河南能源义煤集团新义矿业有限公司 通风队 河南省洛阳市 471800
摘要：煤层瓦斯是引发矿井瓦斯突出甚至爆炸事故的元凶，给井下现场正常安全生产带来了重大风险隐患。对其进行治理是煤矿安全生产的重要组成部分，而对瓦斯进行抽采是实现瓦斯治理的根本途径。随着煤炭开采技术的长足进步和煤矿机电装备水平的逐步提高，各矿所开采煤层的深度也随之增大，而煤层埋藏深度相对较深时，其自身的透气性也会越小，相应地，瓦斯抽采率也会较低、抽采效果较差。因此，需要结合矿井实际情况，对低透气性煤层条件下的瓦斯抽采方法进行研究，以达到改善瓦斯抽采效果，从而确保矿井安全生产的目的。
关键词：低透气性煤层；瓦斯抽采技术；应用；
引言
煤层气含量主要受煤层气渗透性的影响。当煤层气相对允许时，内部气体不能通过煤层气的裂缝流出，大量气体随工作面的开采而流动。大量的气体流入往往导致工作场所的气体含量过高，从而导致诸如煤气爆炸等危及操作人员生命的事故。因此，必须采取合理的气体管理措施。
1瓦斯抽采的必要性分析
根据《煤炭安全规程》的相关规定要求，当综采工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min时，除了采用常规的通风措施后还需采用相应的瓦斯抽采系统降低工作面的瓦斯浓度；而且，对于如下三种情况在采用常规通风方式的情况下，还需采用永久或临时的瓦斯抽采系统：1）对于矿井生产能力小于0.4Mt，对应的瓦斯绝对涌出量大于15m3/min时；2）对于矿井生产能力大于0.4Mt，小于0.6Mt，对应的瓦斯绝对涌出量大于25m3/min时；3）对于矿井生产能力大于1Mt，小于1.5Mt时，对应的瓦斯绝对涌出量大于30m3/min时；4）对于矿井生产能力大于1.5Mt时，对应的瓦斯绝对涌出量大于40m3/min时。
2瓦斯抽采设计
2.1巷道布置方案
掘进期间，11080胶带顺槽开口至930m段巷道为沿空掘巷，与11070工作面轨道顺槽间隔煤柱3m，掘进方式为炮掘；11080胶带顺槽开口向里930m至993m段巷道、11080切眼为实体煤内掘巷，掘进方式为炮掘；11080轨道顺槽开口向里760m至946m段为沿空掘巷，与11090工作面胶带顺槽间隔煤柱3m，掘进方式为炮掘。
2.2工作面抽采管路布置
1、井下东区抽放泵站负责抽放11采区煤巷和底板巷防喷孔装置、回风隅角、高位孔、卸压带顺层孔及工作面煤壁浅孔抽采。
管网路线：井下东区抽放泵站（Φ300mm抽采管路主管路）→东翼回风大巷（Φ300mm抽采管路主管路）→11080上下巷回风斜巷（Φ300mm抽采管路支管路）→11080上下巷（Φ300mm抽采管路支管路）
2、地面泵站负责井下底板巷穿层钻孔抽采。
管网路线：地面抽放泵站（Φ500mm抽采管路主管路）→回风立井（Φ500mm抽采管路主管路）→回风石门（Φ500mm抽采管路主管路）→东翼回风大巷（Φ500mm抽采管路主管路）→11080上下巷回风斜巷（Φ300mm抽采管路支管路）→11080底板巷（Φ300mm抽采管路支管路）。
2.3.3抽采钻孔
2.3.1钻孔类型
11080底板巷穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯和穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯，主要利用11080切眼底板巷和11080中部底板巷穿层钻孔预抽煤巷条带及回采区域瓦斯。
钻孔冲出煤量按钻孔控制区域分单元考核，每个控制区域为一个单元，煤巷每个单元冲煤量不少于控制区域煤量的3%，回采工作面每个单元冲煤量不少于控制区域煤量的2%。
2.3.2钻孔设计基本参数
钻孔设计参数依据煤岩层间距及钻孔有效抽放半径等布置。在施工过程中，可依据实际探查的煤层地质情况和瓦斯赋存情况进行调整钻孔参数，确保控制区域内钻孔布置均匀、不留空白带。
11080工作面穿层钻孔预抽回采区域钻孔布置在11080工作面中部底板巷巷道内。
穿层钻孔预抽回采区域防突措施：在11080工作面中部底板巷自切眼底板巷口开始向外对工作面回采区域施工穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯。为增加煤层透气性，对所有穿层钻孔进行水力冲孔。
根据11080工作面宽度、煤巷和底板巷掘进期间的探煤情况设计穿层预抽回采区域钻孔。穿层钻孔孔径Φ94，孔深10-106m，钻孔布置如下在中部底板巷每8m布置一列钻孔，每列18个钻孔，钻孔布置见图3-1。
钻孔施工期间必须采用防喷装置，并做好防护工作，防止打钻期间因钻孔内瓦斯涌出造成巷道瓦斯超限事故。
冲孔：冲孔前安装防喷装置将喷嘴送到煤层预定位置，设定泵压在8-15MPa，开泵进行水力冲孔，然后从外向里逐渐冲孔，同时转动钻杆，并抽拉钻杆，以利于排渣，冲孔后可从里向外再冲孔，采用往复式冲孔的方法，直至出清水为止。为防止埋钻和憋孔，可控制冲孔速度或间歇式冲孔，但大量出煤期间，不能停钻，加钻杆可乘出煤量较小且返水量正常时进行。发生憋孔时可停止供水，但不能停钻，以利于排粉。
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3瓦斯抽采方法的确定
目前，可应用我国矿井煤层瓦斯抽采的方法主要包括有开采层瓦斯抽采、邻近层瓦斯抽采以及采空区瓦斯抽采。瓦斯抽采方法的确定需根据矿井瓦斯的主要来源、煤层的特点以及矿井所采用的采煤及掘进方式。瓦斯抽采方式的确定需遵循如下原则：1）根据矿井的地质条件、煤层特点、采煤工作面和掘进机工作面巷道的布置形式以及当前所采用的采煤技术初步确定瓦斯抽采方式。2）根据矿井瓦斯的主要涌出方式及对应的涌出量，选择瓦斯抽采效果最佳的抽采方式。3）综合考虑所选取瓦斯抽采方式的成本及工程量，最终确定所所选择的瓦斯抽采方法.
4瓦斯治理分析
4.1打造瓦斯精细管理
以“试点先行、以点带面”的思路推广应用，建立完善的瓦斯抽采“三化一工程”管理体系，构建“六位一体”精细化管理模式。以矿井底抽巷作为“三化一工程”示范点，将精细化建设模式、管理模式、管理经验推广到矿井中间底抽巷以及底抽巷下段等区域瓦斯治理地点。
4.2完善瓦斯异常管理
要建立顶层采掘工作面瓦斯动态异常分析制度，对顶层采掘工作面炮后瓦斯浓度、预测指标、煤厚变化、软煤变化、地质构造等信息综合统计分析，绘制动态变化曲线，发现异常立即采取强化措施，最大程度实现采掘工作面瓦斯零超限。4.3夯实防治水管理
坚持“预测预报→两探验证→执行措施→效果评价→合格开采”的水害治理技术路线，严格落实“三专两探一撤”措施，科学运用微震监测系统，做到水害异常信息快速、动态捕捉，降低水害对采掘活动的影响。
结束语
总体而言，煤炭资源在该国经济的迅速发展中发挥了重要作用，在可预见的未来，尤其是在煤炭资源相对较多的情况下，无疑将继续发挥相对重要的作用。在煤炭开采过程中收集天然气是确保安全开采煤炭的必要条件。天然气管理不仅可以促进煤炭开采企业的健康发展，而且可以对环境保护作出重要贡献。
参考文献
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