综合抽采技术在工作面瓦斯治理中的应用

宋 进

平安煤矿瓦斯治理国家工程研究中心有限责任公司 安徽 淮南 232000

引言

目前，煤矿开采的机械化水平不断扩大，煤炭开掘更加有效，由于煤矿开掘深度扩大，瓦斯含量增加，必然导致一些矿场的瓦斯流动，导致井的运营得不到满意的回报，为了减少煤气流量影响和提高工作效率，采掘区和其他地区压力区的挖掘得采取新的设施，因此有必要对煤矿瓦斯综合开采技术进行分析研究，选取进步的技术门径，以确保煤矿安全运行，提升煤矿开采效率。

一、瓦斯治理中综合抽采技术

煤炭开采技术是新型的煤矿技术，适用于不同类别的采矿。煤层的开采时间可分为采前收取、采中抽出和采后提取；分类将被划分为钻井、钻孔和埋管，煤矿分割可分为煤层、回采工作面抽采、邻瓦斯抽采等等，并非把所有抽采方式结合在一起使用。所以目前煤矿都是用综合抽采技术，方可使得效率和经济效率最大化。[1]。

二、瓦斯综合抽采治理技术

2.1 顺层钻孔抽放技术 为使煤层残余瓦斯气体达到指标，必须降低开采时煤层的精确瓦斯气体喷出量。作为例子，假定作业面的状况，在作业面的返回风的顺路的行进方向的右侧进行顺层的穿孔，钻头的模式图如图1所示。其切口外在16m回风通道内每5.5m对煤层穿孔进行施工；在千米钻头的方向穿孔未覆盖区和煤层瓦斯含量较高的区域，每隔3.5m放置煤层穿孔，设计钻头的深度为200m(作业面倾向长度215m)。每个五个钻孔都连接到一个连接到抽吸管的组。

2.2 常用的煤矿瓦斯综合抽采技术 1)采前开采的目的是降低煤层瓦斯含量和压力，降低瓦斯涌出的危险性。对于单个煤层，具体的开采方法是长钻孔瓦斯抽放法、地面钻孔抽采法、沿层钻机长钻孔瓦斯抽放法等。目前我国大部分煤层的空气渗透性系数较低，钻孔间距过大。所以，针对煤层群的开采条件，有必要实施卸压瓦斯开采和保护层网格式开采技术。

b)采中抽采是为保证采煤安全，采煤开采一般直接取决于工作面通风方式。如:U型通风工作面，一般选择采空区埋管开采法、顶板走向分层钻探法、地表钻探提取法、采空区插管法等，但对于Y型通风工作面，采空区巷道埋管开采法、采空区挡土法、地表钻探法等的选择是最合理的。工作面气体排放超过约29m3/min时，无论采用何种通风方式，都必须选用高排水巷道的方法进行抽气，达到高度的效率和安全性能最大。

c)采后抽采是抽采顶部裂隙内及密闭采空区的瓦斯，为了提高矿井瓦斯抽采率和利用有效矿井瓦斯，常用抽采方式有井下穿层钻孔抽采法、地面钻井抽采法和密闭埋管抽采法等[2]。

2.3 抽放钻孔工作及封孔 该煤层选取液压钻机的大钻头必须严苛的按照计划参数施工，也就是按标准参数严谨施工。瓦斯抽放孔的密封孔直接作用于瓦斯抽放效果。在实际操纵过程中，密封流程应满足密封性好、操作便利、速度快、节省材料等特质。因此，煤矿采用常用的密封材料对煤层和高钻孔进行封堵，封孔速度较快，对煤体和岩体的裂缝也有必需的封堵作用。每个钻孔施工后，一些常用的密封孔，封孔时将密封管推入合适的位置，经安圭尔反应硬化后，孔板管道固定。

三、埋管抽放瓦斯方法

(1)采空区常用的瓦斯抽放方法是埋管排放。在工作面开采过程中，埋设的零件进入顶角区域排出瓦斯。埋管布置如下图2所示。

图2 埋管布置示意图

(2)钻孔连孔技术

在对煤层进行钻孔和密封后，将阀门连接起来，并将弯头固定。通过弯头，密封孔和三通管连接到汇合管，钢丝软管向上连接到排放系统。

(3)抽放管路管理

抽取管路不断地变短是随着工作面的推进而推进，离眼视距近的管路必须阶段性地脱离，端头必须堵住头部进行密封。工作表面的瓦斯气体经过长时间工作系统的吸取，总瓦斯气体提取率最低达到65.6%，满足了工作表面回收过程中瓦斯气体的抽吸和采掘标准要求，才能保证工作表面的安全生产。

四、瓦斯综合抽采技术的重要性及应用

4.1 瓦斯综合抽采技术的重要性 采煤前的瓦斯开采可以有效地降低采煤阶段的瓦斯含量，有效地降低煤层压力，从而保证采煤的安全性和有效性。综上所述，采煤后瓦斯抽放不仅可以保证矿井良好的通风效果，而且可以避免井下瓦斯泄漏的发生，保证井下工人的安全。采空区瓦斯资源的综合利用可以提高资源利用效率。综上所述，煤矿瓦斯开采的各个环节都有匹配的参考指标。瓦斯综合抽放技术的应用，不仅可以保证煤矿瓦斯抽放指标满足要求，而且在提高煤矿开采效率的同时，也能保证井下工作人员的安全。

4.2 采中瓦斯抽采的应用

4.2.1 煤矿开采过程中，借助采中瓦斯抽采可有效避免掘进工作面上角出现瓦斯超限情况，为例保证采煤过程的顺利进行。对于U型通风工作面，关键选择采空区埋管回采和分层钻孔顶板回采的举措。在差别类型煤层挖掘和煤层瓦斯涌出量较大的处境下，日常是在顶角进行瓦斯抽放。可能会一般实行上隅角插管瓦斯抽采，比如说某个702工作面是井下水平长钻孔的方式进行瓦斯抽采，空区瓦斯抽采就会取得不错的效果。然而对于3#煤层，使用采空区长立管瓦斯抽采替代采空区埋管抽采做法，以减少工作面瓦斯涌出量并提高效率[1]。

4.2.2 对于3#和7#煤层封闭后进行采空区瓦斯抽采在采后瓦斯的抽采的应用，是考虑为矿井瓦斯电厂提供高浓度瓦斯进行发电，以实现能源全面利用。

4.2.3 一般来讲，瓦斯平均抽采率达到了62.5%以及瓦斯量抽采足够2431×斯抽采量时，有效降低煤矿开采的风险。例如:2015年某煤矿对该煤矿进行瓦斯综合抽采，可有效提高煤矿瓦104m3，且在煤矿开采阶段未见瓦斯超限现象，不仅实现了煤矿开采的安全、高效进行，还有高的利用率。

五、结束语

传统的煤矿瓦斯抽采技术已无法满足现实需求，在此背景下，综合抽采技术得到了更好的发展和应用。采用采前、采内、采后等综合开采技术，不仅可以有效地提高煤矿开采的安全性和效率，而且可以提高煤矿企业的经济效益。