浅析南山矿瓦斯抽采工艺在瓦斯治理中的应用
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摘 要：煤矿瓦斯抽放方法及钻孔布置形式是矿井瓦斯抽放中的一项重要工作，其抽放方法与钻孔布置的合理性与否，施工质量的优劣直接关系到瓦斯抽放效果的好坏。本文希望通过对南山煤矿瓦斯抽放方法及钻孔布置形式的效果分析为矿井综合治理瓦斯提供借鉴。
关键词：瓦斯抽采 长钻孔 瓦斯预抽
中图分类号：TD712
0 引言
鹤岗煤业（集团）有限责任公司南山煤矿于1975年建立瓦斯抽放系统，开始抽放井下瓦斯，至今已掌握了丰富实践经验，受益非浅。特别是“先抽后采、以风定产、监测监控”的十二字方针提出后更是得到了长足发展，抽放方法及钻孔布置形式也进行了进一步尝试并取得良好的抽放效果。
1 概述
目前根据不同地点、不同煤层条件及巷道布置方式人们相应提出了多种瓦斯抽放的方法，并在实际生产中逐渐丰富发展。
1.1 抽放瓦斯方法
瓦斯抽放根据不同形式有不同划分，按抽放中瓦斯来源分为：本煤层瓦斯抽放、邻近层瓦斯抽放、采空区瓦斯抽放和围岩瓦斯抽放；按抽放瓦斯的煤层是否卸压分为：未卸压煤层抽放和卸压煤层抽放；按抽放瓦斯与采掘时间关系分为：煤层预抽瓦斯、边采（掘）边抽和采后抽放瓦斯；按抽放工艺分为：钻孔抽放、巷道抽放、钻巷混合抽放。
另外国外也根据开采关系划分为：煤层预抽瓦斯、工作面抽放瓦斯、采空区抽放瓦斯和地面钻孔抽放煤层瓦斯。
1.2 抽放方法选择
实际生产中要考虑瓦斯来源、煤层情况、采掘条件、抽放工艺等选择相应的抽放方法。如a：瓦斯来源于开采层本身，则可采用钻孔抽放，也可采用巷道预抽形式直接从开采层抽出；b：瓦斯来源于开采煤层的顶、底板邻近煤层内，则采用在开采顶底板煤、岩中的巷道，打穿层钻孔，抽放邻近瓦斯；c：采空区及废巷中积聚瓦斯采用采空区抽放方法；d：煤巷掘进中有严重瓦斯涌出且通风难以排除，则需要采用钻孔预抽或巷道边掘边抽方法；e：低透气性煤层还应采用人工增大透气性的措施（如水力压裂、水力割缝等）以提高抽放效果。
2 南山煤矿瓦斯抽放现状
根据南山矿生产布局，煤层赋存情况，结合现有实际抽放经验，采取原始煤体瓦斯预抽；开采区域边掘边抽，边采边抽；已采区域采空区抽放等方式，现介绍如下。
2.1 本煤层瓦斯预抽方法与钻孔布置
钻孔预抽本煤层瓦斯具有施工简便、成本低、抽放浓度较高的优点，在实际生产中得到广泛的应用。主要有两种布置方式：穿层布置和顺层布置。
a穿层布置钻场设在底板岩石巷或临近层巷道。向开采层打穿层钻孔，经过抽放后再进入煤层进行采掘，从而可以解决掘进和回采过程中的瓦斯问题，具体布置如图2.1。
图2.1.1 穿层布置图
b顺层布置一般是利用提前开掘出的采区煤巷，沿煤层打顺层钻孔，经过抽放后再进行回采，以解决回采过程中的瓦斯涌出问题，具体布置如图2.1.2
图2.1.2 顺层布置图
c边采（掘）边抽本煤层瓦斯，主要是利用采掘过程中造成的卸压作用抽放煤层中的瓦斯减低回采或掘进中涌入回风流中的瓦斯量。
邻近层瓦斯抽放
邻近层抽放方法选择上南山矿大体分为地面钻孔抽放法、井下钻孔抽放法等。
a 地面钻孔抽放瓦斯：利用地表地质勘探钻孔进行抽放瓦斯，地表地质勘探钻孔与井下岩巷相贯通，钻孔底部放水，上部封闭进行地表抽放，具体布置如图2.2.1。
图2.2.1 地面钻孔布置图
b 利用南山矿现有井下巷道向深部煤层打瓦斯地质孔，探明深部煤层瓦斯含量，并对瓦斯地质孔进行扩孔、固孔、炸裂、抽水、密封进行瓦斯抽放，在已施工的瓦斯地质钻孔中，实际测得瓦斯流量为1.29m3/min，具有极高的利用价值， 缺点是造价较高，具体布置如图2.2.2。
图2.2.2 地面钻孔布置图
c 井下钻孔抽放法：根据煤层赋存状况和开拓巷道的布置方式不同，
钻孔布置方式有两种：由开采层内布置和开采层外布置。
开采层内布置：钻场布置在工作面的进回风侧，打穿层钻孔，具体布置如图2.2.3。
2.2.3 开采层内布置图
2.2 采空区瓦斯抽放
南山矿根据多年来治理采空区瓦斯的经验形成了自己的一套完整的采空区治理措施，具体采用的方法主要有：密闭抽放、埋管抽放、高抽孔抽放、巷道结合钻孔抽放等，下面结合布置图说明布置方式。
a 密闭抽放是抽放采空区瓦斯最常用和最简单的方法，具体方法将回风巷密闭，然后抽放管插入回风巷深入采空区进行抽放。抽放管插入深度以10米左右为宜，并且管路直径以10cm为好，密闭墙厚度为1-3米，保证严密不漏风。
b 埋管抽放指将带孔眼的管子在顶板冒落前插入采空区内进行抽放。
c 高抽孔抽放指在巷道中向采空区上部或者直接向采空区打钻孔进行抽放，这种方法使用频繁，效果明显。
d 巷道钻孔结合抽放这种方法：已采区域封闭，利用顶板岩巷抽放，这种具有方法抽放量大、抽放率高及抽放距离长等优点，因此被我矿广泛采用，布置方式可以根据具体地质条件和井下实际情况灵活变动。
2.结束语
南山煤矿属于高沼气煤与瓦斯突出大型矿井，特别是开采厚煤层时瓦斯涌出量较大，因此仅仅依靠通风解决瓦斯问题是不现实也是不经济的。南山煤矿在科学测定了瓦斯赋存与流动参数基础上，经过多年的现场实际施工经验总结，形成了具有自己特色的完整的瓦斯抽采方法与钻孔布置方式，经过实践证实，这些抽放方法有效、抽放系统合理，为保证南山煤矿安全生产、充分利用宝贵能源、发展地方经济作出了贡献。