矿井瓦斯的抽采系统优化研究与应用冯扬波

矿井瓦斯的抽采系统优化研究与应用冯扬波

冯扬波

（山西兰花科技创业股份有限公司唐安煤矿分公司山西高平048400）

摘要：瓦斯作为一种资源具有两面性，既会对环境造成污染、引发矿井灾难。目前，矿井发生瓦斯大涌出以及瓦斯爆炸等事故，很大程度上取决于矿井瓦斯抽放是否符合安全要求；又可以作为一种燃料资源加以应用。矿井抽放出来的瓦斯通过合理的加工还可以产生附加盈利。因此，为了使矿井能更高效、安全的生产，需要加强对煤矿瓦斯抽放系统的优化本文基于矿井瓦斯的抽采系统优化研究与应用展开论述。

关键词：矿井瓦斯；抽采系统；优化应用

引言

矿井发生瓦斯大量涌出以及瓦斯爆炸等情况，很大程度上取决于矿井瓦斯抽采是否符合安全要求，另外，矿井抽采出来的瓦斯作为一种燃料资源可以加以应用。为了降低采煤工作面的煤层瓦斯含量，在回采工作面回采前将瓦斯采出，可以降低瓦斯浓度50%左右。为了使矿井安全高效生产，需要对煤矿瓦斯抽采系统加强优化。

1瓦斯抽采分类方法

在实际的开采环节中，瓦斯抽采分成不同的方式。

1.1按照抽采系统布置方式

按照抽采系统布置的方式，瓦斯抽采可以分成地面抽采和井下抽采，地面抽采直接在地表进行钻井操作，在井下的煤层进行瓦斯的抽采工作。井下抽采方式将管路安装在井下，通过钻井的方式，使管道逐渐的接近瓦斯。

1.2按照抽采系统所针对的煤层

按照抽采系统针对的煤层，其可以分成本煤层瓦斯抽采和邻近瓦斯抽采的方式。本煤层瓦斯抽采中，将正在开采的煤层作为抽采的对象，将抽采孔直接与开采的工作面结合在一起，沿着煤层进行抽采。邻近层瓦斯抽采是将被抽采煤层的上下层作为抽采对象，抽采孔在开采的工作面系统中。

1.3按照抽采和开采的时间顺序分类

按照抽采和开采的时间顺序，可以将抽采分成开采前抽采，开采中抽采和开采空区抽采。开采前的抽采工作是在煤层开采前就进行的一项工作，先对抽采的钻孔进行布置，然后再完成抽采工作。开采后的抽采工作，是完成了煤层的钻孔工作中，在进行抽采。在开采中抽采的方式，借助工作面前的支撑压力段或者前方泄压段的布置进行瓦斯抽采。

2瓦斯排放技术

2.1全风压通风排放

该方法的主要特点就是在瓦斯涌出量较大的巷道构建通风构筑物，将巷道自巷道终点，按照一定距离设置瓦斯排放段，逐段分开，逐次引入矿井新鲜风流，待上一个瓦斯排放段的瓦斯浓度降至一定浓度后，再打开构筑物，对下一个瓦斯排放段的涌出瓦斯进行稀释。这种方法受巷道布置与工作面巷道形式的影响，主要运用于短距离条件下单巷形式的工作面及具有完整进、回风系统的双巷及多巷工作面的瓦斯排放作业中。引入全风压通风排放瓦斯时，必须首先针对回风巷进行分段排放作业，当回风巷排放完毕后，再进行进风巷分段排放作业，防止瓦斯积聚。同时还应控制风流的速度，防止因风速过快引起瓦斯突出。

2.2局部通风机通风排放

2.2.1采用风筒加装气流控制器排放的方法

气流控制器安装在局部通风机的通风管道上，使气流具有一定压力以顺利进入瓦斯涌出处，通过调节气流进出口的大小来调节巷道风量。该方法适用于在巷道中安设有风管且风管直径不小于600mm的巷道。

2.2.2采用逐段排放的方法

该方法的主要通风设备是局部通风机，通过控制风筒长度，使风筒长度由瓦斯涌出处（即风筒口处）向巷道口方向依次逐步缩短，对整个巷道瓦斯进行分段排放。这种方法主要适用于没有配备风筒的盲巷或密闭空间内的瓦斯积聚区。使用这种方法时必须注意人员安全，现场工作人员必须处于风筒出风口的合理工作半径之内；同时，为加快瓦斯排出速度、提高工作速率，可采用长度不同的风筒对长距离盲巷或面积较大的密闭空间同时进行瓦斯排放作业。但这种方法对巷道或瓦斯积聚区的地质条件要求较高，若巷道存有积水或顶板条件较差，应进行隐患排除后再继续进行瓦斯排放作业。

2.3高瓦斯综采工作层使用偏W型通风技术

此技术在通风线路的基础之上，将一条独立回风巷安放在皮带巷和轨道巷之间。在搭建回风巷时，把新增加的回风巷与轨道巷之间建一个5m的煤柱，它用来保证各条通风线路不会互相影响，维护巷道稳定，不出现串风和跑风。此系统使用两个巷道进风：轨道巷和皮带巷，回风巷用来回风，形成一回两进的通风环境。这样设计的优点在于两条进风道正对于瓦斯高的两个角，因进风风量大，风速高，瓦斯在巷道上的角落上积聚现象得到处理。因该系统使用两个巷道进行通风，故工作面的通风量比之前的方式大一倍，能有效保证工作面正常工作，改善压力太小的状态。这样面对压力太小的工作面时，采空区瓦斯也可以通过回风通道排出，使该区域的瓦斯均匀缓慢扩散。另外，我们仍在回风巷道内增加了瓦斯抽采设备以增加回风巷道的回风能力，从而提升瓦斯使用效果。通过偏W类型的通风系统可消除工作面上隅角瓦斯，使工作面的风流纯净，降低巷道的维修次数，施工难度也会相应降低。

3防止瓦斯突出事故发生的对策

3.1回采工作面区域防突技术路线

通过多年以来矿井工作的经验来看，为了更好避免瓦斯安全隐患的发生，就需要施工队伍设计良好的防突技术路线，针对开采过程中的各项数据展开系统性的分析与研究，通常情况下可根据下述的流程与方法展开工作。首先，对瓦斯的分布情况等展开预测工作，计算各项数据。其次，要持续使用人工与检测器相结合的方式，对底下情况做出实时检查。再次，地面工作人员要对采集到的数据做出反馈与验算，从而更有针对性地进行后续预防政策。

3.2区域瓦斯防突对策针

对已有的经验来看，为了从根本上做好矿井瓦斯的相关工作，首要任务是提升矿井工作人员的安全意识，提升对瓦斯防突工作的重视度。在任何工作开始前，都必须要做到先检验后下矿的步骤。为了避免瓦斯所带来的安全隐患，一旦发现高于正常区间的瓦斯都需要对其进行抽出，才能有效减缓工作人员施工过程中潜在的瓦斯压力。被取出的瓦斯还能够循环使用，作为当地人民群众生产生活过程中的清洁能源。常见的瓦斯防突工作之中，生产队伍最为主要的方法即为煤层注水工作。该类方法的成本相对较低，操作难度也较小，因此被广泛运用于瓦斯防突策略之中。但需要注意的是，尽管其实行难度相对较小，但在注水的工作之中，要确保每一层的湿润度相对统一，保证钻孔孔深在200m左右，钻孔孔径在50mm至100mm之间最佳。要保证每一层煤层的含水度在5%左右，一旦含水量过大，则会引发压力过大造成煤层断裂的情况，引发矿体坍塌等意外情况。所以，施工人员也要保证煤层的实际渗水能力，以更为科学化的手段确定注水量。

结束语

煤矿开采工作是一项危险系数非常高的工作，在实际的生产中，存在各类安全隐患，如果不注意会导致重大安全事故产生，给工作人员的生命安全产生很大的威胁，也导致企业的经济效益产生损失。所以，煤矿企业为了实现长远发展，应该完善各项安全工作，在矿井瓦斯抽采环节中，选择合适的抽采方式和抽采泵。

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