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煤矿高瓦斯矿井煤层瓦斯抽采技术研究

发表时间：2020/1/7 来源：《科技新时代》2019年11期作者：罗应红

[导读] 文章基于对瓦斯抽采技术的应用现状和发展趋势，对瓦斯分布规律和抽采原则进行介绍，并对目前比较常用的几种瓦斯抽采技术进行研究和对比，以供参考。

罗应红
        贵州豫能投资有限责任公司黔西分公司贵州省黔西县   551500


        摘要：文章基于对瓦斯抽采技术的应用现状和发展趋势，对瓦斯分布规律和抽采原则进行介绍，并对目前比较常用的几种瓦斯抽采技术进行研究和对比，以供参考。
        关键词：煤矿；高瓦斯矿井；煤层；瓦斯抽采技术
        1引言
            在煤矿井下开采作业中，最容易出现的重大安全事故就是瓦斯爆炸事故，此外，瓦斯还会在井下较为封闭的环境中导致人员窒息等危害。尽管如此，瓦斯仍然是一种清洁型能源，为此在高瓦斯矿井中开展煤层开采的过程中，就可以通过对瓦斯抽采技术的合理应用来对赋存在煤层中的瓦斯进行抽采和利用。这样不但可以减少煤矿开采作业中的瓦斯事故概率，同时还实现了对一种绿色清洁型能源的回收利用，实现了对环境污染的降低，对于确保煤矿安全生产以及资源综合利用发挥着重要作用。
        2瓦斯抽采发展趋势
            在目前的产煤国家中，逐渐在煤矿实际生产中开始应用瓦斯抽采技术，且主要集中在井下瓦斯抽采系统和地面钻孔瓦斯抽采技术两种类型。对于前者来说，就是结合目前煤矿生产中的设备与新的抽采设备和工艺进行结合来形成一种新的瓦斯抽采系统，通过对多种技术的应用来实现综合抽采。而针对后者来说是目前新兴的瓦斯抽采技术，其主要采用煤与瓦斯共采的方式，表现出良好的发展前景，而且此技术目前有以下两种方式来实现，分别是：采前预抽煤层瓦斯以及采后抽采泄压瓦斯。
        3瓦斯分布规律及抽采原则
        3.1分布规律
        煤层中的瓦斯分布规律主要受到煤质、埋深、地质构造、煤的性质以及煤层顶底板岩性等因素的影响，而且在实际的矿井中也通常具有具体的主导因素来对此局部范围内起到对瓦斯含量的影响。通过直接法和间接法来对不同情况下瓦斯含量进行统计和分析可知，通常来说，在一定的深度范围之内，表现出瓦斯含量与煤层埋深具有基本的线性关系的分布规律，而且表现出在煤层埋深增加时会使得瓦斯含量也会线性增大的规律，也就是说，对瓦斯含量影响较大的就是埋深因素。
        3.2瓦斯抽采原则
        在煤矿开采作业中，主要的瓦斯不仅来自于煤层开采时的煤壁以及落煤中，而且还来自于采空区的丢煤解吸以及围岩和邻近层涌出的瓦斯。为此，针对以上两种煤矿瓦斯的主要来源，需要在对煤层瓦斯抽采技术进行选择时，要对瓦斯来源、煤层赋存情况、开采位置和程序以及地质条件等因素进行考虑，然后保证所选择的瓦斯抽采技术要满足地质条件和煤层赋存状况的要求，还要对生产系统中已经布置的巷道进行充分的利用，在考虑抽采巷道和开采巷道的基础上来尽量降低井巷工程施工量。此外，还要将所选择的抽采技术与开采技术条件进行结合来便于开展抽采管路的敷设施工以及实现管路利用率的提升。
        4煤矿高瓦斯矿井煤层瓦斯抽采技术
        4.1开采层瓦斯抽采技术
        在开采层所采用的瓦斯抽采技术主要有以下几种：首先就是回采前预抽采技术。此技术比较适合在具有良好透气性的煤层中应用，属于不用煤层卸压则可以采用的瓦斯抽采技术，主要就是在对工作面开展回采作业之前，通过在实体煤帮中钻孔并进行埋管的方式，在负压条件下来对煤体中的瓦斯进行预先抽采的技术。其次就是边采边抽的技术。此技术就是在工作面推进过程中，通过将高抽巷布置在顶板裂隙带中实现对受到回采影响而在顶板卸压时释放出的瓦斯的抽采。此技术应用中，由于在不断进行工作面推进的过程中会使得前方煤体在卸压的作用下而导致透气性的增加，这样就会实现抽采效率的提升。最后就是强化抽采技术。此种瓦斯抽采技术就是通过对瓦斯抽采负压进行提高来实现瓦斯抽出量增加的技术。
        4.2邻近层瓦斯抽采技术
        针对煤层群赋存条件，在受到采动的影响而导致开采层上部或下部的邻近层煤层发生卸压变形时就会导致空隙和裂缝的产生，而在此空隙和裂缝中会对卸压瓦斯起到储存的作用，而且也可以使得瓦斯在其中进行流通。为此，为了预防上述邻近层瓦斯向开采层工作面涌出的现象，就需要合理选择抽采参数来进行邻近层瓦斯抽采工作。通常在合适的抽采参数下可以达到相应抽采率的要求，表现出良好的抽采效果。而所采用的主要方式，可以结合不同的煤层赋存以及开采条件，可以选择在开采层煤层内钻场的方式以及在瓦斯尾巷向裂隙带进行钻孔抽采的方式实现。
        4.3采空区瓦斯抽采技术
        在目前的煤矿开采作业中，在采空区中出现丢煤的问题比较常见且不可避免，这就会导致此区域中的丢煤由于瓦斯解析而释放出大量的瓦斯，在增加此区域中的通风压力的同时，也导致巨大安全隐患的出现。为此针对此区域中的瓦斯，可以通过封闭采空区埋管抽采的方式来进行瓦斯抽采，此技术属于卸压抽采的方式，而且表现出具有较大的抽采量以及来源较为稳定的优点。
        4.4常见瓦斯抽采方法汇总
        在上述瓦斯抽采技术的基础上，现对常见的瓦斯抽采方法汇总如下，如表4.1所示。
        表4.1 常见瓦斯抽采方法

        5结语
            煤矿井下开采作业中，由于多种因素会对瓦斯涌出情况造成影响，且瓦斯含量也通常表现出与煤层埋藏深度正相关的关系。为此，结合煤矿实际情况，就需要对本煤层、邻近层、掘进工作面以及采空区区域合理选用瓦斯抽采技术来确保瓦斯抽采效果，保证煤矿开采作业安全以及开采作业经济效益。
        参考文献：
        [1] 林洪山. 煤矿高瓦斯矿井煤层瓦斯抽采技术[J]. 技术与市场, 2019, 26(6).
        [2] 李志伟. 抽采利用技术在煤矿瓦斯防治中的有效应用[J]. 山东煤炭科技, 2017(2):88-90.
        [3] 王力. 高瓦斯矿井地面直井瓦斯抽采技术应用[J]. 山西能源学院学报, 2019, 32(2).