，之后，同样是钻进邻近层中进行瓦斯抽排。需要注意的是，该方法与巷道内钻孔抽排不同之处是其钻场通常位于底板岩石巷道中。

1.3 顶板巷道抽采技术

顶板巷道布置图见第124页图1。

1.3.1 低位抽放

通常情况下，如若出现上隅角瓦斯超限的问题，则往往可以采用该种方式来进行解决。虽然抽放瓦斯流量大，但瓦斯浓度不高，并且，由于抽放巷围岩裂隙发育，且直接连通工作面后方的采空区，抽放影

图1 顶板巷道布置图

响范围较小，无法将采空区及其周边煤岩体涌入回采空间的途径切断，所以，该技术主要是应用于工作面上隅角瓦斯超限的情况。

1.3.2 中位抽放

由于抽放高抽巷上方裂隙较发育，且无法直接连通工作面后方的采空区，尤其是和开采后的瓦斯富集区呈现“O”型圈，无法紧密联系，所以，该种方法不但不能很好地解决上隅角瓦斯超限问题，而且也无法对高抽巷上方裂隙带中的高浓度瓦斯进行抽放。

1.3.3 高位抽放

在进行高位抽放时，应当将煤层回采后的上覆岩层选取作为顶板层位，避免成为过低导致高位抽排巷道太早连通采空区，缩短之后采面距离，使得大量空气混入其中，将其抽放浓度减小；同时，避免成为过高导致高浓度瓦斯抽放量偏小。此外，还需严格控制抽放外口的封闭质量，以确保能够提高瓦斯抽放浓度。另外，还应合理控制工作面的推进速度。

2 煤矿瓦斯抽放技术现存问题

2.1 抽放不稳定，利用困难

在抽放瓦斯过程中，未能全面考虑瓦斯浓度、质量、抽放量的稳定问题，加上抽放形式单一，抽放技术水平有待提高，使得较多空气混入，加大了综合利用的难度。

2.2 单纯抽放，利用率低

当前，我国不少煤矿企业将瓦斯抽放的重点放在抽放，而忽略了对其进行综合利用，导致瓦斯主要用于民用，利用形式过于单一。而极少企业会将其运用在汽车燃料、发电上。

2.3 只针对瓦斯抽放矿井，直接排放矿井回风流中的瓦斯

就现阶段来说，我国综合利用瓦斯主要应用于瓦斯抽放矿井，然而，每年，我国有高达九成的来自回风流中的浓度低于1%的瓦斯被直接排放到空气中[3]。

2.4 抽采率低，抽采浓度不高

由于煤矿瓦斯对抽放技术有着较高要求，且复制性差，极易受到煤层地质条件的影响。所以，在选取抽采参数时，抽采监测不完善和瓦斯抽放管理不到位也是导致其抽采率低的重要原因。

3 改善煤矿瓦斯抽放技术的策略分析[4-6]

3.1 优化瓦斯抽放系统，提高其抽放率

首先，不断优化与改进瓦斯抽放系统，提高瓦斯抽放效率。并且，应当充分考虑各煤矿通风能力、瓦斯涌出情况以及瓦斯治理工作，在优先考虑开采保护层的基础上，尽可能把瓦斯治理作为核心方式。其次，应确保所选择的抽放泵和抽放系统阻力以及瓦斯抽放量相匹配，尽可能将井下抽放干管与分支管的直径加大，并将自动放水器设置在管道低洼地段，以降低抽放管网沿程阻力。再者，应当定期对抽放钻孔以及井下管网的气密性进行检查，如若发现抽放钻孔出现漏气的现象，则必须及时关闭，并提高其孔口负压。

3.2 强化综合抽放瓦斯

首先，强制将煤层透气性增大，以提升低透气性煤层的抽放率。具体采用水力压裂、高能气体致裂、交叉钻孔、深孔爆破致裂等技术来实现。其次，可选择顶板岩石钻孔来提高采空区的瓦斯抽放率。再者，可选择煤巷“钻墙”布孔的方式来进行边掘边抽，用以提高瓦斯的抽放率。该技术应用于突出煤层或高瓦斯煤巷掘进工作面瓦斯的抽放中，效果尤为明显。最后，应当不断突破与创新瓦斯抽放技术，进行综合抽放。

3.3 做好监测与预防工作

首先，构建起健全的监测监控系统，并实现集中联网、统一控制的方法，以确保能将监测监控的作用全面发挥出来，并且能在第一时间内发现瓦斯超限的现象。其次，加大通风管理力度。如若出现瓦斯治理工程与规定要求不符、验收时回风流瓦斯浓度大于0.6%、回采工作面回风流瓦斯浓度大于0.9%时必须立即停止生产，并采取有效措施，直至瓦斯浓度小于0.8%时才能恢复生产。再者，应当加强局部通风管理，降低瓦斯超限率。

3.4 加强瓦斯抽放管理

对于煤矿瓦斯抽放工作相关领导人员必须要对其予以充分重视，首先，应当建立起专业的瓦斯抽放管理部门，并将各类装备配备齐全，对于钻孔质量进行严格把控，禁止出现虚报钻孔长度的情况。其次，应当严格按照相关要求来安装放水器、监测设备以及计量仪表，并对抽放系统进行定期的检漏与维护。

[1] 徐超，辛海会，刘辉辉.我国煤矿瓦斯抽放技术现状及展望[J].煤矿现代化,2010(1):3-4.

[2] 苏鸣辉，李宁，张展晨.浅析煤矿瓦斯抽放技术与如何提高抽放效率[J].科海故事博览:科技探索,2011(17)：111-112.

[3] 王忠喜.煤矿瓦斯抽放技术及其影响因素分析[J].工业,2015(46):74.

[4] 杨奎生.瓦斯抽放技术在煤矿生产中的应用研究[J].科技视界,2014(3):280.

[5] 朱亚彪，张居仁，郎丹山，等.浅谈我国煤矿瓦斯抽放存在的问题、对策及技术展望[J].南北桥,2008(10)：123-124.

[6] 张夏，元继宏.我国煤矿瓦斯抽放存在的问题分析及解决策略[J].科技传播,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

吴 凯，男，1988年出生，2015年毕业于中国矿业大学采矿工程专业，本科，助理工程师，从事煤矿瓦斯抽放技术方面工作。

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

TD712+.63

A

1004-7050(2017)02-0123-03

煤矿工程