煤矿瓦斯防治中抽采新技术的有效运用

发表时间:2020/12/29   来源:《科学与技术》2020年26期   作者:雍文浩
[导读] 煤炭是我国重要的战略能源之一,对于我国经济发展具有重要的意义
        雍文浩
        淮河能源集团煤业分公司朱集东煤矿通风防突科  安徽省淮南市  232000

        摘要:煤炭是我国重要的战略能源之一,对于我国经济发展具有重要的意义。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。瓦斯是一种可利用的清洁能源,对瓦斯抽采技术的研究,不仅保障了煤矿企业的生产安全,同时也提升了瓦斯的利用率,节约了大量自然能源。
        关键词:煤矿;瓦斯防治;抽采新技术;运用
中图分类号:TD712文献标识码:A
1煤矿瓦斯的危害
1.1瓦斯容易引起人员窒息
        煤矿瓦斯是通过长时间发酵形成的,大量存在与地下煤矿的封闭环境中。如果在煤矿作业中将瓦斯的隔离岩石层破坏,将会导致大量的瓦斯灌入煤矿坑道中,此时煤矿地下的通风设备无法正常工作,会导致煤矿坑道中布满瓦斯气体,煤矿工人由于缺氧而出现窒息。如果工人无法呼吸到氧气,则会在极短的时间内出现脑死亡或者直接缺氧死亡。
1.2瓦斯容易引起爆炸
        瓦斯是以气体的形式存在,如果瓦斯在空气中的浓度在5%至16%之间就会引发瓦斯爆炸。当瓦斯浓度低于或高于这一浓度的话,瓦斯在遇到明火时不会发生爆炸,但是会出现剧烈的燃烧现象。煤矿出现瓦斯爆炸还可能与井下温度、井下压力以及井下的煤尘浓度等条件有关。一旦出现瓦斯爆炸,还会引起其他连锁反应的爆炸。瓦斯爆炸的威力非常惊人,会在一定程度对矿井通道造成破坏,容易堵住矿井人员通道,甚至是通风通道,使作业设备被损毁,造成比较严重的经济损失和人员伤亡。
1.3瓦斯容易引起火灾
        煤矿企业如果对瓦斯管理不严格,会使瓦斯气体排放不及时,甚至由于违规作业,导致在煤矿开采途中遇到比较严重的瓦斯泄露。瓦斯浓度在7%至8%左右时,此时如果瓦斯遇到明火,最容易被引燃。当浓度升高时,会引发连锁的燃烧加爆炸反应,导致在煤矿井下出现严重的火灾事故。如果地下矿井内瓦斯分布范围比较广,会引发面积更大的火灾事故。火灾会给井下的煤矿工人带来比较严重的安全危险。
2煤矿瓦斯防治中抽采新技术的有效运用措施
2.1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[1]。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。
2.2钻割一体化增透卸压抽采技术
        煤矿瓦斯的抽采难度比较高,传统的抽采技术效率比较低,抽采量比较小,抽采设备建设比较复杂,已经无法适应现阶段的瓦斯抽采要求。钻割一体化增透卸压抽采技术的有效运用,极大提升了瓦斯的抽采效率,扩大了抽采面积,从而提升了瓦斯的抽采效果。在实际的抽采过程中,钻机钻入井下,同时使用风力清除或者水排的方式,将钻杆清理干净。当完成钻孔施工时需要将钻头退出。然后需要制备切割所用的高压磨料,制备好高压磨料后开启高压水泵,在清水与高压磨料的作用下完成对地质的切割。这一切割方法需要先进行直向切割,再完成侧向切割,同时要控制好高压水泵上的切割材料阀门,随时控制切割方向和切割进度,最终完成钻割一体化增透卸压抽采技术。


2.3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[2]。
2.4沿空留巷煤与瓦斯共采技术
        当采矿T型作业面不断向前推进时,需要及时对两边的作业面进行隔离,将井下未采矿区域与已经采完区域相隔离。然后在采空区域埋设一条瓦斯抽采管,将瓦斯由通道向外排放,这样能在采煤的同时,实现瓦斯的抽采,明显改善了T型作业区域周围附近瓦斯气体的含量,同时降低了煤矿采集区域的瓦斯浓度,也降低了煤矿石层中瓦斯气体的压力,也提升了瓦斯的抽采效率,保证了煤矿井下的安全生产,避免由于瓦斯压力过大或浓度过大导致出现煤矿井下安全生产事故。
3提高煤矿瓦斯防治相关措施
3.1对井下瓦斯浓度进行有效控制
        首先要建立完善的通风体系,降低矿井瓦斯浓度。通风系统是瓦斯治理的关键,所以要在通风技术上确保安全性,选择专门的通风设备、控制系统,以确保井下良好的通风质量,避免瓦斯浓度过高而发生安全事故。其次要落实好瓦斯抽放工作,最大限度地降低煤层瓦斯涌出量。瓦斯抽放技术是解决瓦斯事故难题的关键技术手段。尤其是深煤层开采时瓦斯喷用量大幅增加时必须确保较好的瓦斯抽放效果才能实现对煤层瓦斯喷涌量的有效控制,避免井下环境瓦斯浓度过高。再者还要强化瓦斯日常管理。制度出完善的管理制度,要求瓦检人员要对井下瓦斯浓度进行定时检查,对瓦斯浓度过高的工作点尤其注意措施落实的及时性,切不可出现漏检、错检的现象发生,提高瓦斯日常管理水平。最后要建立起完善、全面的瓦斯监控体系,对瓦斯浓度实行动态监测,对于异常反馈及时采取有效措施进行处理,对已发的安全事故要及时了解,快速采取有效措施,将损失控制在最小范围[3]。
3.2加强采煤一体化,实现煤与瓦斯同时开采
        瓦斯是造成煤矿开采完全隐患的重要因素之一,但同时瓦斯也具备较高的开采利用价值,若是可以对煤矿瓦斯进行高效开采,将为人们的生产生活创造一条新的清洁能源渠道,同时也可降低井下瓦斯浓度,防止出现瓦斯事故,为煤矿安全开采提高保障。所以开采单位在煤矿开采是要加强采煤一体化,在煤矿与瓦斯共采方面加大投资力度,提高对资源的利用效率,更好地实现安全生产。
3.3提升瓦斯防治理念
        除了井下瓦斯治理水平不高之外,开采单位与工作人员安全意识不高也是导致瓦斯事故不断发生的重要原因。所以对瓦斯进行科学治理的前提是不断提升开采单位与开采工作人员的安全意识,通过展开内部培训,举办瓦斯安全讲座等,使开采人员的安全意识得到全面提升。通过举办瓦斯爆炸安全演练、应急措施演练等,对于防治瓦斯爆炸事故都具备重要的现实意义。煤矿企业在充分遵守“以人为本、预防为主、防救结合”的原则下,制定出专项瓦斯事故应急方案,并进行正对性演练,提高员工应急技能,为一旦发生瓦斯事故提供应急救援指导与保障。
结束语
        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。煤矿企业的瓦斯防治技术对于煤矿企业安全生产有着非常重要的作用,对于保护井下生产工人、生产设备有着重要影响。煤矿企业应当不断改进现有技术,积极探究新的瓦斯抽采技术,根据现阶段煤炭企业的实际情况和煤矿瓦斯防治条件,创新瓦斯抽采新技术。
参考文献
[1]王志荣.矿井瓦斯抽采方法及抽采泵选型布置研究[J].机械管理开发,2018,33(11):264-266.
[3]任燕飞.综采工作面采空区瓦斯抽采技术的应用[J].内蒙古煤炭经济,2017(23):14+16.
[3]张继周,王浩.矿井采空区瓦斯抽采技术的研究及应用[J].煤矿机械,2017,38(04):25-27.
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