我国煤矿瓦斯治理的技术对策

摘  要：煤矿瓦斯是一种易燃气体，对煤矿工人的生命造成了威胁。根据我国煤田地质特征和煤矿瓦斯的分布特点，分析了煤矿瓦斯产生的条件是很有必要的。通过对我国煤矿瓦斯开发现状的研究，总结了我国煤矿瓦斯治理的技术现状和特点，分析了煤矿瓦斯治理的主要技术问题。强调了我国煤矿瓦斯以抽放方式为主要模式。提出煤矿瓦斯治理应与矿井瓦斯治理相协调。技术对策应是煤与煤层气开采相结合，采煤前进行抽气。

关键词：煤矿瓦斯;抽放方式;技术对策

一、煤矿瓦斯的抽放技术

我国的煤层瓦斯主要采取抽抽放的方式来排出，山西作为我国的煤炭大省，在这方面的技术处于全国前列，大同、阳泉、晋城、等地区的煤层气抽放在早期已经取得了重要成果。阳泉的阳煤集团自2004年开发煤层气以来，体积达到了0.03 km3 以上;大同的同煤集团以顺煤层钻孔预抽为主要手段，2005年抽出瓦斯总量超过0.17 km3;晋城的无烟煤集团的主要措施是煤层气预抽，降低了成本，2006年共抽煤矿瓦斯0.33 km3，这些煤气瓦斯的用途主要为居民煤气利用，既保障了安全，又节约了开支。经过数年的探索，针对不同地区的地质条件不一样，主要采取2种方式来抽放煤矿瓦斯，一是地面钻井开采，二是井下瓦斯抽放设备抽出。这两种方法被广泛的应用于我国的煤矿瓦斯开采，它们的应用环境有所不同，我们要根据不同的地址环境选择不同的方法来抽取。

1.1 煤层气地面钻井开采技术

借鉴外国的一些经验，我国在上世纪末开始开展煤层气地面勘探、开发的探索试验阶段。地面钻井开采的煤层气和抽放瓦斯都是可以利用的，但是要经过一些提纯处理，处理后可用于供暖和居民燃料使用，而且通过地面开采和抽放后，煤矿内瓦斯的密度降低，可以大大减少矿井内瓦斯的密度，降低瓦斯含量，既可以降低了煤矿对通风的要求，提高生产效率，还改善了矿工的安全生产条件。地面钻井开采方式适应于煤层瓦斯渗透率较高情况下，瓦斯渗透率高有利于瓦斯从地下通过排气孔排出，对于透气性较差的构造煤发育的煤层，排采具有一定的困难，一般采用井下抽放技术。由于过去除了供暖外没有找到合理的利用手段，未能充分利用，所以，抽放瓦斯绝大部分仍然排入大气，不仅花去了费用，还浪费了资源，污染了环境。近年来我国又开辟了瓦斯利用的新途径，可以大大减少环境污染。显然，地面钻孔抽出瓦斯的技术是成功的，只要合理设计孔间距和平面位置，能够取得好的抽出效果。尤其对近距离煤层群开采条件，煤层气资源量能够满足地面钻孔抽出采空区瓦斯的要求。

1.2井下瓦斯抽放技术

煤矿井下煤层瓦斯抽采，是利用煤层已经建立的巷道，或从煤矿井下巷道中向煤层内钻孔，将正在采掘或准备采掘的煤层内的瓦斯预先抽出并进行资源化利用，使巷道和采掘工作面的煤层瓦斯浓度降低到安全标准以下，从而达到安全生产和煤矿瓦斯利用的目的。在地下抽放瓦斯要注意抽气孔的密闭性，防止瓦斯发生泄露，造成安全事故。通过测量抽采井在正常抽采条件下的气体浓度进行了分析。根据打孔深度和大小的不同，得到了抽采孔内气体的分布特征，从而选择最好的抽取方式进行抽采。同时，“两塞一注”压力抽取方式的效果较好，让瓦斯气体在压力的作用下抽取出来，可以保证工作效率，建议加强应用。

针对渗流钻孔中瓦斯浓度低的问题，基于开采钻孔及巷道围岩应力场分布，在有条件的情况下利用采动卸压进行瓦斯抽放能够有效地解决这个问题。钻孔密封检测设备和测定方法用于检测气体浓度在不同深度钻孔在正常開采状态，并分析变化规律瓦斯抽放浓度沿井深的分布来实现快速、准确的判断泄漏的位置和密封测试注入漏洞。测试证明，该方法和装置可以有效地检测泄漏位置和提取钻孔的密封效果，并且可以提供一个简单和快速检测方法和科学的改进密封过程，调整密封深度和精细管理的煤矿。

二、加强煤矿瓦斯抽放的主要技术对策

2.1 选择瓦斯抽放方法

在我国硬煤开采的增加生产过程中，通风技术作为生产要素的一部分也越来越重要。由于产量仍在增加，空气的冷却一方面对可实现的产量至关重要。另一方面，不断增加的气体排放也必须得到控制。这是通过高容量风扇和地下工作区的截面来实现的，这些截面尽可能大，尤其是在巷道中。此外，还增加了冷却功率。空气容量不能无限制地扩大，然而，并迅速达到他们的极限，由于国家法律规定的最大允许空气速度。除此之外，一般必须保持瓦斯浓度最高为1%，只有在征得采矿部门同意的情况下，才能在工作面的特定部分超过该浓度，上限为1.5%。由于我国硬煤矿床煤层层序致密，在开采过程中释放的沼气不仅来自工作煤层，而且主要来自长壁通道后的顶板和底板的煤层。在有效的瓦斯抽放技术基础上进行瓦斯抽放，首先是为了满足安全规程的要求，其次是为了实现最大生产。无论是以什么样的目的进行瓦斯抽放，为了保护环境或者是利用资源，应坚持坚持瓦斯抽放以后进行处理，以及煤层气开发利用的原则。

2.2 加强对煤矿瓦斯开发利用

除了天然气，还有另一种重要的天然气来源。所谓的煤矿瓦斯是地球石炭纪沼泽森林沉积物碳化的地球化学过程的副产品。瓦斯会从煤炭中蒸发出来，引起安全事故，所以把它必须从高浓度的矿井中清除出来，这是主要的安全隐患之一。废弃的煤矿中也会蒸发瓦斯，通过一定的方法积极推进煤层气与煤炭资源的协调开发，把抽放的瓦斯转化为燃料。可以保障安全的工作环境和资源充分利用。

2.3 建立健全瓦斯抽放与煤层气开发技术支撑体系

煤层瓦斯抽放是防治煤矿瓦斯灾害的主要技术措施之一。广泛应用于高浓度瓦斯矿山，具有安全、环保、节能等多重意义。据统计，煤层瓦斯抽放浓度普遍较低。约65%的工作面面积小于30%，难以有效利用。随着煤矿开采深度的不断增加，这个问题更加严重。现有的现场经验和理论计算方法仍难以适应不同条件下的煤层巷道。完善我国不同地质条件下的瓦斯抽放方法及工艺技术体系。研究简单、方便、实用、监督管理有效的方法。针对此，从抽采钻孔中分析抽采钻孔的泄漏机理及煤矿瓦斯抽放钻孔围岩应力场分布，提出了钻孔密封段的密封试验，找到合适的密封钻孔方法，该判断方法为煤矿现场调整密封参数，改进密封工艺材料，提高抽采效果提供了科学依据。

参考文献

[1]  徐永忠.煤矿瓦斯防治技术研究[J].当代化工研究，2020（09）：155-156.

[2]  徐永忠.煤矿开采过程中瓦斯综合治理工作[J].江西化工，2020（02）：270-271.

[3]  周勇.矿井通风以及瓦斯治理探讨[J].江西化工，2020（02）：331-332.

作者简介：王建（1986-），男，河南偃师人，硕士，工程师，2013年毕业于西安科技大学，主要从事煤矿瓦斯防治方面的研究工作。