冯冰
永煤集团股份有限公司顺和煤矿 河南 永城 476600
摘要： 瓦斯灾害是煤矿最严重的灾害之一。为了防止瓦斯燃烧、燃烧、爆炸、煤、瓦斯爆炸等事故的发生，我国制定了“先抽后采、以风定产、监测监控”的瓦斯治理方针，把瓦斯管理作为煤矿事故预防工作的首要任务。在目前的技术水平下，瓦斯治理的主要方法是风排和抽放。按抽放对象来分，抽放瓦斯的方法主要有:本煤层抽放瓦斯、邻近层抽放瓦斯、围岩抽放瓦斯和采空区抽放瓦斯。本煤层抽放瓦斯就是抽放开采煤层的瓦斯。这是矿山瓦斯管理的核心，是消除重大瓦斯事故的根本措施。
关键词：本煤层;瓦斯抽采；瓦斯防治；技术途径
引言
近年来，我国瓦斯开采技术实现了跨越式发展，瓦斯开采从单一保证煤矿安全生产向煤矿一体化一体化的立体开发与利用。同时，加强煤矿排放管理和煤炭生产增长，煤矿排放增加，2016年井下煤矿排放达到128亿立方米，达到48亿立方米。但是，我国天然气储存条件存在局部差异巨大，低压、低覆盖、低饱和性能、规模化和工业化发展问题、开采深度增加、地下开采问题持续增加。
1煤矿瓦斯抽采的发展趋势
在煤矿企业的生产工作中，瓦斯抽采是煤矿企业的重要工作内容。其中，运用抽采钻孔封孔的技术，可以极大的提高煤矿瓦斯防治的安全性以及瓦斯的利用率。一般来说，煤矿瓦斯的抽放是通过打孔、钻孔以及抽放设备等方式进行对煤层内瓦斯的抽采，将瓦斯抽至地面，让井底的瓦斯浓度降低，从而提高煤矿工作的安全性。随着煤矿开采技术的不断创新，通过运用一系列的开采设备，让煤矿开采的强度不断增加，这不仅实现了煤矿生产量的提高，还让瓦斯的生产效率有效的得到了提升。
2影响瓦斯抽采效果的因素
2.1抽采钻孔稳定性因素
抽采钻孔在施工中，周围煤岩体应力平衡被破坏，当周围岩体应力较大或燃煤功率低时，钻井容易出现不稳定塌陷。或钻孔后孔壁变形或剥落。此外，随着撤离时间的扩大，钻井往往会爬缩，甚至关闭。当井内发生更严重的变形或收缩时，如果气体流量的有效剖面显著减少，气体净化流量可以显著减少。钻井发生严重塌陷或收缩，塌陷的煤渣严重堵塞了气体流通道，钻井完全无效。因此，为保证采井效果，必须提高钻井的稳定性，根据煤层条件选择合适的钻井施工工艺，采取有效的孔保护措施，阻断和恢复钻井的故障。
2.2煤层透气性影响:
煤层透气性是指在压力差作用下，煤层气在煤层中流动的难易程度，我国煤层的可膨胀性是利用系数的可伸缩性定量表达的。煤层痴呆系数是确定煤层流问题的指标，是研究煤层气演绎、瓦斯爆炸风险预测和煤层气开发的重要技术参数。根据煤层的诽谤系数，煤层气回气问题分为三类。容易抽放、可以抽放、较难抽放。煤层透气性系数越大，本煤层瓦斯抽放效果越明显。
2.3抽采钻孔气密性因素
抽采钻孔气密性直接影响抽采浓度和负压。理论分析表明，在空气密度良好的状态下，井眼的退出浓度应为100%，但钻井周围实际上存在微裂纹（特别是软岩和煤层），因此，钻孔的提取浓度和负压难以保证。我国大多数矿山平均瓦斯泄漏浓度不到20%，采矿钻头通常是保密的，即漏气。
3常见瓦斯抽采方法
3.1本煤层抽采
（1）卸压抽采。需要明确的一点是，我国多数煤层都存在透气系数大的问题，预抽难度普遍较大，而决定煤层渗透率变化的因素主要是超前支承压力。因此，从超前支承压力的角度出发，综合考虑瓦斯涌出规律、卸压影响范围，对钻孔布置方式加以确定，可以使瓦斯抽采效果大幅度提高，这是卸压抽采的依据和根源。（2）采前预抽。
采前预抽指在采掘开采煤层前，通过钻孔的方式抽出瓦斯，减少瓦斯开采时的涌出量。以钻孔布置方式为依据，可将采前预抽分为3种，分别是平行、交叉和扇形抽采，其中，对瓦斯运移有利的技术为交叉钻孔，现已在多个地区得到应用，并且取得了良好的效果。
3.2邻近层瓦斯抽采方法
如果矿井里面存在较多的煤层，那么工作人员在开采时候，相邻煤矿层的上下部分便会出现一定的变形与膨胀，甚至会出现大量的小孔及裂缝，这个时候如果煤层的透气性较优质，瓦斯便容易在相邻的煤层上下级之间出现移动现象，从而导致瓦斯的行动范围不断扩大，在一定空间内会聚集在一起。如果想让开采达到预期的效果，则要在开采的煤层当中进行打钻，打钻方向需要直通邻近层，之后再根据邻近层的具体受压情况以及其他因素，使用较为科学的方式来设置开采的参考数值，采用比较合理的开采技术对内存瓦斯进行抽取，这样的方法可以有效防止邻近层瓦斯大面积流向开采层面。
4提高瓦斯抽采效果技术对策
4.1煤层开采卸压
1） 保护层挖掘。保护性煤层开采适用于煤层开采条件。即首采煤层（保护层）开采后，顶底板岩（煤）层发生大面积的卸压变形，附近岩层应力，保护层内出现裂缝，逆境改善，从而促进排放气体的"减压-扩散-渗透"流量，有效保护层开采是最具经济效益的减压气体方法2） 工作表面压力照明。根据保护层中采矿下载原理，还可以采用采矿表面和挖掘表面进行采矿方法。工作面装卸码头提取是工作前形成的装卸码头。在装卸码头范围内，煤层透气性显著增加，可以有效提高瓦斯的提取效果。开挖工作面的借口是利用密集的钻探工作在挖掘工作表面的下部形成减压空间，依靠上煤的自重和上板的压力改变开挖面煤的功率结构，达到排放目标
4.2液态CO2增透效果
2016年11月，张家口煤矿在距离ZF204工作面运输罐200米处进行了液体CO2沉积试验。试验共施工7个钻孔，3个致裂孔，4个控制孔(用于观测瓦斯浓度、流量等)，3个裂纹孔间距50米，每两个致裂孔中间布置一个控制孔。。所有孔的孔洞为113毫米，孔深为50米，孔深为120米。通过16天的液相CO2开裂实验和数据观测，比较了每个井眼的气体浓度和流量，对每个井眼气体的浓度和流量进行了不同程度的提高。其中，控制率气体浓度2日最高，从5.2%上升到75%，增长近15倍，降至16%至10天。其余控制孔中气体浓度不同程度增加，平均提取浓度由3.7%上升至14.28%，平均增加近3.5倍。气体抽取半径从3米增加到7米，因为不同裂缝间距的控制孔的浓度发生变化。每个控制孔的气体流量平均增加3至5倍，裂纹效果显著。因此，利用液体CO2等方法划分煤体可以提高气体排放率。
4.3水力压裂
水力压裂利用高压泵将高压液体注入煤层，使煤层原有的封闭缝隙留下印记，同时进一步扩大缝隙，形成注入裂缝网络，提高煤层的渗透性。该技术应用范围大，在松软及中硬煤层中具有良好的应用效果。煤矿破损后，单孔的采气量增加10倍以上，采气浓度提高50%，娱乐系数增加约60倍。煤矿实行压裂后，瓦斯开采增加7.2倍，煤层补救系数增加79至272倍。此外，该技术还消除了煤和瓦斯爆炸的风险，并用于快速挖掘油井。
结束语
(1)在本煤层瓦斯抽放过程中，瓦斯抽放管道泄漏、死水、煤层渗透性和瓦斯抽放泵容量对抽放效果有不同的影响。(2)矿区减少管道渗漏和积水现象。在受采矿影响的地区，加强煤层排水，实施水力压裂、破碎前爆破、液化气裂缝等方法，提高煤层透气性，提高地层采用这种综合措施可以提高这种煤巷的气体排放率。参考文献
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