浅谈我国煤矿瓦斯抽采技术的发展

[摘 要]随着煤炭科学技术的不断发展，煤炭的开采规模也不断扩大，这使得矿井开采范围和采动空间迅速增加，造成矿井瓦斯的浓度增加，影响煤矿瓦斯的灾害防治。而通过利用煤矿瓦斯的抽采技术，积极对煤矿瓦斯进行治理能够有效保证矿井作业人员的人身安全。本文主要对我国煤矿瓦斯抽采技术的发展现状进行分析，然后提出具体的发展措施。

[关键词]煤矿瓦斯；先抽后采技术；发展

中图分类号：TD712.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0400-01

0.引言

采用煤矿瓦斯抽采技术，不仅能够有效降低矿井中煤矿瓦斯的浓度，避免因瓦斯浓度过高而引发的安全事故。与此同时，采用煤矿瓦斯抽采技术，可以充分利用煤矿瓦斯资源。煤矿瓦斯的主要成分是甲烷，是一种可燃烧的清洁能源。通过使用煤矿瓦斯抽采的管道，把煤矿瓦斯抽采至地面，进而加以开发利用，可以有效节约我国能源资源，保护周边的生态环境。

1 我国煤矿瓦斯抽采技术的发展过程

在我国社会经济迅速发展的过程中，人们的生产与生活对能源资源的需求越要越高[1]。而我国能源的消费结构主要是以煤炭消耗为主，为满足人们生产与生活的需要，煤炭的生产规模和产量也在不断扩大。但是，在矿井煤矿的开采过程中，煤矿瓦斯的治理效果对煤矿的开采有着非常重要的影响。煤矿瓦斯抽采技术是治理煤矿瓦斯的主要方法。与其他发达国家相比，我国的煤矿瓦斯抽采技术发展相对较晚，英国早在十八世纪就已经开始了煤矿瓦斯的抽采。而在二十世纪八十年代，美国最早利用地面钻井瓦斯抽采技术，对没有投入生产的煤矿进行采前预抽工作，而且取得了良好的效果。而我国煤矿瓦斯抽采技术的发展主要经历了以下几个阶段[2]。

第一阶段，高透气性煤层瓦斯抽采阶段。最早利用煤矿瓦斯抽采技术是在1905年抚顺采用的高透气性每层瓦斯预抽技术，这项技术为解决了当时抚顺矿区的矿井瓦斯安全问题，并且把抽出的瓦斯作为民用燃料。第二阶段，邻近层卸压瓦斯抽采阶段。在1955年，山西阳泉在煤矿瓦斯抽取的过程中，首次试验了邻近层卸压瓦斯抽采技术，并取得很大成功，从而在煤矿瓦斯抽采技术中得到广泛应用。第三阶段，低透气性煤层强化抽采瓦斯阶段。在一些透气性较差的高瓦斯煤层，常用的布孔方式预抽采瓦斯很难取得理想的效果，对煤层瓦斯的抽采带来很大的安全隐患。这就使得我国相关的瓦斯防治专家开始试验和研究其他相关的强化抽采强化方法，例如，大直径钻孔法、水力割缝法等等。这些方法在一定程度上取得了不错的效果，但是依然处在试验的阶段，并没有进行大范围的推广和使用。第四阶段，综合抽采瓦斯阶段。近年来，随着煤炭科学技术的不断发展和进步，煤矿的开采范围和规模在不断扩大，单一的煤矿瓦斯抽采技术根本无法有效对煤矿瓦斯进行治理，解决煤矿瓦斯的隐患。因此，在许多矿井的煤矿瓦斯治理中，通常都是采用综合抽采的煤矿瓦斯抽采技术，提高煤矿瓦斯的抽采效率。

2 我国煤矿瓦斯抽采的主要技术

随着我国煤矿瓦斯抽采技术的发展和提高，其实用性与针对性也越来越高，在具体的煤矿矿井瓦斯的抽采治理中，对于不同透气性、不同深度以及不同结构的煤矿矿井，通常都会选择采用不同的煤矿瓦斯抽采技术，其主要应用技术主要有以下几种。

2.1 顺层长钻孔瓦斯抽采技术

在我国煤层结构复杂、透气性较差瓦斯含量较大的区域，其采用的煤矿瓦斯抽采技术主要是以卸压抽采方式为主[3]。而顺层长钻孔煤矿瓦斯抽采技术能够有效提高瓦斯的抽采效率，降低矿井中的瓦斯涌出量，对煤矿与瓦斯的防范和治理有着良好的效果，从而可以使矿井作业区的瓦斯得到有效地治理。在顺层长钻孔瓦斯抽采技术的应用过程中，对钻机和排渣方式的选择要做到科学合理，这对瓦斯的抽采有着非常关键的影响。首先，在钻机的选择上，钻机必须要满足钻孔长度的需求，控制整个回采的作业面积。而钻杆、钻头等钻具也要符合顺层长钻孔煤矿瓦斯抽采技术，能够承受钻孔的推动力，减少和降低喷孔发生的次数和频率。其次，在排渣方式的选择上，也要做到科学合理。在煤矿瓦斯抽采的过程中，排渣方式对抽采作业的整个过程有着不可或缺的作用。因此，在排渣方式的选择中，要充分考虑排渣的效果，确保孔壁的完整和瓦斯的顺利抽采。

2.2 穿层钻孔瓦斯抽采技术

在煤矿瓦斯抽采技术的应用过程中，穿层钻孔瓦斯抽采技术主要是在煤层的巷道内向邻近的煤层钻孔抽采瓦斯。这样的抽采方法主要应用与透气性、煤层较为松软的矿井中，它可以有效解决顺层抽采时产生喷孔和塌孔的问题。由于这种技术较为复杂，在实施的过程中，需要准确合理地布置钻孔，科学的计算出和保证瓦斯的预抽时间，并且还需要在煤层的底部打岩巷，需要的成本也非常高。

2.3 地面钻井抽采技术

地面钻井抽采技术主要应用于下保护层瓦斯抽采。在技术应用的过程中，通过地面钻井，穿过下保护层顶板上覆卸压煤岩层，从地面钻井保护层开采的卸压区，一钻井损坏或者瓦斯抽采完毕，抽采的范围特别大，时间也特别长，有着很好的抽采效果。而且地面钻井施工也不会受到矿井巷道的限制，地面钻井工作只需要在保护层工作面推进到钻井设计位置之前完成施工就能够满足煤矿瓦斯抽采作业的需要。

2.4 综合抽采技术

综合抽采技术集多种抽采技术为一体，多种抽采的方法综合使用[4]。煤层结构特别复杂、瓦斯与煤矿突出危险风险较大、瓦斯含量较高、透气性较差的高产矿区。综合抽采技术在国内的应用范围特别广，这种抽采技术不仅可以有效节约煤矿瓦斯的抽采时间，提高抽采的效率，还可以充分消除局部作业面的瓦斯积聚，保障矿井作业人员的生产安全。

3.结语

煤矿瓦斯主要是煤炭在生成和变质时，因高温和高压所产生的一种气体。瓦斯浓度在达到一定程度时，很容易发生爆炸现象，影响煤矿作业人员的生产安全。这就需要在煤矿开采的工作中，积极采用煤矿瓦斯抽采技术，对煤矿瓦斯进行治理，保证矿井作业人员的生产安全。而随着我国科学技术的不断发展，煤矿瓦斯抽采技术也得到很大的进步，在具体的煤矿瓦斯抽采过程中，要合理选择相关的抽采技术，提高煤矿瓦斯的抽采效率，保证矿井作业人员的安全。

参考文献

[1]谢雄刚，李希建，余照阳.顺层钻孔预抽突出煤层瓦斯技术研究[J].煤炭科学技术，2013，12（01）：78-81

[2]李钢，范喜生，马丕梁，樊少武，贾东旭.本煤层瓦斯预抽钻孔合理布置间距的确定[J].煤炭科学技术，2011，09（03）：120-123

[3]谢东海.我国煤矿瓦斯抽采技术现状与发展前景[J].科技世界，2013，10（02）：24-26

[4]谢雄刚，李希建，余照阳.顺层钻孔预抽突出煤层瓦斯技术研究[J].煤炭科学技术，2013，41（01）：56-58