丁腾腾
山西兰花科技创业股份有限公司唐安煤矿分公司, 山西 高平 048400
摘要：近年来，我国煤矿开采技术不断完善，机械化水平日益提升，采矿深度、效率和产量都在不断提高，这在一定程度上促进了我国煤矿产业的发展和进步。但随着采矿深度的增加，煤层瓦斯含量也在不断提升，煤层中涌现出的大量瓦斯会威胁开采人员的生命安全。有些高瓦斯矿区甚至每分钟就会涌现出超过30m3的瓦斯，一些推进快、采高大的煤矿甚至可以达到每分钟涌现100～200m3。在这种情况下，如果只采用一种瓦斯抽采技术，则抽采效率并不能满足安全需求，所以需要采用煤矿瓦斯综合抽采技术。
关键词：煤矿；瓦斯；综合抽采技术
引言
瓦斯是制约采煤工作面安全高效开采的重要因素，同时也是一种清洁能源。如何高效抽采利用瓦斯，从而保证回采工作面安全开采，一直是广大煤炭技术人员的研究课题。广大技术人员结合具体回采工作面的地质条件，对高瓦斯回采工作面的瓦斯抽采技术进行了试验研究，均取得了一定的研究成果，切实践行了“一矿一策、一面一策”瓦斯治理方针。
1煤矿瓦斯综合抽采技术概述
根据划分原则的差异，煤矿抽采技术可以分为很多种。具体划分的方式如表1所示：
随着采矿深度的加大，煤层中的瓦斯含量逐渐增高，对抽采技术的要求也随之提升，单一的抽采技术已经无法满足煤矿瓦斯抽采的需求，所以需要采用综合抽采技术。在实际应用的过程中，应该根据具体的需求和各项条件进行技术方案的筛选和组合，确保综合抽采技术能够满足各个时间段的抽采要求，进而保障矿井开采工作的安全性。
2瓦斯抽采技术种类
瓦斯抽采技术是一种保障煤矿井下生产安全的技术手段，其主要原理为通过抽采使高瓦斯突出的井下煤层转变为低瓦斯无突出危险的煤层，同时使巷道内风流中含有的瓦斯质量浓度不超过规定限度。一般可以分为开采层抽采、邻近层抽采和采空区抽采三类。其中，开采层抽采主要的适用情形为：通风技术无法解决的具有较大瓦斯含量的煤层，透气性系数较高（超过0.23m2（M/Pa2·d））、单孔瓦斯流量较大的中厚煤层，可保证一定抽采时间的采掘面。邻近层抽采技术主要包括上邻近层卸压抽采法和下邻近层卸压抽采法两类。具体的形式为钻孔抽采瓦斯方式、巷道抽采瓦斯方式和混合型抽采瓦斯方式。采空区抽采技术主要包括回采工作面瓦斯抽采技术、老采空区瓦斯抽采技术、报废矿井瓦斯抽采技术三种类型。目前应用研究最多的为回采工作面采空区瓦斯抽采技术。其中又包括了采空区积聚瓦斯抽采法、采空区冒落卸压边采边抽法、工作面上虞角瓦斯抽放法等，具体表现方式为钻孔抽采、巷道抽采、插管抽采。
3水力压裂增透技术
3.1水力压裂技术原理
水力压裂技术是煤矿瓦斯治理过程中使用较为广泛的技术，既可以扩大煤中的裂缝，也可以增加煤中的裂缝，渗透裂缝之间，形成相互交叉的裂缝网络，并将其连接在煤层中，使之成为瓦斯涌出的通道，增加煤层的渗透性，使吸附状态下的瓦斯分析进入自由状态。自由态气体可通过裂缝向外排放，提高该煤层瓦斯抽放效果，使工作面煤层瓦斯含量最小化，使工作面能获得安全开采。、
3.2水力压裂参数
水力压裂参数是水力压裂效果的决定因素，在确定水力压裂参数时，应调查工作面煤体强度、地应力大小、侧压力系数等基本地质参数，根据工作面围岩地质力学参数确定水力压裂的注水压力和注水时间以及渗透半径，从而确定水力压裂井距。
4采空区瓦斯抽采技术
工作面开采将导致工作面上复岩层移动，形成宽裂隙带，由于瓦斯密度小，瓦斯积聚在工作面外采空区顶板裂隙带，通过工作面顶板上部裂隙大量积聚，采空区瓦斯大量积聚将进入工作面，导致工作面瓦斯超限，同时加强该工作面煤层超前预抽瓦斯‘
’4.1半封闭采空区瓦斯抽采
正在开采的工作面，将抽放管路置于回风隅角处，对隅角瓦斯进行抽放。为操作方便，靠近采面上隅角段管路可采用骨架风筒与抽放支管连接，将骨架风筒插入上隅角架后采空区，为保证风筒吸入口处于上隅角的上部（上部瓦斯浓度较高），用铁丝将骨架风筒吊挂在支架上，为提高抽放浓度，提高抽放效果，上隅角处应采用挡风帘。随着工作面推进，拆下前端一段支管路，移动骨架风筒，循环处理采空区瓦斯。
4.2穿透钻孔抽采
在工作面的顺槽能够保证煤柱外侧两个横穿中间的施工穿透钻孔的正孔间距在5到10米，且中间钻孔的开孔高度要尽量大于1米。钻孔要在保护煤柱里侧巷道顶板大概半米左右的位置，钻孔需要贯穿整个煤柱，钻孔孔口的下方套管要能对风控，以及安装测点与控制阀门连接到瓦斯抽放钻孔的一个主管道上。工作面前边的穿透钻孔阀门处于关闭状态，工作面回采支架的穿透钻孔时，需要开启阀门投入运行，并按照钻孔抽放瓦斯纯度来进行阀门的调控。
4.3高、中位钻孔抽采
保护煤柱外侧沿工作面的槽体布置有瓦斯抽放钻孔平台，钻台上采用提前1000公里的钻机在工作面裂隙带修建高位钻孔。1)钻孔高度不小于3，钻孔深度300m，钻孔终孔位置在工作面槽道上40m、60m和80m三个位置，位于裂隙带位置，距煤层顶面6 ~ 8倍开采，具体位置参数应在2、中间位置至少钻6口井，井深260m，最终钻孔孔位置在工作面凹槽上6处，分别在35m、45m、55m、65m、75m和85m范围内，位于裂隙带底部，约为煤层顶高的3倍
4.4回风隅角埋管抽采方法
3205综放面回风隅角采用后退迈步式埋管交替抽放，在3205回风顺槽铺设一趟Φ219抽放管路用于回风隅角瓦斯抽放，距3205回风隅角50m处变径为两趟Φ159抽放管路，并安装控制阀门。Φ159管路延伸至回风隅角处。Φ159管路每隔20m接三通一个（三通用于接抽放立管，此立管有条型孔，用于抽采），两根抽放管三通交错10m的距离。待上端头顶板垮落掩埋管路1.5m后，开启阀门进行抽放。3205综放面回采至第一趟抽放管路10m处时，在第二趟抽放管路接抽放立管（距巷道顶板相差10cm），并进行固定。待回风隅角顶板垮落掩埋立管1.5m后，开启阀门进行抽放。随着3205综放面回采推进，上述方法以此交替进行施工。在3205回风顺槽总管路上安装孔板流量计，用于测量3205回风隅角瓦斯抽采参数。
4.5全封闭采空区瓦斯抽采
挣来的封闭采空区尽管与矿井通风网络隔绝，但采空区内经常积聚大量高浓度气体，而且仍可通过巷道封闭或隔离煤柱的裂缝向外排放，增加了矿井通风负荷，增加了不安全因素。全封闭采空区瓦斯采用封闭巷道法抽放瓦斯，即沿沟槽在工作面内进行封堵，并将引流管插入采空区直接抽放瓦斯。
结束语
综上所述，采用工作面瓦斯综合抽放技术提前压裂煤，增加瓦斯抽放通道，综合治理工作前侧采煤、采空区顶板裂隙区域和工作面上隅角瓦斯，可以有效保证工作面生产安全，为高瓦斯工作面瓦斯治理提供了新的技术措施。
|参考文献
[1]岳鹏杰.煤与瓦斯突出矿井综合抽采技术研究[J].内蒙古石油化工,2019,45(11):92-93.
[2]贾君.高瓦斯矿井大采高综采工作面综合抽采技术研究[J].采矿技术,2019,19(06):18-20.
[3]张艳鹏.煤矿瓦斯综合抽采技术试验研究[J].能源与节能,2019(10):141-142+158.
[4]张婷婷.瓦斯综合抽采技术在综采工作面的应用研究[J].西部探矿工程,2019,31(10):165-166+170.
[5]马坤.煤矿瓦斯综合抽采技术研究[J].科技风,2019(27):82.