矿井瓦斯抽采方法及安全措施分析

【摘  要】随着经济的飞速发展，我国的煤矿行业也迎来了发展的高峰期。煤矿开采过程中瓦斯是一个极为危险的因素，生产过程中需要合理的控制瓦斯的浓度，为了能够避免瓦斯浓度过高引发的事故，最为有效的措施就是进行瓦斯抽采。本文对矿井瓦斯的抽采方法和安全措施进行详细的分析。

【关键词】抽采瓦斯;抽采方法;安全措施

我国的煤矿资源十分丰富，不过赋存煤炭资源的条件较为复杂，在进行开采的过程中，如果矿井内的瓦斯浓度超出正常范围，就可能引起瓦斯突出事故。瓦斯突出的破坏性十分巨大，能够喷出碎煤和瓦斯流进入开采工作面空间，不光会使操作区域内出现大量的瓦斯和煤粉，还会对巷道和通风系统产生严重的影响，很容易造成人员被掩埋或是瓦斯爆炸等严重的安全事故。因此煤矿企业需要对矿井采用合理的瓦斯抽采方法，确保井下作业面的瓦斯浓度符合工作标准。矿井下作业空间极为复杂，而且地层中含有大量的瓦斯，且瓦斯具有很强流动性和扩散性，因此抽采工作具有较大的难度，需要设计全面的方案，才能保障井下作业的安全。

一、矿井瓦斯抽采方法介绍

在井下作业生产中，抽采瓦斯的方法种类很多，根据抽采系统不同的布置方式，分为地面抽采和井下抽采。地面抽采指的是从地面上采取钻井的方式，抽采井下煤层或是作业区域的瓦斯。另外一种方式，是指在矿井内布置采集瓦斯的管道，采取顺层的方式完成该煤层的瓦斯，还可以利用穿层钻孔的方式对相邻层的瓦斯进行抽采。

（一）顺层抽采法

如果煤层起伏较小且煤层分布较为平缓的时候，可以利用顺层钻孔抽采瓦斯的方法，使用这种方法的时候，煤层夹矸含量不能太高。顺层钻孔抽采瓦斯时对钻孔的间距有严格的要求。钻孔间距、钻孔抽采半径以及抽采时间之间关联性较强，一般情况下间距应为2到5米之间。开采时工作面的长度直接决定了钻孔的长度。钻孔的时候不光可以沿着煤层的走向，还能和煤巷呈一定的角度。抽采瓦斯的时候长会存在一些没有完全控制的区域，因此需要采取必要的措施进行补充采集，保证完全的抽采井下的瓦斯。

（二）跨层抽采法

如果遇到具有极大危险性的极厚的煤层，就需要利用跨层钻孔抽采的方法。我国有一部分煤层并没有开采的保护层，并且这些煤层常会伴有较为严重的煤层突出。因此，对于这类煤层的瓦斯进行抽采的时候最为适合的方法就是跨层钻孔法。根据矿井的巷道情况可以采用两种跨层钻孔抽采瓦斯的方法，一种是在底板岩巷采取大面积跨层钻孔抽采瓦斯;另一种是底板岩巷较为密集的区域采取跨层钻孔方式抽采瓦斯。利用跨层钻孔抽采瓦斯的方式安全性较高，并且施工较为灵活，对于不同地质构造的矿井都较为适合，并且施工工程中钻孔的工程量不大，同时不会严重影响钻孔周围的地质。利用跨层钻孔抽采瓦斯的方法能夠快速有效的消除煤层突出带来的危害，这也是现阶段针对没有保护层的突出煤层抽采瓦斯最为常用的方法。

（三）高位走向钻孔抽采瓦斯方法

在开采煤炭的过程中，由于地址应力的影响，巷道的上方常会形成裂缝，高位走向钻孔抽采瓦斯的方法正是要充分的利用这些裂缝进行瓦斯抽采。本技术能抽采巷道及其周围存在的瓦斯。实际的操作时，需要沿着巷道的走向，每隔100米就要设置一个高位钻孔区，并且需要钻取深度不同的孔道。一般情况下会在垂直方向上的每隔十米钻取一个孔道，每个垂直高度放置五个钻孔，每个钻孔孔径应为13毫米左右，这样布置钻孔，能够保证全方位的开采瓦斯。

二、矿井瓦斯抽采的安全措施

抽采瓦斯的过程中，一方面要重视瓦斯抽采的效率，另一方面还要注意抽采瓦斯的安全性。实际操作中，如果输送瓦斯的管道温度过高，超过了煤炭的自然临界点，或是煤层中存在过高的瓦斯压力，容易引起煤炭自燃、瓦斯管道或是瓦斯爆炸等情况。因此，需要采取有效的措施杜绝安全事故的发生。

（一）增强钻孔封孔质量

影响抽采瓦斯安全性中，影响较大的就是卸压区渗透率。开采时间较长的时候，卸压区的安全性就会降低，卸压区的渗透性会随着抽采时间的变化具有不同的安全性。在抽采瓦斯的时候，需要严格的要求钻孔封孔的质量，并利用固封堵技术、巷道喷涂密封等技术对岩体的裂缝进行封堵，并且要确保封堵的有效性。

（二）确保抽采负压的合理性

在抽采瓦斯的过程中，对于抽采作业的安全性来说，抽采的负压是主要的影响因素。抽采负压不同的时候，抽采时间越长，抽采作业的稳定性能就会不断下降。这种情况的主要成因是：当存在较大的抽采负压的时候，钻孔的漏风程度较为严重，这会给煤炭的自燃提供更为有利的条件。如果再抽采瓦斯的时候提高负压可以在一定程度上提高抽采的效率，但是会对抽采的安全性产生一定的影响。因此在抽采瓦斯的时候，需要合理的选择和设计瓦斯抽采时候的负压，尽可能同时保障抽采的效率和抽采安全性。

（三）建立和完善瓦斯抽采的监测系统

抽采瓦斯时，影响瓦斯抽采安全性的主要因素包括：不同区域的温度、压力、危险性其他的含量等。因此为了最大限度的保障抽采瓦斯作业时的安全，就需要建立切实有效的监测系统，能够对不同区域的温度，一氧化碳和甲烷等气体的浓度进行实时的监控，同时还可以及时的排除开采区域和瓦斯运送系统存在的安全隐患。并且，随着科学技术的不断发展，煤炭企业更为重视提升煤炭开采技术，对矿区实行全面有效的安全措施，利用系统性和智能型的瓦斯抽采监测系统，保障煤炭开采过程的安全性。

结束语

煤炭企业的井下作业危险性极高，生产过程中存在较多的安全问题，如果不加以重视就会引发安全事故，造成严重的损失。煤矿企业如果想实现可持续发展，就要注意开采过程中的安全问题，尤其是较为重要的矿井瓦斯抽采工作和相应的安全措施。在实际工作中，一定要根据煤矿的实际情况选择安全有效的抽采方法，确保彻底、全面的抽采瓦斯。于此同时，还要提高钻孔封孔的质量和水平、确保抽采负压的合理性、建立和完善瓦斯抽采的监测系统，进一步提升瓦斯抽采的安全性。

参考文献：

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[3]曹文涛.煤矿采空区瓦斯抽采方法的分析和探讨[J].内蒙古煤炭经济，2019（11）：73-74.

作者简介：

范碧鹤，37岁，2006.7毕业于河南机电高等专科学校，机械设计与制造专业，2006.8参加工作至今，洛阳义安矿业有限公司，2011.3-2013.7河南理工大学安全工程，本科。

（作者单位：洛阳义安矿业有限公司）