兰花集团东峰煤矿有限公司 山西省晋城市 048000
摘要：在煤矿灾害中，瓦斯灾害对煤矿的安全生产及职工的生命安全威胁最大，严重制约着煤矿的安全高效的生产。对其进行治理是煤矿安全生产的重要组成部分，而对瓦斯进行抽采是实现瓦斯治理的根本途径。随着煤炭开采技术的长足进步和煤矿机电装备水平的逐步提高，各矿所开采煤层的深度也随之增大，而煤层埋藏深度相对较深时，其自身的透气性也会越小，相应地，瓦斯抽采率也会较低、抽采效果较差。因此，需要结合矿井实际情况，对低透气性煤层条件下的瓦斯抽采方法进行研究，以达到改善瓦斯抽采效果，从而确保矿井安全生产的目的。
关键词：低透气性；瓦斯抽采；“U”型通风；抽采系统
引言
煤层中大都含有瓦斯，瓦斯的含量主要受煤层透气性的影响，当煤层透气性较小时，内部瓦斯无法通过煤层中的裂隙通道流出，随着工作面的开采，大量的瓦斯会跟着一起涌出。瓦斯的大量涌出往往会导致工作面内瓦斯含量超限，进而发生瓦斯爆炸等事故，威胁作业人员的生命安全，因此，采取合理的瓦斯治理措施十分重要。
1矿井开采情况
某井田面积30．72km2，产能300万t/a。矿井通风采用中央分列方式，通风方法通过抽出式通风，四个井筒当中的主、副斜井、进风立井承担着进风工作，而回风立井承担着回风工作。矿井绝对、相对瓦斯涌出量的最大值分别是48．13m3/min、7．62m3/t，为高瓦斯矿井。目前正在进行3号煤层的开采作业，其自身为有爆炸性的不易自燃煤层。
根据现场地质构造、地表村庄及开拓布置等情况，将3号煤层划分为9共个采区，一采区、二采区、三采区、四采区已结束开采活动，目前对五采区、七采区的3号煤层进行开采，五采区、七采区各布置一个工作面进行回采，六采区和八采区正进行采区大巷掘进，五采区、六采区设计产量均为120万t/a，为接替关系;七采区、八采区设计产量均为180万t/a，为接替关系，九采区由于地表是未搬迁村庄和铁路，暂不考虑进行开采。回采工作面均为综放开采的方式，各布置两条巷道进行“U”型通风，其中运输巷道承担着进风工作，而回风巷道承担着回风工作。
2煤矿瓦斯的抽采现状
在我国煤矿企业的生产中，瓦斯抽采的方式主要是井下抽采和地面钻井抽采。其中，井下抽采具有技术要求低、投资成本少的特点，自20世纪40年代开始已达到技术的成熟，在煤矿企业中有广泛的应用。能有效实现减少矿井与采空区瓦斯涌出，同时有效防止瓦斯泄漏。目前我国的井下瓦斯抽采存在规模小、部分地区因浓度低而无法加以利用的情况，在瓦斯抽采的工作面，瓦斯抽采量与利用量仅为73.5亿立方米和25亿立方米。地面瓦斯抽采系统建设周期长、费用高、风险大，涉及征地、环保、设计审批等诸多环节，因而对于企业来说成本较高，但从长远来说，地面抽采的效率和安全性是井下抽采不可比拟的。因此，需要结合企业发展现状，加强瓦斯抽采全新实践理论的建立和完善，探索瓦斯抽采的新技术、新设备和新工艺等，从而有效保障瓦斯抽采的质量和效率，保障矿井生产的安全性的同时，实现经济效益的最大化。
3瓦斯抽采技术
3.1地面预抽
地面预抽能够实现将高瓦斯煤层转变为低瓦斯煤层，这一转变能够进一步保证煤矿的生产安全，地面预抽是煤矿开采需要做的必要准备工作，能够有效降低瓦斯浓度，消除一些安全隐患，提升生产的安全性。地面预抽对于煤矿开采具有重要的意义，地面预抽不受抽采时间和开采时间的限制，根据煤层瓦斯赋存的不同，确定不同的预抽时间，从而有效提升瓦斯的抽采率和利用率，为大面积的瓦斯抽采工作的开展奠定良好的基础，从而形成规模化的生产和作业模式。
3.2井上井下联动抽采
煤矿生产中受到阈值和抽采时间的影响，可分为规划区、准备区和生产区。规划区包括地面抽采准备区，指的是地面与井下联合处采区，生产区主要指井下抽采区。对原有的开采区向开拓区进行转变，需要在井下将掘进开拓巷道准备好，改进和优化瓦斯抽采取的方式。通过地面抽采井，实现井上井下联合抽采，能够高效地降低煤层瓦斯量，从而保障生产的安全进行。在瓦斯含量为8～16m3/t的开采层进行作业时，需要结合煤层特性，做好准备工作，在作业开始的前3～8a进行井上井下联动抽采。同时，为进一步提高预抽效果，需要对钻孔的布置方式进行优化，对钻孔的规格进行细致的规定，如密度、孔深、孔径等。通过有效测定抽采半径确定钻孔密度，能优化钻孔间距，提升抽采量。加强抽采泵和管网布置的建设，还可以实现对抽采系统的进一步优化和完善。由于采用了以井下联动抽采为主的作业方式，能够实现将开拓准备区转变为生产区。施工中主要采用水平钻孔，将地面上抽采造成的裂缝与影响带进行有效联通，保证直井压裂裂缝和水平钻孔的建设。构建立体的抽采网络，提升抽采效率并缩短工作周期，能够降低生产成本，提高生产效率。
4瓦斯抽采设计
某煤业建立地面泵站，安装4台抽采泵，布置高、低负压两个抽采系统，其中高负压承担开采层的瓦斯抽采工作，低负压承担现、老采空区的瓦斯抽采工作。整个抽采泵站布置于回风立井工业广场，利用回风立井作为瓦斯抽采管道井使用。
4.1开采层抽采设计
1)钻孔施工方法:工作面回风巷道当中顺着煤层施工抽采钻孔，而运输巷道当中则向上倾斜施工抽采钻孔，其倾斜角度根据煤层倾角变化进行及时调整，终孔必须落于煤层范围内，工作面两条巷道中的抽采钻孔开孔均距离底板1．5m之上，在完成抽采钻孔施工作业之后，及时与抽采管路进行连接并开始抽采作业。
2)抽采钻孔布置:某煤业八采区3－803综放工作面的走向长度为1100m。回风巷道、运输巷道中，首先布置抽采钻孔与切眼的距离分别为3m、4．5m，之后分别沿着两条巷道依次布置，分别施工366个、353个抽采钻孔。
4.2现采空区抽采设计
1)钻孔施工方法:在工作面回风巷道当中布置高位钻孔钻场对裂隙带瓦斯进行抽采，每个钻场的宽、深、高分别为5m、4．5m和3m，其中第一个同切眼之间的距离为70m，之后以35m的间距沿着回风巷道依次布置。
2)抽采钻孔布置:各个钻场的高位钻孔均采用双排布置形式，每排各5个高位钻孔，共10个高位钻孔。
3)钻孔封孔工艺:采用规格为D113mm钻头进行抽采钻孔施工，钻孔长度保持在80～93m的范围之内，钻孔封孔长度12m。打设抽采钻孔完毕之后，将规格为D90mm的双抗软管插入抽采钻孔之内，再及时通过“两堵一注”封孔工艺对抽采钻孔实施封孔。为保证抽采钻孔的施工质量和密封性，根据现场抽采钻孔施工情况，可适当增加铁套管固孔。
结语
某煤业现场采用低透气性煤层瓦斯抽采技术，并配合水压预裂增透手段后，能够降低工作面瓦斯涌出，缓解通风系统负担过重情况，给矿井的抽采衔接及巷道维护创造了良好条件。在回风立井工业广场建成瓦斯抽采系统之后，按照设计抽采能力计算，矿井瓦斯抽采量为23．84m3/min，抽采率为49．5%，纯瓦斯抽采量为1253万m3/a。从根本上治理了工作面瓦斯超限，避免了瓦斯事故，实现了矿井安全高效生产。
参考文献
［1］何缘缘，邢玉忠.低渗透性煤层群邻近层瓦斯卸压抽采技术［J］.煤矿安全，2016，47(10)：70-72.
［2］陶启兴.代池坝煤矿低透气性复合煤层群卸压瓦斯抽采技术研究［J］.山东工业技术，2014(7)：83.
［3］付江伟，傅雪海，蒋玉玺．单一低透气性煤层卸压带瓦斯抽采的基础研究［J］．矿业安全与环保，2012，39(1):4－8．