溫紀(jì)凱

摘 要：我國(guó)煤炭資豐富，但大多數(shù)煤炭都位于巖層深處，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且伴有瓦斯，瓦斯是一種新型的優(yōu)質(zhì)能源，有著極強(qiáng)的開(kāi)發(fā)價(jià)值，但瓦斯也是一種容易引起爆炸的可燃性危險(xiǎn)氣體，在高濃度的瓦斯環(huán)境下，任何舉動(dòng)都可能引起一場(chǎng)強(qiáng)烈的爆炸，造成人員的傷亡，這嚴(yán)重影響了煤炭開(kāi)采工程，開(kāi)采煤炭必須要解決瓦斯問(wèn)題，“先抽后采”就是一種有效解決煤炭開(kāi)采過(guò)程中瓦斯問(wèn)題的方法，本文從先抽后采的內(nèi)涵、應(yīng)用目的、具體實(shí)施，以及先抽后采過(guò)程中的注意事項(xiàng)幾個(gè)方面，論述了煤礦瓦斯治理“先抽后采”的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：煤礦瓦斯治理 先抽后采 瓦斯開(kāi)發(fā)

中圖分類(lèi)號(hào)：TD82-9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）11（a）-0106-02

近年來(lái)，數(shù)次煤炭開(kāi)發(fā)工程所引發(fā)的瓦斯爆炸災(zāi)難引發(fā)了廣泛關(guān)注，瓦斯的主要成分是甲烷，甲烷是一種易燃物質(zhì)，瓦斯常常儲(chǔ)存在煤層附近的位置，這為煤礦開(kāi)采工作帶來(lái)了巨大的阻礙，但甲烷的可燃性以及燃燒后的環(huán)保性，也聚集了新能源開(kāi)發(fā)者的目光，對(duì)于采煤?jiǎn)栴}，人們思考的不再僅限于排除甲烷，而是上升到了煤、氣共采的高度?！跋瘸楹蟛伞本褪且环N能夠?qū)崿F(xiàn)煤、氣共采的開(kāi)發(fā)理念。

1 先抽后采的內(nèi)涵

瓦斯的開(kāi)發(fā)具有一定的危險(xiǎn)性，當(dāng)瓦濃度過(guò)量時(shí)，會(huì)產(chǎn)生爆炸，所以在煤炭瓦斯的開(kāi)采過(guò)程中應(yīng)該合理的進(jìn)行抽放，以避免瓦斯災(zāi)害的發(fā)生。我國(guó)有著諸多的煤炭瓦斯資源且一直都在開(kāi)采中，開(kāi)采的方式大致上分為兩種，一種是采用隨采隨抽的方式，一種是預(yù)先抽取的方式，在煤炭瓦斯的開(kāi)發(fā)過(guò)程中無(wú)論采取哪一種方式，都要伴隨著對(duì)瓦斯的治理，以先抽后采的方式進(jìn)行，以保障安全。

先抽后采的概念是在反復(fù)推敲我國(guó)煤炭瓦斯開(kāi)采的實(shí)際情況下后，結(jié)合多起瓦斯爆炸事件的誘因所提出的工作方針，先抽后采的實(shí)施需要確保在掘金和回采前做到抽采達(dá)標(biāo)以及消突，這集中體現(xiàn)了積極預(yù)防，兼顧治理的思想。在技術(shù)上，先抽后采主要依托于順層鉆孔抽放瓦斯、地面鉆井抽放瓦斯、穿層鉆孔抽放瓦斯和交叉鉆孔抽放瓦斯幾種技術(shù)。

2 先抽后采的目的

一方面，煤炭資源大多都深埋地下，與大量的沼氣相伴，沼氣是極為危險(xiǎn)的氣體，濃度過(guò)高的沼氣十分脆弱，若在不排出沼氣的前提下打井開(kāi)礦，稍不留神就會(huì)引發(fā)爆炸，煤炭開(kāi)發(fā)采用先抽取出沼氣，再進(jìn)行采礦的方式是為了保障采礦工程能夠在安全高效的環(huán)境下進(jìn)行。

另一方面，沼氣是優(yōu)質(zhì)的清潔能源，在開(kāi)采煤炭的過(guò)程中把煤炭環(huán)境中的沼氣回收利用，不但可以降低施工的安全風(fēng)險(xiǎn)，還可以獲得大量的優(yōu)質(zhì)能源。清潔的甲烷作為燃料不僅高效而且環(huán)保。

3 煤炭瓦斯抽放系統(tǒng)

煤炭瓦斯系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，包括安全裝置、氣流管道、流量計(jì)和瓦斯泵等多個(gè)組成部分，煤炭瓦斯開(kāi)采環(huán)境是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的環(huán)境，對(duì)各項(xiàng)組成部分都有著非常高的要求。

為保障煤炭瓦斯開(kāi)采過(guò)程中的安全，一般都采用真空泵或離心式瓦斯泵，在瓦斯的開(kāi)采與治理的過(guò)程中，如果流量過(guò)大很容易引起爆炸，而這類(lèi)泵可以有效地解決這一問(wèn)題，在縮小流量的前提下保持較高的真空度以及負(fù)壓力。煤炭開(kāi)采修建的礦道盤(pán)根錯(cuò)節(jié)，從主干道到直流岔路，都需要大量的管道，管道材質(zhì)一般采用鋼或者聚乙烯等材料，這類(lèi)的材料能夠很好地對(duì)抗腐蝕，同時(shí)保證了施工過(guò)程中必須的硬度和強(qiáng)度。在開(kāi)采之前要依據(jù)環(huán)境和物品的特性，在地面或地下放置防爆燈、避雷、回火等安全裝置，為了在抽放的過(guò)程中能夠精準(zhǔn)的測(cè)算出氣流量，就需要在合適的位置安裝流量計(jì)，以保證開(kāi)采治理的全過(guò)程在監(jiān)控中有序進(jìn)行。

4 煤炭瓦斯先抽后采實(shí)施

4.1 檢測(cè)為先

瓦斯是極為危險(xiǎn)的氣體，但并不是不可控制的，在瓦斯治理開(kāi)采的過(guò)程中，需要關(guān)注各種量表反饋的詳細(xì)參數(shù)，在開(kāi)采準(zhǔn)備工作中，施工人員借助在各個(gè)鉆場(chǎng)、鉆孔安裝的流量計(jì)等器材，可以幫助開(kāi)采者時(shí)刻關(guān)注開(kāi)采區(qū)域的流量、瓦斯的溫度、濃度、壓力差，采取人工監(jiān)測(cè)和現(xiàn)代化手段相結(jié)合的方式，對(duì)工程進(jìn)行精細(xì)化的掌握，根據(jù)量標(biāo)反饋回來(lái)的參數(shù)，開(kāi)采者可以全面地掌握開(kāi)采環(huán)境，及時(shí)地調(diào)整煤炭瓦斯系統(tǒng)的狀態(tài)，以保障安全。

4.2 抽取方法

4.2.1 對(duì)保護(hù)層中的瓦斯進(jìn)行抽取

對(duì)煤炭的開(kāi)采會(huì)造成地質(zhì)層面的破壞，產(chǎn)生斷裂帶、垮落帶、彎曲帶等，下面的巖層也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的斷裂，對(duì)于這些地區(qū)瓦斯的抽取，需要先將瓦斯引入到較容易進(jìn)行抽取的位置，利用多種鉆井和鉆孔方法相結(jié)合的方式對(duì)瓦斯進(jìn)行抽取。對(duì)于保護(hù)層瓦斯進(jìn)行開(kāi)采需要的技術(shù)并不高難，所需要的就是及時(shí)的監(jiān)控，以保障安全。為了更高效地開(kāi)采，可以將排采、抽采相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)煤氣工采。

4.2.2 井下本煤層中瓦斯的開(kāi)采

對(duì)于井下本煤層中瓦斯的開(kāi)采，首先需要的就是對(duì)開(kāi)采巷道進(jìn)行鉆孔，在巷道兩側(cè)鉆孔，臨近兩個(gè)孔的距離在5mm左右，每個(gè)孔的深度在10mm左右，若鉆的孔與開(kāi)采巷道偏離，便會(huì)影響開(kāi)采，所以在打孔的過(guò)程中，應(yīng)注意孔道的位置和深度。如若發(fā)現(xiàn)有一部分有突出的危險(xiǎn)，可以通過(guò)鉆孔的方式降低突出危險(xiǎn)發(fā)生的可能。為防止臨近煤層中涌出的瓦斯影響煤炭開(kāi)采，可采用隨抽隨采的方式進(jìn)行開(kāi)采。

4.2.3 針對(duì)地面鉆井處的瓦斯進(jìn)行抽采

針對(duì)地面鉆井處的瓦斯進(jìn)行抽采，首先，從地面向采煤層施工鉆井并進(jìn)行固井、完井；其次；要進(jìn)行裂壓，射孔等工作；最后，要完成降低液面的工作，就需要進(jìn)行排水，更換井口設(shè)備等。

針對(duì)部分滲透性不高的煤炭資源，應(yīng)采取綜合機(jī)械化分層開(kāi)采的方式進(jìn)行開(kāi)采，在開(kāi)采的過(guò)程中，瓦斯上升會(huì)導(dǎo)致回采層面聚集大量的瓦斯，面對(duì)這種情況，可以采取一井三用的方式，提前在沒(méi)有開(kāi)采的地方放置開(kāi)發(fā)井網(wǎng)布，提前對(duì)被保護(hù)的瓦斯進(jìn)行抽取，隨后再對(duì)條件較好的抽采井進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，最后對(duì)被保護(hù)區(qū)域內(nèi)采空區(qū)的瓦斯進(jìn)行抽取。

5 抽采的注意事項(xiàng)

5.1 合理把握瓦斯層的特點(diǎn)

煤炭資源一般都深埋地下，我國(guó)現(xiàn)階段開(kāi)采的煤炭資源大多都深埋在地下600m以下，這樣的煤炭資源都與濃度極高的瓦斯相伴，煤層的透氣性非常低，開(kāi)采起來(lái)極其危險(xiǎn)，因此，需要在開(kāi)采的全過(guò)程中進(jìn)行瓦斯抽放。

5.2 注意瓦斯抽放技術(shù)的掌握

瓦斯抽放是一個(gè)需要極高技術(shù)的工作，這體現(xiàn)在諸多方面，首先就是預(yù)壓預(yù)抽技術(shù)，對(duì)區(qū)域進(jìn)行瓦斯抽采，要讓區(qū)域中的某一領(lǐng)域的瓦斯得到有效的控制，便于之后的開(kāi)采活動(dòng)。其次就是隨抽技術(shù)，在對(duì)煤炭開(kāi)采的過(guò)程中，需要全程進(jìn)行瓦斯的隨抽，這就需要適時(shí)地布置管道，實(shí)施鉆孔并及時(shí)回收涌入地面的瓦斯。

瓦斯開(kāi)采是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，在瓦斯的開(kāi)采過(guò)程中，監(jiān)控是第一位的，還應(yīng)該對(duì)開(kāi)采的工具和開(kāi)采的方式進(jìn)行優(yōu)化組合，綜合多種手段，精細(xì)化開(kāi)采。例如，在開(kāi)采保護(hù)面的瓦斯時(shí)，需要及時(shí)回收工作面附近的瓦斯，以防瓦斯災(zāi)難的發(fā)生，在這個(gè)過(guò)程中，還可以借助預(yù)抽的方式，為瓦斯降壓，從而控制瓦斯的濃度，降低危險(xiǎn)事件發(fā)生的幾率。

6 結(jié)語(yǔ)

濃密的瓦斯環(huán)境給煤炭開(kāi)采帶來(lái)極大的障礙，先抽后采的理念，能夠有效地排除甲烷對(duì)煤炭開(kāi)采的干擾，與此同時(shí)，抽取的甲烷作為一種優(yōu)質(zhì)的能源也可以被有效利用，可以說(shuō)是一舉兩得。然而，要應(yīng)用先抽后采的方式進(jìn)行開(kāi)采，需要很多的技術(shù)支持，各項(xiàng)設(shè)備達(dá)標(biāo)是首要的，開(kāi)采者必須按照儀器使用要求和開(kāi)采技術(shù)要求嚴(yán)格地進(jìn)行操作，時(shí)刻監(jiān)管，安全為先。面對(duì)復(fù)雜的資源，需要結(jié)合多種技術(shù)，抽絲剝繭地解決好開(kāi)采環(huán)節(jié)中的問(wèn)題，在安全的前提條件下，高效開(kāi)采，回收的甲烷氣體應(yīng)該合理利用，實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化。

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