淮南矿业集团顾桥矿
摘要：随着我国经济的发展,人们对煤的需求越来越大。而原有的瓦斯抽采技术存在一定的局限性，从而导致抽采过程中出现大量瓦斯涌出的现象，甚至造成了一些人员伤亡事故的发生。现如今通过改进抽采工艺，不但保证抽采施工的安全性，而且还显著提高了抽采效果。
关键词：瓦斯抽采；必要性；抽采方法
引言
中国是一个煤炭消费大国，同时也是一个煤炭蕴藏量大国。煤炭作为人们生产生活以及工业生产的主要原材料，对中国经济社会的稳步发展具有举足轻重的作用。煤炭资源属于不可再生资源，近些年，随着资源开发与利用规模、程度的不断扩大与加深，煤炭资源的贮藏量逐渐减少，开采难度逐渐提高，开采地质条件逐渐复杂。而且煤矿瓦斯普遍存在于煤岩层中，给煤炭资源的安全开采带来了一定的影响，如果瓦斯抽采处理、利用不到位，非常容易出现安全生产事故，给人们的生命财产安全带来威胁。所以，煤矿瓦斯抽采在整个煤炭开采过程中显得非常重要。
1瓦斯抽采的必要性
瓦斯是一种无味、无色，难溶于水，可以燃烧或者爆炸，扩散性较高的一种以甲烷为主的有害气体，当其浓度达到一定程度时，可能发生爆炸，也可能使人窒息。近年来，在国家及相关部门的严格治理下，煤矿事故发生率明显下降，但是较重大型煤矿安全事故仍然时有发生，在给矿工的生命安全带来巨大威胁的同时，也给煤矿企业和国家的经济造成了巨大的损失。在众多煤矿安全事故中，瓦斯爆炸事故最突出、威胁最大。从相关事故统计资料来看，在死亡人数为10人以上的特大事故中，基本上有70%的事故原因是瓦斯爆炸。特别是当地质构造较复杂、煤层破坏严重、煤层瓦斯压力较高、地应力较大时，非常容易发生瓦斯事故。当矿井瓦斯与空气混合并达到某种浓度时，一旦遇火就有可能发生爆炸或者燃烧事故，尤其是瓦斯爆炸会产生以下致命因素:爆炸冲击波，爆炸火焰和有害、有毒气体，这样不仅会导致生产中断，矿井设施毁坏，严重的还会造成人员伤亡。所以，瓦斯抽采是煤矿安全生产和矿工生命安全的基础保障。
防治煤矿瓦斯大气污染的需要。煤矿瓦斯是从围岩和煤中逸出的由二氧化碳、氮和甲烷等组成的混合气体，而过多的甲烷和二氧化碳都会导致温室效应，污染大气环境。尤其是甲烷对环境的威胁更加严重，而且其浓度的提高还会减少平流层中的臭氧，同时，增加对流层的臭氧。此外，与二氧化碳相比，甲烷的温室效应大概是其20～60倍，如果不加以适当的治理与防治，将来甲烷排放量的70%会来自于低浓度的煤矿瓦斯。所以，从大气污染防治方面考虑，一定要做好煤矿瓦斯抽采工作。
中国对煤矿资源的依赖程度依然在逐渐增大，矿产资源是有限的，为了开发更深层次的煤层，需要不断加强对瓦斯安全管理方面的研究，在矿井深度不断向下延伸的过程中，直接造成了煤体强度和突出阻力的不断降低，而在这种情况下，中国对于瓦斯治理研究还要不断加强。
2瓦斯抽采方法分析
2.1穿层钻孔抽采
穿层钻孔抽采可解决突出煤层打顺层孔时钻喷孔、塌孔问题，一般采取网格布局结构，网格布局结构能支撑煤层地面结构，避免抽采过程中由于采空区大量抽采导致部分区域出现空洞，造成抽采区域出现坍塌现象。一搬网格采用≤40m×40m布置。
2.2顺层钻孔抽采
顺层钻孔适用于局域性瓦斯的抽采，一般在抽采过程中要求钻孔深度根据施工条件和施工能力确定，钻孔间隔根据煤层抽采半径确定，一般在3m～10m。顺层钻孔应与煤层走向角度一致。钻孔在85m以下煤层深度内转子速率控制在3000r/min。布孔需采用斜向孔或交叉口，斜向孔能防止杂质进入，煤层中含有细砂杂质较多，且颗粒直径较大，选用斜向孔能够有效防止杂质进入；交叉式能够显著提高抽采瓦斯效率，交叉式钻孔随抽采瓦斯深度及煤层倾角增加，能够自动调节抽采方式，避免瓦斯抽采设备出现设备故障。
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2.3顶板走向钻孔抽采
顶板走向钻孔抽采要求在抽采工作区域设立钻场，钻场间隔保持在100m范围内，每个钻场内部空隙部分要放置抽放孔，抽放孔位置要根据钻场钻孔大小而定，一般设计施工24～36个。钻孔施工完毕后，要进行抽采，抽采负压保证在20～50kPa，抽采泵吸气量保证在50～100m3/min，使顶板走向钻孔抽采效率达到最高。一般顶板走向钻孔布置在煤层顶板内，据煤层垂高在20～40m，可以减少采空区瓦斯流向工作面问题。
2.4保护层瓦斯抽采方法
一般情况下，如果矿井采用煤层群开采的形式，在开采层的作用下（即保护层开采的作用下），邻近的上下层会出现变形、膨胀等情况，进而产生较多的孔隙，提高煤层透气性。这样煤层内的瓦斯就可以在邻近层之间来回移动，并为其大量聚集提供一定的空间。而为了有效避免或者防止上下邻近层间瓦斯大量流向开采工作面，则可在开采层内打钻，通向并穿透邻近层，并根据各煤层的受压情况、透气率和地质条件等因素，科学合理地设定抽采参数、选取抽采技术，将其内部存有的瓦斯全部抽采到地面进行处理。
开采层瓦斯抽采方法较多，每种方法的适应范围各有不同，具体方法有:①采前预抽法。本质上来说，这种抽采方法即是在煤层正式开采之前预先将其内部的瓦斯抽采出来。所以，这种抽采方法的抽采效果比较容易受到煤层性质的影响。也就是说，如果煤层透气性较好的话，抽采效果会非常显著;反之，则会影响抽采效果。一般情况下，这种方法比较适用于属于未卸压煤层或者有岩层的煤层。②边采边抽。这种方法适用于已经进行了卸压，且需要进行瓦斯抽采的煤层。由于挖掘因素，在采矿工作面不断向前推进或者深入时，工作面前面一定范围之内的煤层会出现较多缝隙，随之会提高煤层透气性，这样就可以采用倾斜钻孔技术将透气性较好、裂隙较多煤层中的卸压瓦斯抽采出来，抽采效果较理想。③强化抽采。此方法适用于煤层透气性不理想的情况，主要是运用深孔爆破、水力割缝等煤层强化卸压技术来提高煤层透气性。除此外，为了优化抽采效果，还可将水、二氧化碳等注入煤层，以提高煤层驱动力，促进瓦斯流动、渗透和置换。每一种抽采方法都有自己的优势和适用范围，在实际抽采工作中可根据煤层实际情况，综合运用多种方法来提高抽采效果。
结语
通过对瓦斯抽采必要性及抽采方法的分析，相信大家对瓦斯抽采必要性及抽采方法都有了更深刻的认知。针对不同工作面的情况，采用不同抽采技术，运用不同类型抽采方式不但能够有效抑制工作面瓦斯涌出，并且还能有效保障瓦斯抽采效果，提高设备运行效率，提高企业经济效益。
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作者简介
王瑞，男，32岁，工程师，现在淮南矿业集团顾桥煤矿工作，毕业于安徽理工大学能源与安全学院采矿工程专业.
论文作者:王瑞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/10/1
标签：瓦斯论文; 煤层论文; 钻孔论文; 煤矿论文; 工作面论文; 方法论文; 甲烷论文; 《基层建设》2018年第24期论文;