高瓦斯矿井综合瓦斯抽采技术实践分析

韩猛

摘 要：矿井作业中瓦斯含量升高形成高瓦斯礦井，对于作业人员的生命安全以及矿产企业的安全生产影响重大。因此，关于高瓦斯矿井作业过程中，瓦斯抽采技术也引起了较多人群的关注。如何良好的治理矿井瓦斯，保障作业人员的生命安全，成为当前矿产企业以及研究人员长期研究的课题。针对此类现状，该文针对高瓦斯矿井综合瓦斯抽采技术的实践，进行简要的分析研究。

关键词：瓦斯治理 抽采技术 实践分析 安全生产

中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）06（b）-0074-02

矿井作业在持续的过程中，矿道内瓦斯含量会随着矿井深度的增加而增加，因此，在矿产企业作业的过程中，高瓦斯矿井存在较为普遍。在此现状下，如何安全有效地进行矿内瓦斯的治理，并且促进矿产企业的安全生产，也引起了广泛关注。在此，笔者针对当前高瓦斯矿井综合瓦斯抽采技术实践进行简要的剖析研究，以期能为我国矿产企业的发展提供参考。

1 高瓦斯矿井

瓦斯为可燃性气体的一类，无色无味、难溶于水，其为煤炭形成初期诞生的伴生气体，并且在持续高温、高压的环境下继续生成，最终得到了较多的积累。此类气体在形成的过程中，随着高温高压的积累其浓度达到一定程度，会使人体发生缺氧窒息现状，并极易发生燃烧或爆炸现象，最终造成矿道坍塌、人员伤亡等事件。

高瓦斯矿井指的是随着矿道的深入，矿井内部瓦斯含量提升或涌出量较大的现象。一般情况下矿道内出现瓦斯，即被认定为瓦斯矿井，作业中也参照瓦斯矿井的作业制度进行作业。

2 高瓦斯矿井治理的必要性

煤矿采掘中出现瓦斯气体现象较为常见，当前在实际发展的过程中，高瓦斯矿井的治理现状也较为良好。在此，笔者就高瓦斯矿井治理的必要性进行简要的分析介绍，具体的必要性体现为确保作业人员的生命安全、确保矿道稳定性、促进矿产企业的稳定收益。

2.1 确保作业人员生命安全

煤矿在开采的过程中，大量的煤层地理位置较深。因此，在实际采掘的过程中，需通过矿井深入进行采掘，矿井在深入的过程中，难以避免发生瓦斯含量升高的现状，最终形成高瓦斯矿井。在此现状下，针对高瓦斯矿井的治理，则有效地保障了采掘人员的生命安全，避免了因瓦斯含量浓度较大，产生的爆炸或者人体缺氧窒息现状。同时有效地提升了企业的安全生产目的，并为后续的采掘作业提供良好的保障。

2.2 确保矿道稳定性

瓦斯气体具有较强的渗透作用，因此，在实际观察的过程中，其观测含量或浓度低于实际浓度含量，一旦发生瓦斯爆炸等现象，其结果远高于预估数据。此类现状下，矿道安全作为主要的采掘通道，也为采掘人员的生命安全之路。当前针对高瓦斯矿井进行治理，则有效地保障了矿道的稳定性，确保了矿井的结构稳定，保障了企业的稳定生产。

2.3 促进矿产企业的稳定收益

煤炭资源为我国当前经济发展中主要的应用能源之一，其对冶炼业、制造业、运输业、居民生活等方面有着直接联系，因此，对于国民经济的发展有着重要的意义。高瓦斯矿井作为煤矿企业矿井采掘中的一类特殊矿井，其对于采掘人员的生命安全，以及矿道的安全稳定性影响重大。因此，高瓦斯矿井的有效治理，综合分析对于煤矿企业的稳定收益，有着极大的促进作用，并且对于区域经济发展的稳定性，也有着较好的促进作用。

3 高瓦斯矿井抽采模式

高瓦斯矿井当前在抽采治理的过程中，整体的抽采治理效果较为良好。各煤矿企业也积累了较为丰富的抽采经验，为煤矿企业的安全生产奠定了良好的基础。当前具体的抽采模式有3类，根据矿井采掘的先后顺序分为采前抽采、采中抽采、采后抽采。

3.1 采前抽采

采前抽采为高瓦斯矿井抽采模式中，常用的一类瓦斯抽采模式。采前抽采主要针对单一煤层进行应用，主要原因为单一煤层瓦斯较为集中，通过采前抽采能够提升抽采效率，并且保障抽采效果。采前抽采当前主要应用的抽采方法为针对单一煤层进行钻孔抽采，钻孔主要分为穿层钻孔以及顺层钻孔两类，通常情况下，两种钻孔方法结合应用能够有效地保障抽采效果，并且提升抽采的效率。

当前采前抽采有效地提升了采掘作业的安全性，较好地降低了瓦斯含量，并且在采掘的过程中，有效地降低了煤层压力，防止因煤层压力过大，产生煤层坍塌或突起现象。

3.2 采中抽采

采中抽采在煤矿高瓦斯抽采的过程中应用较多，一般情况下对于矿井内瓦斯涌出量较大，或在采掘的过程中单一采掘面瓦斯气体浓度提升，并且严重影响后续的安全生产。此类现状下针对通风面为U型面的采掘面，通常采用穿层钻孔或采空区埋管抽采。针对Y型通风面，采用地面钻井等方面进行抽采。

采中抽采在高瓦斯矿井的治理中，能够有效地提升瓦斯的抽采率，并且有效地控制了采掘过程中瓦斯含量及瓦斯浓度，保障了采掘作业中的安全性。

3.3 采后抽采

采后抽采一般情况下指的是矿井内部瓦斯含量较低，或在持续积累的过程中，其含量为安全含量，对于日常采掘作业影响较小，此类现状下通过采后抽采的方法进行抽采。抽采的过程中，一般采用地面钻井抽采法或穿层钻孔抽采法，以此确保矿井内部的瓦斯利用率，降低了瓦斯的损耗量。

实际抽采的过程中，有效地保障了矿井的通风安全，并且降低在后续作业中的瓦斯积累，提升了矿井作业的安全性，增加了矿企的资源利用率，有效地提升了矿企的合理收益。

4 高瓦斯矿井综合瓦斯抽采技术

高瓦斯矿井综合瓦斯抽采技术，当前在应用实践的过程中，整体的应用效果较为良好，为我国煤矿企业的安全生产，以及采掘人员的生命安全提供了良好的保障。当前在实际生产的过程中，高瓦斯矿井综合瓦斯抽采技术，主要的技术应用类型有以下几类，即高位钻井抽采、分段式模块式抽采、煤层密集孔洞抽采、采空区抽采，针对此类技术，笔者进行简要的分析介绍。

4.1 高位钻井抽采

高位鉆孔在施工的过程中，根据采掘矿道顶板岩层的成型规律进行。在施工的过程中，根据整体矿井的通风巷高度，以及矿井的范围确定打钻位置，确定打钻位置之后，根据岩石冒落角判断矿井采空区的距离，确定打钻位置、打钻距离之后，应根据煤层走势以及倾斜角度，确定钻孔的角度，以此保障后期钻孔能够良好的进行抽采作业。

此后应针对矿井内部瓦斯涌出量、浓度现状以及采掘面的推进速度确定钻孔数量，以此确定最终的钻孔数量，设立合理的钻孔数量，以促进瓦斯的抽采效率。实际进行钻孔以及计算抽采效率的过程中，应针对瓦斯的抽采速率以及煤层采掘速度进行合理的协调，以避免因钻孔数量过少，或采掘速度过快造成的瓦斯抽采不及时或瓦斯含量上升的现状，并且针对钻孔的实际孔洞大小，以及钻孔之间的距离进行协调配置，以期达到最佳的抽采效果。

4.2 分段式模块式抽采

煤矿在采掘的过程中，会根据煤层的走向以及蕴藏量确定采掘方向以及采掘过程中矿道的延伸。因此，在实际作业的过程中，矿井内部采掘矿道，一定程度上可以分化为段落式以及模块式，此类现状下，关于矿井内瓦斯气体的抽采作业，抽采人员也可以根据采掘过程中的采掘路径进行瓦斯抽采，此类通过分段式以及模块式的抽采方式，也称之为分段模块式抽采。分段式模块式瓦斯抽采形成，能够快速地降低矿井内部瓦斯浓度，并且在作业的过程中，对于煤炭采掘作业影响较小。但由于分段式模块式抽采技术在实际作业的过程中，需与采掘作业同步进行，并且需要持续较长的时间，此情况下矿产企业可针对相邻矿道之间进行瓦斯含量探测，提前进行分段式模块式瓦斯抽采。

以此进行矿井之间的轮流抽采，从而提升作业过程中的作业效率，并且有效地提升实际作业的安全性，对于作业过程中采掘作业以及瓦斯抽采，形成了良性的循环效果。

4.3 煤层密集孔洞抽采

煤层密集孔洞抽采在实践的过程中，主要针对工作面内瓦斯含量极高，并且在回风巷内瓦斯浓度也严重超标的现状。此类现状下，采掘人员继续作业的风险性较大，不利于企业的安全生产。当前在实际生产的过程中，针对此类现状，作业人员可针对作业工作面进行密集打钻。打钻角度应垂直于工作面，一般情况下直径应为（85±15）mm之间，孔洞深度应在50～85 m之间。此外为了保障工作面的安全性，实际作业的过程中，孔洞的间距应不小于50 cm，打钻结束之后，应及时进行封孔。孔洞作业结束之后，通常进行无间断抽采，并定时针对抽采样品采样分析，以此判断矿井内瓦斯含量现状，从而保障安全生产效果。

4.4 采空区抽采

采空区抽采一般情况下抽采量高于预计数量，主要原因为：瓦斯具备较强的渗透性，并且由于气体的流动性以及采掘作业的持续，最终抽采量较多。实际抽采的过程中，针对采空区进行埋管抽采作业，并且通过多管道进行抽采，以及最大化地进行采空区的瓦斯抽采。采空区瓦斯抽采，在实际应用的过程中能够有效地降低采空区内瓦斯含量，有效地保障了掘进区域瓦斯含量的安全性，促进了煤矿的安全生产目的。

此外采空区瓦斯抽采，为了有效地促进其抽采效果，抽采的过程中可采用双机抽采，并且增加埋管数量，以及控制抽采管进入采空区的高度，同时注重管路的密封性，以此确保抽采过程中的作业效率。

5 结语

煤矿企业在发展的过程中，矿井采掘中出现瓦斯含量较高的现象较为常见。此类现状下，为了保障采掘人员的生命安全，促进矿井的稳定性，矿企针对矿井内部高瓦斯现象进行抽采作业，当前主要的抽采技术有高位钻井抽采、分段式模块式抽采、煤层密集孔洞抽采、采空区抽采，根据矿井的实际瓦斯含量以及瓦斯浓度，综合利用各类抽采技术，能够有效地保障采掘安全性，并且达到稳定矿企收益的目的。

参考文献

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