摘要：煤矿瓦斯事故是一种非常严重的灾害事故，中国煤矿安全开采面临的一重要问题就是如何防止煤矿瓦斯事故，对此，国内有关专家进行了不断探索和尝试，但是在矿井实际开采过程中，很多因素是不确定的，如瓦斯分布、储存和流动等因素。因此，防治矿井瓦斯事故的有效措施是瓦斯抽采，瓦斯抽采技术能够提高矿井开采的安全性，同时也能对工作人员的安全起到保障作用。
关键词：煤矿瓦斯；综合抽采；技术应用
1瓦斯综合抽采技术的功能
通常情况下，在煤矿开采之前，要保证瓦斯含量低于8m3/t，压力也要降至0.74MPa左右。使煤矿开采时，所抽采的瓦斯就能够得到有效的控制，确保煤矿开采工作具有较高的安全性。煤矿开采作业结束之后进行的瓦斯抽采，能够避免出现瓦斯聚集情况，也可以控制井内瓦斯外泄量。
在对煤矿瓦斯进行抽采的各个环节中，都存在着与之相对应的具体的考核指标，瓦斯综合抽采技术其实就是要保证瓦斯抽采各环节都能够达到标准，这时再进行开采作业，可以保证煤矿开采的安全性，避免安全事故的发生。
2煤矿瓦斯综合抽采技术的价值与意义
在采掘煤矿之前抽采瓦斯可以降低采掘煤矿过程中的瓦斯量，进而使煤层压力降低，以及实现采掘过程中危险系数的减小。通常在采掘煤矿之前，降低瓦斯的含量在8m3/t，而降低压力到0.74MPa，在采掘煤矿的时候对瓦斯的抽采能够控制上隅角瓦斯浓度以及工作面同风流，从而确保有效地抽采瓦斯，最终确保采掘煤矿的正常进行以及安全性。在采掘煤矿支护抽采瓦斯一是能够有效地确保煤矿中的通风性，二是能够使外泄的矿井瓦斯量降低。
除此之外，对密闭采空区内部的瓦斯进行抽采，可以对抽取到的瓦斯进行综合利用。在抽采煤矿瓦斯的每一个时期，也具备一定的考核标准，而瓦斯综合抽采技术是确保瓦斯抽采的各个时期的指标合格的基础上从事采掘煤矿工作，从而实现煤矿采掘安全系数的提升。
3煤矿瓦斯综合抽采技术的应用
A煤矿每年煤炭生产量240Mt，煤炭资源主要来源于为3#、7#及10#煤层，6组煤属于局部可采煤层。由于3#煤层具有比较大的开采深度，从而导致其瓦斯含量为8.6m3/t~11.5m3/t，瓦斯压力在2.0MPa~4.7MPa，其中整个煤矿总的瓦斯涌出量达到了13.5m3/min。为了确保井下煤矿开采工作的顺利进行，该煤矿选择了综合抽采技术。
3.1采前瓦斯抽采的应用
在对6组煤进行开采的过程中，对于可采区域选择了保护层开采技术，通过底板岩巷网格式上向穿层钻孔的方式对7#煤层中的瓦斯进行抽采，其不仅可使煤层瓦斯含量有效降低，还可有效避免煤层突发性危险的发生。同时，对于6组煤不可采区域，可借助底板岩巷网格式穿层钻孔对煤巷条带瓦斯进行抽采，以确保煤巷掘进工作安全进行。
对于7#煤层，虽然煤层赋存状态相对比较稳定，但随着煤炭开采深度的不断增加，煤层瓦斯含量和压力不断提升，在-550m标高范围内属于瓦斯突出危险区，因为煤层硬度相对比较高，可采用顺层长钻孔进行施工，对于-550m~-650m的浅部突出危险区，可选择顺层长钻孔递进掩护的方式进行瓦斯抽采，该瓦斯抽采方式已开始在多个掘进工作面内使用，其可使煤层瓦斯含量和压力得到有效改善，保证煤矿开采工作的顺利进行，可使煤巷平均掘进速度超过300m/月，每月产量达到了15×104t。而对于-650m以深的深部突出危险区域，煤层瓦斯压力和含量进一步提升，且突出危险性大大提高，从瓦斯治理效果及钻孔施工安全性的角度考虑，选择了顺层钻孔结合穿层钻孔的瓦斯治理方案，以确保工作面开采的安全进行。
对3#和7#煤层进行采前抽采可使煤层瓦斯含量下降到8m3/t以内，瓦斯压力下降到0.7MPa以内，从而有效避免煤层开采出现突出性危险。由于6#和10#煤层具有比较小的瓦斯含量，可不进行采前瓦斯抽采就直接进行开采。
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3.2地面井抽采
高河井田在回采工作面上方施工地面钻井，通过压裂、排采方式对井下煤层瓦斯进行接抽治理。
地面抽采井孔深平均500m，使用Ф215.9mm三牙轮钻头进行钻至井深，使用外径139.7mm、内径124.26mm、壁厚7.72mm、钢级N80产层套管，注入水泥进行固井。
使用活性水+石英砂进行压裂，液体经过加压，通过射孔的缝隙前进，在煤层中造成更多更长的裂缝(200m左右)，裂缝呈立体存在。石英砂起到支撑裂缝不闭合作用。
通过地面抽采设备及装置(目前采用油田常见的抽油体系—井下抽油泵、油管、抽油机(“磕头机”)、配电设施等)，甲烷气体从孔隙表面解吸出来，扩散到达裂隙中，最后渗流到井筒附近产出。再由气水分离器分离出气体，即可得到煤层气。
地面压裂井对煤层压裂的作用在一定程度上使煤层的透气性有所增加，能够使煤层中吸附瓦斯通过压裂增透等技术手段转化为游离瓦斯，在后期掘进、回采过程中这部分游离瓦斯通过破煤等工艺进行释放，有效降低或解决煤层中的瓦斯问题。
3.3采后抽采中应用瓦斯综合抽采技术
对该煤层一部分封闭之后的采空区瓦斯进行抽采，且进行应用，在煤矿自身具备的瓦斯电厂应用较好质量的瓦斯。
3.4分析抽采效果
瓦斯综合抽采技术在实践中的应用提高了瓦斯抽采量，并且从某种意义上使煤矿生产的安全性提升，在建矿之后未曾出现瓦斯超限以及煤和瓦斯突出的现象，从而确保突出矿井可以一直维持采掘的高效化与安全性。
4瓦斯综合抽采技术和技术展望
瓦斯综合抽采技术是指在抽采前中后三个阶段过程中采用多种抽采方式进行抽采的一项技术。在矿井开采前，采用瓦斯综合抽采技术能够在降低瓦斯含量的同时降低其产生的压力，即瓦斯含量降低至8m3/t，压力降低至0.74MPa，含量和压力的同时降低能够使开采过程中的危险系数大大降低，进而更好地保障工作人员的人身安全。同时，采用瓦斯综合抽采技术能够使工作面的瓦斯浓度降低，有效控制瓦斯浓度，保障工作安全。此外，对于煤层工作面瓦斯排放量大的问题，可以通过开采煤层解析瓦斯和抽采瓦斯等方法进行解决。矿井瓦斯抽采的每个阶段都有专门的考核指标，但这些指标通常较单一。只有在开采前、中、后分别对瓦斯进行抽采才能实现瓦斯综合抽采，换句话说，开采前、中、后的抽采是瓦斯综合抽采技术进行的前提。以最低考核标准达到最好的瓦斯抽采效果是瓦斯综合抽采技术的目标，抽采后，保障矿区的安全性，保证工作人员的安全。
随着中国煤炭开采强度不断增大，对矿井瓦斯的抽采技术也有了相应的高标准，但抽采率仍然偏低，中国煤层总体情况是两高一低，瓦斯含量高、压力高、煤层透气性差，瓦斯压力达到2MPa~6MPa、含量达到10m3/t~20m3/t，对中国主要抽采矿区的112处矿井分析表明，抽采率大于40%的一类矿区仅有6个，抽采率在25%~40%的二类矿区仅有4个，抽采效果差的三类矿区有8个，平均抽采率仅仅17.8%，从研究来看，瓦斯抽采率仍有待提高。科技发展使抽采瓦斯规模扩大并不断加强，瓦斯抽采装备逐步发展且具有现代高科技的水平，相关瓦斯抽采管路的用材也更加多样化，在以往钢管和铁管的基础上又研发了玻璃钢管、双抗塑料管等多种材料制成的瓦斯抽采专用管，使管路的连接更加高效快捷，降低了开采难度。
结论
综上所述，尽管也广泛地应用单一瓦斯抽采技术，可是其面临不少缺陷，难以跟煤矿深层采掘的实际要求相适应。鉴于此，需要结合煤层的地质状况，对一系列瓦斯抽采技术进行全面的应用，以使采掘煤矿的安全系数提升，最终实现理想的煤矿生产效益以及社会效益。
参考文献
[1]黄冲亮,孙朋.瓦斯综合抽采技术及应用研究[J].科技风,2017(22):102- 103.
[2]崔志斌.煤矿瓦斯综合抽采技术及应用[J].中州煤炭,2017(11):87-88.
论文作者:贾乐
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/24
标签：瓦斯论文; 煤层论文; 煤矿论文; 技术论文; 含量论文; 矿井论文; 压力论文; 《基层建设》2019年第2期论文;