煤矿采煤工作面瓦斯治理的技术措施研究

郭少蒙

平顶山天安煤业香山矿有限公司 河南平顶山 467000

煤炭开采的地区因为环境的原因，会出现大量的瓦斯，长期的采集经验表明，瓦斯在煤炭采集中的出现是不可避免的，为此，利用各种手段对瓦斯进行处理，杜绝因为其浓度到达一定的程度所造成不利的影响，成为了当前煤炭采集作业的重要问题。

1 瓦斯抽采的目的

煤矿安全生产中瓦斯是最容易出现事故的根本原因，瓦斯最容易出现的是瓦斯突出、瓦斯爆炸、瓦斯燃烧以及瓦斯窒息4种问题。导致煤矿安全生产中瓦斯出现事故的根本原因是煤矿中瓦斯的压力远高于煤矿中最大的承受范围，造成瓦斯在瞬间喷射出，让开采人员以及周围人员受到了生命威胁。所以对瓦斯抽取过程中要时刻关注瓦斯的浓度，防止因瓦斯浓度导致压力过大，当瓦斯浓度过高要及时的对矿井和煤矿中的瓦斯进行排解措施，避免瓦斯事故的发生，确保煤矿安全生产的顺利进行[1]。

2 瓦斯治理现状

2.1 开采难度越来越大

煤炭开采在我国经历了长时间的发展，随着煤炭行业的不断扩展，煤矿开采的不断深入，导致煤矿距地面的距离越来越远，让煤矿开采工作变得越来越艰难，为了让煤矿开采行业得到发展，煤矿开采的技术也随着进行改变。此外，由于煤矿路基的不断深入开展，让煤矿中瓦斯的浓度和压力值直线上升并严重超出了开采技术所管辖的范围，进一步加剧了煤矿开采工作进展的艰辛，不仅要注意煤矿开采过程中瓦斯的浓度和压力以及煤矿开采深度，还要注意工程的安全性能，避免因超出范围的变量因素导致煤矿开采安全。

2.2 瓦斯抽取设备落后、通风系统不科学

近几年我国的煤炭行业得到了显著的发展，人们越来越重视煤炭的开采工作，但是对于不同煤层选用不同开采工具的举动没有太多的重视和理解。瓦斯抽采设备的落后会影响煤炭开采工作的安全问题，特别是伴随煤层的不断深入导致瓦斯浓度和压力指数越来越大，与开采要求和环境不相应的开采设备不仅会影响煤炭开采工作的进展，还对开采人员的生命安全有一定的威胁[2]。

2.3 管理方式不科学

随着煤层的不断深入、瓦斯抽采工作的难度系数不断增加，煤炭开采工作人员数量极具增加，如果人员管理的方式存在问题会造成煤炭开采的安全问题。目前我国煤炭开采企业的发展存在认知缺陷，企业的管理部门和管理企业仍没有得到优良的发展，导致煤矿企业自上而下都存在的人员管理问题。

3 煤矿瓦斯治理抽采技术

3.1 模块化抽采

煤矿瓦斯抽采技术较为常用的是模块化抽采。常见的矿井多具有适宜长探钻孔、地质模块简单、煤矿硬度高以及容易发生变质等特点，诸如此类矿井均适宜当作瓦斯抽采的模块，定好模块后用千米钻进行羽状千米钻孔可以更加利于瓦斯抽采的工作。在进行模块化瓦斯抽采的方式主要需要注意分支孔的成孔方式、成孔方式的原理以及使用模块化抽采的技术要求。①分支孔的成空方式。现阶段模块化抽采可以运用侧钻开分支孔的只有后退式开分支孔和前进式开分支孔两种。螺杆钻具是侧钻开分支孔中最长中的工具，在实际操作中悬空螺杆钻具是侧钻开分支中较为简便的操作方法，其工作原理就是在导向钻具以及提前预留的分支点距离超过3m之上的位置进行钻具摆放位置，然后对钻具的位置和角度进行精确的调整，保证准备工作完成后进行钻进直至新的分支孔出现。②成孔方式的原理。利用螺杆钻具发现钻井后，以多个方位判断推理出弯外管改变的原因进而起到多个方位定向的作用。此外，为了保证钻孔的位置和角度都符合技术要求，在进行调整的时候要比对钻孔的轨迹路线，再利用随钻侧斜对弯外管工具进行调改就可以让钻孔的信息符合技术要求。③使用模块化抽采的相关技术要求。成孔率与定向钻进成孔的深度有着密不可分的关系，定向钻进成孔的深度越深成孔率就越低，例如当定向钻进成孔的深度为600m时成孔率为65%，而定向钻进成孔的深度为500m时成孔率为80%以上[3]。

3.2 “钻墙”对煤巷挖掘展开掩护的瓦斯抽采

“钻墙”的工作原理是同时进行瓦斯抽采工作和矿井开采工作。运用扇形的样式对卸压带进行安装抽采钻孔的措施拉进抽采钻孔和巷道壁的距离，简而言之就是利用抽采钻孔在煤壁两侧形成面墙。“钻墙”就是在瓦斯抽采的过程中形成了一层保护膜，有利于深层的瓦斯抽采，同时在瓦斯抽采的过程中抽取仪器中的负压可以有效将泄露的瓦斯进行堵塞，避免瓦斯严重泄露。进行“钻墙”对煤巷挖掘展开掩护的瓦斯抽采方法最大的困难在于挖掘运行时要进行多个钻场挖掘，不仅挖掘工程浩大，还需要消耗大量的人力物力进行工作维持。而“钻墙”最显著的优势就是可以有效的降低瓦斯泄露的次数，对瓦斯泄露进行严格的把控[4]。

3.3 交叉钻孔对区段瓦斯的抽采

交叉钻孔的瓦斯抽采方法只适用于不好掌握千米钻孔和操作时间的煤层，其中用于交叉钻孔最常见的工作设备型号为ZDY4000S，在短时间内可以钻进100米左右，孔径达到94mm左右。运用交叉钻孔的好处在于可以多个钻场同时进行，加快钻孔的效率，减少设备使用、维护的成本浪费；坏处在于需要对抽放管线进行多次的移动[5]。

4 结语

随着我国社会经济的逐渐发展和对煤矿安全生产的逐渐强调，我国已经把煤气排水视为煤矿安全生产的核心内容，并将其应用于爆炸和高架桥矿山。煤矿规制明确确认试验监视，相继开采煤矿煤气管理措施，进一步强调煤矿煤气控制中煤气排水的核心作用。之后，“煤矿瓦斯管理利用综合方法”首次在国家层面树立了相关概念，树立了煤矿瓦斯的全部概念，提出了瓦斯整合和恢复先发制人开采的新想法。