贵州省小型煤矿瓦斯抽放与利用现状＊

王 冠

（1.贵州大学 矿业学院，贵州 贵阳550025；2.贵州大学 瓦斯灾害防治与煤层气开发研究所，贵州 贵阳550025）

贵州省目前产煤和在建的煤炭企业约有2000家，其中大部分是小型煤矿。随着贵州省煤炭资源的整合，到2010年，贵州省0.3Mt／a以下小型煤矿数量为1664家，约占整个贵州省煤矿数量的83%左右。小型煤矿煤产量占贵州省总产煤量的2／3左右，是贵州省煤炭开采的重要组成部分。与此同时，贵州省地处新华夏系第三褶皱带与沉降带的南部和南岭纬向构造带的复合部位〔1〕，导致贵州省煤层赋存条件复杂，煤层瓦斯赋存大。据统计贵州小型煤矿85%以上为高瓦斯、突出矿井。

贵州省小型煤矿事故多发，百万吨死亡率是大中型煤矿的2～3倍。2007年，全省煤矿共发生各类事故407起、死亡554人。小型煤矿发生瓦斯事故55起，死亡人数142人，所占比重分别为13.51%和25.63%〔2〕。瓦斯事故不仅制约贵州省小型煤矿安全生产，也对贵州省煤炭产量的有序增长产生影响。因此，确定适合小型煤矿的抽采方法，提高抽放效果是降低瓦斯事故，实现贵州煤炭安全生产的关键步骤。

1 抽放与利用现状

1.1 未安装瓦斯抽放设备

根据贵州省相关文件，高瓦斯矿井及煤与瓦斯突出矿井必须进行瓦斯抽放，建立瓦斯抽采系统。贵州省小型煤矿部分新建矿井，缺乏煤层瓦斯抽采基础参数，未进行抽采难易程度分析，尚未安装瓦斯抽采系统。部分已建矿井由于停产整顿、管理者认识不到位、资金不足等原因未安装瓦斯抽采系统。

1.2 抽放效果不理想

贵州省煤层赋存条件复杂，大部分煤层透气性差，煤层密闭性好，给瓦斯抽采工作带来困难，瓦斯抽放浓度低、流量小，导致抽出的瓦斯过少而不加利用，直接排放。

2 存在的主要问题

2.1 瓦斯抽放存在的问题

（1）煤层赋存状况差。贵州省煤层褶皱、断层构造较多；薄及中厚煤层分布广泛，经常出现合并、分叉现象。煤层透气性低，瓦斯含量大，一般在10～20m3／t，最高达33.6m3／t〔4〕；煤层顶板易破碎，底板易底鼓，顶底板条件差。因此与其他省份相比，贵州省小型煤矿的瓦斯抽放要更加困难。

（2）抽放技术低、抽放系统不匹配。由于小型煤矿资金缺乏，抽采工艺和方法落后，部分矿井没有设立专业的抽放队伍，带来了以下几点问题：① 抽放系统不匹配。有些矿井使用的瓦斯抽放泵能力不足，抽放主管、干管管径太小、沿程阻力大〔5〕，未能按照设计要求抽放瓦斯；② 钻孔工程量不足，管理不到位。抽放钻孔对瓦斯抽放效果起到重要作用，部分小型煤矿吨煤抽放钻孔长度平均只有0.018 m。另外，打钻过程中由于管理不到位和钻孔设计不合理导致废孔较多，抽放钻孔数量严重不足；③ 封孔质量差。封孔质量直接影响到钻孔抽放效果，如今部分矿井仍使用黄泥或水泥砂浆封孔，使得封孔长度不足且密闭性差；④瓦斯抽放方法单一。对于多煤层开采的矿井仅用本煤层抽放方法，未进行邻近层及回采后的采空区埋管抽放，抽放效果差。

（3）领导观念不正确。个别矿井领导观念不正确，对瓦斯抽放重视程度不够。不了解外部情况，缺乏有效的合作。有些矿井虽然建立了瓦斯抽放系统，由于瓦斯抽采量不稳定，抽放效果差，达不到年抽放要求。导致抽放系统时停时运，甚至不进行瓦斯抽放，仅仅依靠风排瓦斯。

2.2 瓦斯利用存在的问题

由于小型煤矿的抽采浓度普遍偏低，使得抽放的瓦斯难以利用；另外贵州省大部分小型煤矿都位于偏远落后地区，即使有些矿井抽放的瓦斯有经济价值，也因为交通不便利难以充分利用，直接排放到空气中；当地政府对抽放瓦斯利用的宣传和支持力度不够大，瓦斯抽放利用具有前期资金投入大，预期收入不明朗的特点。资金短缺的小型煤矿对于瓦斯利用积极性低，缺乏政府引导。

3 提高抽放效果的方法

1）更换合适的抽放设备，改造抽放管路

针对有些矿井抽放泵能力不足的情况，应按照设计要求更换大功率抽放系统，淘汰陈旧设施，完善煤矿瓦斯抽采工作。在进行抽放设备改造的同时，也要对井下抽放管路改造，增大主管、干管管径，减小沿程阻力，提高抽放效率。

2）改进抽放方法，引进抽放技术

矿井应从采用单一的瓦斯抽放方法，转变为本煤层、邻近层和采空区三种瓦斯抽放方法的联合使用。有煤与瓦斯突出危险性的矿井还要根据贵州省文件的要求，布置顶（底）板瓦斯抽放巷，预抽煤层的瓦斯。在日常抽放工作中，要多研究小型煤矿相适应的抽放利用技术，逐步提高抽放效果。

3）完善地质资料，改进打钻工艺，提高封孔质量

针对部分矿井地质资料不完善的情况，矿方应聘请有资质的单位尽快完善矿井煤层及瓦斯赋存，地质构造等方面的资料。由于大部分突出煤层属于结构严重破坏煤层，打钻难事瓦斯钻孔施工的技术瓶颈〔3〕，引进强力的钻机、钻具等设备显得尤为重要。制定合理的钻孔设计，加强打钻时的现场管理，保证钻孔工程量，严格按照设计施工。使用马粒散等封孔材料，禁止人工封孔，提高封孔质量。

4）增大政府扶持力度

政府应实施相应的制度，为小型煤矿瓦斯利用提供优惠政策，进行宣传和引导，使矿企负责人意识到瓦斯和煤炭都是一种能源而加以利用，调动小型煤矿瓦斯抽放利用积极性。

4 结语

贵州省小型煤矿数量众多且多数为高突矿井，安装瓦斯抽放系统的必要性显而易见。在抽放过程中存在煤层赋存状况差、抽放技术低、抽放系统不匹配、部分领导对瓦斯抽放重视程度不够等问题。瓦斯抽采浓度低，交通不便使得瓦斯利用经济效果不显著，抽出的瓦斯直接排放到空气中。因此，更换合适的抽放设备，改造抽放管路；改进抽放方法，引进抽放技术；完善地质资料，改进打钻工艺，提高封孔质量；增大政府扶持力度，提高瓦斯利用率等，是提高贵州小型煤矿瓦斯抽放能力和利用效率的有效方法。

〔1〕王忠奎 .贵州煤矿事故发生原因分析〔J〕.贵州工业大学学报：自然科学版，2008，37（2）：15－18.

〔2〕2007年贵州省煤矿安全生产事故分析报告〔R〕.贵阳：贵州省安全生产委员会办公室，2008.

〔3〕龙祖根，宗 羽 .贵州煤矿瓦斯事故及其防治技术研究〔J〕.煤矿开采，2004，9（3）：67.11－13.

〔4〕王兆丰，刘 军 .我国煤矿瓦斯抽放存在的问题及对策探讨〔J〕.煤矿安全，2005，36（3）：29－32.

〔5〕马丕梁 .煤矿瓦斯灾害防治技术手册〔M〕.北京：化学工业出版社，2007.