杨光友
贵州盘江精煤有限责任公司土城矿
摘要：本文就"先抽后采"在治理煤矿瓦斯中的作用与效果展开讨论，分析"先抽后采"治理煤矿瓦斯的方法，为现代煤矿瓦斯治理提供有价值的参考。
关键词：先抽后采；煤矿瓦斯；治理
前言
我国的煤矿资源较为丰富，分布范围较广，但埋藏地质条件复杂，因此给煤矿安全生产作业带来一定的难度和威胁，如瓦斯、水灾、火灾等灾害，尤其是瓦斯灾害，其会引发严重的爆炸事故，导致人员伤亡，给国家和社会带来严重的损失。瓦斯是一种有害气体，同时也是一种清洁能源，其主要成分为甲烷。在煤碳生成和变质过程中，如果环境为高温、高压条件，就会有瓦斯产生，其以游离或吸附状态存在于煤炭周围或内部，当其浓度达到爆炸浓度范围时，就会发生瓦斯爆炸，造成人员伤亡。因此，在煤矿开采过程中，采取有效的措施治理煤矿瓦斯是极其重要的，也是保证煤矿安全生产的基本保障。
一、煤矿瓦斯抽放的意义及条件
(一) 煤矿瓦斯抽放的意义
首先，煤矿瓦斯抽放可以减少或减轻瓦斯造成的威胁，提高煤矿安全生产的水平和效率。在抽放瓦斯时，应使用专门的机械设备和专用管道产生的负压将煤层中存在或释放的瓦斯抽离出来，将其运输到其他地方或安全位置保存、利用。如果煤层瓦斯浓度过高，就会造成一定的安全威胁，因此，进行瓦斯抽放不仅能够充分利用瓦斯能源，同时还能够提高矿井安全防护效果。
其次，在煤矿开采过程中抽放瓦斯可以减少瓦斯释放量，这样就能够减少因瓦斯爆炸造成的严重损失，提高煤矿开采的安全系数，从而减少安全事故和人员伤亡。瓦斯是一种清洁能源，它可以为工业生产和人民生活提供服务，创造良好的经济效益和社会效益。另外，瓦斯释放和爆炸会给环境带来污染，而瓦斯抽放可以减少瓦斯对环境造成的污染，起到保护生态环境的作用。
(二) 煤矿瓦斯抽放的条件
根据国家政府相关组织制定的《煤矿瓦斯抽采基本指标》规定，对符合以下条件的矿井，必须构建井下临时瓦斯抽放系统或地面永久瓦斯抽放系统。具体条件包括：①如果煤矿开采工作面的瓦斯释放量大于5㎡/min，就不能只采取通风方式来解决瓦斯问题。②符合以下条件之一：煤矿的绝对瓦斯释放量≥40㎡/min；年产量达到1.0-1.5Mt的矿井，瓦斯释放量＞30㎡/min；年产量达到0.6-1.0Mt的矿井，瓦素释放量＞25㎡/min；年产量达到0.4-0.6Mt的矿井，＞20㎡/min；年产量≤0.4Mt的矿井，瓦斯释放量＞15㎡/min。③煤矿开采时存在瓦斯危险的煤层时，均需要按照上述要求建立瓦斯抽放系统。
对于建立地面永久瓦斯抽放系统的矿井，应保证系统抽放瓦斯的产量达到2㎡/min以上，同时保证瓦斯质量可靠、储量丰富，具备为社会经济服务的条件且瓦斯抽放服务时间在5年以上。
二、"先抽后采"治理煤矿瓦斯的实际应用
(一) 建立煤矿瓦斯抽放系统
煤矿瓦斯抽放系统主要由管道、瓦斯泵、流量计、安全装置等组成。①管道，在煤矿瓦斯抽放系统中，管道是其非常关键的一个环节，主要由总管、分管及支管等组成，管道材料应具备良好的抗腐蚀性、强度、刚度等要求，如钢管、铸铁管、聚乙烯管等，井下不能采用玻璃钢管。②瓦斯泵，可采用常用的真空泵、离心式瓦斯泵及回转式瓦斯泵。由于真空泵具有真空度高、负压大、流量小且安全性高等优点，因此成为瓦斯抽放系统中最常用的瓦斯泵。③流量计，煤矿瓦斯治理需要对瓦斯抽放情况进行全面、系统的掌控，因此，在抽放瓦斯时，需要在各管道、钻尝钻孔处安装流量计，以此来测定瓦斯流量。孔板流量计的原理为：气体流经节流装置时会产生压力差，其可以用来测定管道内气体流量。该种流量计是煤矿瓦斯抽放系统中常用的计量装置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆④安全装置，瓦斯抽放系统分地面瓦斯抽放系统和临时地下瓦斯抽放系统，而不同瓦斯抽放系统的安全装置也不同，如地面瓦斯抽放系统的安全装置包括防爆、防回火、放空及避雷装置等。临时井下瓦斯抽放系统在抽出瓦斯时，需在瓦斯管路出口处设置栅栏、悬挂警戒牌等。
(二) 瓦斯抽放系统的基本参数
首先，瓦斯抽放系统的基本参数包括：煤层中的瓦斯压力、煤层中游离的瓦斯压力。瓦斯压力单位为MPa，瓦斯含量是指在单位质量媒中所含的瓦斯体积，单位为㎡/min；瓦斯储备量是指煤矿开采过程中，煤层和岩层中瓦斯储存总量，单位为万㎡。煤层透气系数是指煤层对瓦斯流动的阻力，用来衡量瓦斯在煤层内流动难以程度的参数，煤层透气系数是瓦斯抽放中最重要的系数。
其次，瓦斯参数的测定：在瓦斯抽放系统运行过程中，需对其进行人工检测和自动监控，测定瓦斯抽放流量、瓦斯浓度、压差、负压及温度等参数值，依据这些参数对瓦斯抽放系统的运行状态进行调节。在构建瓦斯抽放系统时，应选择资质较高的专业机构进行可行性论证与分析，并组织过硬的技术团队进行瓦斯抽放系统的设计；瓦斯抽放系统设计与煤矿开采设计是同步的，应处理好钻井掘进、瓦斯抽放、回采等各环节的关系，确保煤矿生产和瓦斯抽放满足现代化建设的需求。
三、"先抽后采"治理煤矿瓦斯的作用
(一) 提高煤矿安全生产水平
瓦斯是一种天然的有害气体，主要以吸附和游离状态赋存在煤层中，主要成为为甲烷，当浓度达到瓦斯爆炸范围时，就会发生瓦斯爆炸。与此同时，瓦斯也是一种清洁能源，它能够为工业生产和人们日常生活提供服务，发挥其良好的社会效果和经济效益。但是在煤矿生产活动中，瓦斯爆炸是煤矿安全生产面临的最大危害，治理煤矿瓦斯是保证煤矿安全生产的根本任务。通过采取"先抽后采"的方式，不仅可以改善煤矿安全生产现状，还能提高煤矿开采效果和产量，促进煤矿事业的可持续发展。在煤矿开采作业过程中，建立煤矿瓦斯抽采系统，可以减少高瓦斯矿井的危险系数，提高其安全生产水平，减少瓦斯释放量，从而消除瓦斯爆炸事故的发生。
(二) 提高煤矿开采节能减排的效果
瓦斯是一种清洁能源，其能够应用于社会生产生活的各个方面。相关调查表明，瓦斯作为汽车燃料，1㎡瓦斯的发热量相当于1L汽油产生的发热量；作为居民燃气、工业燃料，其发热量相当于1.5Kg煤的发热量。合理利用煤矿中的瓦斯，将其用于各行业领域中，不仅能够减少大气污染，同时还能够保护生态环境。
(三) 有助于促进煤矿产业结构合理化
通过采取"先抽后采"的措施，在煤矿开采活动中建立瓦斯抽放系统，并充分利用瓦斯能源，从而减少煤矿开采所需资源成本，带动管道、钢铁、化工、电力等各行业领域的发展，尤其是钻机、瓦斯抽采、瓦斯发电等制造行业，缓解市场就业压力，拓展就业渠道，促进区域经济和社会和谐发展。另外，开展"先抽后采"治理煤矿瓦斯还能够解放煤矿生产力，调整煤矿产业结构，从根本上提高煤矿生产力水平。
结语
总之，煤矿开采过程中，若瓦斯的释放量和浓度控制不好，就会引起瓦斯爆炸，造成严重的损失，甚至危及生命。经数据统计，每年煤矿瓦斯爆炸事故伤亡的人数是煤矿总事故人数的80%。同时，瓦斯又是一种清洁能源，若能够合理利用，就能够缓解我国资源短缺的现象。因此，采取"先抽后采"的措施治理煤矿瓦斯，不仅能够降低瓦斯爆炸事故的发生率，提高煤矿安全生产水平，还能够提高瓦斯的利用率，实现煤矿事业的可持续发展。
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[4]张志义.晋煤集团高瓦斯矿井煤层气抽采及利用效果[J].煤炭技术,2008(11).
论文作者:杨光友
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/26
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