煤矿瓦斯防治中抽采新技术的运用

煤矿瓦斯防治中抽采新技术的运用

[摘要]在煤矿开采的过程中，瓦斯灾害始终是煤矿正常生产的一个安全隐患。基于此，本文主要结合实例对煤矿瓦斯防治中抽采新技术的应用进行了探讨。

【关键词】煤矿；瓦斯防治；抽采新技术

为了预防煤矿瓦斯事故，采取抽采技术，对煤层气进行开发以及利用，不仅有利于国家，有利于人民大众，而且有利于煤矿企业。采取瓦斯抽采技术，能稀释工作面处的瓦斯浓度，尽可能避免由于瓦斯超限而引发的事故，因此该技术在提高矿井安全性方面是非常关键的。

1.实例基本情况

（1）矿井基本情况。某矿地处山坡丘陵地段，瓦斯鉴定，为瓦斯矿井（即原来的低瓦斯矿井）。该矿含煤三层：3#、9#、15#，3#已采空，9#正在开采，平均厚度1.6米，采用单一煤层进行采区布置，双面采区布置，因此在选取抽采的过程中，往往都选择管路系统布置在开采煤层。（2）矿井的具体通风情况。矿井内部的通风方式属于分区式，进风的主斜井、副斜井布置在井田中央，回风立井布置在一采区边界。因为煤矿煤层通常都很薄，在回采工作面当控顶距达到最小时，其断面通常都很小，即为9.1m2，如果根据这一断面的风速最大值进行配风的话，也仅仅为1150m3/min，在瓦斯较多的煤层段，要想确保回采工作顺利进行，则必须采取抽采技术。

2.瓦斯抽采技术的相关方案 2.1采前进行的预抽

应该选择钻场扇形钻孔预抽采法来处理采区右侧部位的工作面，具体情况见图1。采区右侧的工作面呈对拉分布，该处煤层厚度以及每层倾角分别达到了1.6～1.9m以及3°～6°。关于相邻于该工作面的工作面，其在开采的过程中瓦斯量达到了5.36m3/min（绝对值），因此在对此面进行布置时，估计其瓦斯量能达到5.2～5.6m3/min（绝对值）所以，在对此面进行设计的过程中就安设了采前预抽瓦斯。

因为顺层钻孔不易于施工，如果前面掘进，那么后面就得打钻，这样2个工序同步开展在缺乏钻场的情况下是不可能实现的，但是如果根据顺层钻孔的具体密度设置钻场的话又是不切实际的，这样不仅使掘进过程中的工作量大大增加，而且使掘进过程中的速度显著降低，此外还增加了费用，因此选择钻场扇形钻孔抽采方法，如果要掘进巷道的话，需要把钻场先掘出，各个钻场之间的距离应该是50m，当掘进工作面时，如果在前面掘进，那么后面可以同时在钻场中打煤体以及抽采钻孔，开展平行作业。所有钻场都应该选择扇形方式进行抽采钻孔的设置，各个钻场需要布置的钻孔数是5个。

2.2仰角钻场采抽同步进行 一采区双面共有六个工作面，它们的瓦斯量大概是10～15m3/min（绝对值），工作面上选择上行通风，并在设计过程中采取仰角抽放钻孔以及进风巷打煤体钻孔这两种方式实施抽采。

在掘进巷道的过程中，需要首先在进风巷处设置一定量的仰角钻场，它们之间需要间隔50m，接着还要在所有钻场中设置5个仰角钻孔，进风巷与终孔点之间的距离如下即2，7，12以及17和22（单位米），终孔点和煤层顶板之间的距离是15以及20（单位是米），具体情况如下，即1#孔，3#孔以及5#孔这三个孔

均是15m，而2#孔以及4#孔这两个孔均是20m。与此同时要根据扇形形状设置5个煤体抽采钻孔。

2.3采空区段的瓦斯抽采

在采空区段进行埋管抽放属于回采工作面用来预防瓦斯事故的一个关键性辅助措施，具体办法是每间隔30米就在回采工作面回风巷设置埋管“抽放点”，并在密闭上安装瓦斯抽采管路，接着再将其与瓦斯抽放泵进行连接，如果工作面沿着走向超出“抽放点”达到5～10m时就需要开展抽放瓦斯，在刚刚停产的时候，抽出瓦斯不仅流量大而且浓度高，其浓度最高时是35%，至于流量，如果选择60m3/min速率的抽放泵，则流量最大值是40m3/min，按照这样的浓度进行为期10天的抽采后，其浓度会减少到大约10%，并以这一浓度维持大约3个月左右，到期后浓度会继续减少，直到3%～5%，因此，抽采空区段的瓦斯通常只需抽采4个即可。

2.4掘进过程中掘抽同步开展 在掘进工作面的过程中，瓦斯量通常较少，具体是0.4～0.6m3/min（绝对值），不过在放炮后，会快速上升到3.2m3/min，尤其是在配风达到180m3/min时，炮后往往会发生瓦斯超限现象，因此当掘进工作面时通常选择掘抽同步的方式：（1）布置方式连续化皮带作业线工作面进行布置，在单侧做钻场，长度为3m，宽度为1.5m，间距为20m，每个钻场布置钻孔数量为3个，宽度为25m，方位为平等掘进方向1个，终孔点距第1孔点1.5m1个，3m1个，封孔长度为3m，封孔管用2寸管。（2）钻孔直径钻孔直径首先选用准75mm。（3）注水压裂封孔后先用高压注水泵向煤体高压注水来压裂煤体，注水压裂48h，接着再接抽采管路以实施抽采。

3.对瓦斯抽采效果进行的分析

（1）采前进行的预抽。位于采区右侧的工作面，当持续开采时间达到了3个月后，因为采空区范围增加，而且瓦斯量显著增加，不管是上隅角处的瓦斯还是回风流瓦斯都不断上升，再加之此面又不易于增风，这样工作面上的瓦斯就易于超限，在回风巷选择了仰角钻孔抽采法，才使工作面得以安全回采。（2）仰角钻场采抽同步开展。在现场测查后，结果显示效果较好，有效处理了采面上隅角处的瓦斯超限情况，不管是抽出瓦斯量还是其浓度都非常高，其中单孔抽出瓦斯，其浓度最大值甚至超过了90%，而钻场抽出瓦斯浓度的平均值通常也在30%～40%范围内。（3）采空区段抽采瓦斯采用的主要方式。对采空区段进行封闭后，需要先抽采，刚开始抽采时往往具有较高的浓度，当抽采时间达到3个月后，瓦斯浓度会有所下降，接着需要停抽一段时间，具体应该是2个月，接着需要继续抽采1个月，以避免采空区段的瓦斯由于压力大而导致渗出情况的出现。（4）掘进过程中掘抽同步开展使用的主要方式。预抽后，瓦斯浓度通常都维持在0.1%～0.2%范围内，炮后后，瓦斯浓度一般都是0.6%～0.8%，处理了炮后超限的现象，对避免工作面上的瓦斯超限依然没有任何影响。

4.结语 通过实验，煤矿只要结合其自身的赋存特点以及瓦斯赋存规律，并根据生产采掘工艺等具体实际，采取了与本矿具体情况相符的瓦斯抽采办法，将各类抽放方法有机联合，通常都会取得应有的效果。

参考文献

[1]张国枢.通风安全学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2007.

[2]王强.煤矿瓦斯抽放规范、瓦斯利用及瓦斯灾害防治综合治理技术手册：

中国煤炭工业出版社，2008.