探讨矿井瓦斯抽采的必要性及抽采方法

探讨矿井瓦斯抽采的必要性及抽采方法

段东东  马栩栩

韩城矿业公司桑树坪二号井  陕西省渭南市  715400

摘要：现阶段，矿井开采作业安全影响因素依然较多，瓦斯便是最主要的因素之一，只有采用科学的抽采方法及合理的安全措施，才能够保证瓦斯抽采人员和设备的安全，从而降低安全事故的发生概率。随着施工深度的加深，渗透率会逐渐降低，瓦斯浓度和作用力会逐渐增大。要想保证矿井建设的安全，就必须在巷道中开展瓦斯防治工作，确保安全。基于此，文章对矿井瓦斯抽采的必要性及抽采方法进行研究，以供参考

关键词：矿井；瓦斯抽采；必要性；抽采方法

引言

近年来，随着煤矿开采深度和强度增加，煤矿瓦斯灾害逐渐增多，瓦斯防治成为制约煤矿安全、高效、可持续发展的重点关注问题。在近距离煤层开采过程中，临近煤层瓦斯容易受到采动影响，造成瓦斯通过岩层裂隙流入工作面，从而导致工作面瓦斯超限的问题。因此，为了解决此类问题，出现了利用定向长钻孔抽采临近煤层瓦斯，主要通过在开采煤层顶板布置定向钻孔，利用工作面回采时顶板采动裂隙来抽采临近煤层瓦斯，从而降低工作面瓦斯涌入，解决煤层群开采过程中的瓦斯超限的问题，该技术在我国进行了大量研究应用。

1煤与瓦斯抽采治理技术应用的必要性

矿井瓦斯抽采过程中涉及到很多任务，如通风技术及相关事项、估算技术及相关事项、瓦斯动力学等。我国煤炭资源储量高的地区地质条件相当复杂，这实际上增加了瓦斯抽采的难度系数。在煤炭资源开采过程中，瓦斯事故频繁发生，危害程度很大。根据近年来我国矿山建设中的安全问题，瓦斯问题造成的人员伤害程度最大，在很大程度上影响了矿山建设和煤炭工业的发展和进步。在高瓦斯浓度煤层施工过程中，对上覆岩层的破坏概率大，岩层可能会坍塌，上坍塌位置可能会出现缺口。上邻近层的气体和煤层中的气体可能通过间隙溢出，然后聚集在一起，从而增加气体的比例。如果瓦斯不能得到很好的解决，可能会降低施工环境的安全性，导致瓦斯事故的发生，进而造成很大的损害。

2矿井瓦斯抽采方法

2.1采前抽采

临近矿层高抽巷泄压瓦斯抽采方法的原理为：把掘进之后产生的顶板岩层裂缝与高抽巷作为瓦斯排放的管路，由于压差的干预，回采期间个别位置的瓦斯与保护层会释放压力，从而瓦斯借助裂缝涌入到巷道中，然后通过管路进行抽放，比较适用于被保护层位于顶板岩层裂缝位置中的泄压瓦斯、施工位置溢出量高于标准的临近保护层施工工作面。应用频次较高的为走向高抽巷方式。但是若地质条件与走向高抽巷布设工作比较困难的条件下，往往会应用倾斜高抽巷方法释放裂缝中的瓦斯，此种释放方法比较适用在拥有外错尾巷的回采施工面位置。

2.2注浆施工工艺

在施工面未具备采动的位置借助灌浆锚杆施工方式加强周边岩层的稳定性，按照自顶板至周边的顺序逐渐的进行工作，针对没有采动位置顶板需要进行钻孔，在空洞内注入浆液，两侧位置同样必须布置空洞，按照施工面的兴致判定大采高施工面没有通过采动位置个别灌浆的工作状况。

2.3跨层钻孔抽采法

跨层钻孔抽采法应用于特厚煤层开采中，该类煤层无保护层，所以煤、瓦斯突出问题会导致瓦斯抽采难度加大。通过该抽采方法，可以消除瓦斯突出隐患，合理控制瓦斯浓度。遵循矿井巷道，划分为矿层钻孔抽采法，包括底板岩巷大面积抽采、密集抽采法。跨层钻孔抽采法能获得较高的安全指数，抽采施工的灵活性较高，可以满足不同地质的开采要求。抽采施工量小，施工负担较小，很少破坏周边地质构造。

3矿井瓦斯抽采优化

3.1合理优化抽采负压

开展瓦斯抽采，评价抽采负压控制效果，对抽采工作安全性的影响大。抽采时间延长，抽采负压不同时，抽采负压、稳定性也不同。在抽采操作中，会加大煤炭的自燃风险。在抽采瓦斯时提升抽采负压，既可以提升抽采效率，还可以保证抽采的安全。在抽采瓦斯过程中，优化设计、选择抽采负压。保证抽采效率、抽采安全的平衡，合理开展瓦斯抽采。

3.2建立抽采监测监控系统

开展瓦斯抽采作业时，抽采区域的压力、易燃气体含量都会有威胁。为了维护瓦斯抽采的安全性，按照矿井的实际情况，建立监测监控系统，密切监测各区域的甲烷、一氧化碳、压力、温度等指标。建立和应用系统可以维护抽采作业的安全性，及时发现瓦斯运输渠道的隐患。在煤矿作业中，广泛应用现代科技，能完善监测监控系统，提升自动化、系统化水平，为矿井下作业、瓦斯抽采提供保障。

3.3实现对瓦斯抽采质量的量化评价

开采团队可建立瓦斯抽采质量及安全分元评价系统，以此来实现对瓦斯抽采质量及安全程度的动态评价和多元评价，通过评价结果，开采团队能够实时掌握瓦斯抽采实时监测监控系统运行情况、瓦斯抽采资源利用情况、瓦斯抽采效果，实现对瓦斯抽采质量的量化评价。这样不仅能够确保抽采质量和安全，还能够为后续开采作业提供数据支持，使得开采团队能够进一步掌握瓦斯抽采规律和技巧，提高瓦斯抽采过程的透明程度、公开程度，提高瓦斯抽采资源配置及应用的合理程度。另外，所有瓦斯抽采作业均需要在矿井开采作业面进行质量评价，只有确保达标，才能够开展后续作业，确保能够绝对满足瓦斯抽采质量要求。

3.4积极引进先进矿井瓦斯抽采设备

抽采设备的应用性能和功能直接决定了矿井瓦斯抽采效果及安全程度，开采团队需要积极引进先进矿井瓦斯抽采设备。具体来讲，开采团队可以选择与科研单位合作，共同研发能够满足瓦斯抽采需求的顶管机设备，使得大直径钻孔工艺能够逐渐取代传统的代高（代替高抽巷）抽采工艺，从而提高抽采安全性；新型抽采设备能够达到的最大抽采长度为1000m，最大抽采钻孔直径为1.29m，并且支持分阶段抽采施工，同时确保瓦斯抽采作业的连贯程度。开采团队可以应用矿井瓦斯抽采设备的可视化功能，实现瓦斯抽采作业的可视化管理及操作；可以引进全自动钻机，提高瓦斯抽采作业的智能化程度、自动化程度；可以引进钻孔轨迹分析仪等先进钻孔参数分析设备，确保钻孔作业的规范程度，确保钻孔作业的绝对量化，同时为盲区的钻孔作业提供便利；还可以引进自动放水器，以此来实现对钻孔水分的自动排出，这样不仅能够提高排出效率，还能够确保排出的干净程度。

3.5强化管理检查与防范

工作人员负责检查新铺的管路，涉及气密性、紧密性，要遵循规定要求，确保运行状态的稳定，维护瓦斯抽采的安全性。铺设井下抽采管道，要隔离电力、通信电线，防止电缆漏电导致的瓦斯爆炸。同时在铺设管道时，使用红色涂料涂抹，区分抽气管道和其他管道。在管路附近，可以设置标志牌，提示过往人员、车辆。企业建立专业的巡查小组，定期检查管路。当发现管路异常时，及时上报异常情况，采取检修、更换措施，规避管道泄漏，保障抽采工作的安全。

结束语

煤炭资源在一定程度上影响着国民经济的发展，但煤炭资源开采过程中瓦斯对其影响很大，瓦斯事故发生频率高，影响着矿山建设的发展和施工人员的安全。矿井施工期间瓦斯是无法规避的影响因素，瓦斯含量较高则会在一定程度上影响矿井施工期间安全生产与掘进工作人员的生命安全。所以，必须依据煤矿中瓦斯含量、地质结构、水文情况以及矿层特性等科学的规划瓦斯抽放技师，同时把抽放的瓦斯进行处理与应用，从而提高矿井开采的经济效益。

参考文献

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［3］段渊.煤矿瓦斯抽采方法及抽采系统安全措施［J］.科学技术创新，2017(29)：109-110.