敖超

【摘要】煤礦安全無(wú)小事，尤其是瓦斯爆炸事故，每次都會(huì)導(dǎo)致大量的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，產(chǎn)生惡劣的社會(huì)影響。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)政府和煤礦企業(yè)都十分重視煤礦瓦斯的治理與防治策略。隨著技術(shù)的發(fā)展，以保護(hù)層開(kāi)采及卻壓瓦斯抽采技術(shù)和強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)為代表的區(qū)域性瓦斯治理技術(shù)受到國(guó)家和煤炭企業(yè)的高度重視，得到了長(zhǎng)足發(fā)展，為中國(guó)煤與瓦斯突出煤層的安全高效開(kāi)采提供了技術(shù)保障。有鑒于此本文從開(kāi)采保護(hù)層、卸壓瓦斯抽放、加強(qiáng)預(yù)抽煤層瓦斯等方面對(duì)煤礦區(qū)域性瓦斯治理的技術(shù)進(jìn)行探究。

【關(guān)鍵詞】瓦斯治理；煤礦區(qū)域性；技術(shù)發(fā)展

隨著技術(shù)的進(jìn)步和瓦斯治理工作的進(jìn)步，近年來(lái)我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)事故呈現(xiàn)穩(wěn)步下降的趨勢(shì)，因瓦斯導(dǎo)致的安全事故也在不斷減少?？梢?jiàn)強(qiáng)化瓦斯管理與防治措施，有利于提高煤礦安全生產(chǎn)成效，為煤礦生產(chǎn)工作的順利開(kāi)采提供保障。

一、煤礦區(qū)域性瓦斯治理的意義與治理技術(shù)

（一）區(qū)域性瓦斯治理的意義

煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)問(wèn)題一直我國(guó)政府和企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，2016年的金山溝煤業(yè)瓦斯爆炸事故，即是由于企業(yè)不重視，違規(guī)越界開(kāi)采而且是在沒(méi)有瓦斯抽采設(shè)備的情況下進(jìn)行，開(kāi)采期間礦井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)不能正常運(yùn)行；導(dǎo)致28人死亡的重大安全事故。具體來(lái)說(shuō)，我國(guó)煤礦瓦斯事故主要可以分為瓦斯爆炸、煤與瓦斯突出、瓦斯燃燒和窒息。瓦斯爆炸、瓦斯燃燒和窒息事故的原因之一是瓦斯積聚達(dá)到一定的濃度。例如瓦斯?jié)舛冗_(dá)到5%至15%時(shí)，有可能引起瓦斯爆炸事故；瓦斯?jié)舛却笥谇?時(shí)，有可能引起瓦斯燃燒事故；由于瓦斯積聚使空氣中氧氣濃度降到12%時(shí)，人感到呼吸非常短促。因此強(qiáng)化瓦斯治理，不僅能夠保障企業(yè)的正常生產(chǎn)，而且能夠取得良好的社會(huì)效益。

（二）區(qū)域性瓦斯治理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

針對(duì)區(qū)域性瓦斯治理目前有保護(hù)層開(kāi)采及卸壓瓦斯抽采技術(shù)、強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)兩種。保護(hù)層開(kāi)采及卸壓瓦斯抽采技術(shù)保護(hù)層開(kāi)采及瓦斯抽采規(guī)劃要求具備保護(hù)層開(kāi)采條件的突出礦井必須提前3至5年制定保護(hù)層開(kāi)采及瓦斯抽采規(guī)劃，調(diào)整礦井開(kāi)采部署，制定礦井開(kāi)拓、掘進(jìn)和回采接替計(jì)劃，以及配套的瓦斯抽采和治理技術(shù)方案，保護(hù)層工作面應(yīng)正常銜接，做到“抽、掘、采”平衡。保護(hù)層開(kāi)采過(guò)程中的瓦斯抽采是保護(hù)層安全開(kāi)采的重要保障，被保護(hù)層卸壓瓦斯強(qiáng)化抽采是區(qū)域性消除被保護(hù)層突出危險(xiǎn)性，有效降低煤層瓦斯含量，由高瓦斯煤層轉(zhuǎn)變?yōu)榈屯咚姑簩拥谋匾獥l件。保護(hù)層開(kāi)采、被保護(hù)層卸壓瓦斯強(qiáng)化抽采，經(jīng)被保護(hù)層區(qū)域性消除突出危險(xiǎn)性認(rèn)證后，才能在被保護(hù)層中進(jìn)行采掘作業(yè)。為了實(shí)現(xiàn)被保護(hù)層的安全高效開(kāi)采，一般需要采取相應(yīng)的瓦斯抽采方法相配合。

強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)主要是對(duì)于單一突出危險(xiǎn)煤層，無(wú)保護(hù)層開(kāi)采條件時(shí)，多采用強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯的方法來(lái)防止煤與瓦斯突出，同時(shí)降低煤層瓦斯含量。例如針對(duì)煤礦瓦斯壓力大，瓦斯含量高，而且地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，小斷層多的情況。在采掘過(guò)程中必須采取措施對(duì)瓦斯進(jìn)行抽放，釋放一定的瓦斯壓力、瓦斯含量，使煤層達(dá)到消突效果。因此生產(chǎn)中對(duì)于突出區(qū)域，在煤層頂板或者底板布置專用瓦斯抽放巷。在專用瓦斯抽放巷的兩幫分別布置鉆場(chǎng)，再通過(guò)鉆場(chǎng)布置穿層鉆孔對(duì)突出煤層的瓦斯進(jìn)行預(yù)抽。

二、煤礦區(qū)域性瓦斯治理技術(shù)的具體應(yīng)用

在前文的研究中主要對(duì)區(qū)域性瓦斯治理的意義以及常用的兩種治理方法進(jìn)行了分析，主要有保護(hù)層開(kāi)采及卸壓瓦斯抽采技術(shù)、強(qiáng)化預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)兩種。本節(jié)以某煤礦為例，對(duì)這保護(hù)層開(kāi)采及卸壓瓦斯抽采技術(shù)在瓦斯治理方法的具體應(yīng)用進(jìn)行論述。

根據(jù)多年的瓦斯治理經(jīng)驗(yàn)，保護(hù)層開(kāi)采技術(shù)被公認(rèn)為是最有效的突出煤層瓦斯防治技術(shù)，保護(hù)層開(kāi)采過(guò)后，位于其上部或是下部的被保護(hù)層在保護(hù)層采動(dòng)作用下卸壓、膨脹變形，并在煤體內(nèi)形成裂隙，致使煤層透氣性增加，瓦斯活化，煤體吸附瓦斯得到解吸，煤層中新形成的裂隙使瓦斯具備流動(dòng)的條件，再通過(guò)預(yù)先施工好的穿層鉆孔或是地面鉆井將卸壓瓦斯抽采出來(lái)，降低煤層瓦斯含量和壓力，將高瓦斯突出煤層轉(zhuǎn)變?yōu)榈屯咚狗峭怀雒簩?，徹底消除煤層的突出危險(xiǎn)性。

首先是從風(fēng)巷中向煤層底板采用下向穿層鉆孔，透過(guò)煤層，進(jìn)入頂板0.5m。沿風(fēng)巷從里向外依次施工鉆孔，每15m施工1組，每組施工4個(gè)鉆孔，風(fēng)巷內(nèi)的下向穿層鉆孔首先抽采B8煤層的原始煤體瓦斯，待工作面推過(guò)去之后，鉆孔進(jìn)入沿空留巷內(nèi)，煤體獲得卸壓，此后鉆孔開(kāi)始抽采B8煤層的卸壓瓦斯。為了滿足B8煤層大量卸壓瓦斯抽采的需要，待工作面回采形成沿空留巷后，在補(bǔ)打部分下向穿層鉆孔，提高煤層的卸壓瓦斯抽采能力，按照每10m施工1組穿B8煤層的鉆孔，每組2個(gè)。

其次從順槽向底板施工穿層鉆孔，抽采煤層工作面下部煤體瓦斯，鉆孔穿透煤層，進(jìn)入煤層底板0.5m，沿順槽從里向外依次施工鉆孔，每15m布置1組，每組4個(gè)鉆孔，此外為攔截來(lái)自其他煤層中的瓦斯進(jìn)入工作面，從順槽中向煤層采用上向穿層鉆孔，每15m布置1組，每組2個(gè)鉆孔。

第三是沿空留巷埋管瓦斯抽采將管路鋪設(shè)于風(fēng)巷，然后將支管接到管路上來(lái)完成埋管瓦斯抽采。工作面過(guò)開(kāi)切眼向前推進(jìn)一段長(zhǎng)度，將直徑為200mm、長(zhǎng)度為3.5m的2根支管鋪設(shè)于開(kāi)切眼處，抽采采空區(qū)的瓦斯，工作面繼續(xù)推進(jìn)，推進(jìn)過(guò)程中，沿著推進(jìn)方向，20m為一個(gè)區(qū)段，將直徑為325mm的支管鋪設(shè)于區(qū)段兩端，進(jìn)而保證瓦斯抽采的持續(xù)性。鋪設(shè)支管期間，對(duì)巷道進(jìn)行填充，支管設(shè)于充填垛中，支管口與充填垛內(nèi)墻相距應(yīng)小于0.3m，且應(yīng)處在充填垛中上部位置，沿空留巷埋管瓦斯抽采。

最后風(fēng)巷下向順層鉆孔瓦斯抽采由于煤層傾角大，且下被保護(hù)層風(fēng)巷標(biāo)高稍高于上保護(hù)層風(fēng)巷標(biāo)高，造成風(fēng)巷下部約30 m的條帶煤體得不到保護(hù)，為了有效抽采該條帶煤層瓦斯，同時(shí)加大卸壓煤層的瓦斯抽采能力，最大化減小煤層瓦斯涌入保護(hù)層工作面，從風(fēng)巷中沿煤層傾向施工下向順層鉆孔，鉆孔間距5 m，孔深60 m。

三、小結(jié)

區(qū)域性瓦斯治理中，由于對(duì)各種地質(zhì)、開(kāi)采條件下突出發(fā)生的規(guī)律還沒(méi)有完全掌握。雖然煤與瓦斯突出機(jī)理方面的假說(shuō)很多，但人們普遍認(rèn)同綜合作用說(shuō)，即煤與瓦斯突出是地應(yīng)力、瓦斯壓力和煤的力學(xué)性質(zhì)綜合作用的結(jié)果。隨著礦井開(kāi)采深度的增加，煤與瓦斯突出的動(dòng)力地應(yīng)力和瓦斯壓力不斷增加，而煤與瓦斯突出阻力煤體強(qiáng)度卻不斷下降，導(dǎo)致煤與瓦斯突出災(zāi)害日趨嚴(yán)重。但我們相信隨著區(qū)域性瓦斯治理技術(shù)的推廣和研究的深人，以區(qū)域性瓦斯治理技術(shù)為核心的技術(shù)體系必將成為突出礦井安全高效開(kāi)采的重要技術(shù)保障。

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