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抽采利用技术在煤矿瓦斯防治中的有效应用苏丽军

发表时间：2020/7/2 来源：《基层建设》2020年第6期作者：苏丽军

[导读] 摘要：煤矿企业做好瓦斯防治工作，创新瓦斯抽采技术，对于保障煤矿企业安全生产、提升煤矿企业经济效益、保护大气生态环境等方面有着极其重要的作用。

        淮河能源集团地质勘探工程处朱集东钻机工区
        摘要：煤矿企业做好瓦斯防治工作，创新瓦斯抽采技术，对于保障煤矿企业安全生产、提升煤矿企业经济效益、保护大气生态环境等方面有着极其重要的作用。瓦斯安全问题一直是影响煤炭企业安全生产的重要因素之一。本文对抽采利用技术在煤矿瓦斯防治中的有效应用进行分析，以供参考。
        关键词：瓦斯防治；抽采利用；应用
        引言
        作为煤矿瓦斯灾害治理措施的瓦斯抽放方式早在20世纪50年代就已经发展为重要措施，并且已经在高瓦斯和突出矿井内进行应用。我国针对瓦斯防治制定的相应方针早在2002年就已经开始，那一阶段的防治方针是以先抽后采、以风定产、检测监控为主，同时对瓦斯抽放这一瓦斯治理措施重要性进行了重点强调。
        1瓦斯的影响及管理原则
        1.1瓦斯的影响
        煤矿瓦斯有着容易爆炸以及无色无味等特点，这也导致瓦斯容易出现安全隐患。煤矿开采期间，如果瓦斯安全隐患不能有效的解决就会直接影响到煤矿企业的安全生产，甚至会出现严重的安全事故。因此，在瓦斯治理方面企业以及社会要对此加强治理力度。现阶段，我们国家煤矿生产能力在不断的提高，同时，设备也变得越来越齐全，已由以前的风定产模式改为以瓦斯抽采量定产，这足以看出在煤矿生产期间对瓦斯防治相关工作的重要程度。瓦斯的浓度与煤矿深度有着密切的关系，会随着深度的增加而增长，这就会导致煤矿开采工作中安全隐患不断加大。而瓦斯安全隐患不单纯和其本身的危险属性有关系，同时和底层的结构有着紧密的联系，巷道瓦斯含量与地质褶曲构造有紧密联系，在煤矿生产期间，瓦斯安全隐患在背斜、向斜及倾伏段一些地方出现的几率非常大。如果煤层的走向出现比较大的变化时候，煤层结构变化，在顶板与底板之间形成较大夹角，提高煤体中瓦斯含量与压力。
        1.2煤矿瓦斯管理原则
        想要提升瓦斯抽放技术的应用成效，就需要充分认识到先抽后采的真正意义，对其进行科学合理的了解和把握。强化煤气抽放技术的先抽后采问题是因为需要保证采掘作业的安全程度。先抽又被叫做预抽，从字面上看我们可以理解成，在采掘或是其他的作业开始以前，先将所含瓦斯实施抽出活动，在条件允许的情况下把瓦斯的浓度降到最低，以降低采掘期间对瓦斯的控制难度。进行过预抽以后的煤层，一般会被视作没有突出危险性或是可将突出危险性忽略不计，在最大程度上保证采掘作业的安全可靠性。在选取抽放的方式时还需要按照现实状况，因为各个区域中的地壳结构都是不同的，地质形成过程也各不相同，致使我们国家煤层气田结构也非常复杂，详细情况均有所差异。
        2抽采技术在煤矿瓦斯防治中的有效应用
        2.1地面预抽
        针对高瓦斯煤层向低瓦斯煤层进行转变的根本措施为地面预抽，在瓦斯地面预抽有效实现的情况下，才能为瓦斯安全隐患的发生给予有效避免，为煤矿生产提供安全性保障。任一煤矿开采过程中，通过抽采方式将高浓度瓦斯向低瓦斯含量进行转变是一项必须的工作环节。在煤层开采之前开展的抽采工作为地面预抽，旨在将煤层瓦斯瓦斯含量给予有效降低，确保矿井建设以及煤矿生产安全隐患得以有效消除。地面预抽技术显著的特征就体现在抽采以及开采时间和空间并不会对其造成影响，针对地面大规模抽采井的布置工作可以在煤矿开采前的8-10a或更长时间进行开展，如此能够为大面积瓦斯抽采工作的良好开展给予保障，相应的规模化生产也会得以有效形成。
        2.2井下递进抽采
        在递进抽采技术应用过程中，回采工作面的布置需要在多条巷道掘进中进行，关于外测巷道内向下一临近工作面长钻孔的实施应提前进行，确保钻孔长度与相应工作需求相匹配，促使外侧巷道向下一工作面两面巷道条带覆盖过程中、对长度的条件需求得以充分满足，在对这一工作面进行掘进的过程中，需要将下一工作面掘采以及抽采工作进行开展，为下一工作面抽采时间的延长给予保障，为抽采工作实施创造有利条件，进而极大限度的降低回采工作面瓦斯量。

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在煤矿瓦斯防治过程中为确保递进模块抽采顺利实施得以有效实现，通过对长钻孔抽采特征的充分探究，能够将抽采效果进行准确预测，在此基础上能够确保模块抽采参数选择的合理性。值得注意的是，对于长钻孔来说，需要确保严封以及长封孔需求得以充分满足，为钻孔长期抽采工作开展给予保障，促进抽采效果的有效提升。
        2.3煤矿多区共同抽采技术
        多区共同抽采技术应用比较广泛，尤其对于一些规模较大的煤炭生产企业应用较为明显。运用煤矿井下多区共同抽采技术，需要在地面和地下共同进行抽采，这样能为瓦斯的抽采，带来比较明显的效果。实现了在生产煤炭过程中，完成了对瓦斯气体的抽采。煤矿多区共同抽采技术明显提升了瓦斯的抽采效率和抽采质量，符合煤矿生产企业“先抽后采”的基本要求，使煤矿井下瓦斯的后采和煤炭生产紧密结合，使抽采工作能够稳定进行。煤矿瓦斯多区共同抽采一般包括规划抽采区、准备抽采区和生产抽采区，这一抽采技术实现了地面抽采和井下抽采有效联动，良好的解决了瓦斯抽采时间和开采续接等问题。
        2.4水力导喷增流提透技术
        这一瓦斯抽采技术主要的设备有固定套管、连接法兰、导喷三通、煤、水、瓦斯分离器、瓦斯抽采连接管等基础设备。这一技术需要先用合金钻头钻出长度约2m，孔洞直径大约15cm的钻孔，同时将固定套管用水泥固定在岩石层，然后用连接法兰将导喷三通与固定套管相连接，然后将钻杆深入钻孔，之后将钻杆外部进行密封。完成上述工序后，要将钻头钻入地质层，然后将导喷三通与煤、水、瓦斯分离器进行连接，确认安装完毕后，开启钻机，只需要钻机保持工作，钻头不需要前进。这样能将煤、水、瓦斯三者进行良好的分离，将瓦斯通过抽采套管排出井外，这样能有效避免瓦斯出现泄漏，降低了井下通道内瓦斯浓度，有效避免了出现瓦斯爆炸等情况。
        3煤矿瓦斯抽采技术展望
        3.1未来3～5年的近期开采区域
        采空区卸压影响带的地面煤层气井预抽。由于急倾斜的地质特点，中层近期开采深度水平基本位于浅层当前开采水平的80～120m以深位置，受采空区卸压及深部煤层气井排水的双重影响，煤层渗透性大幅增加、游离气增多，通过地面煤层气井3～5年的抽采，煤层含气量大幅降低，所产出煤层气可制备为CNG利用。
        3.2未来5～10年的远期开采区域
        地面煤层气井群的压裂增渗抽采。深层煤层气地面开发的排水降压作业，既能为中层近期开采水平的煤层气井提供排水降压效应，又能疏干煤层含水以省略未来煤炭开采的排水环节，同时获得高浓度甲烷的煤层气，可直接制备为CNG利用。
        结束语
        煤矿企业应当将瓦斯防治作为企业生产管理的重点工作内容，选择最佳的防治技术和抽采技术，提高瓦斯的防治效果和抽采效率，保证煤矿企业井下工作的安全和煤矿井下通道以及采矿设备的安全。从而提高瓦斯的安全利用率，保证煤矿企业的安全生产，从而提升煤矿企业的经济效益和市场价值，促进煤矿企业的良好发展。
        参考文献
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        [4]康建东.低浓度瓦斯蓄热氧化井筒加热技术试验研究[J].煤炭科学技术,2018,46(06):211-216.
        [5]李志伟.抽采利用技术在煤矿瓦斯防治中的有效应用[J].山东煤炭科技,2017(02):88-90.