关于突出煤层卸压瓦斯抽采消突技术的探讨

摘要：本文首先对卸压瓦斯抽采进行了概述，然后以某矿井为例，对其基本概况进行了简介，接着对卸压瓦斯抽采消突技术进行了分析，旨在与同行交流，不断创新工作方法，提高煤层卸压瓦斯抽采消突技术，以便更好地位我国煤矿能源开采服务。

关键词：卸压消突穿层钻孔顺层钻孔瓦斯抽采

煤矿瓦斯又名煤层气，是一种洁净的能源，我国具有非常丰富的煤层气资源，可以和天然气的存储量媲美。随着开采的不断深入，本来比较安全的煤层变成了具有突出的煤与瓦斯危险的煤层，对煤矿的安全生产产生了极大的威胁。同时，如果将煤矿瓦斯直接进行排放，会对环境造成严重的污染，也是对宝贵能源的浪费。如果能够进行科学、合理的抽采，不仅能够对瓦斯危害进行有效地消除，而且可以使煤层气的得到合理的利用，有利于环境保护，创造客观的经济价值。

一、卸压瓦斯抽采消突技术概述

在进行开采煤层的过程中，随着煤层开采深度的不断加深，由于受到采动的影响，在煤壁上方的发生应力的变化，导致其周围岩层发生变形甚至移位。上面覆岩层就会因为重力向下的作用而生成裂隙带、下沉带和垮落带。垮落带使采场空间和裂缝贯通起来；裂隙带在弯曲下沉带和垮落带之间，其垂向裂隙和层向裂隙相互联通。卸压瓦斯从上覆岩层和本煤层而来，其密度非常小，能够在浮力的作用下，能够穿过采动裂隙通道，上浮聚集起来。一般都在冒落带上部的离层裂隙中采场前方应力集中的地区为聚集区域，而煤只有很低的渗透率，使瓦斯的压力变得非常大。如果对煤层进行卸压后，就能使瓦斯大量涌出，而煤的渗透率也随之大大增加，可以比原来其升高数百倍，使瓦斯的解吸流量也要比卸压前大得多。沿着工作面的不断，在其推进方向的主要可以分成卸压区、原始应力区和应力集中区。在煤壁前约2～6m为卸压区，如果卸压充分，就能使明显降低应力，急剧提高煤层的透气性，大量瓦斯被解吸，得到有效的扩散、渗流。

二、矿井概况

某煤矿属于煤与瓦斯突出矿井, 矿井各煤层瓦斯含量、瓦斯压力相当大, 主要可采煤层二、三、四层煤的瓦斯含量分别为13. 23, 9. 46, 10. 84m3 / ,t 瓦斯压力分别为0. 9, 0. 35, 0. 47MPa。对于矿井的煤层瓦斯，一般都是采取井下钻孔的方式来实现卸压瓦斯抽放的目的。在采掘过程中，对于瓦斯突出的问题，特别是瓦斯超限的问题，直接影响着煤矿资源的开采，威胁着开采人员的安全，因此，如何降低甚至消除瓦斯的威胁，合理采集煤层气资源，想方设法使瓦斯含量大大减少，最大限度减轻瓦斯压力, 保证工作面能够进行安全生产, 是摆在我们面前的重要课题。下面，笔者结合在矿井多年的实践, 对于不同生产条件下的卸压瓦斯抽采消突技术进行探析。

三、卸压瓦斯抽采消突技术分析

（一）采煤工作面煤层卸压瓦斯抽采消突技术分析

1、穿层钻孔卸压瓦斯抽采消突技术分析

这种技术主要是进行扇形穿层钻孔的布置。钻孔布置在底板瓦斯抽放岩巷的左右钻场内。钻场与钻场之间的的距离为30 米, 在每个钻场施工9个钻孔, 按照3排布置, 注意每个钻孔排列的均匀性。钻孔的抽放半径为10 米,终孔在见煤层的顶板。在没有开采前, 对工作面所在空间的煤体瓦斯进行预抽。当工作面处于开采期间, 就对工作面前面的卸压区中煤层气进行有效抽放。由于煤层较厚，当在当分层开采中，其工作面因为受到采动的影响, 在本分层工作面的前方裂隙增加，开采过的下分层的煤体裂隙也会增加, 就会大量释放瓦斯。对这个穿层进行钻孔处理, 既对本分层工作面卸压区的煤体瓦斯进行有效抽放, 也可以使下分层采空区和煤体的瓦斯得到有效抽放, 从而使本分层瓦斯涌出量、下分层瓦斯涌出量和采空区瓦斯涌出量大大减少, 即实现了卸压抽放的根本目的。

2、顺层钻孔卸压瓦斯抽采消突技术分析

这种技术也是瓦斯抽采消突技术中非常重要的一种。它的方法就是：在工作面的机巷、风两巷和中巷进行钻场布置。每个钻场之间间隔12米, 每个钻场布置3个钻孔(分层开采时，在工作面的下分层增加2个钻孔), 钻孔的形状为侧扇形, 实施交叉布置, 并确保布置位置的均匀性，在偏向工作面的一方开切眼孔。同时，在各种不同的巷中做好抽放管路的铺设，铺设2趟管路, 形成高浓度和低浓度度两种抽放系统。必须做好钻孔与抽放系统的接入工作，在工作面没有开采之前，接入的抽放系统,应该是高浓度的。随着工作面不断推进, 将采动区域的所有钻孔低浓度的抽采系统。期间，应该做好抽采浓度的调控工作。抽采浓度可以采用对钻孔阀门开关进行调节的方式进行，从而实现卸压抽放的目的。

3、倾向长距离钻孔卸压瓦斯抽采消突技术

这种技术也是一种重要的卸压瓦斯抽采消突技术。采用这种技术时，就是在工作面机巷中，每间隔12m 设置1个钻孔,当钻孔与工作面风巷相距10~ 20 m时停止钻孔, 每个钻孔都呈平行状, 都偏向于工作面的切眼方向。同时，在工作面机巷做好抽放管路的铺设工作, 铺设2趟管路，形成高浓度抽放系统和低浓度抽放系统。在工作面开采之前, 切实做好钻孔与抽放系统的接入工作，其及接入的抽放系统应该是高浓度的。随着工作的推进面，再接入低浓度抽放系统。该技术既使钻孔均匀布置, 减少了钻孔施工工程量, 又增加钻孔抽采期, 提高瓦斯抽采效果。

(二)掘进工作面卸压瓦斯抽采消突技术

该法利用掘进巷道两帮每隔40 m布置1个抽采钻场, 上下帮钻场交错布置, 钻场间距为钻孔施工深度的2 /3, 向工作面前方煤层施工预抽钻孔, 每个钻场施工2 个钻孔, 钻孔孔径75 mm, 孔深不低于60 m, 孔底距巷道轮廓线不超过15 m, 钻孔始终超隙或流通的地下水通过时, 经过漫长的地质年代, 也能从煤层中带走大量瓦斯, 降低煤层的瓦斯含量。

总而言之，做好煤层卸压瓦斯的抽采工作是一项重要、复杂、风险性大、技术含量高的工作。我们必须对煤层进行深入细致的地质调查，创新煤层卸压瓦斯抽采消突工作，才能进一步做好此项工作。