山东义能煤矿有限公司 山东济宁市 272511
摘要：煤矿瓦斯对于井下工人的生命安全具有严重威胁，是煤矿开采作业中安全问题的最重要影响因素，严重制约煤矿的安全生产，同时瓦斯也是一种清洁高效的新型能源，但对空气环境会造成严重污染。通过煤矿瓦斯抽采技术，不仅可以促进煤矿安全生产，也可以减少对环境的污染，提升瓦斯能源的利用率。鉴于此，本文主要分析探讨了煤矿瓦斯综合抽采技术及应用情况，以供参阅。
关键词：煤矿；瓦斯综合抽采技术；应用
引言
随着煤矿开采作业的自动化、机械化、集成化发展，开采速度和开采效率不断提升，开采深度不断增加、产量也在不断提高，但与此同时瓦斯的即时涌出量大大增加，瓦斯量较大的矿井，使用单一的瓦斯抽采和风排等方式已经不能满足瓦斯的控制工作。因此，为了能够更好的控制井下瓦斯浓度，某矿采用了瓦斯综合抽采技术来应对瓦斯涌出速度快的作业现场，该技术是将多种瓦斯抽采技术进行组合，在不同的时间段、不同的井下环境下，运用对应的抽采方式，以保证高瓦斯矿井整个生产过程的安全。
1煤矿瓦斯综合抽采技术简介
煤矿开采时，往往含有大量瓦斯气体，如果不能提前将其抽采出来，会导致生产过程中出现严重的安全事故。当前应用单一抽采技术已不适用于煤炭深层开采的需求，瓦斯综合抽采技术应运而生。按照煤矿开采时间的先后顺序，瓦斯抽采技术可分为采前抽采、采中抽采以及采后抽采;根据抽采对象的差异性，瓦斯抽采技术可分为本煤层抽采、临近煤层抽采、掘进工作面抽采;依照瓦斯抽采方法的不同则可分为钻孔抽采、地面钻井抽采与埋管抽采。虽然瓦斯抽采技术根据其分类方式进行了划分，但之间却有紧密的关系。瓦斯综合抽采技术在煤矿开采中的应用，并不是在一次煤矿开采过程中，将所有的瓦斯抽采技术进行全部应用。煤矿深层开采过程中应用瓦斯综合抽采技术的基本前提是，要充分考虑煤矿的地质条件、煤层开采条件以及瓦斯特点等，选取最为恰当的抽采技术，从而保证煤矿生产过程中的大量瓦斯能够得到了有效的抽采，并保证煤矿生产的安全性。
2煤矿瓦斯综合抽采技术的价值与意义
在采掘煤矿之前抽采瓦斯可以降低采掘煤矿过程中的瓦斯量，进而使煤层压力降低，以及实现采掘过程中危险系数的减小。通常在采掘煤矿之前，降低瓦斯的含量在8m3/t，而降低压力到0.74MPa，在采掘煤矿的时候对瓦斯的抽采能够控制上隅角瓦斯浓度以及工作面同风流，从而确保有效地抽采瓦斯，最终确保采掘煤矿的正常进行以及安全性。在采掘煤矿支护抽采瓦斯一是能够有效地确保煤矿中的通风性，二是能够使外泄的矿井瓦斯量降低。除此之外，密闭采空区抽采其中的瓦斯能够全面地应用抽采的瓦斯从事其他的一些生产活动。在抽采煤矿瓦斯的每一个时期，也具备一定的考核标准，而瓦斯综合抽采技术是确保瓦斯抽采的各个时期的指标合格的基础上从事采掘煤矿工作，从而实现煤矿采掘安全系数的提升。
3瓦斯综合抽采的技术途径
煤矿瓦斯的综合抽采是通过分别对回采工作面的采前、采中和采后的抽采来实现的。采前抽采主要目的是降低煤层瓦斯压力和含量，消除其突出危险性。对于单一煤层，采用预抽煤层瓦斯技术，具体的抽采方式包括穿层钻孔结合顺层钻孔瓦斯抽采法，顺层长钻孔递进掩护瓦斯抽采法，千米钻机顺层长钻孔瓦斯抽采法，地面钻井抽采法等措施。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我国的大多数煤层透气性系数很低，要求抽采钻孔的间距不能过大，在淮南、淮北地区，抽采煤巷条带的穿层钻孔间距一般为5～8m，抽采工作面煤体的顺层钻孔间距一般为3～5m;而千米钻机顺层长钻孔抽采方式对煤层赋存要求较高，该方法在山西晋城地区应用较好。而对于煤层群开采条件，则应优先采用保护层开采及卸压瓦斯抽采技术，卸压瓦斯抽采方法主要包括底板岩巷网格式穿层钻孔抽采法和地面钻井瓦斯抽采法。采中抽采是为了确保工作面的开采安全，抽采方式与工作面通风方式有关。对于采用U型通风的工作面，抽采方式包括顶板走向穿层钻孔抽采法、采空区埋管抽采法、采空区插管抽采法、地面钻井抽采法等;对于采用Y型通风的工作面，抽采方式包括沿空留巷穿层钻孔抽采法、沿空留巷埋管抽采法、地面钻井抽采法等。而对于工作面瓦斯涌出量在30m3/min以上的高瓦斯工作面，不论采用何种通风方式，均可采用走向高抽巷法进行瓦斯抽采，在具有外错尾巷的工作面还可采用倾斜高抽巷法和大直径倾斜钻孔法进行瓦斯抽采。采后抽采是对密闭采空区及顶部裂隙内的瓦斯进行抽采，主要作用是为了提高矿井瓦斯抽采率和提高矿井瓦斯利用量，主要方法包括地面钻井抽采法、井下穿层钻孔抽采法和密闭埋管抽采法等。
4瓦斯抽采技术的应用
以某煤矿为例介绍瓦斯综合抽采技术的应用。该煤矿年生产煤炭240Ｍｔ／ａ，主要开采的煤层为３号、７号以及10号，６组煤为局部可采煤层。３号煤层因开采深度较大，其瓦斯的含量以及压力分别为8。7～11.57ｍ３／ｔ，2.0～4.76ＭＰａ，并且煤矿总的瓦斯涌出量为13.55ｍ３／min。根据采前抽采、采中抽采以及采后抽采等技术对祁南煤矿进行综合抽采。６组煤为局部可采区域，利用底板岩巷网格式上向穿层钻孔法对７号煤层的瓦斯进行抽采，继而使煤层中的瓦斯含量与压力大大降低；对于其不可采区域，主要是利用底板岩巷网格式穿层钻孔抽采技术。３号煤层稳定性较高，并且随着开采深度的增加，瓦斯含量和压力不断上升，加之煤层硬度较大，对瓦斯的抽采主要采用顺层长钻孔递进掩护区域抽采方式，该抽采方式可有效降低瓦斯的含量，确保煤层开采工作的安全进行。对于危险性较高的区域即瓦斯含量更高、压力更大的区域，考虑到钻孔施工的危险性以及瓦斯抽采的效果，主要采用穿层钻孔与顺层钻孔相结合的瓦斯抽采方式，其中穿层钻孔抽采技术的采用主要是为了保障煤巷的安全、顺利进行，顺层钻孔抽采技术的应用主要是为了保证煤层工作面开采的安全性。采中抽采主要是根据通风方式的不同而相应的对抽采技术加以改进。对于３号、７号以及１０号煤层的工作面为Ｕ型，应用顶板走向穿层钻孔抽采方式以及采空区埋管抽采方式对瓦斯进行抽采都取得了较好的效果。为了进一步提高采空区瓦斯的抽采效果，可利用采空区立管瓦斯抽采技术取代采空区埋管抽采技术，有助于改善瓦斯抽采效果，并且可使煤层工作面瓦斯的涌出量大大降低。由此可见，通过对矿井煤层采用瓦斯综合抽采的方式，使得矿井瓦斯的抽采量得到了显著提升，与以往煤矿瓦斯的抽采量相比，采取此类综合抽采技术，使瓦斯的抽采率达到了60%以上，极大地改善了煤矿开采的安全性和稳定性，煤矿的开采量由预估的240Mt／a达到了287Mt／a。
结束语
综上所述，煤矿瓦斯关系着煤矿的安全生产，对于井下工人的生命安全具有重要影响，因此煤矿瓦斯抽采技术的研究和更新对于煤矿安全生产具有重要意义。在煤矿瓦斯抽采技术应用过程中不断研究更新抽采技术，根据煤层的开采现状和阶段，选择适当的瓦斯开采方式，提高煤矿瓦斯抽采效率，从而实现资源利用率的提高以及煤矿的安全生产，保证井下工人的生命安全，促进我国煤矿开采产业的顺利发展。
参考文献
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[3]常宸铭.煤矿瓦斯综合抽采技术及应用[J].矿业装备.2019(08)
论文作者:刘全福,张文祥
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/26
标签：瓦斯论文; 煤矿论文; 煤层论文; 钻孔论文; 技术论文; 工作面论文; 采空区论文; 《基层建设》2019年第24期论文;