高瓦斯厚煤层瓦斯抽采技术

葛毓柱

摘要：每年我国因为煤炭开采，都有很多人死亡，尤其是厚煤层开采。因为厚煤层内的瓦斯含量相较而言更多，更不容易释放出去。一旦涌出，就会造成致命的伤害，严重的还会造成塌方。目前我们现有的开采技术虽然还不错，但是对于厚煤层来说，还是需要再有所提升，对于瓦斯的抽采也需要更多思考。因此如何能够更加安全开采、确保职工生命安全、增加矿井收入、合理的利用瓦斯是我们当务之急，也是更需要研究分析的要点。

关键词：高瓦斯；厚煤层；瓦斯抽采技术

一、厚煤现状

（一）国内情况

从所周知，中国是一个地大物博的国家，煤炭也是一样。在我国，厚煤层储量其实是非常丰富的，大概可以占探明整体储量的47.7%左右，有多么丰富可想而知了。而我们每年开采的厚煤层量大概可以占到全国总煤炭产量的45%左右。我们拥有如此丰富的资源，必然合理的利用，有效高效的开采更显重要。那么怎样才能更高效的开采？可持续开采？并且，在这个基础上，能够更安全！这些是我们的重中之重。

（二）矿井情况

近年来，我国因为煤炭开采在向西移近，很多地方的特厚煤层经过一段时间的开采之后都已经进入了深部。我们都知道，越深瓦斯含量越多，也更容易发生事故。厚煤层开采一直都很具有危险性，也有不少事故。例如淮北的芦岭矿 II104，当初就因为开采时瓦斯涌出，最后发生了瓦斯煤尘爆炸，当时死亡了86人，损失慘重。我们的厚煤层很多，资源很丰富，但是我们更需要安全，需要在保证安全的情况下去开采。如何能更安全的开采？尤其是特厚煤层。特厚煤层的开采及瓦斯有效治理，现在已经成为了制约厚煤层开采发展的难题。

二、瓦斯情况

（1）瓦斯外涌原因。正常情况下，进入矿井内都会有少量瓦斯涌出，只要不过量都没有问题。但是一旦涌出，就会造成致命的危险。一般在矿井内，造成瓦斯涌出的原因主要是邻近层串出，或者是所在煤层自身问题涌出，及开采空了的那个矿区涌出来的。根据这些瓦斯不同的涌出特点，我们也做了研究，针对抽采措施，还有效果预测，我们研究出了一个比较切实可行的方案，就是用“底板穿层孔+定向长钻孔”做井下立体抽采，然后再与工作面的顺层钻孔相结合，这样强强联合，效果必然更好。

（2）瓦斯涌出预测。能够影响矿井内瓦斯涌出的因素很多，如果能够有效的进行预测，会更具安全性、可控性。根据多年经验，我们知道，正常情况下造成瓦斯涌出的原因一般都是这几类：开采规模、开采方法、开采程序、煤层瓦斯含量、地面大气压力的变化等。找到了原因，就更容易对证要药。依据这些元素进行分析，对于真正能够影响到各分层工作的原因进行针对性的解决即可，这也是我们未来更需要思考的地方，以安全、全面、高效为思考方向。

（3）瓦斯涌出因素。①回采面采前的残余瓦斯含量：我们都知道，如果回采前含量大，那么到后期真正开采的时候，会涌出更多，含量更大。②若开采的时候，顶底板很多地方都已经松动或者破坏，或者很多散落的煤没有被及时拉出，都非常容易造成瓦斯大量涌出。③不可让煤体表面暴露在巷道的时间太过长。如果太长，解吸瓦斯的能力就会越大，如果煤体暴露很多，那么瓦斯也就很多，非常危险。④开采的时候建议多分层开采，因为就好像分吃东西，虽然是一样的，但是分开了之后，体积就会小很多，不但容易吃，更容易功破。对于采煤来说，分层不但可以更容易开采，而且因为厚度的减小，相对的在同一开采期间的瓦斯量也会变小，就算涌出，也涌出不了太多，会更加安全。

三、目前开采技术

（一）常规情况

在全国范围内，很多矿井一般采用的是综合立体式瓦斯抽采。根据煤层情况的不同，也有稍微的不同，有“三位一体”和“四位一体”。其中“三位一体”说的是矿井上下结合，专门针对本煤层的三种开采技术方式。这三种技术包括很多，有工作面瓦斯抽采、区域模块预抽开拓和地面预抽开采等。而“四位一体”即是针对采空区的四种抽采技术措施。其中包括高位钻孔采空瓦斯抽采技术、联络横川插管瓦斯抽采技术等。

（二）具体技术分析

①大孔径高位钻孔抽采瓦斯：这个技术是主要针对于采空区的技术，利用定向钻机施工113MM 大孔径高位钻孔，然后将钻孔平均分布在巷道顶板5～6倍采高的裂隙带，抽要就是抽采“过渡带”的高浓瓦斯。就目前而言，可以抽采深度量为30%。②高抽钻场瓦斯抽采：这个也是主要抽采采空区的瓦斯的，当开启高抽钻场钻孔时，可以平均抽采浓度量为36.28%。它的抽场一般就斜巷的顶部，呈扇形布置，基本可以达到12—15米。③地面钻井预抽瓦斯：这种技术可以利用瓦斯抽放泵进行延伸，然后利用抽采管路连接地面，达到抽采目的。此技术比较成熟，目前应用也比较广泛，岳城一家矿井已经在使用。④区域模块预抽瓦斯：一般情况下，在进矿开采前，我们为了安全起见，会先进行预抽瓦斯。而经过不段实验、摸索，我们发现，这种预抽不但可以让开采更为安全，更有利于巷道的延伸，现在应用也比较的广泛，技术也相对纯熟。⑤下分层采面预计立管抽采技术：一般我们矿区工作前，会在工作面回风巷的煤壁上布置抽采管路，并且加上立管，然后进地抽放采空，增加安全性。

四、未来走向

就目前而言，厚煤层开采技术已经成对成熟了很多，但对于高厚煤层的开采技术还不够纯熟，我们还需要在此更用心，更专注。厚煤层的瓦斯含量已经非常的多了，高厚煤层瓦斯含量更可想而知。为了我们自身的安全、为了让如此丰富的煤矿资源得以有用武之地、为了我们可以开采更多可以使用的煤炭，我们必须更加用心。瓦斯涌出的原因我们已经知道，已经有了解决的方向，只是时间的问题，早一分钟，少伤一人。

五、结论

对于国内如此丰富的煤矿资源，我们现在的技术一般都是通过上下分层进行开采的，通过上下分层，让厚煤层可以出现很多裂缝，增大透气性，让其可以充分流动，其中通道越多，瓦斯排放就会越好，含量自然也会越少。而且瓦斯排量的降低，还可以让煤自身更加坚固，更不易塌方，安全系数也更高。而我们通过上下分层开采，让煤岩在原来的基础上得以变形和移动，从而更可以也降低瓦斯含量，变形和移多的越大，越多，就可以更充分的分散煤层内的瓦斯，解放的越多，也就越安全。

（作者单位：淮北矿业股份公司朱仙庄煤矿）

参考文献

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[2]周廷扬.李启发.高瓦斯厚煤层分层开采瓦斯防治技术研究[J]煤炭工程，2017（08）：53-57+61.

[3]魏达翔.高瓦斯煤层瓦斯抽采技术探讨[J]矿业装备，2015（10）：72-74.