劉 琪

（1 太原理工大學(xué)，太原 030024；2 山西晉煤集團(tuán)職教中心，山西 晉城 048000）

淺孔抽放技術(shù)在高瓦斯綜采工作面中的應(yīng)用

劉 琪

（1 太原理工大學(xué)，太原 030024；2 山西晉煤集團(tuán)職教中心，山西 晉城 048000）

本文闡述了淺孔抽放技術(shù)在高瓦斯綜采工作面中的應(yīng)用，具體包括淺孔抽放技術(shù)的原理、淺孔抽放技術(shù)和施工，以及淺孔抽放技術(shù)的管理策略。

淺孔抽放；高瓦斯；綜采工作面；應(yīng)用

0 引言

對(duì)于高瓦斯礦井的綜采工作面來(lái)說(shuō)，要想有效的治理瓦斯，需要礦井建立優(yōu)良的礦井通風(fēng)系統(tǒng)，還需要采取本煤層抽放、鄰近層抽放、高位裂隙抽放、采空區(qū)埋管抽放等綜合抽放措施，對(duì)礦井的瓦斯進(jìn)行科學(xué)治理，這樣才能從基本上保證綜采工作面的安全、高效生產(chǎn)。同時(shí)還需要考慮各個(gè)礦井的具體情況，有的礦井煤層地質(zhì)條件復(fù)雜，還有的煤層的采煤工作面的煤質(zhì)比較細(xì)密，煤層的透氣性較差，這樣就導(dǎo)致了抽放瓦斯變得十分困難，如果還采取上述的抽放方法就不能滿(mǎn)足采煤工作的需要，瓦斯超限的現(xiàn)象也會(huì)時(shí)有發(fā)生，這樣就嚴(yán)重地制約了綜采工作面的安全生產(chǎn)。針對(duì)這種情況，可以采用瓦斯抽放的新技術(shù)-淺孔抽放技術(shù)，在高瓦斯的綜采工作面上采取實(shí)施淺孔抽放技術(shù)對(duì)瓦斯進(jìn)行治理，一定能取得較好的效果，從而保證綜采工作面的安全、高效生產(chǎn)。

1 礦井瓦斯抽放的意義

1.1 安全方面

礦井瓦斯抽放從根本上降低了煤層瓦斯的含量及瓦斯的壓力，降低了礦井及采掘工作面的瓦斯涌出量。相對(duì)于通過(guò)通風(fēng)排除瓦斯來(lái)說(shuō)，采用抽采瓦斯是更安全，更有利于管理。瓦斯抽放也是解決瓦斯問(wèn)題的重要途徑之一。尤其是對(duì)于高瓦斯含量的煤層開(kāi)采來(lái)說(shuō)更是一個(gè)必不可少的工藝環(huán)節(jié)。因此說(shuō)采取抽放措施，將煤層中富集的瓦斯抽放出來(lái)，是解決瓦斯事故威脅、保障煤礦安全最為有效的措施。

1.2 節(jié)能環(huán)保

由于瓦斯是清潔、高效的資源，煤礦企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯的共采，通過(guò)瓦斯發(fā)電或者提純后作為清潔燃料使用。瓦斯的溫室效應(yīng)作用是二氧化碳的40倍以上，因此降低瓦斯的排放量勢(shì)在必行，同時(shí)國(guó)家也出臺(tái)了相關(guān)的鼓勵(lì)政策鼓勵(lì)煤礦企業(yè)綜合利用瓦斯?？紤]到瓦斯是一種優(yōu)質(zhì)的資源，對(duì)煤礦瓦斯進(jìn)行抽放并加以利用，不僅可以減少對(duì)環(huán)境的污染更重要的是還可以給煤礦帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)效益。

2 淺孔抽放技術(shù)的原理

在開(kāi)采行為的制約下，順著工作面推進(jìn)的支承壓力劃分成原巖應(yīng)力區(qū)、應(yīng)力集中區(qū)，以及卸壓區(qū)。應(yīng)力集中區(qū)的最大應(yīng)力比原巖應(yīng)力區(qū)的應(yīng)力大很多，這導(dǎo)致煤體出現(xiàn)破壞與變形。應(yīng)力集中區(qū)處于煤壁的前方，而峰值處于煤壁的前方。這個(gè)區(qū)域之內(nèi)受到超前動(dòng)壓的制約與塑性應(yīng)力的破壞，它的煤體構(gòu)造被破壞，出現(xiàn)了擴(kuò)容的情況，這大大地增加了煤層的透氣性，大量瓦斯吸附狀態(tài)往游離狀態(tài)轉(zhuǎn)化，以及瓦斯從采面深部涌出到煤壁方向，到達(dá)采面，使得上隅角聚集瓦斯。在抽放系統(tǒng)負(fù)壓的制約下，淺孔抽放鉆孔周?chē)拿簩油咚沽飨虺霈F(xiàn)改變，使得徑向流動(dòng)形成。在不斷延長(zhǎng)的時(shí)間下，增大了抽放的半徑，在影響至周?chē)榉趴着c煤層頂板間范圍的時(shí)候，采面周?chē)拿簩尤刻幵诔榉咆?fù)壓的影響之下，對(duì)淺部的煤體瓦斯進(jìn)行控制和隔斷，進(jìn)而從抽放鉆孔加以排放，這保障了采面生產(chǎn)的安全性。

3 淺孔抽放技術(shù)和施工

結(jié)合采面所供求的風(fēng)量，在回采期間認(rèn)真地根據(jù)明顯的危險(xiǎn)工作面進(jìn)行作業(yè)。實(shí)施“三八”制的作業(yè)形式，在檢修班進(jìn)行抽排放鉆孔的施工，確保成孔之后的迅速抽放。鉆孔打成立就將瓦斯抽放快速封孔器插入，進(jìn)而實(shí)施抽放，而生產(chǎn)班割煤的過(guò)程中暫時(shí)性地將采煤機(jī)前后的封孔器取下，在進(jìn)行割煤之后即刻插入實(shí)施抽放，進(jìn)而確保抽放時(shí)間的充足性，而最后的鉆孔聯(lián)網(wǎng)抽放需要保持兩個(gè)小時(shí)以上的時(shí)間，從而能夠?qū)崿F(xiàn)理想的抽放效果。在地質(zhì)狀況出現(xiàn)改變的情況下，需要將抽放鉆孔的排放時(shí)間與密度進(jìn)行適當(dāng)?shù)卦黾?，最終完全地排放煤體瓦斯。

4 淺孔抽放技術(shù)的管理策略

4.1 對(duì)抽放管路的漏氣現(xiàn)象進(jìn)行及時(shí)性地處理

應(yīng)當(dāng)定期地檢查抽放管路系統(tǒng)的一系列接頭，對(duì)于出現(xiàn)的管路漏氣實(shí)施處理，使得抽放系統(tǒng)的整體負(fù)壓得以提高，從而保障末端抽放負(fù)壓，只有如此，才可以使工作面單孔淺孔的瓦斯抽放量增加，最終實(shí)現(xiàn)理想的工作面抽放效果。

4.2 確保抽放鉆孔的嚴(yán)密性

在抽放實(shí)踐中，因?yàn)榉饪灼鞯膽?yīng)用管理問(wèn)題，封孔膠囊損壞的情況往往會(huì)發(fā)生，鉆孔由于礦壓的制約發(fā)生塌空與變形，往往導(dǎo)致封孔器的不夠嚴(yán)密性，進(jìn)而降低抽放的負(fù)壓，難以實(shí)現(xiàn)理想的抽放效果。為此，應(yīng)當(dāng)對(duì)損壞的封孔器進(jìn)行及時(shí)地更換，且安排專(zhuān)人進(jìn)行管理，進(jìn)而使淺孔抽放設(shè)施的使用效率大大地提高，確保封孔的質(zhì)量。

4.3 務(wù)必確保抽放瓦斯時(shí)間的充足性

在生產(chǎn)實(shí)踐中，生產(chǎn)班子占據(jù)抽放班與打孔班時(shí)間的情況往往會(huì)出現(xiàn)，這導(dǎo)致抽放時(shí)間的不夠，抽放的量比較小，進(jìn)而使得工作面生產(chǎn)班子回風(fēng)流涌出比較多的瓦斯量。為了將如此的惡性循環(huán)進(jìn)行改變，監(jiān)察部門(mén)與通風(fēng)部門(mén)務(wù)必強(qiáng)化監(jiān)督，保障生產(chǎn)企業(yè)實(shí)施循環(huán)、正規(guī)化的作業(yè)，保障抽放的時(shí)間，只有如此，才可以確保瓦斯?jié)舛鹊牟怀蕖?/p>

5 結(jié)論

1）因?yàn)闇\孔抽放技術(shù)能夠擴(kuò)容煤體，所以使得煤體的透氣性得以?xún)?yōu)化，且抽采和采煤時(shí)的鉆孔能夠邊抽邊打，這不但能夠降低工作面的瓦斯涌出量，而且能夠減少上隅角與回風(fēng)流的瓦斯?jié)舛取?/p>

2）因?yàn)橥咚钩榉陪@孔技術(shù)是淺孔抽放技術(shù)所實(shí)施的，這種技術(shù)便于操作、有著較高的穩(wěn)定性與安全性，所以，近些年以來(lái)在高瓦斯低透氣性的綜采工作面被廣泛地應(yīng)用淺孔抽放技術(shù)。

3）因?yàn)闇\孔抽放技術(shù)使得采煤工作面的正規(guī)循環(huán)使用效率以及瓦斯的抽放效率得以提高，這不但將工作面瓦斯超限的現(xiàn)象解決，而且大大地改善了煤礦井下采煤工作面的環(huán)境，以及大大地提高了生產(chǎn)效率，在高瓦斯厚煤層采煤工作面應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)有著重大的現(xiàn)實(shí)意義?？傊瑴\孔抽放技術(shù)在高瓦斯綜采工作面的應(yīng)用，不僅保證了礦井的正產(chǎn)生產(chǎn)，更重要的是它解決了綜采工藝在高瓦斯礦井中由于瓦斯問(wèn)題所帶來(lái)的難題，為綜采工作面治理瓦斯提供了可靠的技術(shù)管理手段，在煤礦安全管理上提升了技術(shù)管理的水平。因此，社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益巨大，具有推廣和借鑒的意義。

［1］張鐵崗.礦井瓦斯綜合治理技術(shù)［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2001.

［2］張鐵崗.礦井瓦斯綜合治理示范工程［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2004.

［3］魏風(fēng)清，張建國(guó)譯.煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)方法和防治措施［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2003.

［4］楊建國(guó)，歐陽(yáng)廣斌，劉偉，等.高突綜采工作面卸壓區(qū)瓦斯抽放技術(shù)［J］.中國(guó)煤炭，2003（10）：39-40.

［5］范付恒.回采工作面淺孔抽放快速封孔器的研制與應(yīng)用［J］.煤礦開(kāi)采，2006（4）：89-91.

劉琪（1985—），男，漢族。2007年畢業(yè)于哈爾濱理工大學(xué)安全工程專(zhuān)業(yè)，2012級(jí)太原理工大學(xué)礦業(yè)工程在職研究生在讀，目前就職晉煤集團(tuán)職教中心，工程師。