突出矿井瓦斯综合抽采技术的应用初探

＊景 峰

（山西汾西正新煤焦有限责任公司和善煤矿 山西 046599）

煤层气俗称煤矿瓦斯，是宝贵的能源资源。我国高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井多，煤矿瓦斯一直是煤矿安全生产的重大隐患。近年来，煤矿重特大瓦斯爆炸事故时有发生，给人民群众生命财产造成了重大损失；同时，未经处理或回收的煤层气直接排放到大气中，也造成了严重的环境污染和资源浪费。为进一步加大煤层气抽采利用力度，强化煤矿瓦斯治理，减轻煤矿瓦斯灾害，瓦斯综合抽采提出并得到了广泛的应用，取得了良好的效果。

1.瓦斯综合抽采技术类型

矿井瓦斯抽采技术根据划分原则可以分为多种类型，根据开采时间划分，矿井瓦斯综合抽采技术分为采前、采中和采后抽采；以抽采方式划分，矿井瓦斯综合抽采技术分为钻孔、地面、巷道、低渗煤层抽采[1]。但是，对于矿井瓦斯治理而言，单一的综合抽采技术已经不能满足实际问题治理的需求。因此。煤矿企业应当结合煤层地质与矿井开采的实际情况，进行瓦斯综合抽采技术治理方案的科学制定，进行多种瓦斯抽采技术的科学融合，从而保证矿井瓦斯治理效果的最大化，不仅可以保证矿井开采工作的安全开展，还有助于促进煤矿企业管理水平的提升。

（1）采前抽采技术。采前抽采技术是针对单一煤层进行瓦斯开采的重要方式，其可以有效进行单一煤层瓦斯含量的降低，从而降低单一煤层煤矿开采安全事故发生的概率。由于我国大部分煤层具有较低的透气性。所以，在进行采前抽采技术应用时，应当做好钻孔间距离的科学衡量，在保证钻孔间距离的基础上，进行钻孔工作都有序开展，从而进行单一煤层瓦斯含量的降低。

（2）采中抽采技术。采中抽采技术是进行煤矿矿井瓦斯含量降低的重要方式，其可以在煤矿开采过程中，通过工作面通风方式，进行矿井内瓦斯含量的降低，以保证煤矿开采工作的有序开展。因此，煤矿企业在应用采中抽采技术时，应当结合不同矿井的实际工作情况，以不同的通风工作面为依据，进行不同采中抽取方式的科学选择，以保证采中抽采技术的科学应用。

（3）采后抽采技术。采后抽采技术是进行矿井密闭空间或顶部裂缝间瓦斯含量与压力降低的重要方式，对于提高矿井瓦斯利用量具有重要的作用。因此，煤矿企业可以结合矿井的实际情况，采用密闭埋管抽采、地面钻井抽采等技术，进行采后抽采工作。

2.突出矿井瓦斯综合抽采技术难点

（1）异常状况。由于矿井巷顶板外围沿存在裂缝的情况，矿井瓦斯抽采工作开展过程中，瓦斯会顺着巷道顶部裂缝溢出，导致瓦斯在巷道顶板部进行聚集，一旦顶板部存在传感器时，会造成传感器出现异常情况，对瓦斯抽采工作的开展带来了难度，不利于瓦斯抽采的顺利开展[2]。

（2）效率不足。瓦斯抽采设备在实际应用的过程中，由于其在高压情况下长期工作，会对设备配件造成严重的损害，一旦没有做好设备的定期维护工作，会导致设备出现管路脱节现象，不仅对施工人员造成了安全危害，也不利于瓦斯抽采工作的顺利开展，影响了瓦斯抽采效率。

（3）能耗较高。根据调查数据显示，我国瓦斯抽采系统实际应用过程中，年耗电量达到了数千万甚至上亿元，导致这种现象的出现是由于瓦斯抽采系统动力源运行效率较低，导致能耗较大，不符合我国可持续发展的战略目标。

3.突出矿井瓦斯综合抽采技术优化措施

（1）瓦斯涌出问题解决。针对矿井瓦斯涌出问题，煤矿企业可以结合瓦斯安全抽采的需求，采用浅孔钻孔抽采技术，进行矿井裂缝瓦斯的抽采前处理，以达到瓦斯涌出量减少的目的，不仅可以保证矿井瓦斯综合抽采工作的有序开展，还可以避免传感器出现异常情况，保证瓦斯抽采的安全性。

（2）抽采设备优化。针对瓦斯抽采效率低的问题，煤矿企业可以通过抽采设备的优化，进行抽采环境的安全打造，从而促进瓦斯抽采效率的提高[3]。一方面煤矿企业应当对以往瓦斯抽采中存在的问题进行分析，结合实际瓦斯抽采工作需求，进行问题的总结，以便为瓦斯抽采方式的优化，提供准确的数据支持。另一方面煤矿企业应当增加与瓦斯抽采设备厂家的交流与沟通，针对瓦斯抽采设备在实际中存在的问题，与设备厂家进行交流，使得设备厂家可以不断进行设备问题的解决，促进瓦斯抽采设备功能的优化，从而提高瓦斯抽采设备的效率，降低瓦斯抽采的风险性。

（3）抽采技术强化。由于我国瓦斯抽采技术水平不高，煤矿企业在进行矿井瓦斯抽采工作开展过程中，应当结合实际抽采需求，借助国内外先进技术，进行瓦斯抽采技术的创新，以便保证矿井瓦斯抽采工作的顺利开展[4]。一方面煤矿企业应当进行瓦斯测量技术的创新，在进行瓦斯抽采施工开展前，借助瓦斯测量技术，进行矿井煤层内瓦斯含量的准确测量，从而为瓦斯抽采方案的科学制定，提供准确的数据，有助于矿井瓦斯抽采工作的顺利开展。另一方面煤矿企业应当借助国内外先进技术，进行瓦斯抽采技术的优化，不断对传统瓦斯抽采技术进行分析，总结其中存在的不足之处，结合矿井瓦斯抽采的实际工作需求，采用综合抽采的方式，进行矿井瓦斯抽采工作的开展，降低矿井煤层内瓦斯的含量，从而保障煤炭开采工作的顺利进行。

4.突出矿井瓦斯综合抽采技术的实际应用

本文主要以淮北某煤矿瓦斯综合抽采案例为例，探究瓦斯综合抽采技术的实际应用。

淮北某煤矿核定生产能力为240t/a，对我国相关行业的发展提供了重要的资源。但是，煤矿开采过程中，在煤层 3层、7层和10层，分别出现了煤与瓦斯突出的情况，需要煤矿企业结合煤矿安全开采的需求，进行综合瓦斯抽采工作的有序开展。首先，煤矿企业在进行瓦斯抽采前，应当结合实际工作需求，进行保护层开发技术的科学利用，运用穿层钻孔法，进行煤层瓦斯抽采工作的有序开展，不仅可以进行煤层瓦斯含量和压力的降低，还保证了煤层工作面的安全性，有助于后续煤矿开采工作的顺利进行。其次，煤矿企业在采中瓦斯抽采环节，可以采用穿层钻孔抽采方法和采空区埋管抽采方法，进行工作面安全生产的保障，防止工作面上隅角瓦斯超额现象的出现,通过这两种方式的开展，提高了瓦斯抽采的实际效果，保证了煤矿开采工作的顺利进行。最后，煤矿企业采后瓦斯抽采，可以对工作面采空区瓦斯及上覆煤岩体裂隙瓦斯进行抽采，利用矿井巷道铺设管路或者施工钻孔，抽采采空区和上覆煤岩体裂隙的高浓度瓦斯，为高浓度瓦斯的综合利用提供了重要的支持。

煤矿企业通过采前、采中、采后瓦斯抽采方式的综合利用，提高了突出矿井瓦斯抽采的工作效率，降低了瓦斯抽采的风险项，不仅有助于瓦斯综合治理工作效果的提升，还为后续矿井开采工作提供了安全的环境，有助于矿井开采效率的提升。

5.突出矿井瓦斯综合治理总结

（1）治理方式完善。为使瓦斯治理工作取得实效，煤矿企业可以进一步健全瓦斯管理体系，实现多系统联动，保证区域瓦斯治理所需的人、财、物及时到位。建立健全以总工程师为核心的矿井防突技术管理体系，加强矿井防突队伍建设，并根据区域瓦斯治理需要优化通风系统、抽采系统、供电系统、压风系统，为区域瓦斯治理提供了保障。

为充分调动各单位治理瓦斯的积极性，煤矿企业在对高突矿井的考核上，改变以煤计资的考核办法，重点对瓦斯治理矿井抽采达标煤量、瓦斯抽采量、抽采浓度等指标进行考核，使高突矿井步入良性循环，实现抽掘采平衡。

煤矿企业把“区域不消突不进煤层”作为瓦斯治理的原则，把“瓦斯抽采不达标，不安排采掘作业”作为生产组织的前提，彻底改变原有“短兵相接”式的瓦斯治理方式，把以本煤层治理为主的区域治理措施转变为以底板穿层抽采为主的区域治理措施。瓦斯治理方式的转变，使煤矿企业杜绝了瓦斯超限现象，瓦斯治理的过程也变得和风细雨，实现了安全治理瓦斯的目标。

（2）科学防治完善。为实现科学防治瓦斯，煤矿企业紧紧围绕区域瓦斯治理的重点和难点，强力推进科技创新，努力打破制约区域瓦斯治理的瓶颈，促进了瓦斯区域治理工程的顺利实施。为提高瓦斯抽采效果，煤矿企业借鉴国内外封孔技术优点，研制出了加压封孔技术，使单孔抽采浓度达到90%以上。同时，煤矿企业还研究推广使用了适应煤田的瓦斯综合抽采技术，形成了立体交叉综合抽采体系，研究并强制推广应用密钻孔网格式抽采措施，大幅度提高了煤层透气性，年抽采量由原来的1500万立方米提高到目前的1亿立方米以上，彻底消除了工作面回采期间瓦斯突出的危险，变虎口拔牙为瓮中捉鳖，为提高单产单进水平创造了条件。

（3）瓦斯利用完善。随着瓦斯抽采量的不断提高，煤矿企业逐渐加大了瓦斯利用的力度，实现了从势不两立到化敌为友的转变，让昔日的“隐形杀手”造福千家万户。我国煤矿企业原先只有少量的高浓度瓦斯得到利用，大部分低浓度瓦斯被直接排放到大气中。为提高瓦斯利用量，煤矿企业相继建设低浓度瓦斯发电站，瓦斯利用率和年发电量得到了大幅度提升，既保护了环境，又增加了收入。煤矿企业还通过实施井下抽采系统联网改造、分源抽采、增透技术、提高封孔质量、合理布置钻孔等综合措施，使瓦斯抽采浓度显著提高，瓦斯抽采和利用量大幅增加，形成了以利用促抽采、以抽采保安全的良性循环，瓦斯利用量连续提高。

6.结束语

综上所述，瓦斯对于矿井作业安全具有重要的影响。因此，煤矿企业应当基于安全保障需求，进行瓦斯综合治理的健全，从日常管理、通风管理、瓦斯管理和瓦斯抽采四个方面，进行综合治理内容与方法的完善，有效进行瓦斯抽采与治理，保障矿井作业的安全。