煤矿瓦斯的抽采技术探究

■赵明坤

（河南省煤炭地质勘察研究总院河南郑州450052）

煤矿瓦斯的抽采技术探究

■赵明坤

（河南省煤炭地质勘察研究总院河南郑州450052）

现阶段，我国的国家经济在逐步增长，能源经济成为发展国民经济的重要内容。作为能源经济的重要组成部分，煤炭经济的发展变得尤为重要，煤炭开采的安全性管理工作非常重要，其中煤炭瓦斯抽采技术备受关注。煤炭瓦斯就是从煤、围岩中所溢出来的CH4、CO2和N2等所组成的混合式气体，会对人体构成严重的危害，是导致煤矿事故的一个重要原因。为此，本文以河南大直径高位钻孔瓦斯抽采技术为例，就煤矿瓦斯的抽采技术进行探究，以便为瓦斯的处理提供借鉴。

煤矿瓦斯 安全事故 抽采技术

新时期，社会发展对煤炭资源的需求量不断增加，对煤炭的开采也在如火如荼的开展着，但是在开采过程中诸多安全事故的发生不得不予以重视。为了应对瓦斯的威胁，科学家研究出了抽采技术，通过对瓦斯的抽采，以保护煤矿内部环境的健康度。一般情况下，常见的抽采技术有交叉与平行钻孔、网格抽采和高位抽采等多种方式，为保证煤矿开采的安全性，解决瓦斯问题是当前的首要任务。

1 煤矿瓦斯抽采技术的应用现状概述

1.1 常见瓦斯抽采技术

对于煤矿开采业来说，瓦斯问题一直是一个尖锐性的问题，瓦斯是重要的清洁性能源，但是其在煤矿中含量过高，极易导致安全事故的发生。煤矿地区诸多爆炸事件的发生都与瓦斯含量过高存在重要的联系，会导致煤矿的安全系数降低，处处弥漫着瓦斯，会对人体产生安全威胁，对环境构成污染，是当前亟待解决的重要问题。因此，应将瓦斯进行处理，运用抽采技术来获取瓦斯，即达到了环保的目的，也实现了资源的高效利用。一般情况下，在煤矿领域，为了应对瓦斯问题，产生了多元化的瓦斯抽采技术，其主要包括钻井抽采与专用巷道抽采法，都对瓦斯的抽采具有理想的效果。通常，钻井抽采方法有埋管抽采、裂隙高位钻孔开采、水平钻孔抽采和地面垂直抽采等方式[1]；而专用巷道抽采法主要包括高位巷抽采、倾向高位巷抽采和尾巷抽采。在诸多外丝开采技术中，裂隙高位钻孔抽采的应用率最高，在本次研究中，就该项钻孔瓦斯开采技术进行分析与探究。

1.2 瓦斯技术的应用现状

以往在开展瓦斯抽采作业时，极易产生瓦斯浓度超标或作业不规范等多项问题，遇到此类问题，可以运用抽采技术对该问题进行优化，可大大节省通风所带来的费用。运用高位钻孔抽采技术进行抽采与处理后，从中获取煤气资源，可供居民日常生活使用[2]。新时期，若想达到理想的抽采效果，就应对抽采技术进行不断的完善，运用相对完善的抽采技术进行抽采作业，必须具备足够的通风条件，以保证抽采作业的安全性，高位钻孔抽采技术满足了这一点。

2 煤矿瓦斯抽采技术的应用

现阶段，就河南瓦斯抽采技术的分析，若是以高瓦斯采空区为研究对象，该地区主要运用裂隙高位钻孔抽采技术，该项技术的抽采效率高，抽采量大，是现代瓦斯抽采的主打形式。在高瓦斯采空区，处于此区域的瓦斯浓度相对较高，对抽采技术的要求就越高。采空区是煤矿建设与开采过程中的常见区域，该区域内存有大量的瓦斯，其主要来源是开采人员在作业时所泄露出来的，或者是该区域自身就存在的，瓦斯的浓度相对较高。为了探究现代化煤矿瓦斯抽采技术，本文结合河南高瓦斯采空区区域的抽采技术应用情况进行分析，就大直径的高位钻孔抽采技术应用细节进行探究，具体技术操作细节探究如下：

其一，选择合适的钻孔层。裂隙带是采空区上部岩层的一种，在进行高位钻孔抽采技术应用的过程中，应选择裂隙带作为钻孔对象，借助各个裂隙间的联通进行相应的扩展，能够保证抽采作业开展的顺畅性。选择裂隙带的主要原因是由于冒落带与下沉带都不符合钻孔的标准[3]，若选择在冒落带布置钻孔，回采风会对瓦斯产生稀释性，会影响抽采量；若在下沉带布置钻孔，其不存在贯通性的裂隙，抽采工作的开展会受到很大的阻碍。

其二，科学确定钻孔的角度与方位。钻孔的位置要相对合理，应该选择在瓦斯相对集中的位置。通常条件下，工作面上方的15-25m左右是瓦斯相对集中的区域，可将钻孔设置在此范围内。若开采的时间一致，当孔径较大时，其抽采的面积就越大，抽采瓦斯的量就越多，进而扩大瓦斯抽采的范围。孔径为40cm的要比孔径为10cm的抽采量多出一倍，因此，根据这一原理，应选择直径相对较大的钻孔，进而会取得理想的抽采效果。此外还要严格确认钻孔的角度设置，合理设置仰角的参数，对离层区的宽度、泄压角等进行明确的制定，合理设置钻孔长度系数与仰角参数，进而得出合理的方位角，实现对钻孔角度与方位的确认。

其三，强调钻场间设置的合理性。为了保证瓦斯抽采的效率，实现瓦斯抽采的不间断性与连续性，应合理设置钻场的间距。间距的确定，要根据现已使用的钻孔抽采范围进行间距的计算与控制，根据以往的钻孔设置经验来看，若钻孔大于30cm，间距则要控制在45m左右[4]，可有效增强瓦斯抽采的连续性与高效性。

其四，大直径高位钻孔抽采技术的应用，要根据矿井的不同进行针对性的设置，以矿井类型为前提，合理的选择抽放形式，局部抽放形式最为常见。在抽放环节，若想开展抽放作业应该需要相应的设备、机械进行抽放操作，此处的抽放设备为水环式真空泵，该设备的使用方式是将其安装在矿井下的泵房内，为了保证抽放质量，应在泵房内设置相应的瓦斯浓度监测仪器，能够对外丝的浓度进行实时的监督与检测，可为抽放工作提供借鉴。同时，应设置相应的浓度超标紧急断电装置，以避免瓦斯超标而引起的安全事故，保证煤矿系统的安全性。

3 结束语

综上所述，强化对瓦斯的抽采非常关键，其决定着煤矿开采的安全性，运用现代化不断革新的抽采技术对瓦斯进行处理，大大提高了抽采量，对瓦斯的抽采是一项重大进步。通过对河南地区煤矿瓦斯抽采技术的应用分析，其主要应用到了大直径高位钻孔瓦斯抽采技术，并取得了满意的应用效果，值得在瓦斯抽采工作中的应用，可大大提高煤矿开采的安全性。

[1]陈彬.煤矿瓦斯抽采技术分析 [J].经营管理者,2015,23:305.

[2]曹东亮.矿井瓦斯高效抽采技术管理探究 [J].能源与节能,2015,09:46-47.

[3]赵永刚.井下瓦斯抽采技术发展 [J].科技传播,2012,17:50+44.

[4]于国林.探究高瓦斯矿井采空区大直径高位钻孔瓦斯抽采技术 [J].河南科技, 2014,13:26.

X752[文献码]B

1000-405X（2016）-5-475-1

赵明坤（1984～），男，工程师，研究方向为煤田地质、煤层气地质和矿井地质的勘查及科研。