煤矿高瓦斯矿井煤层瓦斯抽采技术研究

煤矿高瓦斯矿井煤层瓦斯抽采技术研究

陈国平

内蒙古阿拉善盟天荣煤炭有限责任公司 内蒙古自治区乌海市016000

摘要：瓦斯是煤矿的关键灾害之一，但也是非常重要的清洁能源。合理使用煤气既能减少灾害的发生，又能直接影响中国的能源安全。煤层预泵是减少煤矿瓦斯灾害的基本措施之一，可以保证煤矿安全开采。但是，矿井中的气体一般是从采空区流出的，所以在采空区做好瓦斯的排水和处理具有重要意义。在此基础上，仅作为研究高瓦斯工作流综合气体提取技术的参考。

关键词：高瓦斯；矿井工作面；综合抽采；瓦斯抽采技术

引言

煤层气俗称煤矿瓦斯，是宝贵的能源资源。我国高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井多，煤矿瓦斯一直是煤矿安全生产的重大隐患。近年来，煤矿重特大瓦斯爆炸事故时有发生，给人民群众生命财产造成了重大损失；同时，未经处理或回收的煤层气直接排放到大气中，也造成了严重的环境污染和资源浪费。为进一步加大煤层气抽采利用力度，强化煤矿瓦斯治理，减轻煤矿瓦斯灾害，瓦斯综合抽采提出并得到了广泛的应用，取得了良好的效果。

1高瓦斯矿井瓦斯抽采技术研究必要性

瓦斯将直接影响煤矿安全开采的实施，有效的瓦斯回收技术可以确保煤矿安全开采，瓦斯开采始终是煤田的主要研究内容。随着采矿强度的不断扩大，煤矿开采深度进一步加大，矿井瓦斯量进一步增加。因此，需要采用有效的开采技术，重视综合气体开采技术，提高煤矿开采效率和安全性。

2常用的瓦斯抽采技术

2.1采中抽采技术

采中抽采技术可以保证煤层开采的施工安全，设计人员应根据开采区的开采方式选择最合适的吸煤方法。中国煤矿施工企业一般采用采空区埋管提取法、顶板打击层跨钻提取法、地表钻井提取法、采空区插管提取法等方法，对u形通风井进行开挖，并应用采空区入口保留层跨钻提取法和地表钻井提取法对y形通风井进行开挖。当采区实际采矿行程的气体排放大于30m3/min时，有必要在开采中应用高泵站引爆管管路，同时也有必要应用大直径斜钻法和高倾角泵站来开采外交错浮管路。

2.2采前抽采技术

开采前的气体排放。开采前综合气体勘探的目的是降低气体浓度和气体压力，提高煤矿开采的安全性。当前我国开采的煤层普遍具有瓦斯透射性差的特点，使得开采前综合气体提取技术较为常见，即结合床孔与层状孔的气体提取技术。在某一作业中，气井跨层钻孔之间的距离应控制在5~8m以内，不应过大，床孔之间的距离应控制在3~5m以内，不应过大。尤其是通过床孔应用瓦斯抽放技术对煤层赋存提出了较高的要求，因此其应用有一定的局限性。

2.3采后抽采技术

采后气体勘探的主要工作是从上部裂缝和密封支架中提取气体。采后瓦斯回收技术可以提高矿区瓦斯利用率，提高煤矿施工企业的经济效益。当前，我国常用的采后技术包括地下跨层开采法、地表钻井法和闭式土机开采法。采后排水技术也是瓦斯抽放的重要组成部分，因此煤矿施工企业应更加重视采后排水技术，确保瓦斯抽放工程的安全。

2.4钻孔穿透抽采

穿透孔是在与开采闸门相对应的煤仓外的两个十字路口之间进行的。相应的钻孔距离在5~10m之间，钻孔高度应限制在1m以下。最后一口井应设在保护煤柱内距巷道顶板0.5m处，以促进孔充分穿透煤柱。同时，外壳应正确地放置在孔口中，孔应完全密封。控制阀和测量杆安装完毕后，应连接到与瓦斯抽放孔相对应的芯线。工作面之前的钻阀在整个操作过程中始终关闭。工作面的矿井运行中，支撑后梁也可用于穿透孔启动阀门，从而促进装置的正式调试，合理调节阀门。

3施工注意事项

挤水泥封堵射孔段作业在松软地层中，由于水泥浆体积质量大，容易漏失，可能需要进行多次作业。b)锻铣前要进行通井作业，下入标准的通井规，在通井规上接1柱钻铤，通井至锻铣井段以下30～50m，确保有足够长的“口袋”沉淀铁屑等杂物。c)保证泵压稳定。锻铣施工中发现泵压上涨超过1MPa，必须停止锻铣作业，在锻铣窗口内上下活动钻具，加压过大时，要立即上提钻具，防止铣刀损坏造成起钻。d)当需要活动钻具时，应停泵后先上提钻具，转动转盘5~10min，这样有利于收回铣刀和下放钻具。e)钻井液黏度应高于80s，施工过程中尽可能保持钻井液性能稳定，尽可能将铁屑携带至地面，防止因铁屑堆积于上窗口而造成卡钻事故。此外，作业过程中钻速突然加快时，要减小钻压保持匀速钻进，否则容易因铁屑太多而造成环空不畅，进而引发卡钻事故。若发生卡钻事故，不可硬提，以免损坏刀片，应采用先锻铣、后上下活动钻具、再倒划眼的方法解卡，慢慢将工具提出窗口。f)起钻完后应对铣刀磨损情况进行分析，借此判断井下套管锻铣情况：(a)若刀具磨成“钩子”形状，说明工具正在进行有效锻铣，不需更换刀片；(b)若刀具磨成“锥形”，说明施工中加压过大造成铣刀磨损严重，此时应更换刀片。g)造穴中，为防止对储层的伤害，钻井液应使用清水，避免使用泥浆堵塞储层的割理裂隙。在造穴及洗井过程中，必须及时捞取煤屑，并堆放在一起，以便计算掏穴直径。洗井结束，将钻具下到井底硬探人工井底，确定沉渣段长度。

4、煤矿采煤瓦斯抽采技术利用率提高措施

4.1选择合适合理的抽采参数

这里主要指的是钻孔直径参数，对邻近层进行瓦斯抽采时，如果对钻孔间距进行控制，使其相比之前要小一些，钻孔直径在树枝上如果偏大，这样对于钻孔数量越多的煤面来讲，瓦斯抽采也就相对安全一些。在此抽采过程中，邻近层瓦斯抽采是在泄压带内完成的，钻孔的位置也是在泄压带边角附近，钻孔数量要和瓦斯抽采时间相适应，避免瓦斯抽采时间不充足。无论是邻近层还是上邻近层，都要保证冒落带等出现在抽采区域内，避免这些破坏了地质结构的裂隙对瓦斯抽放产生影响。另外还要考虑各钻孔周围是否完整，保证瓦斯抽采的过程中是按照一定速度和一定量进行的，一旦出现裂缝问题，瓦斯就会泄露，同一区域的瓦斯含量和浓度就不会受到控制。钻孔位置不止在同一个层面上，毕竟瓦斯的涌出量不能确定，一切要以抽采安全和抽放效率为主。

4.2对钻孔布置方式进行选择

钻孔布置方式包括钻孔所在煤层，以及所在煤层的具体位置、钻孔数量、钻孔间距以及钻孔是否符合煤层抽采要求等。选择的钻孔布置方式是否符合钻孔要求，还要以瓦斯抽采时间是否充足为依据。不同位置钻孔形式也是不同的，比如在煤层底板处，就要选择穿层钻孔形式。在工作面顺槽和开切眼内选择顺层钻孔形式。在中厚煤层中，孔数和孔间距要和抽采时间成反比，在此煤层，抽采时间要求长。在顺层钻孔行驶中，钻孔的数量不能太少，钻孔间距和钻场间距是要受到控制的。在瓦斯抽采完毕，还要进行封孔，此时要对封孔质量进行控制，保证不会漏气，不会有新的瓦斯泄露。

结束语

煤矿企业要想取得长期可持续发展，必须做好各项安全工作，特别是矿井瓦斯抽采工作，选用的抽采方法一定要正确，同时应特别重视矿井瓦斯综合抽采技术的应用，抽采一定要全面、彻底，只有这样才能更好地保障矿井安全生产，才能为国家创造更多经济效益。

参考文献:

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