煤矿瓦斯抽采技术研究及应用探究

张朝川 赵砚 黄金龙

摘要：随着我国科学技术以及经济实力的不断进步，社会对于瓦斯的需求量也逐渐增加。由于煤矿瓦斯开采过程较为危险，因此我国煤矿开采工人必须具有较高的安全意识以及操作能力。我国煤矿瓦斯企业应当不斷完善自身的抽采技术，提高施工人员的工作能力，这样才能保障我国瓦斯抽采效率，促进我国煤矿抽采技术的稳定发展。

关键词：煤矿瓦斯;抽采技术;安全

引言

本文首先介绍了我国矿井瓦斯的形成以及综合抽采技术的发展，然后介绍了几种常见的抽采技术，重点分析了煤矿瓦斯综合抽采技术的应用。煤矿企业应当采用先进的综合抽采技术保障瓦斯抽采过程的安全性以及高效性，通过对煤矿瓦斯综合抽采技术及应用的分析从而促进我国抽采事业的进步。

1 煤矿瓦斯抽采技术发展阶段

中国的煤矿瓦斯抽采技术大致经历了 4个发展阶段。

1.1对于透气性较高煤层的开采阶段

1950—1955 年，中国的辽宁抚顺针对透气性较高的特厚煤层，首次采用煤矿瓦斯技术对井下煤层进行钻孔预抽。这项技术的成功实施，不仅有效解决了抚顺地区深部煤层开采时所遇到的安全问题，还使得瓦斯作为一种很好的燃料被人们所使用。

1.2对邻近煤层进行泄压的抽采阶段

1955 年前后，在对矿井中的煤层进行开采时，针对中国山西的阳泉矿区，对上邻近层进行瓦斯抽采钻孔实验取得了成功。这一成功标志着中国在对煤层进行开采时对瓦斯大量涌出问题的控制和解决取得了一定的成效[2]。该实验成功后，又在山西省阳泉矿区进行了多次技术抽采实验，这些实验都是针对上邻近层的瓦斯进行抽采。通过统计计算，抽采率可以达到 60%以上。1960 年以后，该项技术也在中国进行了广泛的实验和应用，并得到了推广。

1.3 对低透气性的煤层进行强化抽采阶段

针对中国存在的一些透气性较差且瓦斯含量较高的煤层，采用布孔式的抽采方式来抽采瓦斯，效果差强人意。而这种常规的开采方式也难以保证安全，增加了危险发生的概率。1960 年以后，人们做了大量的实验来解决类似煤层的开采问题，也对多种抽采方式进行了改进和强化。例如：利用水利作用产生的压力来对煤层进行割缝，利用扩大钻具的直径和进行爆破等方式实现对该类煤层的强化抽采。在进行实验的过程中，发现大多数方法对于该类煤层的开采效果良好，但是该方法仍处于实验和总结经验的阶段，所以还未得到大范围的普及和推广。

2煤矿瓦斯综合抽采技术概述

在煤矿生产阶段，煤矿瓦斯抽采方法较多，根据煤层开采时间可以将其划分成采前抽采、采中抽采和采后抽采;根据瓦斯抽采对象可以将其划分成本煤层抽采、回采工作面抽采、邻近层抽采、采空区抽采和掘进工作面抽采;根据抽采方式可以将其划分成地面钻井抽采、钻孔抽采 （顺层钻孔和穿层钻孔）、埋管抽采和巷道抽采等。实际上，并不是将上述抽采方式按照一定的方式组合在一起就是煤矿综合瓦斯抽采。通常情况下，对于一个煤层、一个矿井而言，通过单一的瓦斯抽采方法并不能使矿井瓦斯问题得到有效解决，此时要对煤层地质、瓦斯赋存等给予综合考虑，通过技术方案论证来对不同抽采方法进行优选和组合，以此来实现煤矿瓦斯的最大化抽采。

3常用的瓦斯抽采技术

3.1采前抽采技术

采前抽采的主要目的就是降低矿井中的瓦斯含量以及煤矿压力，降低瓦斯事故发生的概率。单一煤层的抽采技术包括长钻孔顺层递进掩护瓦斯抽采法、地面钻井抽采法、顺层钻孔以及穿层钻孔瓦斯抽采法。由于我国煤层透气性较差，因此施工人员在进行抽采钻孔时应当尽量减小钻孔之间的距离，根据矿井地理位置控制钻孔的间距。

3.2采中抽采技术

采中抽采技术可以保证煤层工作面的施工安全，施工人员应当根据矿区的通风方式选择最为合适的抽采方式。我国煤矿企业一般会采用采空区埋管抽采法、顶板走向穿层钻孔抽采法、地面钻井抽采法以及采空区插管抽采法等进行 U 形通风工作面的开采，采用沿空留巷埋管抽采法、沿空留巷穿层钻孔抽采法以及地面钻井抽采法等进行 Y 性通风工作面的开采。如果矿区的实际工作面瓦斯涌出量大于 30m3/min，那么就需采用走向高抽巷法进行开采，同时还要利用大直径倾斜钻孔法以及倾斜高抽巷法进行外错尾巷的开采。

3.3采后抽采技术

采后抽采的主要工作内容就是抽采顶部裂缝内以及密封采空区的瓦斯，采后抽采技术可以提高矿区瓦斯的利用率，增加煤矿企业的经济效益。目前我国常用的采后抽采技术包括井下穿层钻孔抽采法、地面钻井抽采法以及密闭埋管抽采法等。采后抽采技术也是瓦斯抽采的重要内容，因此煤矿企业应当增强对于采后抽采技术的重视，保障瓦斯的开采安全。

4煤矿瓦斯综合抽采技术的应用

4.1采前抽采技术的应用

煤矿开采人员可以采用保护层开采技术，利用底板岩巷网格向上钻孔，这种技术可以降低采取煤层中的瓦斯含量，进而减少突发事故的发生。施工人员还可以采用适当的开采方式进行瓦斯抽采，保障煤巷挖掘工作可以顺利进行。随着开采深度的不断增加，瓦斯含量以及压力也会不断增加，煤层厚度较高还会增加施工过程的危险性。施工人员可以采用顺层长钻孔法进行硬煤层的开采，对于浅部突出危险区可以采用顺层长钻孔递进掩护方式抽采瓦斯。应用此种开采方式可以有效改善矿区内部的瓦斯含量以及实际压力，保障瓦斯开采过程可以顺利进行。

4.2采中抽采技术的应用

开采人员在进行煤矿开采时可以利用采中瓦斯抽采技术来避免矿区内出现掘进工作面中隅角瓦斯超限的情况，保障施工人员的安全以及推进开采工作的顺利进行。开采人员可以采用采空区埋管抽采法以及顶板走向穿层钻孔抽采法进行 U 形通风工作面的开采，当瓦斯涌出量较大时可以选择上隅角插管瓦斯抽采法进行抽采。

4.3采后抽采技术的应用

采后瓦斯抽采技术可以为矿井内的泵站提供浓度较高的瓦斯，高效利用瓦斯能源。综合抽采技术可以显著提高瓦斯抽采含量，同时还能在一定程度上降低开采过程的危险性，增强我国瓦斯能源的利用效率。虽然我国瓦斯开采效率较之前相比已经得到了较大程度的提升，但是目前仍然存在瓦斯利用效率不高的现象，开采技术也有待精进，这就要求我国开采人员应当在实际工作中不断完善自身开采技术，提高自身的工作能力以及创新能力，促进我国煤矿开采技术的创新发展。

结语

综上所述，随着我国社会的不断进步，传统的抽采技术已经满足不了现代社会的发展需求，我国煤矿瓦斯抽采技术可以分为抽采前、抽采中以及抽采后三个阶段，施工人员应当在施工过程中严格遵守施工规范，保障自身生命安全以及抽采效率，这样才能促进煤矿瓦斯企业的正常发展，促进我国社会经济的发展。

参考文献：

[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]李小健.煤矿瓦斯抽采中定向钻机成孔技术的应用[J].机械管理开发，2021，36（04）：165-166+168.

[3]张云杰.抽采利用技术在煤矿瓦斯防治中的有效应用[J].石化技术，2020，27（12）：193-194.

[4]梁雨剑.切缝至裂技术在煤矿瓦斯抽采中的应用[J].煤炭与化工，2020，43（12）：97-99.

[5]黄文华.煤矿瓦斯综合抽采技术及应用标准分析[J].中国石油和化工标准与质量，2020，40（17）：230-231.