煤矿瓦斯防治中抽采新技术的有效运用

王飞 侯超

摘  要：在煤矿企业生产中，瓦斯防治一直是人们关注的重点内容。瓦斯带来的危害是非常严重的，具有极强的破坏力，对煤矿企业的工人和机械设备都有严重的安全危害。煤矿开采技术的快速发展，使煤矿企业的煤炭开采深度和面积越来越大，导致面临瓦斯灾害的风险也逐渐提升。为了确保煤矿企业的安全生产，保证井下工人的安全，应当加强煤矿瓦斯抽采技术的优化与创新，提升煤矿瓦斯抽采的效率和质量，保证煤矿井下的瓦斯浓度在安全范围内。文章简要分析了煤矿瓦斯的危害，并分析了煤矿瓦斯防治中存在的问题，探究了煤矿瓦斯防治中抽采新技术的有效运用措施。

关键词：煤矿;瓦斯防治;抽采新技术;有效运用

中图分类号：TD712文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）02-0152-02

Abstract： In the production of coal mining enterprises， gas prevention and control has always been the key content that people pay close attention to. The harm caused by gas is very serious， has a very strong destructive power， and does serious safety harm to the workers and machinery and equipment of coal mining enterprises. With the rapid development of coal mining technology， the coal mining depth and area of coal mining enterprises are getting larger and larger， resulting in a gradual increase in the risk of gas disasters. In order to ensure the safe production of coal mine enterprises and the safety of underground workers， we should strengthen the optimization and innovation of coal mine gas drainage technology， improve the efficiency and quality of coal mine gas extraction， and ensure that the underground gas concentration is within the safe range. This paper briefly analyzes the harm of coal mine gas， analyzes the problems existing in coal mine gas prevention and control， and probes into the effective application measures of new drainage technology in coal mine gas prevention and control.

Keywords： coal mine; gas prevention and control; new extraction technology; effective application

引言

煤礦企业做好瓦斯防治工作，创新瓦斯抽采技术，对于保障煤矿企业安全生产、提升煤矿企业经济效益、保护大气生态环境等方面有着极其重要的作用。瓦斯安全问题一直是影响煤炭企业安全生产的重要因素之一。研发瓦斯抽采新技术，对于降低井下瓦斯浓度，减少瓦斯爆炸引发的安全生产事故有着积极作用。瓦斯是一种可利用的清洁能源，对瓦斯抽采技术的研究，不仅保障了煤矿企业的生产安全，同时也提升了瓦斯的利用率，节约了大量自然能源。

1 煤矿瓦斯的危害

煤矿瓦斯的主要成分是甲烷，甲烷（CH4）难溶于水，是一种无色无味、易燃易爆气体，极容易对煤矿生产带来安全隐患。

1.1 瓦斯容易引起人员窒息

煤矿瓦斯是通过长时间发酵形成的，大量存在与地下煤矿的封闭环境中。如果在煤矿作业中将瓦斯的隔离岩石层破坏，将会导致大量的瓦斯灌入煤矿坑道中，此时煤矿地下的通风设备无法正常工作，会导致煤矿坑道中布满瓦斯气体，煤矿工人由于缺氧而出现窒息。如果工人无法呼吸到氧气，则会在极短的时间内出现脑死亡或者直接缺氧死亡。

1.2 瓦斯容易引起爆炸

瓦斯是以气体的形式存在，如果瓦斯在空气中的浓度在5%至16%之间就会引发瓦斯爆炸。当瓦斯浓度低于或高于这一浓度的话，瓦斯在遇到明火时不会发生爆炸，但是会出现剧烈的燃烧现象。煤矿出现瓦斯爆炸还可能与井下温度、井下压力以及井下的煤尘浓度等条件有关。一旦出现瓦斯爆炸，还会引起其他连锁反应的爆炸。瓦斯爆炸的威力非常惊人，会在一定程度对矿井通道造成破坏，容易堵住矿井人员通道，甚至是通风通道，使作业设备被损毁，造成比较严重的经济损失和人员伤亡。

1.3 瓦斯容易引起火灾

煤矿企业如果对瓦斯管理不严格，会使瓦斯气体排放不及时，甚至由于违规作业，导致在煤矿开采途中遇到比较严重的瓦斯泄露。瓦斯浓度在7%至8%左右时，此时如果瓦斯遇到明火，最容易被引燃。当浓度升高时，会引发连锁的燃烧加爆炸反应，导致在煤矿井下出现严重的火灾事故。如果地下矿井内瓦斯分布范围比较广，会引发面积更大的火灾事故。火灾会给井下的煤矿工人带来比较严重的安全危险。

1.4 瓦斯容易引起温室效应

有研究表明，瓦斯对大气环境的负面影响要远高于二氧化碳，过多的瓦斯排放会加剧温室效应。现阶段煤炭产业的快速发展，煤炭企业没有对瓦斯经过处理就直接排放到大气中，使大量的煤矿瓦斯流入到空气中，使大气环境被破坏，从而出现比较严重的大气污染问题。

2 煤矿瓦斯防治中存在的问题

2.1 对煤矿井下煤层瓦斯数据分析不完整

在煤矿企业生产前，必须要专门对开采区域内的瓦斯气体数量进行计算，掌握地质层中的瓦斯基本情况，从而确保煤矿井下的安全生产。但现阶段，煤炭企业对于开采区域地下瓦斯数据掌握不是十分完整，技术手段不够先进，容易导致对煤矿井下瓦斯气体数量计算不足，给日后的井下生产带来安全隐患;煤炭企业在对井下煤层瓦斯数据进行分析时，经常会参考以前的收集数据，这样使数据收集受到干扰，容易导致数据出现不准确等问题;在数据记录时，由于工作人员麻痹大意，导致数据收集不完整或记录有误，也会导致井下煤层瓦斯数据分析不完整，无法保证煤矿井下的安全生产。

2.2 煤矿瓦斯防治技术不高

煤矿企业规模较小，不如大规模煤炭生产企业资金雄厚，煤矿企业的机械化生产能力较低，井下瓦斯防治技术不高。对于新型煤矿井下瓦斯防治技术不够了解，没有引进新型、高效的井下瓦斯抽采技术，相关的瓦斯抽采设备、通风设备性能也不强，导致瓦斯预防工作效果不佳。另外，煤矿井下瓦斯浓度检测设备和泄露流量设备以及压力检测设备也不够先进，导致对瓦斯泄露数据分析不准确，无法及时对危险泄露情况进行报警，使煤矿井下生产面临比较严重的安全隐患。

2.3 煤矿企业井下生产工人安全意识不高

煤矿的井下生产工人安全意识对于煤矿瓦斯的防治质量有重要影响。煤矿企业缺少对煤炭工人的安全生产教育，日常培训教育课程效果不明显，会使生产工人对瓦斯的危险性认知程度不足，对出现瓦斯泄露等情况时，应急处置措施不够严谨，导致煤矿井下生产面临比较严重的安全风险。煤矿工人在下井前，忽视对煤礦瓦斯的抽采，使井下瓦斯浓度过高，人员下井后会出现比较严重的缺氧情况，甚至造成窒息。

3 煤矿瓦斯防治中抽采新技术的有效运用措施

3.1 煤矿多区共同抽采技术

多区共同抽采技术应用比较广泛，尤其对于一些规模较大的煤炭生产企业应用较为明显。运用煤矿井下多区共同抽采技术，需要在地面和地下共同进行抽采，这样能为瓦斯的抽采，带来比较明显的效果。实现了在生产煤炭过程中，完成了对瓦斯气体的抽采。煤矿多区共同抽采技术明显提升了瓦斯的抽采效率和抽采质量，符合煤矿生产企业“先抽后采”的基本要求，使煤矿井下瓦斯的后采和煤炭生产紧密结合，使抽采工作能够稳定进行。煤矿瓦斯多区共同抽采一般包括规划抽采区、准备抽采区和生产抽采区，这一抽采技术实现了地面抽采和井下抽采有效联动，良好的解决了瓦斯抽采时间和开采续接等问题。

3.2 钻割一体化增透卸压抽采技术

煤矿瓦斯的抽采难度比较高，传统的抽采技术效率比较低，抽采量比较小，抽采设备建设比较复杂，已经无法适应现阶段的瓦斯抽采要求。钻割一体化增透卸压抽采技术的有效运用，极大提升了瓦斯的抽采效率，扩大了抽采面积，从而提升了瓦斯的抽采效果。在实际的抽采过程中，钻机钻入井下，同时使用风力清除或者水排的方式，将钻杆清理干净。当完成钻孔施工时需要将钻头退出。然后需要制备切割所用的高压磨料，制备好高压磨料后开启高压水泵，在清水与高压磨料的作用下完成对地质的切割。这一切割方法需要先进行直向切割，再完成侧向切割，同时要控制好高压水泵上的切割材料阀门，随时控制切割方向和切割进度，最终完成钻割一体化增透卸压抽采技术。

3.3 水力导喷增流提透技术

这一瓦斯抽采技术主要的设备有固定套管、连接法兰、导喷三通、煤、水、瓦斯分离器、瓦斯抽采连接管等基础设备。这一技术需要先用合金钻头钻出长度约2m，孔洞直径大约15cm的钻孔，同时将固定套管用水泥固定在岩石层，然后用连接法兰将导喷三通与固定套管相连接，然后将钻杆深入钻孔，之后将钻杆外部进行密封。完成上述工序后，要将钻头钻入地质层，然后将导喷三通与煤、水、瓦斯分离器进行连接，确认安装完毕后，开启钻机，只需要钻机保持工作，钻头不需要前进。这样能将煤、水、瓦斯三者进行良好的分离，将瓦斯通过抽采套管排出井外，这样能有效避免瓦斯出现泄漏，降低了井下通道内瓦斯浓度，有效避免了出现瓦斯爆炸等情况。

3.4 沿空留巷煤与瓦斯共采技术

当采矿T型作业面不断向前推进时，需要及时对两边的作业面进行隔离，将井下未采矿区域与已经采完区域相隔离。然后在采空区域埋设一条瓦斯抽采管，将瓦斯由通道向外排放，这样能在采煤的同时，实现瓦斯的抽采，明显改善了T型作业区域周围附近瓦斯气体的含量，同时降低了煤矿采集区域的瓦斯浓度，也降低了煤矿石层中瓦斯气体的压力，也提升了瓦斯的抽采效率，保证了煤矿井下的安全生产，避免由于瓦斯压力过大或浓度过大导致出现煤矿井下安全生产事故。

4 结束语

煤矿企业的瓦斯防治技术对于煤矿企业安全生产有着非常重要的作用，对于保护井下生产工人、生产设备有着重要影响。煤矿企业应当不断改进现有技术，积极探究新的瓦斯抽采技术，根据现阶段煤炭企业的实际情况和煤矿瓦斯防治条件，创新瓦斯抽采新技术。煤矿企业应当将瓦斯防治作为企业生产管理的重点工作内容，选择最佳的防治技术和抽采技术，提高瓦斯的防治效果和抽采效率，保证煤矿企业井下工作的安全和煤矿井下通道以及采矿设备的安全。从而提高瓦斯的安全利用率，保证煤矿企业的安全生产，从而提升煤矿企业的经济效益和市场价值，促进煤矿企业的良好发展。

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