煤矿瓦斯防治中抽采新技术的有效运用研究

发表时间:2021/7/23   来源:《科学与技术》2021年第29卷第8期   作者:林茂
[导读] 对煤矿生产中瓦斯的危害性进行了分析,阐述了当前煤矿瓦斯防治工作现状
        林茂
        郑煤集团芦沟煤矿 河南省新密市 457340
        摘要:对煤矿生产中瓦斯的危害性进行了分析,阐述了当前煤矿瓦斯防治工作现状,提出抽采技术应用存在的问题,最后结合笔者工作实践,就煤矿瓦斯防治中抽采新技术的有效运用进行了探讨,以供参考。
        关键词:煤矿;瓦斯防治;抽采技术
        引言:对于煤矿企业来讲,瓦斯防治工作十分重要,尤其是瓦斯抽采技术的应用,是确保煤矿生产安全,提高经济效益的关键所在。与此同时,通过对瓦斯抽采技术进行创新与优化,可以有效保护大气环境,为煤矿企业的可持续发展提供有力支持。然而不可否认的是,现阶段在煤矿生产过程中,受到多方面因素的影响,瓦斯防治工作依然面临着诸多挑战,需要煤矿企业对抽采技术进行进一步完善,以此提高煤矿生产的安全性,同时使瓦斯得到有效利用,为节约能源消耗奠定一个扎实的基础。
        一、煤矿生产中瓦斯的危害性分析
        1 威胁作业人员生命安全
        煤矿瓦斯是在封闭的煤矿中因长期发酵而形成的混合气体,其主要成分为甲烷,易燃易爆且对人体会构成致命威胁。在煤矿作业过程中,岩石层会对瓦斯起到隔离作用,然而一旦破坏岩石层,那么就会释放瓦斯,此时煤矿坑道就会充斥瓦斯,如果通风措施不到位,那么就会因为瓦斯浓度过高而引发作业人员缺氧窒息,给他们的生命安全构成严重地威胁,同时也对煤矿的安全生产造成严重影响。
        2 瓦斯爆炸
        瓦斯属于一种混合气体,主要成分为甲烷,瓦斯爆炸的条件就是其在空气中的浓度超过5%。当然,如果瓦斯浓度超过16%,那么在明火条件下瓦斯也仅仅是剧烈燃烧而非爆炸。在煤矿生产中,温度、压力值以及煤尘浓度等都会决定瓦斯爆炸的条件。如果发生瓦斯爆炸事件,还会引发连锁反应,造成其他爆炸,从而严重破坏煤矿井下通道,导致矿井堵塞甚至坍塌,造成严重的人员伤亡以及经济损失。
        3 火灾风险
        做好瓦斯管理是每一个煤矿企业必须重视的工作。如果瓦斯排放不到位,或者操作违规,那么就会引发瓦斯泄露,给整个煤矿开采的安全造成严重地影响。通常情况下,如果瓦斯浓度达到7%~8%,那么在明火条件下瓦斯就会被引燃,如果瓦斯浓度更高,就会引发燃烧、爆炸,在破坏煤矿井下作业环境的同时,还会引发大面积的火灾,此时如果煤矿井下的瓦斯分布范围较大,那么火灾面积也会持续提高,从而严重威胁到矿井作业人员的生命安全。
        4 温室效应
        根据相关调查显示,在大气环境中,相较于二氧化碳,瓦斯产生的负面影响更大,如果瓦斯排放量较大,那么就会导致温室效应加快。目前,随着人们对煤炭资源的需求量持续增长,煤炭产业的发展也十分迅猛,很多煤矿生产过程中过分追求经济效益而忽略了环境保护的重要性,从而导致瓦斯未经处理就向大气排放,最终导致空气中瓦斯的浓度不断升高,严重破坏大气环境,甚至造成了污染,对人们的生存环境构成了威胁。
        二、煤矿瓦斯防治现状分析
        1 瓦斯数据分析不到位
        煤矿企业在生产之前需要做好相应的准备工作,准确计算开采范围内的瓦斯气体相关参数,对地质层中的瓦斯含量有一个充分地了解,如此才能够采取相应的技术措施以控制煤矿生产过程中的安全问题。然而,目前很多煤炭企业在生产过程中并不注重数据分析工作,对井下瓦斯含量的计算并不准确,从而给后续的井下作业造成了一定的隐患。具体来讲,有的煤炭企业在分析瓦斯数据时,可能凭借以往经验或者参照旧数据,从而造成数据与实际不相符的情况;再比如有的企业在记录数据时出现失误,导致数据分析结果不完整,从而给井下生产安全造成影响。


        2 瓦斯防治技术水平有待提升
        目前,一些规模不打的煤炭企业在生产过程中由于缺乏资金支持,导致机械化生产水平偏低,难以采取先进的瓦斯防治技术。还有的企业对新型瓦斯防治技术的认识不够充分,在选择瓦斯抽采技术时沿袭传统模式,不愿意在设备、技术措施方面进行创新与投资,从而导致瓦斯防治效果不甚理想。此外,还有的煤矿企业采用的瓦斯检测设备过于老旧,难以准确掌握瓦斯数据,在存在安全隐患时预警机制不到位,从而影响到煤矿井下作业的安全。
        3 井下作业人员安全意识薄弱
        作为煤矿生产的主体,井下作业人员的安全意识可以说对瓦斯防治工作成果有着很大的影响。然而,目前很多煤矿企业对井下作业人员的安全教育工作并不重视,没有采取有效的培训,导致一线作业人员缺乏安全意识,在面对瓦斯安全问题时缺乏应对手段与方法,并且对瓦斯抽采工作也不够重视,从而导致井下瓦斯排放难以达到要求,进而引发一系列安全问题。
        三、煤矿瓦斯防治中抽采新技术的应用探讨
        1 多区共同抽采技术
        在煤矿瓦斯防治工作中,多区共同抽采技术的应用相对比较常见,特别是在部分大型煤矿企业中,该项技术的应用已经基本成熟,效果也相对显著。应用多区共同抽采技术,要求地面、地下抽采同步进行,如此才能够保障抽采效果,达到“先抽后采”的目标,确保井下瓦斯的抽采与煤炭生产稳步进行。通常情况下,多区共同抽采技术主要涉及三个区域,即规划抽采区、准备抽采区以及生产抽采区,运用该项技术,能够实现地面与地下抽采的同步联动,对于提高抽采效率,保证煤矿开采的连续性而言有着积极的作用。
        2 钻割一体化增透卸压抽采技术
        煤矿瓦斯防治工作本身比较复杂,抽采工作也具有一定的挑战性。如果采用传统模式,抽采效果并不理想。而运用钻割一体化增透卸压抽采技术这项新技术,则可以使瓦斯的抽采效率、抽采面积以及抽采效果等得到显著提升。在煤矿生产时间中,基于该项技术的应用,首先需要向井下钻入钻机,并通过风力、水力的方式清除钻杆的杂物,在钻孔施工完成后退出钻头,然后制备高压磨料并将高压水泵开启,二者同步切割地质层。需要注意的是,在切割过程中应该先直向后侧向,并对水泵的阀门进行把控,确保切割方向准确,从而达到钻割一体化增透卸压抽采技术的要求。
        3 水力导喷增流提透技术
        水力导喷增流提透技术是利用相应的设备来完成瓦斯抽采的,例如套管、法兰、分离器以及瓦斯抽采连接管等等。运用水力导喷增流提透技术,首先要按照2m的深度与15cm 的直径进行钻孔,然后利用水泥在岩石层固定套管,之后通过法兰来链接导喷三通与套管,并在钻孔中持续钻入钻杆并将外部密封处理好。在完成准备工作后,向地质层钻入钻头,连接好导喷三通与分离器,确认后开启钻机。在钻机工作过程中,钻头应停止钻进作业。如此可以有效分离煤、水以及瓦斯,并通过套管排放瓦斯至井外,达到控制瓦斯浓度的目的。
        四、结束语
    总而言之,当前煤矿生产中瓦斯防治工作中的抽采技术应用依然面临着挑战,作为煤矿生产从业人员,应该针对工作实践,对瓦斯抽采技术进行持续地创新与改进,以此达到控制煤矿井下作业的瓦斯浓度,提高煤矿生产的安全系数,为推动煤炭产业的发展提供有力支持。
        参考文献:
        [1]梁军成.煤矿瓦斯防治中抽采新技术的有效运用探讨[J].内蒙古煤炭经济,2020(15):177-178.
        [2].我国煤层瓦斯抽采新添一种技术方法[J].地质装备,2013,14(03):6.
        [3]曹东亮.煤矿瓦斯防治中抽采新技术的运用[J].科技与企业,2012(22):195.
        [4]谷丽朋,罗新荣.我国煤矿瓦斯抽采技术的新进展及问题[J].能源技术与管理,2011(01):105-107+171.
       
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