瓦斯抽采的必要性及抽采方法

宋海洲

淮南矿业集团地质勘探工程处新庄孜钻机工区，安徽淮南 232072

我国的煤矿开采行业拥有悠久的历史，我国也一直是一个用煤大国，煤矿资源属于不可再生资源，随着资源的运用以及开发，煤矿资源的贮藏量已大不如前，而且开采的地势复杂，难度很大，并且在开采过程中因为煤矿瓦斯普遍存在于煤矿层中，给煤矿的开采加大了难度，容易出现安全事故，开采的首要任务变成了煤矿瓦斯的抽采，我国已经在运用和研究各种新科技方式进行抽采，煤矿瓦斯本身属于一种可再生的新能源，具有高效节能的作用，如果能在煤矿开采中进行煤矿瓦斯同时抽采，那么新能源的广泛使用势必为中国的经济发展提供全新的动力，但是开采难度的问题也始终是我们前进步伐中所面临的主要问题。

1 煤矿瓦斯抽采的定义、必要性

1.1 煤矿瓦斯抽采的定义

煤矿瓦斯的是蕴含在煤层中的主要以甲烷气体为主的在煤矿井下开采中从煤层或者周围岩壁中涌进矿井巷道中的天然气体，也可以称作瓦斯，属于现代化产业的新能源，因其产量问题还未全面取代就得能源，被广泛使用，但是社会发展的趋势。在煤矿开采活动中，必须要先进行煤矿瓦斯的抽采，煤矿瓦斯的抽采是指通过专门的设备和抽采管道将煤矿瓦斯从井下排出，这样井下的煤矿瓦斯浓度不会过高，不容易出现爆炸和煤与瓦斯突出等危险事故，增加开采工作的难度并威胁到开采工人的生命安全。

1.2 煤矿瓦斯的特点

煤矿瓦斯的体积浓度大于等于30%的，属于高浓度瓦斯，低于30%的我们称之为低浓度瓦斯，低浓度的瓦斯可以直接适用于日常生产生活中的许多环节，对于高浓度的瓦斯以目前的技术一般无法直接使用，只能通过贮存液压等方式保存。

煤矿瓦斯的分布也存在这不同，有的煤层之中瓦斯的浓度含量会比较高，有的煤层之中浓度含量低，防突工作中需要根据瓦斯浓度和压强的大小，确定具体打孔的方位，孔深以及孔径等因素。

1.3 煤矿瓦斯抽采的必要性

对于井下开采来说，煤矿瓦斯抽采是必须的流程，是开采工作正常实施的保证，是井下作业环境安全的可靠保障，开采工作必须坚持先排后采的原则，只有完成了煤矿瓦斯的抽采工作，煤矿开采工作才能紧接着进行，根据煤层中瓦斯的分布，必须坚持先排后采，边排边采的原则，才能保证煤矿开采工作的持续安全进行。

煤矿瓦斯产生于煤层很岩壁之中，属于可再生资源，是人类发现的新型能源，既环保节能又可再生，但是因为工艺难度，开采难度以及应用难题等因素导致煤炭瓦斯还没有在日常生产生活中全面使用并取代传统能源，但这是未来社会的发展趋势，是经济发展的必然需求，所以对煤矿瓦斯进行抽采，实现新能源的全面使用是祖国向前迈向一步的强大动力支持。

2 煤矿瓦斯抽采遇到的问题

2.1 复杂的地势

中国是个煤矿运含量大的国家，但是煤矿的分布主要分布地形复杂多变，给开采工作带来了很大的不便，就算是国外的新技术引进也无法适用于中国的复杂地势，面对复杂地势，人们不能很快了解地势内部煤层构造，也不能根据煤层构造推断出煤矿瓦斯的分布与含量，无法迅速掌握地势构造，就不能安全安心的开采并进行瓦斯的抽采。

2.2 抽采技术的局限性

根据目前的开采水平，不能够很好的控制煤层之间煤矿瓦斯的抽采和风排， 现有的开采技术和开采经验都具有局限性，在开采的同时或多或少都存在这一些弊端，还没有找到整体完善又能过有效解决煤矿瓦斯问题的方法。

2.3 煤层透气性差

煤矿开采主要采取井下开采的形式，煤层的透气性很差，就算进行了煤矿瓦斯的抽采，安全隐患还是实施存在，威胁着操作人员的安全，也加大了井下作业的难度。井下开采时，一般先进行煤矿瓦斯抽采，但是煤炭瓦斯是分层存在的，进行完抽采后，新的煤矿瓦斯可能重新进入井下，每层透气性差的原因，高浓度的煤矿瓦斯可能导致井下作业人员昏厥，甚至导致爆炸，无法正常进行开采工作。

2.4 井下开采危险系数高

井下开采危险系数高，不仅仅因为每层透气性差，也因为开采工作往往要持续很多年，很多公共设施出现的小问题甚至于开采工人的开采用具的磨损等，没有及时更换也会造成安全隐患，井下作业不止工作环境差，而且工作强度也大，对工人的体魄和精神上都是很严峻的考验，有些矿井甚至会出现煤与瓦斯突出的现象，造成人员伤亡，总之井下作业时时面临着危机的发生。

2.5 环境污染问题的出现

一般的井下开采活动都会持续进行很多年，日积月累的煤层开采将会给当地环境带来污染，空气中会充满粉尘，煤灰，空气透明度指标下降，温度上升，同时排放出来的煤矿瓦斯也会污染空气，煤矿开采会导致地质结构的变化，从而从根本上影响一地的自然构成，包括地质、植被、天气等，可能会打破一地的生态平衡。

2.6 还未实现煤与瓦斯共采

现在的开采活动主要是进行煤矿开采的之前先根据煤层以及煤矿瓦斯的分布现状，进行抽放和风排相结合的抽采方法对煤矿瓦斯进行抽采，对每层进行风排的通风处理，然后在进行煤矿的开采，这样大大的加大了工作量，以及工作难度，而且对煤矿瓦斯的抽采也会造成大量的浪费和环境污染。

3 煤矿瓦斯的抽采方法

3.1 考察和研究地形

在一个煤矿基地的开采活动进行之前，必须先由专业团队进行考察和研究，对于煤层的分布，煤矿瓦斯的含量进行检测，对可能出现的问题进行物理推演，尽量做足开采前的准备和研究工作，并应当在煤矿开采过程中组织有经验的专家团队，跟踪开采，时时对井下地质构造的细微变化以及现状进行记录和更新，只有了解地质特点，才能更好更安全的开采。

3.2 多种方法相结合

因为地质的复杂程度，导致煤层中瓦斯的含量比例不等，在煤矿开采之前必须要进行瓦斯的抽采，但是井下的突发状况很多，因此要进行都种方法相结合的方式来确保井下的安全，现在瓦斯抽采一般采用抽放与风排相结合的抽采方法，同时在井下的煤层防突工作中采用瓦斯压力测定并打孔注浆的方法，帮助煤层揭煤是进行瓦斯卸压，边采边排的方式，多种抽采方式相结合，整体降低风险系数，也改善了井下工作环境。

3.3 改善开采环境

由于煤矿开采作业进行中，井下的透气性很差，井下工人在开采时工作环境很差，长期工作对身体危害很大，为了改善井下作业环境，现在最新采用了抽放与风排相结合的抽采方法，在年开采的同时对境内进行通风，保持井下环境的透气性。

3.4 煤矿安全监控系统通用技术要求

煤矿开采必中最不希望出现的问题就是安全事故，造成的人员伤亡问题，为了实时防护，应当建立安全监控系统，要有专门的检测设备对井下的煤矿瓦斯抽排管道进行浓度、温度、流量、压力等参数监控，要有专人定时核实和更新监测数据，设置感应系统防止瓦斯泄漏，并建立安全逃生通道，开采人员需时刻保持清醒，一旦出现什么危险情况，要迅速有序的从安全通道撤离，安全意识很重要，安全开采人人有责。

3.5 环境监测管理办法

对于瓦斯抽排需制定严格的环境标准，对于瓦斯气体的排放应当采用具体解决措施，减少有害气体对环境的污染，杜宇排放的能够直接使用的低浓度瓦斯应当建立储气罐保存，可供当地化工、发电、民用等，对于当前无法直接使用的高浓度瓦斯可以采用液压贮存的方式，以供于异地使用，对于目前无法使用的超高浓度瓦斯气体不应放任自流，应当进行焚烧或者其他办法，避免其排放于空气中。

3.6 新技术的研发

煤矿瓦斯作为现代社会的新能源，在煤矿开采时确实安全隐患和工作难度的制造者，怎样能够做到边还为宝，减少瓦斯排放，增加使用率成为新的目标，新的追求，应当开发新技术，实现煤与瓦斯共采的新型开采形式，新能源的应用既能减少环境污染，增加开采效益，也能节约能源浪费，为新能源的使用尽一份力，也节约了不可再生的传统能源的使用量。

4 结论

总的来说，煤矿开采业务操作中，最基础的是解决煤矿瓦斯抽采问题，面临的是地势以及开采环境带来的难度，最重要的是人员安全问题，目标是实现煤与瓦斯共采的新的开采方式，要防护的是环境污染问题，面对重重困难和考验，我们的任务是开发新技术，研究出可以实现煤与瓦斯共采的新技术，并开发新能源的利用率，解决环境污染问题，同时健全开采的安全设施建立，新型的文明开采意识。

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