煤矿瓦斯治理“先抽后采”技术对策

王剑英

[摘 要]煤矿瓦斯事故具有非常大的社会危害性，在很大程度上影响人类的生命安全，同时也对煤矿生产规模和整体运营经济效益造成一定的影响，但科学有效的抽放及高效的运用煤矿瓦斯，可以显著提升煤矿行业的总体效益。煤矿瓦斯治理先抽后采的方式，在很大程度上有助于提高煤矿瓦斯治理工作，在确保煤矿开采安全性方面起到了非常关键的作用。本文阐述了煤矿瓦斯治理先抽后采的相关概述，分析了煤矿瓦斯的抽采方法，并对煤矿瓦斯治理“先抽后采”的作用进行了探讨。

[关键词]煤矿；瓦斯治理；“先抽后采”

中图分类号：S435 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）24-0343-01

煤矿瓦斯的主要成分是甲烷，是煤炭在生成和变质过程中遇到高温高压条件而产生的一种气体，该气体是一种较为清洁的燃料；在矿井生产中，瓦斯是一种有害气体，当瓦斯浓度达到一定浓度时，就会发生爆炸，不仅影响矿井的生产效率，还会对工作人员的生命安全造成极大的威胁。因此，在煤矿开采过程中，要对煤矿瓦斯进行综合治理，采取先抽后采的方式，达到既能获取瓦斯能源，又能保障安全生产的目的。

一、煤矿瓦斯治理先抽后采的相关概述

我国安全监督管理部门及其他相关部门，对目前煤矿瓦斯的现状进行了分析，同时提出了相应的处理措施和对策，其中先抽后采就是当中十分有效的治理方法。从其具体的概念来分析，先抽后采为我国煤矿瓦斯预防及治理奠定了坚实的基础，从长远发展的角度来防治和治理煤矿瓦斯事故的部署，归纳煤矿瓦斯长期治理的实践经验。先抽后采属于一种不同方法的总称，目前我国很多煤矿企业都构建了煤矿瓦斯抽放系统。

二、瓦斯抽放的目的意义及条件

1、目的。矿井瓦斯抽放的目的是以减少和减轻瓦斯威胁，使煤矿可以进行安全生产，抽放瓦斯时应利用机械设备和专用管道造成的负压，将煤岩层中存在或释放出来的瓦斯抽出来，输送到地面或其它安全地点并对其加以利用。若风流中的瓦斯浓度过高，则会严重威胁矿井的安全，抽放的目的就是通过抽放降低瓦斯浓度，以提高矿井安全。

2、意义。瓦斯抽放能减少瓦斯的涌出量，避免发生瓦斯燃烧或爆炸的情况，保证矿井的安全生产，减少事故的发生和人员伤亡；瓦斯也是一种能源，可用于工业生产和人民生活服务，变害为利，创造良好的社会效益和经济效益；瓦斯抽放并得以利用可以减少瓦斯对大气的污染，从而保护生态环境。

3、条件。我国安全生产行业标准《煤矿瓦斯抽采基本指标》规定：对符合下列情况之一的矿井，必须建立井下临时抽放瓦斯系统或地面永久抽放瓦斯系统：1）如果采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面的瓦斯涌出量大于3m3/min，则不能用通风方法解决瓦斯问题。2）矿井的绝对瓦斯涌出量达到下列条件：①大于或等于40m3/min；②年产量1.0～1.5Mt的矿井，大于30m3/min；③年产量0.6～1.0Mt的矿井，大于25m3/min；④年产量0.4～0.6Mt的矿井，大于20m3/min；⑤年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于15m3/min。3）开采有煤与瓦斯突出危险煤层。建立地面永久瓦斯抽放系统的矿井，应同时具备下列两个条件：瓦斯抽放系统的抽放量可稳定在2m3/min以上；瓦斯资源可靠、储量丰富，预计瓦斯抽放服务年限在五年以上。

三、煤矿瓦斯中抽采方法分析

1、煤层瓦斯的赋存特点。我国95%以上的煤矿都是采用井工进行开采，开采的深度较大，其中瓦斯的压力也较大及瓦斯的含量较高等特点，另外煤层的透气性也较低，一般煤层瓦斯不易在开采前进行抽放。在开采过程中，瓦斯的放散量较大，同时放散的速度也较快，加上一些开采的煤层地质条件比较复杂，所以很容易出现瓦斯爆炸现象。其中我国的国有煤矿大部分都是瓦斯矿井，而且瓦斯的含量较高，其中高瓦斯的矿井占有5O%以上。此外，在我国的大部分高瓦斯矿井中，煤层的透气性低很容易导致瓦斯爆炸。

2、煤矿瓦斯抽放方法。根据我国的煤矿矿井特点，瓦斯抽放的具体方法主要是以下几方面：1）预抽煤层瓦斯。该方法主要分为两种，即原始煤体预抽和采动卸压预抽，同时此方法也被称为区域性的瓦斯治理方法。2）随抽煤层瓦斯。该技术主要是在煤层的开采过程中，通过钻孔、巷道或埋管，然后随着工作面的开采过程，进行抽采涌向工作面的附近空间内的一些瓦斯。因整个煤矿瓦斯治理是一项全面的综合过程，所以需要与多种抽放方法进行配合。3）原始煤体预抽。该方法主要是开采一些无保护层的煤区，主要分为底板条带预抽、底板大面积预抽及煤层顺层钻孔预抽三种方式。因我国煤层的原始透气性较低，钻孔的密度较大和预抽的时间较长，所以在矿井中首选的是底板条带预抽法，这样可以消除工作面两巷与开切眼的一些危险。因此，“先抽后采”的治理方针不是单纯先抽去煤层的瓦斯再去进行开采煤炭的资源，而是需要根据煤层与瓦斯赋存的实际情况而采取不同的瓦斯抽放和开采方法，并确保整个开采的安全生产，同时确保煤和瓦斯的共采。

四、煤矿瓦斯治理“先抽后采”的作用

1、从根本上提高煤矿安全需要。瓦斯是一种以吸附状态赋存于煤层中的非常规天然气，其主要成分是甲烷，当其浓度达到5-16%时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。因此，瓦斯是煤矿安全生产的最大危害，煤矿瓦斯防治是煤矿安全生产的重要任务。“先抽后采”可以改善煤矿安全状况，提高煤矿生产安全保障程度。通过开展煤矿瓦斯抽采利用工作，可使高瓦斯矿井处于低瓦斯状态下开采，减少瓦斯涌出量，消除瓦斯突出危险。

2、从源头上提高节能减排效果需要。瓦斯是一种热值高、无污染的新能源，数据表明，瓦斯作为汽车燃料，每立方米煤层气发热量相当于1L高标号汽油，瓦斯作为居民燃气、锅炉和工业燃料，每立方米瓦斯发热量相当于1.3kg标准煤。若把煤矿瓦斯合理有效利用起来，用于发电、民用、汽车燃料等领域，可以减轻大气污染，而且还减少了煤灰占地产生的环境问题，避免了煤炭加工，运输时产生的扬尘等大气污染，有利于大气环境的改善。在此之前，采煤过程中排出的瓦斯，大多作为废气排入大气中，既造成了严重的安全隐患，又浪费了能源，同时也不利于环保。若将煤层气进行合理地开发利用，妥善处理瓦斯，不仅保障生命安全，还保护了地球这一人类家园。

3、调整煤炭产业结构，解放煤矿生产力需要。煤炭企业和地面煤层气开发企业通过建立健全抽采系統，开展管网输送，充分利用抽采的瓦斯作为能源和原料，实现产业化运营，可以带动道路、管道、钢铁、化工、电力生活服务等相关产业的发展，尤其是钻机、瓦斯抽采、瓦斯发电机组等设备制造业，可以有效拓宽就业渠道，增加就业机会，促进区域经济和社会的协调发展。开展煤矿瓦斯抽采利用，还能够解放煤矿生产力。在高瓦斯矿区，煤矿瓦斯治理对其建设至关重要，通过提前预抽、边采边抽和采空区抽采，能够从根本上解放煤矿生产力。

五、结语

“先抽后采”是适合我国煤矿瓦斯的处理方式，这一技术已较为先进。煤矿生产中“先抽后采”方法的应用，不仅使产业结构更合理，也可以降低煤矿开采的成本，对煤矿企业的发展，也提供了许多就业机会，对社会的和谐稳定也有一定的贡献。煤矿开发中“先抽后采”方法的使用，改善了整个行业的结构，从而为煤炭行业的可持续发展奠定了基础。

参考文献

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