浅析煤与瓦斯突出矿井综合抽采技术研究

吴振芳

(山西兰花科创玉溪煤矿有限责任公司 山西 沁水 048200)

伴随煤矿开采自动化程度的逐渐提升，与各种先进开采技术的引入，工作面推进速度愈发提高，产量同样提高，与此同时，开采深度逐渐增加，瓦斯含量随之也增加，导致其涌出量大幅提升，基于此，单一的瓦斯抽采法已经无法满足开采工作的需要。所以，煤矿纷纷引入综采技术，以有效防治瓦斯。本文主要研究了煤矿瓦斯综采技术及其应用，以期为煤炭开采实践提供帮助。

一、煤矿瓦斯综合抽采的概念

实践中，瓦斯抽采有诸多技术，主要包括钻孔、地面钻井、巷道抽采、CO2预裂增透抽放技术（低渗煤层瓦斯抽采）等。对煤与瓦斯突出矿井来说，单纯利用一种方式是无法将瓦斯问题解决的。需要综合几种方法来抽采瓦斯，以最大限度地将其抽出。利用综合抽采的方式，确保抽采效果满足相关标准要求，使煤矿安全生产。

二、综合抽采的重要性及其相关考核指标

综合抽采主要是在开采的每一个时期通过若干方法进行结合。利用采前区域性抽采，能够充分减少瓦斯压力与含量，将煤层的突出危险消除。采前抽采必须把煤层瓦斯压力减小到始突深度处瓦斯压力，或者处于0.74MPa之内。开采的时候，利用采中瓦斯抽采能够减少进入工作面的瓦斯量，同时还能够对上隅角与回风流瓦斯含量进行控制，增加抽采效果。当瓦斯基本上从邻近层而来的时候，可以通过工作面瓦斯抽采率这一指标来评定抽采效果，而当其从自本煤层而来的时候，则通过开采煤层可解吸瓦斯含量进行评定。开采完成之后的密闭采空区，应当重点抽采采空区等含量较高的瓦斯，同时将其综合利用，提高抽采与利用效果。

综合抽采的重要性及其考核指标具体如下所示（表1）。必须满足该指标要求，以尽可能的提高抽采率，确保生产安全。

表1瓦斯综合抽采作用及考核指标

三、综合抽采技术途径分析

综合抽采主要利用对回采工作面的采前、中、后的抽采完成。具体如下所示：

采前抽采旨在减少煤层瓦斯含量与压力，将其突出危险消除。就那些单一煤层来说，可以通过预抽煤层瓦斯方法，主要有穿层钻孔结合顺层钻孔瓦斯抽采法、地面钻井抽采法等相关技术手段。国内大部分煤层具有非常低的透气性系数，这样抽采钻孔的间距禁忌太大，通常处于3-8米范围内。但是，千米钻机顺层长钻孔抽采技术在使用过程中要求严格的煤层赋存条件。就那些煤层群开采来说，最好使用卸压瓦斯抽采方法，这一个技术有地面钻井瓦斯抽采法等。

采中抽采旨在保证工作面的开采安全，所使用的抽采技术和通风方式存在一定的联系。就U型通风的工作面来说，主要通过地面钻井抽采法、采空区插管抽采法等技术，而就Y型的来说，主要通过地面钻井抽采法、沿空留巷埋管抽采法等，就瓦斯涌出量超过30m³/min的，无论通过什么样的通风方式，都能够通过走向高抽巷技术，对有外错尾巷的工作面则能够通过倾斜高抽巷法等来抽采。

采后抽采旨在抽采采空区及顶部裂隙中的瓦斯，旨在使瓦斯抽采率与利用量提高，所用的技术有密闭埋管抽采法、地面钻井抽采法等相关技术。

四、综合抽采的应用

某煤与瓦斯突出矿井设计为斜井开拓方式。主斜井倾角16度，设计斜长1706米；副斜井倾角20度，设计斜长1365米；进风立井垂深578米，回风立井垂深563米。全井田共分为两个盘区，采用一次采全高长壁综合机械化采煤方法，以一个盘区一个大采高工作面保证矿井设计生产能力;矿井采用抽出式通风，初期为中央并列式通风系统;煤炭运输采用胶带输送机运输，辅助运输采用防爆低污染无轨胶轮车。矿井配套建设瓦斯抽放系统和选煤厂。矿区东西长为39～117km，南北宽约37～72km，面积约6201km2，地质资源量292亿t。矿区共划分为33个井田、7个资源整合区、4个勘查区和1个矿区后备区，生产建设规模10610万t/a。

（一）采前

就3煤层来说，在可采范围内，通过穿层钻孔法对3煤层进行抽采。通过这种技术，于采区南、北侧分别当做其保护层，这种技术能够大幅减少瓦斯含量，将其突出危险性消除。通过顺层钻孔的方式进行开采区的抽采，将其突出危险性消除，通过这种技术，首采工作面顺槽能够通过自动化进行快速掘进，大幅提高了进度，效果非常显著。

就3煤层来说，其整体赋存较为稳定，伴随深度的逐渐提高，瓦斯含量与压力不断提高，-370米标高之下属于突出危险区。因煤层具有相对偏高的硬度，为确保顺层长钻孔施工，在突出危险区的浅部通过顺层长钻孔递进掩护区域性瓦斯抽采方法。取得非常不错的成效，大幅减少瓦斯压力与含量，明显提高了采掘进度与安全程度，产量同样大幅提升。对深部区域来说，其瓦斯含量与压力明显增加，因此，其突出危险性同样随之提高，考虑到安全与效率两个因素，适当改变了技术，通过穿层与顺层钻孔两种技术进行抽采，这样能够为穿层钻孔抽采煤巷条带瓦斯提供有利条件，同时还能够对煤巷的安全掘进进行掩护，通过顺层钻孔对工作面瓦斯进行抽取，充分确保了开采的安全程度和效果。

3煤层取得非常明显的成效，利用采前抽采，明显减小了瓦斯压力，减小到0.74MPa之内，含量减小到小于8m³/t，将其突出危险性消除。

（二）采中

采中瓦斯抽采旨在避免工作面上隅角瓦斯过高，大于上限，保障生产安全。在瓦斯涌出量高的3煤层工作面同时还运用上隅角插管瓦斯抽采技术，实践效果非常不错。为进一步增加采空区瓦斯抽采质量，在3煤层通过采空区长立管瓦斯抽采技术进行操作，取得非常明显的效果。其他预抽措施的抽采工程在煤层开采的时候继续使用，在采动作用下抽采煤层瓦斯，在很大程度上减少了瓦斯涌出量。

（三）采后

抽采3煤层的一些封闭后的采空区瓦斯，并加以利用，将质量相对较好的瓦斯提供给煤矿自己的瓦斯电厂利用。

（四）抽采效果分析

在实践中引入了综采技术，使得瓦斯抽采量明显提升，同时在很大程度上改善了安全生产形势。从建矿以来没有发生过一起煤与瓦斯突出事件和瓦斯超限问题，使得突出矿井能够始终保持安全高效开采的状态。

五、结束语

综上所述，为有效抽取瓦斯，对于煤矿来说，单纯通过一种技术很难取得较好的效果，应当采取综采瓦斯抽取的方法。综合抽采主要经由对工作面的采前、中、后的抽采来完成，每一个时期的抽采必须符合最低抽采标准，同时尽可能的实现最大的瓦斯抽采效果。具体来说，瓦斯治理必须充分考虑煤层瓦斯赋存状况，选择综合抽采技术，最终才能取得非常明显的成效。

参考文献：

[1] 王海峰、程远平、沈永铜，等.高产高效工作面顶板走向钻孔瓦斯抽采技术[J].采矿与安全工程学报，2008.25（2）：168-171.

[2]《防治煤与瓦斯突出细则》