高瓦斯矿井瓦斯抽采方式探讨

郑玉军

关键词：高瓦斯矿井;抽采方式;煤炭开采

1 高瓦斯矿井概述

众所周知，瓦斯是一种可燃性气体。它难溶于水，且无色无味。瓦斯主要起源于煤炭形成的开始阶段。是古代植物堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。在高温、高压的环境中，在成煤的同时，由于物理和化学作用，继续生成瓦斯。煤层中的瓦斯含量，主要取决于煤的变质程度、煤层赋存条件、围岩性质、地质构造和水文地质等因素。一般情况下，同一煤层的瓦斯含量随深度而递增。具备下列情形之一的矿井为高瓦斯矿井：①矿井瓦斯相对涌出量大于10m3/t;②矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min;③矿井任一掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3/min;④矿井任一采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min。

在煤矿开采中瓦斯浓度越高，矿井开采难度越大。高瓦斯矿井对工作人员的安全构成了极大的威胁。从企业的经济效益来看，高瓦斯矿井的安全作业也直接影响了企业的经济效益。所以国内高瓦斯矿井的开采也备受行业的关注。瓦斯抽采技术也得到了长足的发展[1]。各大煤炭企业及院校也在大力发展先进技术，并且成立相应的科学研究课题来治理矿井瓦斯问题，主要是为了保障矿井工作人员的生命安全。

2 高瓦斯矿井抽采技术模式

为提高高瓦斯矿井开采的安全性，我国很多企业已经采取了积极有效的治理措施，高瓦斯矿井的抽采也有了一定的基础。目前，我国常用的高瓦斯矿井抽采技术包含开采前抽采，开采中的抽采以及开采后的抽采。

2.1 开采前进行抽采

瓦斯抽采过程中，常用的是开采前的抽采。利用采前抽采，能够很有效的降低开采中瓦斯浓度，提高抽采的效率。同时考虑其瓦斯的集中性，采用这种方式还能够保障效果。通常来说采前抽采采用的是地面钻孔、顺层钻孔和穿层钻孔三类结合使用。目前，研究发现，结合这几种钻孔的优势能够更好的进行抽采，保证抽采的效果，并且提高其效率[2]。采前抽采能够极大的提升煤矿工作人员的安全同时还能够降低瓦斯含量，避免瓦斯事故。同时采用采前抽采的方式降低了矿井内压力，从而有效的防止了煤与瓦斯突出等现象。

2.2 开采中进行抽采

开采过程中进行抽采主要用于矿井中瓦斯的涌出量较大，或者在单个采掘工作面上瓦斯浓度逐渐升高的情况下。常用的抽采方式为穿层钻孔、顺层钻孔和采空区埋管等抽采方式。开采过程中进行抽采，这种高瓦斯矿井的治理模式能够提高瓦斯抽采率，同时还能够比较精确的控制瓦斯的含量和浓度。从而进一步保障矿井工作人员的人身安全。

2.3 开采后进行抽采

当矿井巷道内瓦斯的含量及其浓度较低时，其对矿业工作人员的安全影响比较小。在这种情况下，一般采用采后抽采的方式。地面钻孔抽采和穿层钻孔抽采，主要用于采后抽采。通过这两种抽采钻孔方式来保证瓦斯的利用率，避免瓦斯的过度浪费。在实际工作过程中，瓦斯抽采能够保证矿井通风的安全性，同时还能够降低瓦斯的不断积累，提高矿井工作人员的人身安全。此外，提升瓦斯的利用率有效地提高了矿产企业的经济效益[3]。

3 抽采技术在煤矿瓦斯防治中的有效应用

资源整合矿井由于其地质条件更为复杂，不同的矿井需采取不同的瓦斯治理技术措施，不同的工作面也需采取不同的瓦斯治理技術方案。具体内容如下：

3.1 地面预抽

针对高瓦斯煤层向低瓦斯煤层进行转变的根本措施为地面预抽，在瓦斯地面预抽有效实现的情况下，才能为瓦斯安全隐患的发生给予有效避免，为煤矿生产提供安全性保障。任何煤矿开采过程中，通过抽采方式将高浓度瓦斯向低瓦斯含量进行转变是一项必须的工作环节。在煤层开采之前开展的抽采工作为地面预抽，旨在将煤层瓦斯含量给予有效降低，确保矿井建设以及煤矿生产安全隐患得以有效消除。地面预抽技术显著的特征就体现在抽采以及开采时间和空间并不会对其造成影响，针对地面大规模抽采井的布置工作可以在煤矿开采前的8-10年或更长时间进行开展，如此能够为大面积瓦斯抽采工作的良好开展给予保障，相应的规模化生产也会得以有效形成[4]。

3.2 煤矿井上井下联动抽采

在矿井生产安全性给予保障的条件下，针对原有开采区的地面规划区已经逐渐向开拓区进行转变，基于矿井生产相应规划基础上，在井下需要将掘进开拓巷道准备工作做好，这一过程中需要对瓦斯抽取形式进行积极调整，通过对地面抽采井的有效利用，结合煤层裂隙合理布置井下钻孔位置以及确定井下钻孔的参数，确保井上井下联合抽采目的得以达成，促使煤层瓦斯量得以快速降低。

在煤矿瓦斯防治中通过先地面后井下联动抽采的有效实施，进而基于煤矿规划对地面预抽方式进行实施，能够促使这一区域逐渐向开拓准备区进行转变，对于煤矿井下来说，需要将贯通施工方式给予有效实施，在施工过程中主要是采用水平长钻孔将地面已有的抽采经压裂的裂缝与对应影响带进行有效贯通，以此确保直井压裂裂缝与顺层水平钻孔得以更好的形成，进而实现立体抽采网的有效构成。在达到贯通要求后就需要将相应工作立即停止，并逐渐向地面井下区域卸压抽采形式进行转变，以此促进抽采效率的有效提升，同时也能将抽采达标时间给予全面节省。在具体开采过程中为了确保顺层钻孔预抽成效得以有效提升，就需要对进钻孔布置方式进行积极改进，与此同时优化钻孔密度以及孔深等数据[5]。在优化钻孔密度过程中是以有效测定抽采半径方式应用为主，通过对钻孔间距的合理布置，将因钻孔间距太小而出现的抽采重叠所导致的抽采量减少问题给予有效避免。

3.3 井下递进抽采

在递进抽采技术应用过程中，回采工作面的布置需要在多条巷道掘进中进行，关于外测巷道内向下一临近工作面长钻孔的实施应提前进行，确保钻孔长度与相应工作面需求相匹配，促使外测巷道向下一工作面两面巷道条带覆盖过程中、对长度的条件需求得以充分满足，在对这一工作面进行掘进的过程中，需要将下一工作面抽采工作进行开展，为下一工作面抽采时间的延长给予保障，为抽采工作实施创造有利条件，进而极大限度的降低回采工作面瓦斯量。在煤矿瓦斯防治过程中为确保递进模块抽采顺利实施得以有效实现，通过对长钻孔抽采特征的充分探究，能够将抽采效果进行准确预测，在此基础上能够确保模块抽采参数选择的合理性。值得注意的是，对于长钻孔来说，需要确保严封以及长封孔需求得以充分满足，为钻孔长期抽采工作开展给予保障，促进抽采效果的有效提升。

4 结语

目前国内外煤矿企业中，高瓦斯矿井的瓦斯治理始终是一个备受关注的问题。煤矿工作人员的生命安全，以及矿井的稳定性对煤矿企业的发展极其重要。采用先进的抽采技术，能够有效的降低瓦斯含量，保证工作人员的人身安全，从而提高企业的经济效益。采用合理科学的方式进行抽采作业也是煤矿企业在发展过程中需要密切注意的方向。

参考文献：

[1]李永铭.浅谈瓦斯抽采与曲江、尚庄两矿的生存与发展[J].江西煤炭科技，2020（02）：190-192.

[2]李耀晖.矿井复杂地质构造区域瓦斯综合治理技术实践研究[J].煤矿现代化，2020（03）：71-73.

[3]霍晓林.万峰矿综采工作面瓦斯综合抽采技术研究[J].煤矿现代化，2020（03）：69-70+73.

[4]史先志，李鹏.截流抽采顶板煤层越层瓦斯高位钻孔技术研究[J].煤炭技术，2020，39（05）：79-81.

[5]李洋，徐遵玉，刘怀付.综放工作面高位钻孔瓦斯抽采技术研究[J].能源技术与管理，2020，45（02）：28-30.