瓦斯抽采存在问题及改进措施

瓦斯抽采存在问题及改进措施

闻庆响

淮北矿业股份有限责任公司 朱仙庄煤矿 ，安徽 宿州 234000

摘要：随着我国煤炭产业的发展，全国年抽采瓦斯量正逐年上升，但抽采率仍然很低，每年有大量的瓦斯泄漏到大气中去，没有被有效利用。虽然从客观角度讲，抽采过程中存在着大量非人为方面的问题，制约着抽采的成果，但仍需要我们不断地通过研究和实践，进一步分析出存在的问题，并提出正确有效的改进措施来提高抽采技术和抽采率，才能更加适应经济的持续增长和社会的总体需求。本文将从四个方面分析瓦斯抽采存在的问题，进一步总结出改进的措施。

关键词：瓦斯；煤矿；问题；措施

前言：瓦斯是我们生活中非常重要的能源之一，世界上已有大部分国家提倡大量利用瓦斯来取代容易造成污染的汽油，我国也正积极地提高和发展瓦斯抽采技术，以期满足日益增长的社会需求。上世纪60年代开始，瓦斯技术陆续由国外进入我国，相比其他国家，我国的瓦斯抽采技术发展的时间较短，技术还不够成熟。瓦斯的抽采率不仅受技术的制约，同时也有一定的客观因素，比如煤、岩的瓦斯含量，煤层赋存条件，围岩性质、矿业企业自身存在的安全风险等，需要我们不断地客服客观因素，提高抽采技术，最大可能地提高抽采效率，降低抽采风险。

1. 瓦斯抽采存在的问题

1.1煤层较软，透气性低

我国只有近5%的高瓦斯和突出矿井所开采的煤层是高透气煤层，超过95%的矿井所开采的煤层为低透气煤层（如图1），其透气性不超过10^-3mD，只能勉强抽采，甚至难以抽采，这是制约瓦斯抽采的最主要客观原因。另外，我国绝大部分矿井煤层普遍较软，或软分层较厚，较容易出现打钻难、塌孔、喷孔等现象。目前分布在辽宁、吉林、包头等地的主要矿区，普遍存在这一问题，尤其是突出软煤层中打钻的难题不易解决。

图1 瓦斯抽采煤层图

1.2抽采过程时间较短，方式单一

由于地质环境的影响，给瓦斯抽采工程在作业时间上带来不同程度的制约，例如地下断层会存在一定的构造裂隙，极易引发出水，地下水给安全生产带来了隐患。另外，作业面的尺寸计算失误、矿井自身存在隐患或已发生的安全事故等采掘失调现象，都限制了瓦斯的抽采时间，一些矿井每年的抽采时间不足8个月，而部分矿井甚至只有1个月，全国矿井平均每年抽采时间不足4个月。而目前我国的煤矿产业的瓦斯抽采形式也比较单一，抽采技术不高，抽采瓦斯参数不能随实际情况而及时进行优化和调整，缺少技术的支持，给工人的井下作业带来了很大不便，限制了抽采率的增长。

1.3投入不足，抽采系统不匹配

部分矿井的抽采泵功率较小，极限抽采的能力不足，抽采的真空度比较低；而一部分矿井抽彩泵的能力虽大，但抽采管道的直径较小，抽采泵所产生的负压被管道的沿程阻力白白消耗。很多矿井资金不足，长期存在抽采系统搭配不合理，设施老旧等情况，给抽采过程的安全性带了很大隐患，也限制了产能，降低了作业效力。虽然近些年政府已着手对部分煤矿的抽采系统进行了改造，但系统不匹配的现象仍然存在，设施的日常维护和淘汰更新上的不足现象比较明显。

1.4钻孔工程量不足以及封孔质量差

目前我国大约80%的高瓦斯抽采方式采用本煤层预抽，单个工作面抽采钻孔长度平均为25000m，总长度大，但单位钻孔长度却非常小。据相关数据显示，我国主要矿业企业的采煤工作面单位预抽钻孔直径不足50mm（钻孔直径标准为75-100mm)，并且邻近层抽采的矿区也存在相同问题，部分矿区的邻近层抽采钻孔瓦斯流速高达50m/s，超过了瓦斯抽采的经济流速。而大部分矿井的采煤工作面预抽瓦斯浓度不足30%，其原因主要来自于封孔长度短、质量差，很多矿井仍采用泥沙封孔，这是导致瓦斯浓度低的主要原因。

2. 瓦斯抽采的改进措施

2.1加强软煤层成孔技术，改善煤层的透气性

松软煤层较多，较难成孔是煤层透气性不好的主要原因之一。可使用适用于软煤层的瓦斯抽采钻机，结合软煤体的低渗透性，通过人为的技术手段，使煤层的裂隙增大并产生新的裂隙，从而改善煤层的透气性，主要技术手段包括：水利割缝、高压水射流扩孔等。可通过顺层钻孔和斜向钻孔的方式，穿透煤层的倾斜面，使透气性增大，这种交叉钻孔的布孔方式使孔隙间相互贯通，使煤体的卸压范围得到扩大。

2.2改善采掘平衡，确保抽采时间

首先应制定完善的管理制度，加强现场管理，对于作业面的计算要尽可能地做到科学精密，并通过大量的实践，将在作业时点上总结的经验归纳成册。加强瓦斯抽采参数的整合，在每个钻场加入监测设备，对监测过程中体现出来的数据加以研讨，从而达到采掘平衡的目的，对于抽采的时点也能做到有的放矢，逐渐增加抽采的时间。

2.3优化封孔工艺，增加瓦斯浓度

封孔时，应将封孔深度设置为低于18m以内，长度不小于8m，推广“两堵一注”带压封孔工艺，在钻层下方套管。在距工作面约100m处设置一条腰巷，并在腰巷内沿两侧作业面走向钻孔，深度不低于65m，间距不低于2m,直径可在92mm左右。并合理地确定钻孔口负压，严制钻孔口漏气检测装置，便于及时地检测到漏气的部位，能有效地解决漏气问题，从而大大增加瓦斯的浓度。

2.4优化抽采系统，提高抽采能力

完善井下抽采系统，加大泵站的定向钻孔抽采任务，巷道内布置DN457抽采管路，将压力设置为130kpa以上。可在钻场内安装流量监测设备，对钻孔工程进行及时、动态的监测，使瓦斯流量得到有效地测定，并可通过数据的呈现，不断地优化技术，达到提高瓦斯流量的目的。同时可通过高低负压抽采系统的强化，进行分源抽采，钻孔施工时，增加风压装置，并设置大功率风压，在提高作业量的同时，也保持其浓度不降低，从根本上提高矿区的抽采能力。

总结：通过对瓦斯抽采存在的问题进行分析，不难看出我国的瓦斯抽采技术已取得了一定的成绩，但仍存在一些不足，无论是客观原因还是人为的技术原因，都应及时地总结出改进的措施和经验。在实际作业时，需要不断设定动态指标，不仅要提高作业量，也需在封孔工艺和浓度上多下功夫。优化资金的投入方向，将完善抽采系统做为资金的主要投入，将提高抽采能力做为煤矿产业的主要发展方向。与此同时，也要不断地完善安全生产，使工人在最为稳妥安全的环境下施工，将我国的矿产资源产能不断提高。

参与文献：

[1]曹春海.抽采利用技术在煤矿瓦斯防治中的有效应用[J].当代化工研究,2021(10):89-90.

[2]狄东辉.煤矿矿井通风安全隐患与改进措施[J].能源与节能,2019(11):171-172.

[3]梁旭,郄利敏.瓦斯抽采钻场模块化管理的研究与应用[J].煤炭科技,2019,40(04):114-116.