加大矿井瓦斯抽采率提高矿井瓦斯利用率

摘 要：煤炭、石油以及天然气这三种是我国主要的一次能源，在我国主要能源体系中其中煤炭就占据了90%多。从现阶段我国的能源结构特征总体来看，已逐渐的呈现出一种特征--以煤炭为主的能源结构。我国的煤炭资源总量占据世界总量的第二位，约为5.6万亿t，在这5.6万亿t中其中已探明的储量就为1亿万t，现占世界煤炭总储量的11%。目前我国的天然气资源以及石油资源非常短缺，再加上人均水资源相对不足，现阶段煤炭已是保障国家能源安全的重要资源。

关键词：瓦斯抽采;瓦斯利用;抽采方法

在煤炭开采矿井中瓦斯是一种非常常见的爆炸气体之一，如果一旦矿井内的瓦斯气体含量达到5%-15%之间就极有可能会引起爆炸，甚至还会引起瓦斯燃烧。因此，在大部分人们的认知中还只认为瓦斯是一种非常危险的有害气体，但事实上瓦斯还是一种非常常见的气体能源，如果我们能够对其进行一个合理的利用与开发，那么瓦斯也能够同天然气、石油以及煤炭等能源为我们、为社会、为国家带来很好经济效益[1]。本文简单的阐述了山西沁和能源集团有限公司本部矿井的瓦斯抽采与利用情况，提出了几点有效加大矿井瓦斯抽采率提高矿井瓦斯利用率的建议，仅供大家参考。

1 矿区情况

沁和能源集团是鹏飞集团旗下的一家区域分公司。沁和能源集团成立于2001年，自成立以来沁和能源集团一直坚持以做大、做强煤炭产业为主线，走生产经营以及资本经营相结合的道路。经过多年的良好发展沁和能源集团已形成了较强的经济规模以及优越的管理体系，现在其地方经济中起着一个举足轻重的地位。沁和能源集团业务范围涉及多个方面，如煤炭开采、煤炭销售、煤炭洗选以及酒店经营和物业管理等方面。沁和能源集团总资产超1.07亿元，现有八座煤炭生产矿井以及一个瓦斯发电厂、五个洗煤厂以及两条铁路专用线;这些均地处于沁水煤田腹地。

沁水煤田腹地被称为全国最大的煤田，是我国产煤最多的、大型的石炭三叠纪煤田。沁水煤田位处于山西省的中南部地区，并介于太行山、五台山以及吕梁山和中条山之间，其面积约30万km2。沁水煤田腹地生成于中生代末白垩纪，其盆地基底构造层由元古界以及太古界所组成。虽然沁水煤田产煤最多的是石炭三叠纪煤炭，但实际上沁水煤田的煤系属于华北型石炭二叠纪;沁水煤田的含煤段发育在晚石炭世和二叠世;其中晚石炭世的本溪组以及太原组含煤地层最多，而二叠世的山西组以及下石盒子组含煤地层最多。本溪组组厚10m-50m;太原组组厚50m-150m，含煤层为7至10层，在这7-10层中有3-5层可以采煤，可采煤层总厚度为4m-10m;山西组组厚40m-110m，山西组含煤层在3-6层，其中有2到4层可以采煤，可采煤层总厚度为2m-7m;下石盒子组组厚90m-214m。沁水煤田矿井内部的地质结构非常简单，现属于我国最优越的，矿井瓦斯含量除东北地区隅阳泉一带较高之外，部分矿井为高瓦斯矿井以及瓦斯突出矿井;其他大部分矿井都属于低瓦斯矿井。

2 矿井瓦斯抽采工作及煤层气利用现状

2.1 矿井瓦斯抽采工作现状

由于地壳板块的运动造成了我国普遍的煤炭赋存较深，从而导致我国煤炭的开采多为矿井开采。但随着长时间的煤炭开采，不仅导致了绝大多数矿井内的煤炭开采条件日益恶化，而且还逐渐加大了煤炭矿井内的瓦斯含量以及瓦斯压力，再加上本身煤炭矿井内部的地质條件就非常复杂，因此常常会在煤炭开采的过程中发生一些危险事故，例如由瓦斯引起的瓦斯爆炸以及瓦斯燃烧和窒息事故等一些危险故事，还有一些笔者就不在这一一列举了，但是在众多事故中属瓦斯事故最为严重，一旦发生瓦斯事故不仅会对煤炭开采工作造成巨大的影响与威胁，甚至还会造成非常严重的地质灾害，除此之外还会给煤炭开采人员带去严重的人身伤害，基于此，我们可以看出煤炭矿井瓦斯抽采工作是多么的重要。自2001年成立至今，山西沁和能源集团有限公司有着多年的采矿实践经验，近年来山西沁和能源集团有限公司逐渐的形成了一套较为完善的煤炭矿井瓦斯抽采技术体系，同时还建立了多座瓦斯抽采站，并配套安装了多台瓦斯抽采设备，现阶段已在矿井瓦斯抽采方面取得了较好的成绩[2]。

2.2 煤层瓦斯利用现状

山西沁和能源集团有限公司的煤层气利用工作由分公司进行管理。在八座生产矿井中都会有一座矿井瓦斯抽采站，而这些矿井瓦斯抽采站都会向煤层气管理公司输送瓦斯，并存储在各管理公司的储气罐里面;然后再由各煤层气管理公司向广大用户进行供气。现阶段山西沁和能源集团有限公司现有地面管路264000m，煤层气储气罐共有12座，12座储气罐的储气能力约24.27m3，其瓦斯等级为高瓦斯，现采煤层为3#。据数据显示，山西沁和能源集团有限公司2011年的瓦斯利用量为6488.6m3，利用率为78.16%。现阶段山西沁和能源集团有限公司煤层气用户约有21万户，主要用户为工业用户。

3 提升矿井瓦斯抽采率的技术途径

3.1 钻孔抽采技术

钻孔抽采技术主要有三种：第一种是预抽钻孔瓦斯抽采;第二种是采空区瓦斯抽采;第三种是围岩钻孔与泄压钻孔瓦斯抽采。预抽钻孔瓦斯抽采不仅能够在一定程度上消除瓦斯给开采工作带来的威胁，还能够在最大程度上提升矿井瓦斯的抽放率以及瓦斯使用率，更重要的是预抽钻孔瓦斯抽采还能够有效解决矿井瓦斯浓度超标的问题。在实际开采过程中，很多时候我们都会开采出底版岩或者是顶板岩巷，一般情况下只有急倾斜煤层才会开拓出顶板岩巷，这个时候我们就需要采取预抽钻孔瓦斯抽采。首先要在即将要进行预抽的顶板岩巷边界打出一个通风系统，进行施工时一定要选择距离顶板岩巷与边界上山内一定距离的地方进行施工;其次在施工时我们需要注意钻孔的方式，必须要使用网格式钻孔，最后才能进行煤层气预抽工作。在日常开采过程中，特别是在一些高瓦斯矿井中，从瓦斯治理以及使用方面来讲的话如果施工条件允许的话，抽采人员必须要选择预抽钻孔瓦斯抽采，因为预抽钻孔瓦斯抽采法不仅成孔速度快，而且煤层气抽采效果还非常好。通常在矿井中一些采空区也会有瓦斯的产生，并会有一定的积累;如果我们能够选择适当的抽采方法对采空区瓦斯进行抽采的话，那么也会在一定程度上提升瓦斯的抽采率，而埋管抽采法常用于采空区瓦斯抽采。在采用围岩钻孔瓦斯抽采以及泄压瓦斯抽采技术时一定要注意，并不是钻孔的位置越密集就越好，在采用围岩钻孔瓦斯抽采以及泄压瓦斯抽采技术时必须要根据开采现场的实际环境来确定[3]。

3.2 优化封孔工艺

进行钻孔封孔是为了防止煤层瓦斯的泄露。对钻孔进行封孔也是一种提升煤层瓦斯抽采率的有效办法。钻孔封孔工作一共分为两个部分：首先使用一种高分子树脂材料对钻孔进行第一步的封孔工作;其次在使用水泥砂浆进行第二步的封孔工作。但工作人员也要注意要将钻孔封孔的长度控制在12m-16m之间。这种钻孔封孔方式不仅能够有效提升煤层瓦斯抽采率，还能够将所抽采的瓦斯浓度提升一定程度，至少能够提升到30%以上[4]。

3.3 引进先进设备

对于煤矿煤层瓦斯开采工作来说，技术是一方面。而设

备就是另一方面，只有引进先进设备采用大功率或者是大直径的煤炭瓦斯抽采设备，才能有效的、大大的提升瓦斯抽采率。除此之外，各企业也要购进一些低浓度瓦斯浓缩设备，这样才能够有效减少瓦斯排放，在一定程度上提升煤炭矿井瓦斯的利用率。

4 结束语

总而言之，各企业在进行煤矿瓦斯抽采工作时，一定要结合开采现场的实际情况来选择适合的瓦斯抽取技术以及设备，这样才能有效提升矿井瓦斯抽采率，提升瓦斯抽采率的同时就是在提升瓦斯的利用率。

参考文献：

[1]张星.高瓦斯矿井厚煤层瓦斯抽采系统优化技术研究[J].煤矿现代化，2018，No.146（5）：4-6.

[2]裴佰林.浅谈煤与瓦斯突出矿井瓦斯抽采精细化管理的不足与解决方法[J].商品与质量，2018（6）：249-249.

[3]张志鹏.高瓦斯矿井工作面瓦斯综合抽采技术分析[J].消费导刊，2020（6）：86-86.

[4]雷照源，郭超奇，等.深部高瓦斯矿井大采高工作面立体抽采瓦斯技术[J].煤炭科学技术，2019，47（2）：82-87.

作者简介：

贾林军（1977- ），男，山西沁水人，本科学历，职称：工程师。