浅析煤矿瓦斯抽放技术与如何提高抽放效率

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中图分类号：TD 文献标识码:A 文章编号：1007-0745（2011）11-0146-01

摘要：在我过的煤矿事故中，有很大一部分都是瓦斯事故，主要表现形式有：瓦斯爆炸，瓦斯突出和瓦斯窒息等。因此必须把瓦斯治理作为煤矿安全的第一要务来抓，本文主要针对瓦斯抽放技术和如何提高瓦斯抽放效率进行了简单阐述。

关键词：瓦斯抽放 效率 技术

煤炭能源一直在我国一次能源消费中占有很大比重，煤炭行业也是关系我国经济命脉的基础能源产业，所以煤炭企业安全问题尤为重要。在所有煤矿灾害事故中，尤以瓦斯事故为重，其中主要以煤与瓦斯突出以及由瓦斯超限而造成的瓦斯爆炸为最主要的表现形式。瓦斯灾害已成为制约高效集约化开采技术发展和安全生产的最重要因素，常规或单一的瓦斯灾害防治技术已不能满足煤矿高效安全生产的需要，强化瓦斯抽采才和提高瓦斯抽放效率是防止瓦斯灾害事故最有效的根本途径。

一、瓦斯抽放技术的发展和现状

我国工业抽放瓦斯始于1938年的抚顺龙凤矿，但系统地连续抽放瓦斯是1952年在龙风矿建抽放瓦斯泵站开始的。经过几十年的发展，无论瓦斯抽放方法，还是抽放瓦斯装备等均具有较先进的水平。特别是近十年来，随着煤炭工业的发展，矿井数量及煤炭产量迅速增加，矿井向深部延伸过程中，一些低瓦斯矿井变为高瓦斯矿井和突出矿井，因此需要抽放瓦斯的矿井越来越多，由此带动了中国煤矿瓦斯抽放技术的迅速发展，目前瓦斯抽放技术在煤矿生产中得到了普遍的推广应用。

我国的瓦斯抽放技术经过了以下几个阶段：

1.高透气性煤层瓦斯抽放阶段。50年代初期，在抚顺高透气性特厚煤层中首次采用井下钻孔预拄煤层瓦斯，获得了成功，解决了抚顺矿区向深部发展的安全关键问题，而且抽出的瓦斯还被作为民用燃料得到了应用。

2.邻近层卸压瓦斯抽放阶段。5O年代中期，在开采煤层群的矿井中，采用穿层钻孔抽放上邻近层瓦斯的试验在阳泉矿区首先获得成功，解决了煤层群开采中首采工作面瓦斯涌出量大的问题。此后在阳泉又试验成功顶板收集瓦斯巷(高抽巷)抽放上邻近层瓦斯，抽放率达60～70％。60年代以后，邻近层卸压瓦斯抽放技术在我国得到了广泛的推广应用。

3.低透气性煤层强化抽瓦斯阶段。由于在我国～ 些透气性较差的高瓦斯煤层及突出危险煤层采用通常的布孔方式预抽瓦斯的效果不理想、难以解除煤层开采时的瓦斯威胁，为此，从60年代开始，试验研究了多种强化抽放开采煤层瓦斯的方法，如煤层注水，水力压裂，水力割缝，松动爆破，大直径(扩孔)钻孔，网格式密集布孔，预裂控制爆破，交叉布孔等。在这些方法中，多数方法在试验区取得了提高瓦斯抽放量的效果，但仍处于试验阶段，没有大范围推广应用。

4.综合抽瓦斯阶段。为了解决高产高效工作面瓦斯涌出源多、瓦斯涌出量大的问题，必须结合矿井的地质条件，实旖综合抽放瓦斯。所谓综合抽放瓦斯就是：把开采煤层瓦斯采前预抽、卸压邻近层瓦斯采后抽及采空区瓦斯采后抽等多种方法在一个采区内综合使用，使瓦斯抽放量及抽放率达到最高。

二、影响瓦斯抽放效率的技术问题和主要因素有以下几点

1.抽放方法比较单一。我国矿井的瓦斯来源除主要来自邻近层、开采层外，还来自采空区和围岩。开采煤层群时，邻近层涌入开采层工作面的瓦斯常常占到工作面瓦斯涌出的60％以上，对安全生产威胁很大，所以对抽放邻近层瓦斯十分重视，邻近层抽放方法得到广泛应用。另外，有的矿井常常忽视对开采层、采空区及围岩瓦斯的抽放。目前我国仍有较多的矿井采用单一抽放方法，很难适应矿井瓦斯的涌出规律，这是影响矿井瓦斯抽放率提高明的重要原因之一。

2.抽放参数不适宜。在诸多的抽放参数中，钻孔工程量对矿井瓦斯抽放率影响较大，而目前尚未引起人们足够的重视。我国大多数矿井对抽放钻孔工程量控制较严，以此减少生产费用。由于抽放钻孔不足影响了抽放范围，也影响到钻孔的合理布置。另有不少矿井打钻设备陈旧、效率低、速度慢，满足不了打密集孔、长孔、坚硬岩石孔的要求，导致钻孔工程量不足而达不到设计要求。其它诸如钻孔长度、孔径、抽放半径、抽放负压等参数的选择都会对抽放率产生一定的影响。

3.抽放时间不充分。在我国一些矿井中，因抽放巷道布置不当，受采动影响大，巷道维护困难而缩短了钻场、钻孔和抽放管路系统的服务时间，有的矿井掘、抽、采的关系失调，不等到应有的抽放时间就回采，使钻孔失去了最佳抽放和有效抽放时问，导致抽放率不高。

4.抽放范围的影响。我国多数矿井把抽放瓦斯的范围局限于抽邻近层和开采层；抽回采面；抽主采层和有突出危险的煤层。忽视了对采空区、掘进面、含有瓦斯的围岩及主采层突出层以外的煤层抽放。

5.煤层透气性的影响。国内一些抽放率不高的矿井，其煤层透气性都比较差，提高这类矿井的瓦斯抽放率，要采取加大煤层透气性的措施，如不割缝、水力压裂、深孔爆破等，对于不同的瓦斯地层，各种方法的效果也不尽相同。

三、如何改进瓦斯抽放技术提高瓦斯抽放效率

1.合理选择抽放方法。合理选择抽放方法是提高抽放效果的关键，选择抽放方法应深入分析煤层赋存条件、瓦斯来源及涌出规律、开采布置及开采程度、瓦斯利用前景等。按照瓦斯来源可以分为本煤层抽放瓦斯和邻近层抽放瓦斯。本煤层抽放瓦斯的适用条件是当井下开采工作所遇到的瓦斯来自开采层本身时，只有抽放开采层本身的瓦斯才能解决瓦斯问题材，这种方法用于透气性效果良好的煤层会收到很好的效果，一般认为透气性不好的煤层效果较差。邻近煤层抽放瓦斯适用于地压活动明显，开采层上下相邻煤层内的瓦斯涌入开采层的采煤工作面而威胁生产时，采取这种方法，可消除瓦斯威胁，大多数矿井都采用这种方法。一般来说，选择抽放方法和形式的时候，要考虑瓦斯来源、煤质状况、采掘因素、时间配合和抽放工艺等因素。

2.扩大抽放范围。①要合理增加钻孔数目来扩大抽放面积：②要增加抽放煤层及抽放区域。

3.提高煤层透气性。煤层透气性是煤层对于瓦斯流动的阻力，通常用透气性系数来表示。透气性系数越流动越容易，瓦斯含量就少：反之，瓦斯易于保存，煤层瓦斯含量大。

4.采用综合抽放方法。随着煤矿机械化水平的提高，开采强度的大幅度提高，开采后邻近层、采空区等的瓦斯涌出量也急剧增加，使用原有的单一的抽放方式、方法已不能消除工作面的瓦斯威胁。为了实现高产高效工作面的安全生产，要求抽瓦斯技术有一个新的实破，所以综合抽放方法已经是矿井进行瓦斯抽放的一个趋势。