高瓦斯矿井瓦斯抽放方法与工艺改进探讨

来源:环球人文地理
关键字:高瓦斯矿井,瓦斯
发布时间:2015-11-30 13:57

　　摘要：在矿井生产作业中，安全生产是矿井运营中首要的管理工作，其中瓦斯含量的高低是影响矿井安全能否生产的重要因素。假如瓦斯含量超标，将给矿井安全生产带来威胁。采取积极有效措施，降低瓦斯含量有助于保障矿井安全生产。因而，在高瓦斯矿井生产过程中，分析瓦斯抽放方法及工艺改进，有助于降低瓦斯含量，确保矿井安全生产。

　　关键词：高瓦斯矿井；瓦斯；抽放；方法；工艺改进；

　　一、高瓦斯矿井瓦斯抽放重要性分析

　　瓦斯抽放在矿井正常运作中发挥着重要的作用，具体如下：

　　1、在矿井中，将所抽取的瓦斯转变为新型的、洁净的宝贵新能源，可实现变废为宝、变害为利的目的，达到能源的良性循环。

　　2、在矿井生产中完成瓦斯抽放，是当前避免矿井内煤与瓦斯间发生冲突的有效方法。

　　3、抽取煤层内的瓦斯，可保障矿井中瓦斯含量符合矿井安全生产的规范要求，提升矿井作业的安全性，避免在矿井作业时发生瓦斯爆炸而产生生产安全事故。

　　基于以上几点考虑，瓦斯抽取已成为全球范围内矿井作业过程中备受关注的问题，值得深入研究。

　　二、瓦斯抽放影响因素

　　（一）抽放方法及参数设置影响

　　目前，国内大多数矿井所使用的瓦斯抽放方法较为单一，比如多数矿井单纯地采用钻孔法抽取瓦斯，导致瓦斯抽取效果普遍不理想。再加上受技术及资金的约束，又不能够大范围应用其他瓦斯抽放方法，影响了瓦斯抽放效果。此外，在诸多瓦斯抽放影响参数中，钻孔工程量对矿井瓦斯的抽放效果影响最大，目前尚未引起操作人员的高度关注。这不仅仅会影响到瓦斯的抽放范围，还会影响到钻孔的合理布局。

　　（二）抽放时间及范围影响

　　不同的瓦斯抽放方法对应不同的最佳有效抽放时间。在最佳时间段内，瓦斯抽放的浓度相对较高。而在最佳抽放时间外，瓦斯浓度会持续衰减乃至停止抽放。而在国内部分矿井内，受其他多方面因素的影响，钻场以及管路抽放的时间被缩短，影响掘、抽、采等矿井正常作业，降低了瓦斯抽放率。

　　此外，国内将大多数矿井的瓦斯抽放范围仅限于临近层、开采层等范围内，更加关注于抽取主采层或突出危险的煤层瓦斯，而忽视了抽放含瓦斯的围岩或主采层及突出层以外的煤层瓦斯。

　　（三）封孔质量的影响

　　根据研究数据显示，在进行瓦斯抽放工作时，通常八成的空气是通过钻孔进入的。假如减少一半左右的空气摄入量，则可以增加两倍左右的瓦斯含量。因而，在国外一直都很重视封孔的质量，对材质以及长度均做出了明确的规定。目前，国内矿井所使用的封孔材料大部分使用水泥砂浆，其封孔长度以及封孔质量均与国外有较大的差距。

　　（四）煤层透气性的影响

　　在部分抽放率较低的矿井中，由于其煤层透气性普遍较差，想要提升矿井的瓦斯抽放率就必须要采取提升煤层透气性的方法，包括深孔爆破或水力压裂等。但是，在不同地质的矿井中，不同的煤层透气性提升方法对瓦斯抽放效果的影响也有所差异。

　　三、高瓦斯矿井瓦斯抽放方法及工艺改进

　　（一）抽放方法

　　1、底板穿层钻孔抽放瓦斯方法

　　国内目前多数矿井均采用底板穿层钻孔方式进行抽放瓦斯，其需在矿井的底层岩石巷道完成穿层钻孔操作，并且每隔特定的距离就需安排一个钻场，根据矿井实际需求设置钻孔数量。受当前多数矿井煤层地质较为松软的影响，矿井透气性普遍不够理想，因而这种方法用于抽放瓦斯的效果并不理想。

　　2、顺煤层钻孔预抽瓦斯方法

　　国内部分矿井应用顺煤层钻孔预抽瓦斯的方法来完成瓦斯排放操作，其通常是在矿井工作面的上下通风道沿着煤层的作业方向完成钻孔操作。此方法通常适用于硬度较大的矿井中，不太适用于硬度较小的矿井中，因而，在实际瓦斯排放工作中应注意选择使用。

　　（二）工艺改进

　　1、合理选择抽放方法及参数设置

　　对于大多数矿井而言，所使用的矿井瓦斯抽放方法如果过于单一，则无法满足瓦斯含量较高煤层作业区域瓦斯抽放工作要求。结合当前矿井现状，结合本煤层、临近煤层或采空煤层的实际情况，有针对性地选择瓦斯抽放方法，并综合使用不同抽放方法才能够彻底解决矿井瓦斯含量过高的问题，提升瓦斯抽放效果。

　　通常情况下，矿井在抽放瓦斯时需要考虑的抽放参数包括钻孔的直径及长度、钻孔的角度以及抽放负压等等。不同的矿井，在抽放瓦斯时对钻孔直径以及长度等抽放参数要求有所不同，因而，应该结合矿井煤层的实际情况以及瓦斯的含量高低来确定抽放参数，以获取更好的瓦斯抽放效果。

　　2、选择合理的钻孔布置方式

　　通常而言，对于钻孔抽放可选择的钻孔布置方式主要包括穿层钻孔方式以及顺层钻孔方式。根据研究结果显示，进行抽放本煤层瓦斯时，交叉布孔操作更为便捷、所需的费用更低，抽取效果更理想。再加上，交叉布孔比平行布孔瓦斯抽放效率更高。因而，在抽放本煤层瓦斯时，可采用孔网布局的方式来提升煤层透气性，实现提升抽放效果的目的。

　　3、选择合理有效的钻孔封孔方式及材料

　　当前国内大多数矿井所应用的封孔方法主要包括橡胶圈封孔器、水泥砂浆机械式封孔以及聚氨酯封孔等方式。因聚氨酯泡沫塑料封孔法封孔，在受到外界的压力以及变形压力的状况下不容易被破坏。所以，其在动态压力区域或者长周期抽放瓦斯区域拥有其他封孔方法所无法比拟的优势，特别在深封孔应用领域更为便捷、更有质量保障，拥有更好的应用前景。

　　结束语

　　进入新世纪后，社会对洁净能源的需求与日俱增，再加上出于矿井安全作业的考虑，瓦斯抽取在矿井煤层作业过程中发挥着积极的意义。因而，在日常工作中，应该加强对高瓦斯矿井瓦斯抽取方法以及工艺改进的研究，以提升瓦斯抽放效率。

　　参考文献

　　[1]张永安.煤矿井下瓦斯抽放钻孔新型封孔工艺研究[J].科学之友，2008(30).

　　[2]王亮.对新世纪煤矿瓦斯抽放方法的探讨[J].中小企业管理与科技，2011年第12期.

　　[3]范纯启、刘勇、卢建设.高瓦斯矿井瓦斯抽放工艺研究.企业技术开发（下半月），2011(30).

　　谭二华