适合中小煤矿的瓦斯地下抽采技术探讨

李小伟

摘要：对于中小煤矿而言，安全是其生产的生命，影响煤礦瓦斯渗流速度最主要的因素就是煤层渗透率、压力梯度与钻孔布置。一般情况下，顺煤层钻孔抽采法包括巷道掘进边掘边抽法、回采工作面走向平行钻孔法、巷道掘进先抽后掘集中方式，在进行钻孔时，需要根据钻孔位置选择合理的钻机尺寸，这样才能够保障抽采的效果，本文主要分析适合中小煤矿的瓦斯地下抽采技术。

关键词：中小煤矿瓦斯地下抽采技术分析

对于中小煤矿而言，安全是其生产的生命，基于这一因素，在开展瓦斯地下抽采技术时，必须要再三注意，选择好科学合理的抽采方式。

有关研究显示，影响煤矿瓦斯渗流速度最主要的因素就是煤层渗透率、压力梯度与钻孔布置，对于中小煤矿抽采瓦斯，要想提升抽采效果，必须要选择好煤层，保证好钻孔布置方式与高负压。

1 适宜中小煤矿的瓦斯地下抽采技术

1.1 选择好煤层钻孔方式

有关研究显示，同一煤样在平行层理方向上，其渗透率是远远大于垂直层理方向的，在进行抽采时，特别是在抽采透气性较差的煤层时，必须要严格依据煤层层理方向选择合理的钻孔方式与抽放方式，这样才能够获取到更加理想的抽采效果。种种实践都证实，顺煤层钻孔抽采方式可以有效优化瓦斯地下抽采效果。

一般情况下，顺煤层钻孔抽采法包括巷道掘进边掘边抽法、回采工作面走向平行钻孔法、巷道掘进先抽后掘集中方式，在进行钻孔时，需要根据钻孔位置选择合理的钻机尺寸，这样才能够保障抽采的效果，而采取该种抽采方式还能够有效解决瓦斯突出以及瓦斯超限的问题，从而为煤矿的安全开采奠定好坚实的基础。

1.2 选择合适的钻孔与排渣工艺

抽采钻孔的技术参数对于瓦斯地下抽采的效果也有着直接的影响，虽然大孔径钻孔能够利于瓦斯的抽放，但是如果过大，也会出现抽采不均匀甚至抽采空档的情况，考虑到各类因素，在进行抽采时需要根据采掘面接替时间要求、透气性系数等因素进行计算，在条件许可的情况下，可以适当加大钻孔的深度，这样可以获取到较长的抽采时限与产气量，防止发生采钻交替频繁以及采气不连续情况的发生。

而高突煤层钻孔施工工作中最大的障碍就是垮孔与喷孔问题，尤其是地压大、松软的煤层中，钻孔的深度会受到较大的限制，对于此类煤层多会使用水力排渣打钻的施工方式，但是很容易发生垮孔、喷孔以及卡钻的情况，为了有效优化钻孔的深度以及成孔率，可以选择风力排渣方式，该种排渣方式不会对瓦斯的渗透与解吸产生影响，能够降低卡钻发生率。

1.3 选择科学的封孔方式

封孔的质量对于小煤矿瓦斯地下抽采的效果也有着一定的影响，只有保障钻孔气密性，才能够保障瓦斯抽采浓度，就现阶段来看，我国常用的抽放钻孔封孔方式包括人工水泥砂浆封孔法、聚氨酯封孔法与水泥注浆泵封孔法几种形式，这几种封孔形式都有着利弊，在实际的抽采过程中，必须要综合孔口负压、裂隙情况与孔口煤岩形式来综合选择。

2 瓦斯地下抽采技术在中小煤矿中的具体应用

某中小煤矿年生产能力是6000吨，煤层平均倾角为14°，煤层是缓倾斜煤层，平均厚度是4.21m，工作面煤壁为16-21m，矿井使用中央并列式机械抽出式通风模式，回采工作面风量为367m3/min，瓦斯浓度为0.6%，回风流瓦斯浓度为0.6%-0.7%，在放炮时，瓦斯浓度超过了0.6%，是典型的高瓦斯矿井。

2.1 抽采设备与抽采工艺的选择

考虑到这一矿区是一种单一的煤层，在回采以及掘进期间瓦斯量较大，因此，可以在回采条与煤层掘进位置设置好顺煤层钻孔，具体的瓦斯抽采方式选择回采工作面顺层预抽与工作面顺层钻孔预抽方式。在钻机方面，采用ZYG-150钻机，该种钻机钻孔深度能够达到150米，体积小、稳定性强、操作简单、强度理想、刚度大、适应性强，能够满足各种钻孔方式，在排渣方面使用风力排渣方式，在矿区中配备压风机。

根据矿区情况，将钻孔间距设置为3.0m，钻孔孔径设置为64mm，使用水泥浆注浆泵封孔法。

2.2 抽采结果

采用了以上的抽采方式之后，瓦斯抽采的浓度得到了大幅的提升，抽采浓度达到了54%，这就说明封孔技术以及钻孔工艺效果理想，高浓度的瓦斯可以满足能源利用效果，能够作为中小煤矿的电力燃料。

此外，煤层中瓦斯的含量得到了大幅的降低，在抽采两个月后，回风流瓦斯浓度降低至0.3%-0.5%，放炮时工作面最大瓦斯浓度仅仅为0.5%，这就有效降低了瓦斯爆炸率。

可以看出，该种方式是一种适合中小煤矿的瓦斯地下抽采技术，值得进行推广和使用的。

参考文献：

[1]夏德宏，张世强.适合中小煤矿的瓦斯地下抽采技术研究[J]. 中国煤炭，2008(02).

[2]刘健，罗勇，刘泽功，石必明.Study on the law of methane seepage in the wall of drainage roadway in mining seam-group[J].Journal of Coal Science & Engineering(China)， 2005(02).

[3]刘俊杰，陈雄，张后全，唐春安.运用RFPA2D数值模拟开采条件下的渗流通道[J].岩石力学与工程学报，2005(09).

[4]Siberrian Branch.Mldeling of Air-Gas and Dynamic Processes in Driving Development Workings in the Gas-Bearing Coal Seams. Journal of Mining Science，2002.