矿井瓦斯抽采技术发展现状分析

白雪峰

摘 要：时代的发展促进社会的进步，当前我国的矿井瓦斯抽采技术进入到发展瓶颈期，只有不断优化矿井瓦斯检测技术，才能有效保障了旷工的作业安全度，因此本文针对矿井瓦斯抽采技术发展现状分析，发现其中存在的问题，并提出有效的解决措施，做好瓦斯抽采的前期准备工作、提高开采过程中的安全性。

关键词：矿井;瓦斯;抽采技术

0 引言

大部分人对矿井瓦斯的理解为井下的有害气体，一般多来自于煤层和围岩内，近几年人们对煤矿的开采程度逐渐加大，由于深度增加导致地应力也随之增加，开采的地质环境也逐渐复杂化，容易引起瓦斯灾害，影响到相关的工作人员安全性，阻碍了矿井生产企业的发展。同时，瓦斯作为可燃气体，在人们生活中不可或缺，瓦斯的主要成分是CH4，是世界温室效应的影响成分之一，比之CO2更具影响力，因此抽采瓦斯能够在有效利用地下资源的同时改善矿井安全条件，还能够遏制地球温室效应，保护地球的生态环境，因此如何促进矿井瓦斯抽采技术的发展是现阶段广大科研工作者的奋斗目标。而我国的煤矿地质条件较为复杂，矿井工人开发是煤矿开发的重点，由于大部分为低透气性煤层，对我国煤矿行业影响较大，制约行业的安全生产，随着近几年来我国对矿井开发安全的重视，转变了防止瓦斯灾害观念，建立了地面永久瓦斯抽采系统，更加正规化的进行瓦斯抽采生产工作，体现了煤层瓦斯开发利用的系统性。

1 矿井瓦斯抽采技术现状

我国大部分煤层都具有微孔隙、低渗透和高吸附的特点，含煤地层在成煤后会经历较为激烈的地层构造运动，对煤层内生裂隙系统造成了影响，导致增加了塑变性。经过實践分析后发现，可以根据实际地质情况采用不同的瓦斯抽采方法。

1.1 瓦斯抽采方法

在煤矿开采过程中，可以据不同的瓦斯位置，采取不同的抽采技术：①本煤层瓦斯抽采技术。根据不同煤层的具体情况，对于较薄的煤层，利用较为简单的钻孔技术，例如穿层钻孔和平行钻孔技术，对于相对复杂的煤层可以利用交叉布孔和穿层网格式钻孔，根据不同煤层特征采用不同的方法。此外，在需要隔开煤层是可以采用三种方法：其一是水力割缝;其二是水力压裂;其三是水力钻孔;②临近层瓦斯抽采技术。主要是针对煤层开采的临近地区，随着开采的逐渐深入，周边煤层的瓦斯容易出现泄露问题，就要抽采临近层的瓦斯，临近煤层可以分为上下两部分，一般是用钻孔开采，巷道抽采和混合抽采技术;③采空区瓦斯抽采技术。煤层在开采完成以后会遗留下气体，周边煤层也会涌现瓦斯导致采过区域要进行二次抽采，可以采用巷道抽采和密闭抽采、地下钻孔的方式进行抽采;④围岩瓦斯抽采技术。围岩瓦斯主要是指从地下或是旁边岩石缝中流出来的瓦斯，对着这种开采过程中流出来的瓦斯，可以利用钻孔抽采的方式，或是密闭抽采。

1.2 煤矿采空区支护方案设定

设定支护方案主要是确保煤矿能够设立支撑点，避免出现后期的安全问题，防止二次维护，从以下四个方面出发做好支护工作：①确定支护参数。要从大方向上进行长远考虑，针对后期的修护材料要求，制定统一的支护参数，加强对参数的作用重视程度，将安全性和材料适用性原则应用到确定支护参数当中，再从施工可行性原则出发，保证方案的经济适用性;②设计巷道断面。需要事先根据采空区的空间大小，收集采空区空间数据展开设计，根据实际情况确定材料类型;③安装支护。先采用临时支护，再安装顶锚杆，在安装过程中要注意屋顶的完整度，在钻孔作业结束后及时清理周围环境，在浇灌支护相关材料，完成安装;④测试支护效果。通过检验测试，才能够有效保障支护的完整性和安全性，能够有效保障安装和开采的顺利进行。

2 矿井瓦斯抽采技术存在的问题

2.1 抽采不到位

在瓦斯抽采过程中，针对不同情况要采取不同的抽采技术，但是在实际过程中，对瓦斯抽采技术的应用不能够有效结合实际，导致出现抽采不到位的问题。相关工作人员只重视当前煤层开采的瓦斯抽取，经常忽略邻近煤层和采空区瓦斯的抽采，不仅容易造成瓦斯浪费的问题，还容易留下安全隐患。

2.2 瓦斯通风系统不佳

为了保障作业人员的人身安全，要在瓦斯抽采之前先测定瓦斯，通风系统是保障瓦斯开采安全性的重要环节之一，因此在设计过程中，要考虑到地面上瓦斯排解问题，而矿道深处也存在有毒气体，利用通风系统也要排解到深处的气体，通过通风系统设计，提出有效措施，测试气体的密度，以此为基础展开设计，对瓦斯排出时间进行精确化制定，能够确保在排出有害气体的同时，抽采好瓦斯。但是就现阶段的通风系统设计发展情况来看，没有结合具体的开采情况设计通风系统，对于瓦斯的开采不够充分，因此要结合实际的情况设计通风系统，根据调查得出抽采瓦斯量、绝对瓦斯涌出量、抽采率和实际抽采率数据，严格遵守开采规则，有效提升开采达标率。

3 矿井瓦斯抽采技术发展建议

瓦斯作为矿井开采过程中最为重要的因素，在矿井内的工作人员要加强重视程度，现如今，随着科学技术的发展，瓦斯抽采技术也随之进步发展，但是仍然无法满足现阶段的企业和社会需求，因此我们不仅要从技术层面出发，还要重视管理层的发展，有效改善当前的瓦斯抽采情况。

3.1 不断完善瓦斯抽采技术

首先，要筛选瓦斯抽采技术，在开展抽采工作之前，要实地勘察现场，了解开采的环境，探测该地的地质特征，深入了解基础数据情况后，提出抽采使用情况和抽采的范围，选取最适用于当前环境的抽采方法;其次，要深入研究煤层开采技术，降低瓦斯泄露的频率，因此要专门针对本煤层的瓦斯情况，设立专业的研究部门，才能够有效降低瓦斯抽采的危险性，提高瓦斯抽采的效率;最后，要建立具体评价体系，深入研究开采煤层的地质条件，再总结发现瓦斯泄露的问题，就要针对问题分析其原因，避免后续不再犯，尽可能的减少失误率，保证抽采的高效。

3.2 不断提升监管系统

一般在瓦斯抽采中都会利用到三种安全监控系统：其一是KJ90NB矿用以太环网监控系统;其二是KJ4N监控系统;其三是KJ101N监控系统。整个矿井抽采还要设计敷设主传输线、光纤、传感器线、井上井下分站、瓦斯传感器、开停和馈电传感器、风速和温度传感器等，都涵盖在矿井监管系统中。由于在实际的矿井瓦斯抽采中经常由于瓦斯超限发生安全事故问题，为了避免事故的发生，可以通过调低瓦斯传感器断电值来实现。首先可以原有基础上，下调回采工作面上隅角、机尾、后溜及掘进工作面煤头瓦斯传感器断电值，在原先断电值基础上下调0.3%;其次是下调回采面的回风、尾巷、混合及掘进面的盲回、混合断电值，在原先断电值基础上下调0.2%。

从监管层面出发，要想提高相关技术，就要从抽采人员出发，提高抽采人员的技术稳定性，集团公司要定期和不定期的开展培训工作，针对瓦斯抽采中的相关要点着重进行讲解，有效增强技术人员的专业技术水平，还可以建立瓦斯抽采监督管理机制，制定和完善技术人员工作机制，通过制度的约束保证工作的顺利开展和技术。同时，集团公司也要普及瓦斯安全知识，相关管理人员到各个部门工作人员中做好思想宣传和知识灌输，保证技术人员的安全意识提高，在作业时能够做好自我防护，掌握安全防护知识，并且还要设立专门的资金管理部门，针对具体的瓦斯抽采情况，了解款项的具体流向，才能有效提高瓦斯利用率。

4 结语

治理瓦斯最根本措施之一就是瓦斯抽采，因此本文就矿井瓦斯抽采技术发展现状展开分析，通过提高瓦斯抽采技术保障瓦斯抽采工作人员的安全性，减少不必要的瓦斯安全事故问题，也能够有效保护和遏制温室效应。现如今，我国矿井瓦斯抽采技术与先进国家相比仍有较大的差距，亟待相关科研人员和煤炭企业的共同努力，进一步发展瓦斯抽采技术。

参考文献：

[1]龙伍见.我国煤矿低浓度瓦斯利用技术研究现状及前景展望[J].矿业安全环保，2010，37（4）：74-77.

[2]刘应书，李永玲，张辉，等.煤矿低浓度瓦斯及其分离富集技术[J].气体分离，2010（1）：53-59.