張 鋒

(山西新景礦煤業(yè)有限責任公司，山西 陽泉 045000)

0 引言

近幾年，瓦斯抽放技術的行業(yè)關注度逐漸提升，一是瓦斯事故影響面很大，二是瓦斯也是寶貴的能源，這也是與我國社會經濟蓬勃發(fā)展，煤礦產業(yè)迅速崛起的形勢密切相關。本文對瓦斯抽放相關影響因素進行了分析，提出了提高抽放效果的相應對策。

1 瓦斯抽放簡介及研究價值

在煤礦開采過程中，礦井中的瓦斯會大量涌出，單靠通風系統(tǒng)難以排除，也會給通風設備帶來巨大的負擔，利用瓦斯抽放技術可以降低煤層瓦斯壓力，減少安全事故的發(fā)生率，避免人員財產的巨大損失。同時瓦斯還是燃料，可變廢為寶的原材料。鑒于以上2種特點，研究瓦斯抽放技術是現在煤礦開采的發(fā)展趨勢，也是防止瓦斯事故發(fā)生的最根本目的。而當前我國的抽放技術只占瓦斯涌出量的20%～30%，研究抽放技術，提高抽放效率，是解決煤礦瓦斯問題最直接最有效的方法。瓦斯抽放符合國家政策的要求，可明顯降低礦井的通風成本，是減少重大瓦斯事故的根本措施，提高瓦斯抽放技術是具有安全生產、創(chuàng)造更大經濟和社會效益、符合環(huán)保要求的一項利國利民的措施。

2 煤礦瓦斯抽放技術的現狀

19世紀60年代，瓦斯抽放技術被引入我國煤礦行業(yè)。針對煤礦瓦斯?jié)舛雀叩膯栴}，瓦斯抽放技術應運而生，即借助于風流干預，實現礦下瓦斯自下而上的抽送，最終目的為控制瓦斯?jié)舛仍诎踩秶瑥亩档兔旱V通風危險系數，對于瓦斯抽放技術及其影響因素的研究非常重要。從總體來講，當前應用于我國的煤礦瓦斯抽放技術主要有：開放層抽放。通過打鉆、巷道等方式于煤層開放之時或開放之前進行瓦斯抽放的過程，整個過程的瓦斯抽放位于開放層。這一技術分為卸壓抽放、未卸壓抽放2種，兩者區(qū)分依據在于抽放時機，若開放受到影響則為卸壓抽放，若未受到影響則為未卸壓抽放技術。具體來講，開放層未卸壓鉆孔抽放技術，不適應于原始煤體，這與其透氣性特征密切相關。按照鉆孔同煤層間關系來講，有巖層鉆孔、穿層鉆孔之分；按照鉆孔角度來講，有水平鉆孔、上向鉆孔及下向鉆孔3種。開放層卸壓鉆孔抽放技術，基于放動影響，應力具體在工作面附近的分布情況會發(fā)生一定變化，以此形成了應力集中區(qū)域與卸壓區(qū)域。通常，基于卸壓區(qū)域范圍內煤層出現變化，故其透氣性有所改變；若打鉆孔抽放瓦斯位于這一區(qū)域，則抽出量便能顯著提升，同時瓦斯向外泄露能夠被有效阻止。

3 影響煤礦瓦斯抽放的因素

3.1 自然環(huán)境因素

自然環(huán)境因素對于煤礦瓦斯抽放效果的實施最為直接，具體來講，其影響效果主要與礦下瓦斯儲量、煤層天然透氣性兩方面密切相關。眾所周知，無論是瓦斯儲量還是狀態(tài)均直接受到地質條件影響，其中抽放量與煤層完整性以及瓦斯實際儲量密切相關，可以說后者是瓦斯抽放量的基礎，前者透氣性情況顯著影響瓦斯抽放效果，隨著透氣性變差，瓦斯抽放難度攀升，需要制定一系列提升煤層透氣性的方法，如煤層壓裂技術的運用。

3.2 技術工藝因素

技術工藝相比于自然環(huán)境因素屬于后天因素，針對瓦斯抽放設備與抽放管理兩方面進行重點探討。瓦斯抽放設備方面，所放用的主要有管路、鉆具、抽放泵以及鉆機等，抽放管路是瓦斯輸送的憑借通道，其長度、直徑、密封效果乃至阻力等方面都會對整個抽放過程產生直接影響，唯有瓦斯在管路中流通，才能最終實現瓦斯抽放。抽放泵是抽放過程得以實現的動力來源，唯有在動力支撐下，瓦斯才能由煤層中被抽放，并實現流通。另外，鉆機及鉆具等的選擇也非常關鍵。我國現階段尚且缺乏自主研發(fā)的高效率鉆機，所以有的在用國產鉆機與鉆具效率偏低，不能滿足抽放設計要求，會對于鉆孔成孔質量乃至整個抽放效果造成極大影響，所有的設備均引自國外。此外，在實際抽放過程中，各項具體參數，如鉆孔角度、孔徑、間距以及孔口密封材料與方法、鉆孔長度等方面都需要給予合理設置。例如，瓦斯抽放鉆孔技術非常關鍵，其質量高低直接影響抽放效果。鉆孔時，柔性施工非常有必要，鉆孔力度、轉速切忌太大，要適中，一旦與設計軌跡有所偏離時要即刻停止施工，并基于現存情況及時調整后續(xù)鉆孔參數方案；鉆孔不能鉆進頂底板，故鉆頭、鉆孔孔徑與穩(wěn)定器要盡量在一條直線上，防止發(fā)生偏離。瓦斯抽放管理方面，主要涉及5項參數內容，即瓦斯基礎參數的記錄與統(tǒng)計、瓦斯輸送管路與瓦斯泵等的敷設和拆除、鉆孔情況的檢查、管網防水情況及日常巡檢，以及整體瓦斯抽放系統(tǒng)檢查與管理?，F如今，我國煤礦瓦斯抽放管理水平普遍相對低下，僅有小部分煤炭企業(yè)技術水平合格甚至相對優(yōu)秀。一方面，這一現狀與企業(yè)對于瓦斯抽放重視度不足，未向員工傳輸足夠的相關常識，宣傳力度有待于加強密切相關；另一方面，員工的安全意識有待于加強。

4 提高瓦斯抽放的安全對策

4.1 瓦斯抽放所用設備安全系數要高

鑒于瓦斯抽放技術對于整個煤礦企業(yè)經濟效益，尤其對于工人人身安全意義重大，故整個過程所放用的設施設備要滿足安全要求，可靠性要有所保障。在進行煤礦瓦斯抽放設備的調研、采購過程中，一定要挑選正規(guī)廠家生產的可靠性好、壽命周期長的優(yōu)質設備，切忌只過分注重價格，而忽視了設備本身質量。鑒于瓦斯抽放過程的特殊性，設備要盡可能少更換，以降低安全事故發(fā)生幾率；同時，要對設備進行定期、不定期的檢修與維護，以使得設備得以長久正常運作。

4.2 不斷完善與優(yōu)化瓦斯抽放系統(tǒng)

煤礦企業(yè)，尤其是相關技術人員要積極尋求更為先進的抽放方法，并根據煤礦實際情況(如瓦斯來源、礦下采掘工藝等)進行抽放方案的優(yōu)化與調整，從而制定出一套符合本礦工作的新工作體系。

4.3 將采掘與瓦斯抽放時間平衡好

根據我國礦區(qū)地質實際情況看出，煤礦瓦斯抽放時間可以有效延長。這一情況主要源于當前瓦斯抽放消停作用相對較弱，其在礦下掘進中所起到的作用有待于提升的實際情況。因此，環(huán)境檢測部門可以在充分調研考察并確定煤礦實際條件的情況下，借助于采掘接續(xù)時間使得抽放時間有效延長。

4.4 提高采空區(qū)的瓦斯抽放效果

隨著煤層開采深度的加深，在深度煤層間、巖石層、巷道等區(qū)域往往會積聚大量的高濃度瓦斯，在對這些區(qū)域進行抽放時建議采取半封閉抽放法，提前進行埋管，配合切眼側密閉法對大量涌出的瓦斯進行抽放。

4.5 做好日常的監(jiān)測預防工作，提升自救能力

建立一套針對瓦斯抽放過程的監(jiān)控系統(tǒng)，對抽放過程24小時專人監(jiān)測，一旦瓦斯超限預警及時采取措施；在礦井下設立多個防爆庇護所，下井人員必須攜帶自救裝置，提高危險意識，提升自救能力。

5 結語

煤礦瓦斯抽放作為影響煤礦企業(yè)安全生產的重要技術，必將是一項長期而艱巨的任務，需要廣大學者不斷開展深入研究。通過瓦斯抽放過程的程序化、規(guī)范化，才能保證煤炭開采和瓦斯抽放的順利進行。隨著礦區(qū)開放深度加大，提高機械化裝備的研制和使用勢在必行，通過一系列技術上和方法上的突破創(chuàng)新能夠在保證安全前提下提高產能。只有將瓦斯抽放技術及其影響的對策、措施研究透徹，將先進技術和科學的抽放方法相結合，才能從根本上保證煤礦企業(yè)的安全生產。